La Lumière électrique
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- La Lumière Électrique
- REVUE HEBDOMADAIRE DES APPLICATIONS DE L’ÉLECTRICITÉ
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- Précédemment
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- : y -
- y^;,u ' --Y
- 4 V*
- REVUE HEBDOMADAIRE DES APPLICATIONS DE L’ÉLECTRICITK
- -0-^-0-
- DIRECTION SCIENTIFIQ UE
- A. d’ARSONVAL A. BLONDEL Eric OERARD j-
- PROFESSEUR AU COLLÈGE DE FRANCE PROF. À L'ÉCOLE DES PONTS ET CHAUSSÉES, DIRECTEUR DK L’iNSTITUT
- ;a;"'MEMBRE -DE. ^INSTITUT . ;• •' : -. MEMBRE DE''L’lNSTITUT ÉLECTROTECHNIQUE MONTEFIOhE >
- IVL LEBLANC
- PRÉSIDENT DE ,LA COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE -
- O. LIPPMANN J. VIOLLE
- PROFESSEUR A, LA SORBONNE, ~ Pr AU CONSERVAT. Nal DES ARTS ET METIERS
- ^ MEMBRE DÉ L’iNSTITUT MEMBRE DE L’iNSTITUT
- A. WITZ
- Dn DE LA FACULTÉ LIBRE DES SCIENCES DE LILLE, MEMBRE CORR* DE L’iNSTITUT
- D1RÉCTEUR-RÉD ACTEUR EN CHEF : Jacques de SOUCY, ino^ieur-conseil
- •7
- TOME XXXIV (a« Série)
- 3° TRIMESTRE 191 6
- l
- î
- RÉDACTION et ADMINISTRATION
- 6, RUE DU ROCHER, 6
- PARIS
- )
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- \t^^bttRiéj#*'»nikée «
- SAMEDI 1« JUILLET 181B.
- Tools X$X1V (8* Strto). N« 27
- SOMMAIRE
- P. POITJUJjfOL. — Recherches sur les régulateurs de tension à lame vibrante (Suite).
- P. BOUCAULT- — Droit pour le distributeur nop payé de supprimer le courant.......
- 1 PubRçationsteclmiques
- Stations centrales Station à convertisseurs rotatifs. — E.-P.
- . A®stin .'/ iv *". . . . '. . . .V,"'. :-. .. .. . . . ; . . . : l3
- Transmission et distribution '
- Simplifications dans la Construction des sous-stations aériennes. — M.-M. Samubls ..... 16
- Emploi dç fil de fer pour les lignes électriques de transmission et de distribution d’énergie aux Etats-Unis. Récupération du cuivre des lignes existantes en Autriche............. 20
- fiiCHJERGIÏÉS SUR tES RÉGULATEURS DE TENSION A LAME VIBRANTE
- ' (Suite) (*).
- L’auteur après avoir, dans Un chapitre précèdent, étudié le fonctionnement du régulateur sur une dynamo ç, vide, établit les équations du fonctionnement en charge dans les cas les plus importants de-fa pratique ) il étudie ensuite Finfluence du décalage des balais de la génératrice et différents dispositifs destinés à stabiliser la tension-
- B. ÉTUDE DU FONCTIONNEMENT EN CHARGE
- Nous n’ayons envisagé jusqu’ici que le fonctionnement de la dynamo a vide. Quels sont les phénomènes nécessaires qui vont se produire én charge ? -
- Nous considérerons deux cas particuliers, qui sont les plus importants en pratique : débit sur résistance, débit sur accumulateurs.
- Mise en charge; sur résistance pure à excitation séparée.
- Les phénomènes accessoires dus au passage du courant dans l’induit rendent impossible la substitution des tangentes aux courbes- aussi, dans le calcul suivant, ne faisons-nous plus cette simplification; il serait aisé de voir dans quelle mesure les conclusions simplifiées données pré-
- (<) Voir La Lumière Électrique du a4 juin 1916, p. 389.
- cédemment sont modifiées en cas de fonctionnement à vide; il suffirait pour cela dans les équations finales, de faire R, — 00 et I =0. Les modifications qui en résulteraient sont bien peu importantes. .
- On à comme précédemment pour le courant d’excitation dans la phase montante :
- i — g — j1
- r r
- Soient Ri la résistance extérieure etl le courant débité, on a pour la tension aux bornes l’expression :
- U = E — pi — >,— = Ril; (a5) d’où, en remarquant que E = K/ :
- . (p + ROl + Xj^K^-^Eo-
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- ? ' f LA LUMIÈRE' ÉLECTRIQUE T.XXXIV (2' Série). — N°27.
- r
- L’intégr.ale sans second membre est :
- I =C,e--r h
- i
- droù, en formant-7^* et en remplaçant dansl’équa-
- O/lf ' ^
- tion (a5) : /
- KR„ 1 v+«(. K /f+Bi r\
- Ct=z----X—j-rr t- * — [E0 — Mije\ . i) -)-C2;
- r p+r*i 7
- et enfin :
- 1= KK» |JEn~ «1
- /•(p+R|) /' /(p+R|)-/-X
- Posons :
- l _ü. ~ ,+ll,f -e t -+ L2e a .{aü;
- Par suite de la self-induction de l’induit il y à, nécessairement continuité des courants débités, donc : '•
- pour t= o :
- I — I2 — a — p’ C'2,
- pour t = 0 :
- — i, -
- I = I, — a’ — p'e 1
- t+ Bi
- (G)
- ; (ô)
- les équations de continuité du courant d’excitation subsistent et on a comme précédemment :s
- m2 __ E0. e0 —- m, _ _ri(
- 12 r r
- e 1
- : (E)
- '•(p-fR.)
- En — K. l
- X /• l (p -f R,) — r\~ :
- nous écrirons :
- - rTi _t±Üi t
- l = a —-fe -f- C,e . .(^7)
- Au temps t — o :
- 1 = I, =*_ (3 + C2, (A)
- au temps t-=-- t, :
- ___r l ____’< ~t~ B' ^
- I = I2 = a — p<? 1 ' -f C2e ‘. (B)
- *
- P/iase descendante : l’équation du courant d’excitation est de forme analogue :
- la tension est exprimée suivant une équation analogue à l’équation (a5), l’intégration se fait de même, et en posant:,
- KK,
- ''(P.+ K.)
- a'
- l
- f (p-f R,) —/‘'a
- on obtient :
- r'
- -•JtÜ! *
- 4- C'ae x
- (28)
- i —' —
- 1 r
- Dans le système des 6 équations (A) à (F) nous connaissons la valeur E0 4e la tension d’excitation, les selfs et résistances des circuits ; le régulateur nous donne la valeur de la tension maximum Rt I2 de la phase montante, qui produit le déclanchement ; enfin nous admettons que 0. constante du régulateur, est connue aussi ; nos inconnues sont //2 (qui nous donneront jî et p'), /, durée de la phase montante 1,, C2 et C'2; soient donc six inconnues. Le système est déterminé.
- En pratique, la solution analytique serait absolument inextricable ; maison peuttoujouis la calculer papapproximations successives; pour cela, on tire u, de (F) en fonction de m2 et on
- r t
- porte dans (E); on tire de cette égalité e 1 en fonction de m2; on porte alors dans (B) ; on donne à C2 et tx des valeurs arbitraires (par exemple C2 — .0, ce qui évite de se donner t^ ët on peut résoudre par rapport à ; on en tire
- alors U\ et e 1 d’où tx et e x ; les valeurs de a, et «2 déterminent (3 et 0'; il ne reste plus qu’à porter ces valeurs dans (C) pour connaître C'2 cils valeurs [3, (3' et C2 dans l’équation (A) égalée à (C) pour avoir C2; on porte alors celte valeur dans (B), ce qui donne une nouvelle valeur de «2 plus rapprochée de la valeur exacte; on recommence les calculs et ainsi de suite jusqu’à ce que les valeurs trouvées dans deux approximations successives diffèrent aussi peu qu’on le veut. On devra, à chaque fois, déterminer avec
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- 4* Jüillet 1916. ; v < LA, LUMIÈRE BLRGTRl QU B
- l'équation fi) la valeur de.I2 et voir de ebmbien elle'diffèrë dé la valeur, donnée.
- Nous avons calculé complètement ces valeurs pour la dynamo de 5«> watts à deux vitesses différentes K = 16 (920 tours par minute) et K = 40 (i3too toups par minute); nous avions admis pour cela que 6 reste le même entre la marche à vide (pii l’équation (a) permet de le calculer facilement) ët la marche en charge; nous avons trouvé ainsi les valeurs suivantes à 1 % près. Données:
- /’ — 8 r' — 120 R, == 2 1 = 1u, 31
- X -=r oh,i E0 — 10 i2 = 5,4
- on trouve :
- 3
- rieur.; plus la charge est grande et plus l’effet de cette dernière est grand, c’est-à-dire que les oscillations diminuent d amplitude et augmentent de durée ; l’expérence confirme très exacte-
- l° Pour K —. 16 ;
- I — ^(5____3e-u,i t _)_ g-27t
- I == o,4g3 — 2,iïI ë~-9I>5 * -j- 7,03 e-*271.
- a» Popr K = 40 :
- I = i8,5 — 1,7,56 e-8-« t -)- 4,48 <?-27 *
- >tI =. 1,23 — 1,8 6 e-27 r,;
- II .est facile de voir que, dans la période dite montante, le courant (et la tension aux bornes) commencent pan baisser légèrement pour remonter ensuite, ët inversement dans la période de descente; ceci est facile à comprendre puisque la self de l’induit tend à s’opposer aux variations de courant.
- Mais en même temps, les valeurs calculées ci-déssus montrent que la variation de tension est beaucoup plus lente qu’à vide; il devient alors inadmissible de considérer 0 comme ayant la même Valeur qu’à vide ; cette durée doit être beaucoup plus grande ; en fait, on sait que, lorsqu’on met une telle machine en charge, les battements de la tension ralentissent beaucoup; mais si la charge augmente, la lumière obtenue avec cette- machine s’améliore parce que l’effet _H_R t ^
- régulateur C2e * s’accroît; à ce point de vue, la mise en charge agit à peu près comme les amortisseurs Rechniewski (voir plus loin) ligure 10.
- Nous pouvons dire en résumé que la tension se compose d’une constante et de deux quantités variables, l’une amortie suivant la constante de temps du circuit d’excitation, l’autre d’après la constante de temps du circuit induit —' exté-
- mentees résultats; en outre, le maximum de tension Um remonte légèrement par rapport au
- fonctionnement à vide.
- •
- Mise en charge sur résistance pure à auto-excitation.
- Dans ce cas, les deux circuits ont une partie commune. On a (fig, 11) les relations suivantes :
- Phase montante :
- i<7 - p(l-f-f) — x^(i+o = Ril=™-f- l<2t (a9-:io) d’où :
- dl 1 / di1 d2i\
- dt~ \âf + lJtV'
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE T. XXXIV (2* Série); ~ H* 277
- Nous pouvons transformer les relations (ag-'io) et écrire :
- [K - (p + <•)] i - il + >) % - P1 + xJt —
- on a finalement, en posant :
- K-(p + '' + s;)=a-
- , : v. + '.q - 9.
- Xf
- R.
- Ri
- 1%
- l’équation suivante :
- i= C4ei*</ -f- C2er«*
- avec :
- F-
- — P±y/p2-|-4«r
- >ï
- Les valeurs [At et (a2 sont réelles ; il est facile de voir que si X est petit, la valeur de [Aj diffère
- K-(/ + ?)
- peu de
- l -j- X
- étant positive, tandis que ja2
- est négatif et relativement très grand; le second terme, beaucoup plus amorti, est une sorte de terme correctif. /
- Au temps t == o :
- f, — C( -(- Ga (A)
- et au temps t — fn fin 4e la période dite montante, on a :
- — Ciei*1** -f-C2ei«'i. . (B)
- La tension aux borrtes U est la valeur cherr chée ; nous avons :
- + -j-C2(7\-f-7;A2) (3i)
- pour t — o :
- U : U,
- Ut = G, [r -f- (A,/) C, (/’•-}- ia2/) (G)
- pour t = ti :
- U = U2;,
- cette, valeur est donnée par le réglage du régulateur ; on a alors :
- U2 = C, (/• -f- (a, J) + C2 (/• + iasl) et»‘>. (D)
- Phase descendante : , .
- Les équations sont absolument de même forme mais/• est remplacé par/•'; posons :
- ‘ - VK f • ! H,)
- i? 4- Xr''
- on a
- d’où
- avec
- / + X -j-
- di
- R,
- dîi
- “'''+ S ~ T 2P = °-i = CVr'i' 4. C'2ei*'î«
- F —
- — P'iy/V2 4- 4a’v
- Il y a continuité du courant d’excitation ; donc pour t — o :
- l : - <2
- 4 — C'4 4- C'2
- (E)'
- et pour # 0 :
- i=it'
- 4 = G^erVi. (F)
- La tension aux bornes de la machine est :
- U — r'i4— C', (/•'-f [A\l)et* 4- C',(r'4- [aV) et*.
- Dans le cas où la machine était à vide, nous avons vu qu’il y avait, au changement de sens du courant d’excitatiqn, une variation instantanée
- . . di .
- de tension, due à la discontinuité de ; mais
- at
- en charge, cétte discontinuité de la tension est inadmissible; en'effet, le débit se faisant sur résistance seule, toute variation instantanée de la tension donnerait lieu à une variation propor-» tionnelle du courant débité; la self de l’induit s’y opposerait; donc nous devons nécessairement admettre la continuité des tensions ; par suite,
- pour t =- o :
- 'U = U,
- U2 — G', (/•' + |A\l) -f G'2(/-' 4- [Ay) (GV
- et pour t = 0 :
- u=u,
- u( — C't (>•' -t- |A't/) et* 4- C'2 (/•' 4- ia'2/) (H)
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- 4«- Jïiili,etr49ïè. . LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 5
- Si nous admettons que 0, durée du rappel de la palette du régulateur, est donné par construction, nous voyons que le système d’équations (A à H) contient 8 inconnues, savoir ii} ia, C,, C2, Ç',, C\, Ui et ti, et est entièrement déterminé.
- La solution algébrique de ce système d’équations serait absolument inextricable ; mais il est possible dans chaque, cas de le résoudre par approximittipns > pour cela, nous remarquons que est positif ; ^négatif et de valeur absolue beaucoup plus grande; comme £, est nécessairement positif, il s’ensuit que dans l’équation (D) le terme C2 {>' +1^) es*'* est très petit et peut être négligé en première approximation ; le système est alors facile à résoudre numériquement, les premières valeurs trouvées différant d’ailleurs très peu des valeurs exactes.
- Nous avons calculé les valeurs de ce système comme au cas de l'excitation séparée ; l’analogie des équations est d’ailleurs visible ; on trouve comme précédemment que la période dite montante commence par une légère baisse de tension et la période dite descendante par une remontée, suivant la même allure que celle de la figure io.
- ' On trouve aussi qu’il est inadmissible de supposer que 0 est le même qu’à vide et à excitation séparée, les valeurs ainsi obtenues ne donnant que le commencemeixt des' arcs de courbes ; la durée„des oscillations augmente donc de façon sensiblé, mais leur amplitude diminue.
- Par rapport au fonctionnement en auto-excitation à vide, on remarque que les maxima de tension tendent à baisser, ce qui s’explique: la self de l’induit, par son action sur le courant inducteur, tçnd à produire de brusques sautes de tension ; mais par son action sur le courant utile, cette, self tend à s’opposer à ces variations rapides ; en somme le débit étouffe les changements de tension instantanés. Nous donnons ci-dessous à titre d’exemple, les résultats de mesures de tension exécutées avec le régulateur shunt de notre machine de 5o watts.
- Excitation séparée. A vide. En charge.
- Maximum io,53 (*) 10,8a (3)
- Minimum 10,00 w 10,04 (4)
- En auloexcitation.
- Maximum i!.;8 (5) 11,02 (7)
- Minimum 8,06 (6) 9,58 (»)
- On voit l’influence de l’auto-excitation : à vide (5) est plus élevé que (i) et (6) plus bas que (2) ; l’influence de la mise en charge est également nette; en excitation séparée (3) est plus grand que (i) au contraire, en auto-excitation (7) est plus petit que (5); la variation des minima suit aussi la loi prévue.
- Mise en charge sur accumulateurs.
- Dans les dynamos pour l’éclairage des autos ou wagons, la mise en parallèle avec batterie est la règle ; la charge de,la batterie, étant fonction de la différence entre la tension aux bornés de la machine et la force électromotrice de la batterie, est naturellement beaucoup plus que proportionnelle aux variations de tension de la dynamo; il-résulte de là un effet régulateur du à la chute ohmique dans l’induit; en outre, cette variation de courant ralentit beaucoup les oscillations bien plus encore que si l’on charge sur résistance seule ; aussi, si des lampes sont en parallèle avec le tout, les fluctuations de la lumière sont-elles pratiquement nulles ; mais en outre les oscillations du courant de charge de la batterie sont plus faibles que celles qui correspondraient aux variations de tension à vide, précisément par suite de cet étouffement des oscillations.
- Fonctionnement en charge. Décalage des balais.
- Lorsque les balais d’une dynamo pourvue d’un régulateur à lame vibrante sont décalés, la tension moyenne devient fonction de la vitesse; elle baisse pour un décalage en avant et augmente au contraire pour un décalage en arrière, lorsque la vitesse croît. ,
- Ce phénomène, qui a suscité de nombreuses recherches, est particulièrement facile à relever en traçaht une courbe analogue à celle de la figure 3, mais en remplaçant les volts par les ampères débités sur une batterie moyennement chargée; de petites variations de force électromotrice donnent alors de notables différences de débit; le décalage des balais produit l’effet indiqué sur la figure ia.
- Le phénomène s’explique aisément_si l’on se reporte à ce que nous avons dit de l’influence de la vitesse sur la marché à vide; le point minimum E, tend vers le point maximum E2 quand
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- T. XXXIV (2* Série). R*97V
- la vitesse augmente; le magnétisme rémanent renforce cet effet.
- Or, un dépalage de balais en arrière, en charge, produit nne force magnétomotrice positive à peu près constante si les oscillations sont petites; tout se passe, % ce point de vue, comme si le magnétisme rémanent était fortement augmenté ; le minimum de tension remonte avec la vitesse et le coiirant sur batterie croît encore plus vite; les valeurs tendent d’ailleurs vers une limite qui est la tension minimum E2; l’écart n’est donc pas ordinairement très grand- Au contraire, le décalage en avant a pour résultat la préation d’une force magnétomotrice antagoniste, d’une sorte «Je rémanent négatif, si l’on veut; les oscillations
- 4, Calage des balais au neutre
- , _—— i lameAR
- _.__ Z lames AR
- ------i lame AV
- _____Z lames A V
- •Vitesses c/e rotation
- de la tension sont donc rendues bien plus rapides et par suite v, diminue lorsque la vitesse crôît et que la force magnétomotrice résultante diminue ; l’efïetpeutd’ailleurs être très important, puisque y n’a pas de limite inférieure.
- Amortisseur.
- M, Rechniewsld a propose de munir la dynamo d’amortisseurs en cuivre massif placés autour des pôles.
- L’expérience montre qu’on obtient ainsi une amélioration considérable de la tension ; de plus si l’on utilise une machine à balais décalés en avant, la baisse de courant, lorsque la vitesse croit, ne se produit plus.
- Quel est l’effet de ces amortisseurs ?
- Soient (fîg. 13) Jle coefficient de self de l’inducteur, V celui de d’amortisseur, M le coefficient d’induction mutuelle; soient i et T les courants à un instant donné, /• et R les résistances, on a, 'si 14 est la tension aux bornes de l’inducteur :
- - 1 , di x - m
- *=r,+,a«+Mæ -
- di' , „ dl
- . o = RI + M - +
- en posant II' = M2, ce qui est exact si les fuites
- I !\! '
- «' !
- Fig. x3.
- sont négligeables de l’inducteur à l’amortisseur, on a :
- u — ri <— y "I; si la tension u est fixée, on a :
- di!
- dt
- R .. dl ~ M — — o, 1 dt
- , dt,
- en résolvant par rapport a — et en portant dans u, on a finalement :
- (3a)
- Tout se passe alors comme si la self était augmentée, ce qui diminue la constante de temps; les oscillations sont plus lentes et, par suite, leur amplitude diminue (voir éq. 16).
- On pouvait d’ailleurs s’attendre à ce résultat en remarquant qu’une induction mutuelle tend à s’opposer aux variations de flux.
- Il est clair que si R est très faible, ce qu’on obtient en utilisant un amortisseur en cuivre massif, les oscillations diminuent beaucoup.
- On remarquera que nous avons, pour simplifier, envisagé u comme cônstant; mais il est évident
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- *«* Juillet *8*6. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- -que nôtre, conclusion serait à peine modifiée, si n variait.' 1
- ^ Signalons en passant que cette équation explique très bien pourquoi les machines à pôles massifs fonctionnent toujours mieux avec les régulateurs vibrants que les dynamos à pôles feuilletés,; on comprend en outre que si l’amortissement est suffisant, il contrebalance et au delà . l’accélération des variations de tension due au décalage des balais.
- \
- Autre amortisseur Rechniewski.
- M. Rechnie\vski. a indiqué un second procédé pour obtenir un même résultat (amélioration de la stabilité et annulation de l’effet du décalage des balais). (
- Cette méthode consiste dans l’emploi d’üne résistance sans self en parallèle avec les induc-
- Fig. 14.
- eurs (fig. i/»). Dans la période de montée du courant, la résistance R' est directement sous la tension normale; son influence est donc nulle sur la marche du régulateur. Au moment de la rupture, la tension aux extrémités de cette résistance tombe instantanément à la valeur de la tension aux bornes des inducteurs ; à çe moment, on à évidemment :
- ri l ^ ~ RW . at
- et en négligeant la résistance et la self d%, l’induit :
- ri+ +
- de plus :
- i" = l + i'
- d’où ;
- (K — r) i — lR (1 + «') « o.
- En remplaçant i' par sa valeur tirée, de la pre-, mière équation, il vient s
- ,Tr . , de R / . , , di\
- [K -r-, r)} -l--- [ri + lJt) = o
- ou :
- qui a pour solution :
- . U2 K-(«+»•) .
- 1 = e 1 ;
- (3,
- dans l’équation (a) qui correspond, nous avions, en remarquant que r1 = r -)- R :
- . «2 K~(W,
- 1 = — e 1 ;
- r
- M$\
- la résistance sans self R' a donc d’augmenter r et l dans le rapport
- pour résultat R+R'
- R'
- mais
- comme r est petit devant R, l’effet sur le numérateur est négligeable, tandis qu’il peut être assez sensible sur le dénominateur ; enfin de compte, la variation du courant se trouve ralentie comme au cas précédent.
- L’expérience montre toutefois que ce genre d’amortisseur ne vaut pas celui que nous avons décrit plus haut; il a en outre l’inconvénient de consommer du courant e.t cela d’autant plus que R' est plus petit, c’est-à-dire que l’efficacité du dispositif est plus grande.
- Bobinage spécial.
- {
- Une modification du système ci-dessus consiste à remplacer la résistance sans self delà figure 14 par un bobinage additif sur la bobine B, (conformément |au schéma de là figure i5. Admettons que le bobinage B'estenfil assez fin, et comporte peu despires, le trouble qu’il apporte aux valeurs du courant d’excitation est alors négligeable; par contre, il a Sur le régulateur deux-effets—.-
- i° Dans la période montante, il se trouve branché en parallèle avec le bobinage principal du
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- T. XXXIV (2* Série). 27.
- régulateur; les ampères-tours résultants sont donc légèrement augmentés et la tension maximum diminué un peu.
- 2° Au moment du décollement du vibreur, les deux systèmes inducteur et bobinage auxiliaire se trouvent couplés en opposition. Soient r, et lt la résistance et la self du bobinage auxiliaire; si,
- ce qui est le cas, la valeur de — est très grande
- r+R — K '
- devant-----j---- nous pourrons admettre que
- lünducteur n’est pas troublé par la présence du
- bobinage auxiliaire (dans l’essai que nous avons ...r+R-K
- tait; ------------= 220 et - = 107 000), ncus pou-
- vons écrire toujours :
- . «2 (’+«), 1 — — e ~ r
- et en considérant le circuit A. E. C. D.
- • 1 ? * « 7 di±
- rt + ldt~r'h + llTt
- ou :
- d’où
- di __ n2 K — (/• -J- R) K —(r-f-H) (
- T. — x ——————— g 1 ;
- dt r. I
- r - K -i- (r + R)~| K-(r+R)
- u*u—7—r 1 =
- _ dit m2 k — (R+i-;)f
- - rtit + ^ _ (K - R) e 1
- L’Intégrale sans second membre est :
- if, = C,e '
- En formant et en remplaçant dans l’équa-
- dt .. •
- tion complète, on trouve l
- c,=“Æïïx..
- r r, K—(R+j,)"| ,
- *L T,H---— j‘+c?;
- v^-ftK-tr+R)]^ r. v
- le courant dans lë bobinage auxiliaire est donc :
- «i =
- «, (K-R) .1 «-.(R.+rJ,
- X ® 1 * “j” C2c h *
- On peut remarquer que r, et K— (Il r) sont du même ordre de grandeur, mais /, est beaucoup plus petit que/ (io4 fois) ; nous'pouvons donc?-négliger le termeÀ [K — (R -j- r)] et écrire : ^
- • ~ ui (K — R) ^
- h Z -T--------- e < + Caë u. ;
- rtr
- d’autre part, comme la montée du courant a été relativement très lente, eu égard à la constante de temps du bobinage auxiliaire, le courant au moment de la rupture (t — o) est sensiblement :
- E»
- K»!.
- ~rn’
- donc
- ^ Kh2 (K — R) n2 R«2
- n 1
- /;r,
- rrt
- l’équation définitive du courant dans le bobinage auxiliaire est donc :
- 7/„ r K —(R + r) . n /î
- *, = I (K — R) e--------— ‘ + Ra “7/ . (33)
- Le premier terme est négatif, le second positif ; la variation de courant, composée .de deux termes inégalement amortis, a alors l’allure indiquée figure 16 ; I est la courbe
- Ü|R-K) **=*?"';
- ri\
- II la courbe
- “sR -r-±t -2— e h
- et III lu résultante ; le courant change donc rapidement de signe.
- On remarquera que nous n’avons pas tenu compte de l’induction mutuelle entre les deux enroulements B el-B'; le Calcul exact serait très
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- '& Juillet i9Ïe.- ; la lumière électrique .
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- laborievix'et le résultat différerait d’ailleurs très peu de celui qu’on obtient ainsi : on pourrait voir que si Tj est là'résistance de ce bobinage, i’équation reste la mêmé en remplaçant l par : * K
- 7 — ,-** ni', m est d’ailleurs très petit devant l.
- • üf* ^ ^ •
- En réalité, le courant i'i est un peu en retard
- bur i; il faudrait aussi tenir compte inversement de ce que lé courant it engendre une force électro-
- motrice dans le circuitBpar induction mutuelle; la /perturbation' dépend alors des constantes du
- circuit extériéur ; ces corrections compliqueraient
- beaucoup Te calcul sans modifier en rien nos conclusions générales.
- Celles-ci sont évidentes : aux ampères-tours principaux de la bobine B et suivant à peu près la tension, se superposent des ampères-tours d^abord de même sens, diminuant très vite et changeant de signe pendant la décharge; le réèultat est que lé flux diminue plus vite que si le bobinage B était seul ; le temps 0 se trouve réduit et l’amplitude des oscillations aussi ; leur fréquence est plus grande.
- Il est d’ailleurs facile de faire l’expérience, de préférence s faible vitesse, de manière à augmenter les fluctuations de la tension ; l’adjonction du bobinage spécial améliore beaucoup la lumière; on complète l’expérience en inversant le bobinage auxiliaire ; on amplifie alors les oscillations et la tension devient très vacillante.
- Ce dispositif n’offre que peu d’intérêt pour les grosses machines et les tensions relativement élevées,. c’est-à-dire lorsque la constante de temps des circuits inducteurs est petite ; mais il peut rendre des services' dans les très petites machines quand la tension est très oscillante.
- (A suivre.) Poitrimol,
- Ingénieur E. P. C.
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- . K-
- LA! LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Sérié), 2IJ
- -----------------------------,-----------— —
- DROIT POUR LE DISTRIBUTEUR NON PAYÉ DE SUPPRIMER LE COURANT
- RÉFLEXIONS A PROPOS D’UN JUGEMENT DU 19 MARS 4915
- Ne pas être payé,... et être tenu de fournir du gaz ou de l’électricité ! Cela paraît aux distributeurs être la négation même du bon sens le plus élémentaire; ils ont parfaitement raison; mais, même quand on n’est pas payé, il (y a certaines précautions à prendre pour supprimer le courant, et nous avons déjà, à plusieurs reprises, averti les lecteurs de la Lumière Electrique des précautions qu’ils ont à prendre pour éviter l'ennui d’être l’objet de demandes en indemnité, pour suppression trop rapide que les tribunaux n’hésitent pas à appeler « vexatoire... injurieuse... » Ün nouveau jugement du tribunal de Paris du IX* arrondissement nous donne l’occasion de revoir cette question pleine d’actualité (*).
- I
- Avant de donner le texte de cette décision récente, rappelons tout d’abord les principes.
- En règle générale, quand un consommateur ne paie pas son fournisseur, celui-ci ne peut, de son autorité privée, considérer comme résilié le contrat qui le lie à son client. Sans doute, la police d’abonnement constitue bien une convention bilatérale, obligeant le distributeur à donner la lumière et le consommateur à en payer le coût; et il est écrit dans l’article 1184 du Code civil que, dans les contrats synallagmatiques, ou bilatéraux, la condition résolutoire est toujours sous-entendue, pour le cas où Tune des parties ne satisferait point à son engagement; mais le même article, voulant empêcher que l’on se fasse justice à soPmême, s’empresse de déclarer que « le contrat dans ce cas n’est pas résolu de plein droit; la partie envers laquelle l’engagement n’a point été exécuté a le choix, ou de forcer l’autre à-l’exécution de la convention lorsqu’elle est possible, ou d’en demander la résolution avec des
- (*) On en trouve le texte dans la Revue des Concessions, livraison dç janvier à juin 1916, page 53.
- dommages-intérêts ; la résolution doit être, demandée en justice, et il peut être accordé des délais pour se libérer » ; donc, il résulte de ces termes que le distributeur non payé ne pourra se faire justice en supprimant la fourniture, et, dans le silence de la police, pour le cas où les factures mensuelles ne seraient pas réglées, il doit saisir le tribunal, et faire rompre pour inexécution' la convention qui l’engage vis-à-vis du consommateur.
- C’est ce qu’à décidé la Cour de Cassation elle-même, à propos d’une affaire Denise contre la Société d’Electricité du Yar, qui se présentait dans les circonstances suivantes. Un avoué de Draguignan avait, sinon une police, au moins un engagement Verba.l résultant de l’execution qui lui avait été donnée par les deux parties, lui permettant d’obtenir, de la Société d’Electricité du Var, une fourniture de courant payable mensuellement au prix de o fr. 70 le kilowatt ; cette société fit connaître à l’avoué Denise qu’à partir du i*r mai 1911, l’électricité lui serait facturée au prix de o fr. 90 le kilowatt; il se refusa à payer les factures mensuellement présentées, et, le 12 juin 1911 le courant lui fut coupé ; il assigna alors en dommages-intérêts la société fournisseur devant le Tribunal civil de Draguignan qui, le 14 avril 1912, déclara, qu’alors même que la Société aurait averti, verbalement par ses employés et même par lettre, l’avoué Denise de la suppression qui le menaçait, il n’y aurait pas, dans ces faits, une mise en demeure suffisante, et que la Société aurait dû faire procéder à une mise en demeure régulière.
- Saisie d’un pourvoi régulier contre cette décision, la Cour de Cassation, dans un arrêt du 3 juin 1913, a constaté (*) :
- i° Que les avertissements donnés à Denise ne constituaient pas une mise en demeure suffisante de remplir ses obligations, et n’avaient pu, en
- (*) On trouve le texte de cet arrêt dans la Revue des Concessions ; loco citato, page n3,
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- 1** JÜillet 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE r- ii
- conséquence, entraînée la résolution du contrat qui.liait la Société.
- a0.Que s’il pouvait appartenir à Celle-ci d’exiger , üne augmentation du prise de ses fournitures et de rèfuser d’en Continuer le sèrvice aü même, prix que dans lé paSBé,, c’était à la condition d’obtenir de la justice, sinon de Denise, la résiliation du contrat existant entre elle et lui, et que, de sa propre autorité, elle n’avait pas le droit d’y mettre fin.
- 'telle est donc bieh la situation d’une Société, vis-à-vis d’uhë personne n’ayant pas dé police, oü — ce qüi est la même chose — ayant une police muette sur le cas oit le courant ne serait pas paÿé : elle ne peut se délier qu’ëh saisissant le tribunal, en faisant valoir l’article 1184 du Code Civil, en demandant à la juridiction compétente la résiliation, mêtfie avec dommages-intérêts, .s’il ÿ à lieu.
- II
- On comprend aisément que cette situation ne soit pas ^aite pour eneburager les distributeurs à rédigèr des poliÔes incomplètes ; et aujourd’hui toutes les polices, ou à peu près, prévoient la défaillance du consommateur, et notamment sa mauvaise volonté à payer ce qu’il doit aux échéances prévues. Généralement, nous lisons, dans le texte de ces contrats, cette phrase bien connue : « A défaut de paiement dans les cinq jours qui suivront la présentation de la facturé, la Société pourra refuser de continuer la fourniture. »
- Dans ce cas, il est bien certain que la Société de distribution n’a pas besoin de recourir aux tribunaux, puisque son droit de suspension de courant est écrit en toutes lettres dans le contrat qui lié les parties.
- Mais une question se pose. Une mise en demeure est-elle nécessaire, et, dans le cas de l’affirmative, comment doit être faite cette mise en demeure ?
- Il faut répondre affirmativement. Une mise en demeure est nécessaire, au moins dans le cas que nous indiquons, c’est-à-dire dans celui de la formule que nous venons de transcrire. Sans doute, la phrase précitée permet à la Compagnie de suspendre le courant, et il n’y a pas lieu de recourir au tribunal, pour faire rompre renga-
- gement — àvànt de cesser la fourniture. Màis si le débiteur est dans son tort ldrsqü’il se trouve én retard dans l’exéoütiott de Son obligation, il n’en est paé moins vrai qu’il fafit encore faire constater ce retard, ; c’est ce que l’on exprime én disant que la seule échéance du-tërlne né met pas le débiteur en demeure, à moins que le contrat ne l’ait formellement jprëvü (J), et le créancier doit interpeller son débi-* teur. Cette interpellation résulte en principe d’une sommation signifiée par ministère d’huissier ; elle peut résulter d’actes équivalant à une sommation tels qu’un commandement, ou, en général, de tous actes susceptibles d’interrompre la prescription : la mise en demeure pourrait même résulter d’une simple lettré missive, dont l’envoi d’ailleurs ne pourrait guère être prouvé qüe si elle avait été chargée ou recommandée ; ' du moins, la jurisprudence reconnaît-elle aux juges le pouvoir de le décider ainsi, suivant les circonstances, surtout en matière commerciale. (Daily, Dictionnaire de Droit, Y0 Obligation n“ io et suivants.)
- En ce qui concerne les distributeurs d’énergie, nous conseillerons toujours de faire la mise en demeure par acte extrajudiciairé, s’il s’agit d’un consommateur civil; s’il s’agit d’un consommateur commercial, on peut à la rigueur se contenter d’une lettre recommandée ; nous préférerions cependant une sommation extrajudiciaire afin d’éviter' toute difficulté, deux jugements de Versailles l’un du 12 mai igo5 et l’autre du 19 avril 1910, pouvant être sur Ge point opposés l’un à l’autre. Mais nous devons reconnaître que, dans le jugement du tribunal de paix que l’on va lire, le juge s’est montré très large et a admis qu’en présence de la clause précitée la mise en demeure pouvait résulter des fiches demandant le paiement laissées par l’encaisseur suivies d’un avis, déclarant que, « faute par lé consommateur d’avoir payé sa dette, la Compagnie se verrait obligée, à son grand regret, de cesser la fourniture du gaz à l’expiration du délai de cinq jours comptés à partir de la première présentation ».
- (1) Article 1139 du Code civil : «Le débiteur est constitué en demeure, soit par une sommation ou un autre acte équivalent, soit par l’effet de la—convëïti(>n quand elle porte que, sans qu’il soit besoin d’acte et par la seule échéance du terme, le débiteur sera en demeure. »
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- 12 LA LUMIÈRE
- Nous donnons d’ailleurs immédiatement le texte de ce jugement :
- « Attendu qu’il résulte des débats que, le n février 1915, la Société défenderesse a supprimé le service du gaz dans le logement occupé par X..., rue Y... ; que celui-ci prétend que cette mesure lui a causé un préjudice pour lequel il demande une réparation de 3oo francs; que la Compagnie répond que, n’étant pas payée, il lui. a fallu user de la faculté réservée par sa police : « à défaut de paiement dans les cinq jours qui suivront la présentation de la facture, la Société pourra refuser de continuer la fourniture du gaz .
- « ... Attendu que rencaisséur s’est présenté
- au domicile de X... lé i5 janvier; que n’étant pas payé, il eut soin de laisser une fiche annonçant un.second passage cinq jours après; que le 20 janvier, il est revenu comme il l'avait déclaré, mais que cette fois sa visite fut inutile; que, par une seconde note, il prévenait X... d’avoir à faire acquitter sa dette au bureau auxiliaire, rue Tur-bigo, n° 65 ; attendu, enfin que la Compagnie adressa à X... un dernier avis lui faisant savoir que, faute par lui de venir acquitter sa dette, elle se verrait obligée, à son grand regret, de cesser la fourniture du gaz à l’expiration du délai de cinq jours comptés à partir de la première présentation ;
- « Attendu que X... ne tint aucun compte de ces multiples mises en demeure, ne jugea pas à propos d’y répondre, soit par une démarche, soit même par une simple lettre; que c’est ainsi que la Compagnie dut supprimer le gaz à la date du 11 février, alors qu’elle aurait pu user de son droit depuis le 20 janvier, soit vingt-deux jours plus tôt; qu’on est porté à croire que cette suppression était sans intérêt pour X..., si l’on remarque que c’est seulement après quatre jours, le i5 février, qu’il fitjsommationfde lui rétablir
- ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2* Sérié)M^27f
- le service, bien qu’il n’eût point accompli ses obligations; que, pourtant, la Compagnie, fit immédiatement droit à sa demande;...
- « Par ces motifs, le tribunal déclare X... mal fondé dans sa demande de j3Ôo francs de dorn-mages-intérêts, l’en déboute, etc. »
- Quelle serait la formule la meilleure à adopter pour éviter tous ces ennuis et mettre du côté du distributeur le maximum de chances en cas dé procès ? Ce serait, à notre avis, celle qui contiendrait une clause très nette indiquant que, faute de paiement, la suspension de la fourniture aurait lieu sans sommation et de plein'droit. On rentrerait ainsi dans la sphère de l’article »i3g, .qui déclare : « Le débiteur est constitué en demeure... soit par l’effet de la convention quand elle porte que, sans qu’il soit besoin dïacte et par la seule échéance dii terme, le débiteur sera en demeure.» Bien des actes notariés portent cette clause, par exemple que le non-paiement des intérêts échus rendra sans sommation le capital exigible. Nous devons, par conséquent, dire que, dans un acté bilatéral, même sous seings privés, la clause aurait le même effet: dans ces conditions, une lettre recommandée serait suffisante puisqu’elle serait de surérogation. La formule à employer serait donc la suivante : « A défaut de paiement dans les cinq jours qui suivront la présentation de la facture, la Société pourra cesser la fourniture du courant et prendre toutes mesures à cet effet, de plein droit et sans sommation, sous toutes réserves de poursuivre par les voies de droit l’exécution des présentes conventions ». >
- Paül Bougault,
- Avocat à la Cour d’Appel de Lyon.
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- i*' Juillet 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE *3
- PUBLICATIONS TECHNIQUES
- STATIONS CENTRALES
- Station à convertisseurs rotatifs. —
- E.-P. Austin.
- }- \ ' :
- Cette installation donne un exemple du cas où l’on a à combiner deux réseaux alternatifs à périodicité différente et un réseau à courant continu. Èn effet, la station dont il-s’agit ici fournit l’énergie à un réseau de distribution à 3 fils et à un réseau de traction ; tous deüx alimentés en cdiurant continu. >
- Lès génératrices de la station sont communes au^ deux réseaux et fonctionnent comme machines shunt pour l’éclairage, comme machines corçipound pour la traction. Deux tableaux desservent l’un et l’autre réseau.
- Un convertisseur Auxiliaire peut, suivant les besoins, être alimenté de* courant continu et fournir du triphasé à 5o périodes, porté à G 6oo volts par un transformateur-sürvolteur, ou transformer l’alternatif en continu et débiter sur les barres omnibus à courant continu de traction ou d’éclairage.
- Mais il devint également nécessaire de se fournir d’énergie à un réseau alternatif voisin à 3o périodes et de transformer ce courant pour alimenter en continu l’un ou l’autre des deux réseaux. On jugea bon, aussi, que la machine à installer dans ce but pût, le cas échéant, être inversée et fournir du courant alternatif à 3o ou 5o périodes, en s’alimentant de continu aux barres omnibus de l’un ou l’autre réseau ; elle constituerait ainsi un générateur de secours pour toutes les conditions de service. Ces desiderata ont été réalisés par le moyen d’un convertisseur pouvant marcher à deux vitesses avec champ en dérivation et donner sa puissance nominale à chaque vitesse.
- Un alternateur de6 6oo volts, 5o périodes, a été annexé à l’installation pour marcher en synchronisme avec les convertisseurs à 5o périodes. Cette'machine est commandée par un régulateur de tension^agissant sqr le champ de L’excitatrice
- et qui est actionné par chaîne, de l’arbre même de l’alternateur. '
- La recherche d’un maximum de souplesse a donc eu pour résultat de compliquer grandement l’équipement dont la figure i donne un schéma, tandis que la figure 2.est un diagramme des connexions du convertisseur 5o par 3o périodes.
- Deux panneaux et pupitres de commande dont les interrupteurs s’enclanchent mécaniquement pour éviter les erreurs de manœuvre et de synchronisation sont affectés à ce dernier convertisseur.
- Les convertisseurs sont à pôles auxiliaires et
- •tmffibus de fraction c*contmu Barres omnibus dectgirsg* c ^continu
- Interrupteur CJ* “ ©
- | AInSi/i J surrbsrgu
- tien dîffcrêe
- • et À -JL*.
- Barrej omnibus,
- Bar rts omnibus, So pér.
- enroulement compound, l’excitation shunt étant réalisée normalement par l’excitatrice montée sur l’arbre du convertisseur. Sur le même arbre et relié au côté alternatif, est encore monté un survolteur compound indépendant, muni d’un potentiomètre et d’un rhéostat, de façon à laisser une large marge au réglage de la tension.
- Les schémas montrent que les enroulements compound du champ principal et du survolteur sont reliés en série et qu’il faut, ou permuter ces enroulements, ou les mettre en court-circuit, suivant la nature du courant d’alimentation et les barres omnibus auxquelles §ont reliées Jeg machines,
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- 14
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV(2' àét*lê), ^H* 27.
- Du côté continu, les dispositifs de commutation permettent les combinaisons suivantes :
- i® Sur les barres omnibus du circuit d'éclairage :
- a) Transformation de continu en. alternatif : machine compound avec compoundage inversé.
- b) Transformation d’alternatif en continu :
- machine shunt. t ' •
- et ne nécessite, par èuite, aucune commutation. Les convertisseurs sont mis en . marche par le côt^ contiiiu et synchronisés de là’manière ordinaire.
- La manœuvre du second convertisseur est un peu différente. On le démarre habituellement en-prenant le courant sur les barres de traction, comme moteur compound, on synchronise [à<
- Barres omnibus, 50périodes.
- Aux instruments
- du tableau
- Champs Strie principsur'' et champs des eonnrf>j»*vr*
- 'Enroulement compound •tfeo* interrupteurs
- Continu -u Alternatif I Alternatif Continu I
- Aux barras omnibus de tr+ e t.
- f Aux barres omnibus d'erteunxgc
- Fig. a.
- 4° Sur les barres omnibus du circuit de traction :
- c) Transformation de continu en alternatif : machine compound avec égalisatrice en circuit.
- .t?) Transformation d’alternatif en continu : machine compound avec égalisatrice en circuit.
- L’enroulement des pôles auxiliaires inverse sa polarité avec le sens du courant d’induit
- 3o périodes, et on le coupe immédiatement du eirçuit des barres à courant continu. Renversant alors le eompoundage; la machine est mise en parallèle avec ces mêmes barres.
- Les diverses combinaisons propres à donner la sûreté de fonctionnement et le bon rendement des machines ont compliqué les mesures de protection efficace de tous les générateurs ; à cet égard; le système des relais mérite une mention spéciale. La nature du, trafic exige, des réseaux
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- Juillet lôié., /' LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 43
- de traction par courant continu et des réseaux alternatifs, une certaine capacité de surcharge de courte durée pouvant atteindre mo % pendant quelques secondes.
- C’est pourquoi, des relais à surcharge et action différée ont été placés à toùs les disjoncteurs; ces relais sont ajustables aux conditions courantes. Comme les convertisseurs sont à fonctionnement réversible, les relais à surcharge du côté continu sont excités par des shunts du circuit principal ou actionnés par des commutateurs. Du côté alternatif des convertisseurs ainsi que pour l’alternateur, des relais inverseurs à surcharge et action différée sont reliés à un circuit de commande à courant continu et, d’autre part, des relais triphasés pour inversion de courant actionnent le même organe de déclic des interrupteurs à huile. Ces derniers sont nécessaires pour empêcher des complications quand les convertisseurs et l’alternateur débitent en parallèle; ils empêchent aussi des perturbations dans la fourniture de courant continu en cas de synchronisation défectueuse. Un interrupteur jusque sert à mettre hors circuit le relais fonctionnant par inversion de courant lorsque les convertisseurs tournent dans le sens direct.
- La protection du convertisseur n° i, lorsqu’il reçoit du courant à 3o périodes, est encore plus compliquée. Normalement, cette machine débite du courant continu en parallèle avec une génératrice à moteur a vapeur. Lorsque le courant qui l’alimente vient à manquer, ll’interrupteur de courant alternatif du convertisseur doit fonctionner instantanément pour empêcher le rétablissement du courant hors de phase. Un relais à voltage zéro ne suffit pas* oar le convertisseur continuerait à tourner en recevant [du courant continu des barres omnibus, et débitant dans la ligue à courant alternatif.
- Pour tourner la difficulté, on se sert d’un relais sensitif à courant continu fonctionnant.par inversion du courant et qui ouvre le disjoncteur à huile dès que le convertisseur reçoit du continu' des barres omnibus. *
- On a constaté aussi la nécessité d’un relais alternatif très sensible à voltage zéro pour ouvrir le circuit du relais à Voltage zéro quand le courant d’alimentation vient à manquer, le convertisseur ne travaillant pas en parallèle avec d’autres machines*
- Les emplacements de ces divers appareils sont indiqués dans la figure i, tandis que la figure 3 montre le détail des connexions des appareils de protection à voltage nul spéciaux au convertisseur n° ’i
- Le fonctionnement de cet ensemble est très satisfaisant, grâce à l’étude minutieuse qui a été faite des conditions à remplir et de la construction des convertisseurs rotatifs. Le voltage et la fréquence du courant alternatif sont maintenus très efficacement aux diverses charges. De fréquents réglages des enroulements compound et de pôles auxiliaires ont été nécessaires pour atteindre aux meilleurs résultats d’après les caraétéris tiques des générateurs etdes régulateurs de moteurs.
- On s’est heurté à quelque difficulté quant à la
- fiçrres fimn/iu» c^centinu
- Shunt
- Refait à surehorf • ei or tien çtifferee ' *
- Au deeuit continu de comm ^
- mjseen parallèle des convertisseurs rotatifs et de l’alternateur, la caractéristique des premiers étant assez aplatie et celle dü .dérnier, très accusée. De brusques Variations produisaient Une distribution inégale de la charge et de curieuses répartitions du facteur de puissance. ,
- L’emploi du régulateur de tension déjà cité et la détermination expérimentale de la meilleure valeur du courant d’excitation du convertisseur, — de io %. inférieure à celle nécessaire pour la marché indépendante — ont permis d’atteindré à un fonctionnement très satisfaisant des machines combinées, jusqu’à 60 % de surcharge, ________
- (The Electrical Review, 5 mai 1916.)
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- 16 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2* Sèke). — N* 27 .
- I/-. ' ' . . ' • *
- TRANSMISSION ET DISTRIBUTION
- Simplifications dans la construction des sous-statlons aériennes — M- M. Samuels.
- Jusqu’à présent, les sous-stations aériennes ont été utilisées comme auxiliaires dans les lignes dè transport de force et n’ont présenté aucun caractère général dans leur construction. Certaines sont compliquées bien inutilement ; aussi convient-il d’indiquer quelques simplifications dont elles sont susceptibles.
- Avant tout, une construction électrique, pour être robuste électriquement comme mécanique ment, doit présenter le moindre nombre possible d’isolateurs. Ce principe est observé dans l’établissement des lignes à haute tension par l’emploi d’isolateurs tendeurs ; mais leur multiplication n’est pas sans inconvénients. Ils ne conviennent pas, notamment, aux faibles portées
- *
- Fig. t* — Différence de construction nécessitée suiyant l’emploi d’isolateurs tendeurs ou d’isolateurs droits,
- car ils occupent un espace considérable et laissent peu de place pour faire les , connexions ; dans une station, ils obligent à multiplier les 'croisements, boucles, parcours indirects, à créer un réseau compliqué de conducteurs dans divers plans horizontaux et verticaux, au point de les rendre à peu près inaccessibles sans couper le courant de toute la station.
- Pour les connexions de parafoudres, en particulier, il n’est pas recommandable de faire usage d’isolateurs tendeurs, à cause des boucles, des-isolateurs supplémentaires qu’ils imposent et surtôut parce que les poteaux doivent être plus hauts pour assurer l’intervalle convenable entre ligne et terre (fig. i).
- Tenant compte de ces observations, on a .donc
- proposé de remplacer les câbles par des conducteurs rigides qui seront, de préférence, des tubes ou barres de cuivre.
- C’est sur ce principe qu’a été édifiée par la Pennsylvania Utilities Company, la. sous-station de Dock Street-, à Easton (Pennsylvania! dont nous allons donner la description succincte.
- Cette spus-station longe la centrale à vapeur où son tableau de contrôle est installé, à icôté du tableau de distribution de la centrale. On a ménagé, comme le montré la figure a, l’emplacement pour l’installation ultérieure de 4 groupesv de 3 transformateurs monophasés de 1 000 kilowatts, 33 000/a 3oo volts et d’autant de transfor-inateurs de 1 000 kilowatts, 11 000/a 3oo volts avec l’équipement auxiliaire nécessaire.
- Quant à l’équipement actuel, il comporte :
- Transformateurs : a groupes de 3, monophasés, 5oo kilowatts, 33 000/a 3oo volts et 1 groupe de 3, monophasés, 750 kilowatts,
- 11000/2 3oo volts.
- Ont été commandés : 3 transformateurs de 1 000 kilovolts-ampère, 11 000/a 400 volts et 4 de 1 5oo kilovolts-ampère, 33 ooô/a 400 volts.
- Interrupteurs : a groupes de 3 interrupteurs à huile, étanches à l’eau, k-aa, monophasés, 33 000 volts pour transformateurs et 3 groupes d’appareils semblables, type pour lignes.
- Un groupe de 3 interrupteurs k-ia, monophasés, 11 000 volts, pour transformateurs et 6 grpupes d^interrupteurs de ligne similaires.
- Parafoudres : 3 de 33 000 volts et 6 de 11 000 v. à 4 éléments éléctrolytiques.
- Tout cet équipement a été construit par la General Electric C°.
- 11 est relié à quatre circuits à 33 000 volts et à sept circuits à 11 000 volts. En outre, plusieurs circuits à a 3oo volts, rayonnant de la centrale, traversent la sous-station aérienne. Comme le montre la figure 3, l’équipement à 33 000 volts est disposé sur trois rangs parallèles du côté de la sôus-station le plus voisin de la centrale, et celui à ti 000 volts, de même, du côté extérieur. . ,
- Des voies circulant entre les deux groupes permettent le transport commode à la centrale
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- I- Juillet 4916. . LA LtîMlÊRÈ ËtÈCTRIQtJlb
- .___/' ' . . •______*____.______ ___________ __.
- 17
- des transformateurs montés sur trucks, pour les réparations et visites.
- Chaque groupe d'interrupteurs K-22 est commandé par un unique mécanisme à électro, dis-
- tous les conducteurs sont portés par Une charpente métallique formée de pylônes en treillis, de fers cornières et U. Entre la centrale et les barres à 2 3oo volts de la sous-station, les con-
- 0<'\ LAJfornfoudres CJ.Tma/ormntr‘ PT. Trannformet^dertJfbqt Jhtun O
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- Fig. a. — Plan schématique de la sous-station.
- posé sur un côté du soubassement dans un coffret étanche avec le relais de commande.
- Les transformateurs d’intensité et de voltage à 33 ooo volts sont du type extérieur et montés sur la même fondation que leurs interrupteurs respectifs. Les interrupteurs K-ia ne sont pas
- 3..—, Détails du support de la barre omnibus ù 2 3oo volts.
- étanches à l’eau, aussi les a-t-on logés dans une cabine en tôle qui abrite également les transformateurs d’intensité à n ooo volts et les organes de commande des interrupteurs.
- A l’exception des conducteurs de transformateurs à a 3oo volts et des circuits de contrôle,
- ducteurs passent dans des tubes en fibre noyés dans le béton.
- Les barres omnibus à 2 3oo volts sont en cuivre de 5i X 6,3 millimètres et suspendues sur isolateurs droits (fig. 3) au-dessus de la voie de circulation des transformateurs (fig. 4).
- Les barres omnibus à 33 ooo et 11 ooo volts sont disposées suivant des plans verticaux au-dessus de leurs interrupteurs respectifs pour permettre leur connexion à leur équipement propre.
- Les connexions à 11 ooo volts, les barres omnibus et connexions à 33 ooo volts, sont en tube de cuivre de 12 mm. 7, les barres à 11 ooo volts sont en tube de a5 mm. 4. Ces barres sont fixées aux cloches d’isolateurs droits par des brides en cuivre de 25 mm 4X3 mm. 2. Les isolateurs sont montés sur des traverses en cornières reliées à la charpente métallique. Des raccords en T relient les circuits de branchement aux tubes en cuivre par une connexion à griffes sur la barre omnibus et à douille sur le circuit de branchement.
- Les parafoudres à cornes sont montes sur bâti tubulaire au-dessus de leurs cuves respectives. Toutes les bobines de réaction, de même que les
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- 18 LA. LUMIÈRE ELECTRIQUE T. XXXIV(2« S&ia/, ^#27.
- ' ' ' • f . . ’ *
- coupe-circuits, sont suspendus à des. supports en acier auxquels ils sont fixés par des isolateur? à cloche.
- En aucun cas, il n’a été fait usage d’isolateurs à tige inclinés sur la verticale pour supporter des
- Les conducteurs à <i oop volts vont de leurs disjoncteurs respectifsàun pyjône triangulaire X (ffg. 6 à 9) et, de là, dans la direction de la ligne de transport, à un second pylône Y, en face des interrupteurs, à 33 000 volts.
- ♦ « g » »
- ulter/euresÀ 2300V
- Lignes à HOOOY
- Fig. 4- — Coupe schématique transversale de la sous-station.
- conducteurs verticaux ou obliques. En pareille occurrence, on a accouplé, par des tôles d’acier, des isolateurs à tige, de la façon que montre la figure 5. A angledroit de l’une des tôles reliant les deux isolateurs, on a fixé une cornière. Une bride en U à l’une des extrémités du support ainsi constitué et une autre sur la tôle de jonc-
- Fig. 5. — Supports pour conducteurs verticaux.
- lion maintiennent le conducteur à distance convenable du pylône et de la traverse et permettent de-CQurber à angles droits le conducteur sans fatiguer l’isolateur. Les isolateurs supportant des conducteurs verticaux sont analogues mais avec des brides en U à l’extrémité de la console en cornière seulement.
- A partir de ce point, les circuits à 33 000 volts et n 000 volts, ainsi que quelques foedèrs à 1 3oo volts sont portés par des pylônes communs à tous.
- Tout l’équipement de la sous-station est hors d’atteinte pour une personne placée au niveau du sol, du moins quant aux parties sous courant; entre celles-ci et la terre, les intervalles sont assez largement calculés pour éviter toute décharge. A défaut de réglementation, les donnée8 du tableau ci-dessous sont de bonne pratique.
- Entre le tableau de distribution de la centrale et la sous-station sont posés, dans une conduite en fer enterrée, des câbles sous plomb à 12 fils n° 8, jauge B et L. Dans ces câbles, certains conducteurs sont des circuits de commande des disjoncteurs, d’autres desservent les transformateurs de tension et d’intensité, d’autres sont des circuits d’alarme en cas d’échaulïement des transformateurs. Signalons que, pour relier les transformateurs d’intensité aux transformateurs étoile-triangle 2 3oo p^r 33 0.00 volts, de manière à obtenir le rapport de phase propre aux relais différentiels, il a fallu connecter les transformateurs d’intensité à l’intérieur du triangle,et, c’est
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- 1" Juillet 1919. LA LUMIÈRES ÉLECTRIQUE 19
- ce qui a rendu nécessaire leur installation à l’extérieur.
- , ' Tableau I.
- l'ntervàlles adoptés dans la sous-station d'Easton (Penns.)
- VOLTAGE INTERVALLES INTERVALLES
- ENTRE PARTIES ENTRE
- MAXIMUM . SOUS-COURANT PARTIES SOUS-COURANT
- EN CENTIMÈTRES ET TERRE, EN CM
- VOLTS minimum maximum minimum maximum
- \
- 7 5oo '30,5 38 10 i5
- i5 ooo 46 53 i5 20 ,3
- 27 OOO 68,5 76 20 ,3 25 ,4
- 35 ooo 84 9115 28 35,5
- 47 ooo 107 117 35,5 43
- 70 600 i53 167 53,5 66
- 88 ooo i83 203 68,5 76 86
- IOO OOO 203 228 96
- i4o ooo a54 3o5 107 I 27
- ignés «j noooy
- ~Pf1Ônc trùmgtioireJ[ "
- /'//s////s//// //"///A7,?7/'/7S////)//////}y~s//',
- Les interrupteurs à huile pour l’extérieur sont en voie de progrès rapide tant au point de vue mécanique qu’au point de vue électrique. L’introduction de charpentes en cornières ou en tubes dispense de fondations missives et permet l’enlèvement des cuves sans démonter entièrement l’interrupteur.
- Les ampèremètres série et autres instruments, susceptibles d’être installés à l’air libre sur les cuves des interrupteurs à huile, peuvent être avantageux pour des sous-stations privées ; toutefois la lecture, surtout par mauvais temps, en sera probablement difficile s’ils sont, comme il le faut, installés en un point hors de tout contact accidentel de l’observateur avec eux.
- Le rêve formé par O. S. Lyford et d’autres ingénieurs éminents, tendant à loger dans lp mètne cuve à huilé les interrupteurs, les transformateurs d’intensité et de tension et lps fusibles peut devenir une réalité prochaine, bien que la plupart des instruments de mesure pour l’extérieur en soient encore à la période d’essai.
- Divers types de disjoncteurs à commande
- Coupe C-C
- Fig. fi, 7, 8 et 9. — Lignes de départ, modèle de connexion des lignes è u ooo volts et à 33 ooo volts ’ avec l’équipement, les circuits aériens étant dans des places verticaux.
- Le perfectionnement de l’équipement extérieur ayant une grande influence sur la construction des sous-stations aériennes, l’auteur dit quelques mots, en terminant, de l’état actuel de cet équipement.
- mécanique à distance et rupture simple ou double ont été étudiés pour éliminer les interrupteurs à crochet et éviter l’encombrement des interrupteurs à levier ; il s’en trouve à l’essai dans un certain nombre d’installations.
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- LÀ LÜMlÊRE ÉLECÏRI^ÜË T. XXXIV (2* Série)! — #2^
- Quant aux interrupteurs à rupture dans l’air, créés pour remédier à la cherté des appareils à huile et munis de cornes, ils en sont encore, pour la plupart, à la phase expérimentale et ne paraissent pas d’un fonctionnement aussi sûr qu’il le faudrait par la neige et la gelée. Partout où leur prix n’est pas prohibitif, il faut donc employer les interrupteurs à huile.
- (Electrical World, i5 avril igi6.)
- Emploi du fil de fer pour les lignes électriques de transmission et de' distribution d’énergie aux Etats-Unis. — Récupération du cuivre des lignes existantes en Autriche.
- La hausse constante des cours du cuivre, depuis novembre 1914» a majoré de telle façon, aux Etats-Unis, le prix de revient des branchements pour petits abonnés que ce genre d’installation est devenu presque impossible.1 De mars igi5 à avril 1916, la hausse du [cuivre fut, en effet, de 100 %. Aujourd’hui, un [branchement de i5o mètres environ, nécessitant 3oo mètres de fil, revient à 3i dollars 80 (i65 francs) contre i4 dollars 53 (75 fr. 5o) en mars 1915; un branchement de 18 mètres, utilisant 36 mètres de fil, revient à 3 dollars 82 (19 fr. 80) contre 1 dollar 74 (9 fr. o5) en mars igi5. Le prix du cuivre est passé, pendant la même période, de 1 fr. 47 à 3 fr. 56 le kilogramme.
- Aussi, dès à présent, un certain nombre de compagnies emploient des conducteurs en fil de fer pour les branchements relativement courts, portant de faibles charges à des voltages variant de 6 600 à 66ooovôlts, et l’on a déjà de nombreux résultats d’expériences sur les caràctéristiques de ces lignes.
- L’emploi du fil de fer pour les transmissions dépend pour beaucoup des circonstances locales; néanmoins, les recherches faites semblent prouver qu’aux prix actuels du cuivre, il y a un avantage marqué à se servir de fil de fer pour les hautes tensions lorsque l’énergie est à bas prix et à condition que l’atmosphère ne soit ni saline, ni'polluée par des fumées métallurgiques.
- Voici, sommairement résumés, les résultats fournis par l’étude et l’expérimentation pratique des conducteurs en fil de fer dans diverses entreprises américaines.
- Courts branchements en fil de fer delà a United Electric Light and Water Company »,à Waterbury (Connecticut). — Le point de vue de cette entreprise est le suivant : en substituant au fil de cuivre le fil de fer galvanisé n° 4, à triple guipage imperméabilisé, une prolongation de canalisation de i5o mètres coûtera — au prix actuel du fil de fer, 97 centimes le kilogramme, — 76 francs etun branchement de 18 mètres, — soit 36 mètres de fil, — coûtera 9.fr. i!j. Ges chiffres ramènent les choses à un état plus voisin des conditions normales et sensiblement équivalent à celui de mars 1916. Il devient possible ainsi de faire de nouveaux branchements d’abonnés sur les lignes existantes avec quelque chance de profit.
- S’il est manifestement impossible d’employer le fil de fer dans les canalisations secondaires assez longues ou devant débiter de façon continue un courant d’assez fort ampérage — et cela à cause de la résistance plus grande du fer, de la perte qui en résulte et de la grande réactance inductive— il est certainement pratique et raisonnable d’admettre ce métal pour les courts parcours et dans des conditions favorables.
- Le fil de fer n° 4 galvanisé résistera bien aux intempéries pendant dix ans [et même pendant i5 à 20 ans. Pour la majorité des abonnés de la Compagnie, la grosseur susdite convient parfaitement. Il importe de soigneusement étudier chaque installation à faire, car, en certains cas, il sera nécessaire d’employer des conducteurs en cuivre, en raison soit de la valeur, soit de la permanence des charges.
- D’après les relevés faits par la [Compagnie, en janvier 1916 chez un certain nombre d’abonnés de divers quartiers (riches, ruraux, de classe moyenne), sa clientèle se répartit à peu près comme il suit d’après le chiffre de consommation.
- Consommant :
- Moins de 20 kw-h par mois ou de a amp‘ p. li. (l). 48.5 %
- De 20 à 3o kw-h » » 2 à 3 amp. p. h. io,l %
- 3o à 5o » » » 3 à 5 » » 21,1 %
- Plus de 5o » » plus de 5 » » 10,8 %
- Prenant ces données comme moyennes, il suffit de choisir la grosseur de fil de fer qui fera le meilleur usage sans être trop lourd ni trop coûteux, qui aura une résistance suffiSam-
- C) En 3 heures de service par jour.
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- l*r Juillet 1916. ( , LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 21
- ment basse et une longue endurance à l’action dés intempéries. .
- Le fil n° 4, jauge de Birmingham, paraît la meilleure grosseur pour remplacér le fil de cuivre n° 6 jauge Brown et Sharpe ; le rapport des résistances étant de 3,3^ : i.
- Ije tableau I ci-après permet la comparaison entre les deux classes de fils :
- tiques de la Compagnie sur l’économie du branchement moyen d’abonné de 6o pieds (18 m. 3») comportant 36 m. 6o de fil.
- Lignes de transmission de l’Est Haddam (Connecticut) Electric Light Cy. — Il y a dix-huit mois l’Ëast Haddam Electric Light Cy a établi une ligne à i3ooo volts de 17 kilomètres de longueur entre East Hampton et Colchesjter (Mas-
- Tableau I.
- grosseur DE FIL.
- N° 6., N# 4.' N° 3.-,
- RÉSISTANCE EN OHMS CHARGE DE RUPTURE DIAMÈTRE
- ‘ PAR KM KG MM
- cuivre fer 4 cuivre fer cuivre fer cuivre fer
- 166 208 1 ,29 5,95 89iC) _ 4,ii 5,l6
- 1 »44 264 0,81 4,35 1 070 5,>9 6,P'»
- 1 — 5,82 ——
- (>) Étiré dur
- Quant à la perte annuelle d’énergie dans les divers conducteurs, elle est donnée dans le gra-
- Kw.-h. perte annuelle. Fig. 1.
- phique de la figure 1 pour Uhe longueur de conducteur de 100 pieds (3o ni. 5o), pour un débit moyen de 20 ampères pendant 3 heures par jour.
- Elle sera : pour fil de fér nn4, de 2,64 volts, soit 57,8 kilowatts-heure.
- Elle sera : pour fil de cuivre n° G, de (.,786 volts 17,2 kilowatts-heure.
- Le tableau II ci-dess6us résume les conclusions auxquelles ont abouti les recherches pra-
- sachusetts). Cette ligne comprend une longueur de 4800 mètres en triphasé, 3 fils, et le reste en monophasé, 2 fils. Les 2 conducteurs de cette dernière fraction et deux des trois de la partie triphasée sont en fil de fer n" 4 « Best-Best Roebling », pour augmenter la conductibilité de la ligne triphasée on a, toutefois, établi l’une des phases en fil de cuivre n° 4 B et S.
- Le fil de fer est à double galvanisation et porté sur des poteaux à 85 mètres d’écartement.
- La charge prévue pour l’avenir sur cette ligne a fait adopter des hauteurs de poteaux telles qu’elles conviennent à la flèche des conducteurs de cuivre qui seront, plus tard, substitués aux fils de fer. La résistance par kilomètre à 20° C est de 4,3 ohms la charge de rupture de 1 o35 kilogrammes. Le fil pèse environ 228 kilogrammes au kilomètre est et sa section est virtuellement équivalente à celle du fil de cuivre n° 3 B et S.
- Quand on a fait l’étude de cette ligne, on a envisagé l’emploi des matériaux ci-après (tableau III).
- On a donné la préférence au fil plein sur le câble en raison de la surface moindre offerte à la corrosion et au fil à double galvanisation, parce qu’il peut durer plus de vingt ans dans la région desservie par la Compagnie intéressée.
- Les fils sont fixés sur des isolateurs ordinaires
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- &
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Série).N° 27.
- Ta h us a u II.
- ! FER 0 fr 94 le kg 1 fr. Ji 'e kg Cl) IV a fr, 81 le kg RÉ A 3 fr le kg < : : ' • 3 fr 65 le kg(
- Installation (main-d’œuvre). 5 ,25 5 ,25 5,2 5 5 ,25 . •pii- v 5 ,25 5
- Prix du fil seul 8,85 , 10 ,cjo 7-«5 19,80 22 ,3p .
- Perte en kw-h à 5 cent. 18 ('5 ampères
- pendant 3 heures par jour et durant
- quatre ans) 1 ,75 0 .52 0,52' n ,5a o,5a
- Total.., ; . 15 ,85 16,67 22,92 .25,57 1 V 00 • 0. ' vJ
- Intérêt du capital représenté pendant '
- quatre ans à 10 % .. 6,3o 6,5o 9,20 10,3o 11 ,a5.
- Prix de revient au bout des quatre ans. ..' 22,15 23 17 32,1 2 35, 87 i 3g, 3a
- Si. à la fin dés quatre ans, on voulait remplacer le fil dé fer par du cuivre à 1 fr. 71 le kilogramme,
- le branchement reviendrait, en fin de compte, à :
- Coût du remplacement 15 ,80
- Prix de revient total au bout des quatre ans. 37 23,17 32,12 35,87 39,3 a
- Tableau III.
- NATURE DU CONDUCTEUR PRIX AU KO PH IX DES 16 KM DE LIGNE (32 tu fil) CHUTE DE -VOLTAGE %
- Fil de cuivre n° B et S i’,8o fr. II IOO fl’. °i9 %
- Fil de fer cuivré nu (3o % de cuivre) 1,65 » 9 5oo » 3,6 %
- Fil de fer galvanisé nu o,36 » 2 4 90 » 5,6 %
- en porcelaine dont les deux pins bas sont à 8 m. 85 de hauteur au-dessus du sol ; les poteaux, de io m. 70, son.t enterrés de 1 m. 70 et la hauteur libre sous le fil au point bas est, au mirti-n uni, de 5 n.. 5o.
- Le prix de revient kilométrique d’une ligne, y compris droit de passage, poses, etc, est :
- Pour conducteurs en fil de 1er galvanisé, de ï 675 francs.
- Pour conducteurs en fil cuivré galvanisé, de 1 goo francs.
- Mais ce dernier chiffre a presque doublé depuis dix-huit mois.
- Essais d'une ligne en fil de fer de 13 km. 800 construite par la Georgia Railway et Power
- Compagny, à Atlanta. . —- Les courbes du diagramme ^fîg. 2) donnent les résultats d’essais faits sur une ligne en fil de fer galvanisé n° 4. B. YV. G. entre Sinvanee et Lawrenceville (Géorgie). Cette ligne est à 1 fils supportés par des traverses dans un même plan horizontal, à intervalles de 1 m. 07.
- Lors des essais, on avait installé à Suwanee, pour fournir le courant, un transformateur de •a*> kilovolts-ampères ayant une tension 221100 v. au primaire et de 2200, 1 100 ou 55o volts, à volonté, au secondaire.
- Le primaire était relié à la ligne principale à 220011 volts. Le secondaire, aux diverses phases de la ligne en ül de fer mise en Court-circuit, à
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- 1er Juillet 1916
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 23
- . V* . '
- I awrertceville. sur le noyau du transformateur. Des lectures ont été faites aux voltmètres, ampèremètres et wattmètres, à iio.55o,i iooet 2200 volts sur phase unique en employant les lignes i et a, a et 3 et i et 3. La tension de iiô volts était obtenue à l’aide d’un second transformateur.
- Des mesures de résistance au courant continu ont été faites à l’aide d’un pont de Wheatstone.
- 320 %3200
- 300 *53000 • ^________
- ,£ -iOO <llMO
- 4&0 51600
- 20 200
- Fig. a.
- Les valeurs indiquées par les courbes sont les moyennes des essais à chaque voltage.
- Il est intéressant de constater que la résistance au courant alternatif varie avec la charge mais non comme la première puissance de celle-ci. Les a réactances calculées ] ar l’impédance correspondent, l’une au courant alternatif, l’autre au courant continu. Remarquons que,
- pour une ligne en cuivre, ces 2 courbes se confondraient.
- Quant au facleur de puissance (rendement) de la ligne, il est de 91 % à o,5 ampères, 88 % a 4 ampères et 90 % à 8 ampères.
- Résistance au courant alternatif de lignes en fil de fer exploitées par la Texas Power and Light Cy. — La courbe (fig. 3, montre la résistance effective d’un câble en acier à 7 torons, de 7,2 millimètres, portant des courants alternatifs à Go périodes. Les essais ont été faits sur deux lignes triphasées à 22000 volts, longues de 11 800 et îi-ooo mètres respectivement. La majeure partie de ces deux lignes est à 3 conducteurs dans un même plan horizontal, à intervalles de 1 m, 5 a. Les résistances ont été calculées en divisant le nombre de watts passant dans une phase par le carré de l’intensité dans la. boucle.
- S -as
- Courant en Ampères Fig 3.
- »
- Pour résumer les expériences faites par d’autres entreprises de distribution, on peut dire : que des perturbations statiques supérieures à celles des lignes en cuivre ont été constatées sur des lignes en fil de fer au Nébraska ; qu’une compagnie de l’Orégon ayant fait usage de fil de fer^cuivré a été amenée à prendre en sérieuse considération le développement futur de la charge sur les lignes nouvelles, la chute de voltage pouvant devenir excessive.
- La Southern California Edison Cy a employé de façon assez intense le fil de fer pour de courts circuits de branchement — de moins de 1 600 mètres — à la tension de 11 000 volts et lorsque la chargé ne dépassait pas 5o kilowatts. Divers inconvénients ont fait abandonner ce genre de conducteurs ; en particulier, il arrive souvent
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- U LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Série)i — K® 27
- qu’une ligne se développe plus rapidement qu’on ne l’avait prévu, auquel cas, pour éviter de trop fortes chutes de tension en ligné, on est obligé ?le remplacer les conducteurs en fér par d’autres en cuivre, ce qui rend illusoire l’éeonojnie initiale. :—Il est arrivé aussi, ppur des fils de fer reliés à un réseau à grande capacité, c/ue des courts-circuits se produisant à l’exlrémité des lignes, par suite d’ouragan, etc., l’afflux de courant suffisait à rougir le fil et à le faire tomber à terre avant que le disjoncteur n’ait fonctionné.
- Récupération du cuivre des installations existantes. — Tandis que le prix élevé du cuivre inçite les Américains à employer provisoirement lé fil de fer pour les branchements électriques de petits abonnés, en Allemagne et en Autriche, cette mesure d’économie est devenue une inéluctable nécessité- Bien plus, on y traite les centrales électriques comme de véritables gisements cuprifères, et l’on cherche à leur reprendre le cuivre sans trop porter préjudice à leur puissance.
- Au ministère du Commerce d’Autriche, siège une commission qui conseille les entreprises électriques sur ce point, La centrale municipale de Vienne a fermé une station qu’elle avait rachetée à une autre compagnie et renoncé à une partie du réseau de distribution venant de celte compagnie ; les abonnés correspondants sont desservis par le propre réseau municipal. On a ainsi récupéré 480 tonnes de cuivre et 200 tonnes de plomb qui ont été rétrocédées au ministère de la Guerre. En abandonnant le caniveau pour le trolley aérien, les tramways municipaux ont également regagné de grandes quantités de cuivre. Le Métropolitain de Vienne a pu revendre aoo tonnes de cuivre et 600 tonnes de plomb en
- fermant sa centrale ét en se fournissant dè courant à la centrale municipale d’éclairagè; ', -Les usines d’Etsch ont désaffecté une ligne aérienne de transmission d’énergie longue de 40 kilomètres, entre Meran et Bozen. Cette ligne servait de réserve à un câble qui a été maintenu, en même temps qu’elle alimentait plusieurs,villes sur son parcours." Ce rôlè est maintenant.dévolu à une nouvelle ligne en fil de fer ; économie: 3o tonnes de cuivre.
- La centrale d’Abazzia, inaugurée en 1896, a été transformée.
- Elle avait été d?al)ord établie pour une distribution de courant continu 3oo volts par rü>0 Yôlts, s à 3 fils, mais on dut, pour suivre le rapide essor {le la Riviera autrichienne, accroître considérablement le réseau. On fit alors des lignes de transmission en triphasé, 5 000 volts, i5 périodes, alimentant dés soùs-statiôns à batteries d’accumulateurs ; la distribution se, faisait, en continu, partie à 3oo volfs par i5o volts, partie à 240 volts par 120 volts. , *
- Il y avait donc là de gros câbles en cuivre à récupérer ; c’est ce qui a fait décider de la réfection totale du réseau avec distribution en trb , phasé, la tension étant abaissée de 5 000 volts à 38-> voltâ par 220 volts. '
- L’ancien réseau avait absorbé 71 tonnes dé cuivre et 141 tonnes de plomb; le nouveau n’en contient que i5 de cuivre et 27'de plomb. L’économie sur ces deux métaux se chiffre par 5oo 000 francs environ, somme qui couvre sensiblement les frais de reconstruction; mais la nouvelle installation se trouve mieux adaptée que l’ancienne aux futurs agrandissements.
- (Electrical World, 8 avril 1916.)
- 1
- La reproduction des articles de la Lumière Electrique est interdite.
- Paris. — imprimerie l17, rue cassette.
- Le tlér'ant : J -I.1. Nout.i.
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- r rente-huitième année
- SAMEDI 8 JUILLET 1916
- Tome XXXIV (2e série . N°
- "''N
- SOMMAIRE
- LUCIEN PAHIN — Le développement de la signalisation sur les chemins de fer ' anglais... ........................... u5
- P. POITRIMOL. — Recherches sur les régulateurs de tension à lame vibrante (Fin).. 3i
- Publications techniques
- Télégraphie et téléphonie
- Des relais ou « répéteurs » téléphoniques.
- — Pr Schlotz............................. 35
- Uhe mobilisation des téléphones aux Etats-
- Unis ................................... 39
- . 'Applications mécaniques
- Commutateur automatique à moteur de com-
- mande pour mise en circuit d’une source auxiliaire d’énergie. . . ............... 40
- lilisation du moteur-synchrone d’un garage d’automobiles pour améliorer le facteur de puissance de sa ligne. — Fiiank G. Taylok. 41
- Variétés '
- Sur un moyen efficace d’établir la liaison entre
- la science et l’industrie. — A. Blondei.. . . 43
- Nécrologie
- Leslie Robertson........................... 47
- Silvanus Thompson. — A. Bauüiîv............ 47
- Renseignements Commeroiaux................. 48
- LE DÉVELOPPEMENT DE LÀ SIGNALISATION
- SUR LES CHEMINS DE FER
- ANGLAIS
- Depuis que Us chemins cle fer existent, les ingénieurs ont fait tous leurs efforts pour diminuer le. plus possible les accidents et porter à son maximum la sécurité de l'exploitation. Des icsultats appréciables ont déjà été obtenus, et nombreux sont les systèmes de signalisation usités ou expérimentés sur tous les chemins de fer du globe. M. W. C. Acfield a étudié dans Engineering (*) la question de la signalisation sur les chemins de fer britanniques. L'auteur résume ici son travail.
- Block-System.
- 11 est établi de telle sorte que, chaque voie étant partagée en un certain nombre de sections, il 11e peut y avoir à un instant quelconque plus d’un train dans une section, ou sur un croisement ou une bifurcation. Il ne supprime pas l’emploi des signaux à main^ixe.s, détonateurs. Les trains
- (I) Cf. Engineering, '29 octobre au 19 novembre 191 5. — W.-C. Acfield. — Development of main-line signalling on railways.
- sont annoncés par des coups de cloche, dont le nombre varie suivant les cas.
- Sur de nombreuses lignes, le signal est régulièrement à l’arrêt et ne peut être mis à « voie libre » qu’au moment du passage d’un train.
- Dans le système dit « lock and block », l’enclenchement des signaux avec les appareils de block, usité depuis 1875, empêche l’aiguilleur d’âccepter un second train dans une section avant que le premier n’ait mis lui-même, par l’intermédiaire d’une pédale électrique à mer-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T, XXXIV (2* Série). — N» 28.
- cure (*), l’appareil de block dans la position de « voie libre ». Ce système convient aux exploitations suburbaines, dans lesquelles le service n’est pas trop varié. Il n’entraîne pas une sécurité absolue, à cause du libre emploi par l’aiguilleur d’une clef d’annulation (cancel-key). De plus, la dépendance électrique des leviers de signaux et des appareils de block est imparfaite (un train entrant dans la section et s’arrêtant pour une cause quelconque ne fait pas fonctionner la pédale ; un train effectuant une manœuvre peut au contraire la mettre en mouvement).
- Le système àit interlocking block est une variété de« lock and block » très employée sur le Midland Railway ; une poignée pouvant occuper trois
- train sur une pédale placée à l’entrée de la section suivante. De plus, l’appareil ne peut indiquer « voie fermée » que lorsque le signal du poste est lui-même à l’arrêt.
- Pour permettre à l’aigfuilleur de constater les indications du « block », un bouton électrique disposé sur l’appareil du « lock and block » peut être pressé par l’aiguilleur. Si son collègue du poste aval fait de même, il devient possible de remettre l’appareil à « voie libre » par une rotation en sens inverse du sens normal, à condition que le signal de la section amont soit à l’arrêt.
- D’autre part, si un train autorisé à quitter la section y reste inopinément pour se garer, ou si
- ’o c+b/i e Fili Itjcntà l » <ob/n •
- PédeU de cttsg f longue de •
- Vole, La lignes en pointillé correspondent ê 1*pédale c/e cel+go c/r&t.
- Fig. i. — Plan d'une aiguille en pointe du Midland Railway.
- positions sur un cadran vertical indique, suivant le cas, que la voie est fermée ou libre, ou qu’il y a un train dans la section. La poignée, grâce à des cliquets, ne peut tourner que dans un sens déterminé, d’où l’obligation pour l’aiguilleur de signaler les trois indications successivement au poste d’aval.JD’ailleurs, la manette se trouvant à la position « train dans la section », elle ne peut revenir à « voie libre » qu’après le passage du
- (!) Cette pédale remplace le système à contact par frottement. Le mercure, contenu dans un récipient convenable, est mis en mouvement par l’inflexion du rail auquel la pédale est fixée, grâce à un ensemble <le leviers articulés ou à l’aspiration provoquée par un piston qu’abaisse le rail. Cette pédale peut être commandée parle premier ou le dernier essieu du train : ce dernier système est précieux dans les courtes sections où le train est susceptible de s’arrêter au-dessus de la pédale.
- la pédale de désengagement de l’appareil de block n’a pas fonctionné, la manœuvre d’un bouton analogue, simultanément dans les deux postes extrêmes de la section, permet de ramener l’appareil à sa position normale. Mais il est nécessaire de briser une glace protégeant ce bouton, afin qu’il reste trace de cette opération.
- Lignes ci voie unique. — Des tablettes électriques ou des bâtons électriques de train sont, échangés dans les stations séparant les sections. Ils sont placés dans des appareils spéciaux (fig. i et 3) tels qu’il est impossible d’en extraire deux de suite. Il est parfois indispensable que le bâton ou la tablette provenant d’un train ait été remis en place avant que le signal d’arrêt puisse être mis à la « voie libre ».
- Sur certaines lignes à voie unique, les signaux
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- sont enclenchésélectriquementavecles appareils de block, d’où la suppression des tablettes ou bâtons.
- Kig\ a. — Appareil à tablettes électriques.
- Circuits de voie. — Les circuits de. voie permettent de reconnaître la présence d'un train dansunesection et de le protéger parla manœuvre
- Fig. 3. — Bâton électrique de train.
- électrique des enclenchements de signaux et la commande électrique des signaux automatiques et semi-automatiques.
- Pour constituer un circuit de voie, les jrails de chaque file dans la section sont connectés ensemble pour former un conducteur continu et la section est isolée des sections voisines au moyen d’un joint isolant spécial (fig. 4). Une batterie de piles réunit les deux files de rails à une extrémité delà section, et un relais constitué par un électroaimant à l’autre. Le courant circule dans ces conditions. Si un véhicule pénètre dans la section, il court-circuite la batterie et l’armature du relais tombe ; le même résultat serait obtenu parjj la fracture d’un rail.
- Les circuits de voie sont à courant continu ou alternatif. Le premier système est employé de préférence sur les lignes à vapeur, le second sur les lignes électriques. Le circuit de voie à courant alternatif peut être rendu indépendant des effets des courants vagabonds ou d’un, autre courant alternatif.
- Sur les chemins de fer électriques, les circuits
- Fig. 4- — Joint isolant du Midland Railway.
- de voie peuvent remplacer dans les aiguilles en pointe la pédale de calage qu’on voit sur la figure i, etréaliserun enclenchement électrique des leviers commandant ces aiguilles et les signaux correspondants.
- Précautions contre les accidents (M.
- Dans le block à enclenchement que nous avons décrit ci-dessus, si un train pénètre dans une section, l’appareil de cabine indique qu’il y a un « train dans la section » et la poignée reste dans cette position jusqu’à ce que le train ait manœuvré une pédale qui se trouve au signal de cabine (home signal) à la sortie de la section et qui libère le block d’amont.
- On peut utiliser aussi un circuit de voie de faible longueur, après le signal de cabine, pour indiquer le passage du train et libérer l’appareil de block du poste d’amont.
- 0 Installations du Midland Railway.
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- 28 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2'Série).—N<? 28.
- « '
- D’autre part, toute la longueur de voie s’étendant entre les signaux de cabine (home signal) etd’arrêt (starting signal) est équipée et enclenche les signaux de cabine qui s'y rapportent. S’il y a des croisements et des aiguillages, le circuit
- le signal est ouvert, et l’isole au contraire lorsque le signal est à l’arrêt.
- Sur la machine se trouv'* fixé un sabot de con tact C (fig. 7), à 6 cm. f> au-dessus du niveau du; rail et mobile autour d’un axe horizontal O. Son
- Fig. 5. — Type de schéma de circuits de voie.
- de voie est subdivisé en plusieurs autres.
- Sur la. figure 5, les portions de voie non équipées sont en noir, le reste est équipé.
- Pour prévenir l’aiguilleur qu’un train attend à un signal, on a souvent installé près de celui-ci lin bouton électrique qu’il suffît de presser poùr qu’une indication acoustique et visuelle soit donnée dans la cabine. En même temps, les appareils de block se trouvent enclenchés. Une sirène électrique fonctionne alors au signal, indiquant que ces diverses opérations ont eu lieu normalement.
- L’emploi de pétards, commandés par le même levier que le signal auquel ils s’appliquent ou par un levier spécial, n’a pas donné tous les résultats attendus, en vue d’empêcher un train de franchir un signal à l’arrêt.
- Un progrès a été réalisé par l’emploi d’un dispositif qui fait fonctionner une sirène ou une sonnette sur la locomotive, suivant que la voie est fermée ou libre, et provoque le fonctionnement automatique du frein continu, lorsque le signal est à l’arrêt.
- Un contact, constitué par une rampe métallique R (fig. 6) de 18 mètres de longueur, légèrement inclinée, estdisposéau milieu de la voie (*) et est relié par un fil T à un interrupteur S, qui le met en\ relation avec une batterie B, lorsque
- (*) C’est un dispositif analogue au « crocodile » du Nord Français.
- contact est dans le circuit de commandedu frein
- et de la sirène Y, de manière que l’admission
- -4& .—J9 •
- m
- T .. s
- Fig. 6. — Circuit de là ligne.
- d’air ait lieu lorsqu’il n’y a pas de courant sur la
- Fig. 3. — Circuit de la locomotive.
- rampe R (fig. 6). Au contraire, s’il y a du courant sur celle-ci, le frein n’est pas actionné, mais la
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- 8 Juillet 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE . 29
- sonnette R se met en mouvement, comme l’examen dès figures 6 et 7 le montre.
- Le Midland Railway expérimente depuis peu un système perfectionné, dit « railophone », dû à M. von Kramer. Il ne comporte aucune connexion ni aucun contact électrique. L’inventeur a utilisé les phénomènes d’induction bien connus. Le dispositif comprend un circuit fixe formé d’un conducteur isolé, placé sur le sol à peu de distance de là voie et parallèlement à elle, et un circuit mobile, monté sur le pourtour de la locomotive, Le circuit fixe est alimenté de courant alternatif à iop périodes. Dans le circuit mobile est insère un relais qui ne fonctionne que pour cette fréqüencè1. Un circuit auxiliaire, qui réalise les opérations nécessaires, est fermé ou ouvert par ce relais.
- A l’approche d’un signal, l’appareil donne trois coups de sifflet courts et rapprochés, Si le signal est à l’arrêt, un quatrième coup, plus long, suit et le freip fonctionne en même temps.
- Signalisation semi-automatique. — Sur les lignes équipées • avec le block-system où les sections sont longues, on emploie des signaux semi-automatiques, disposés en tel ou tel endroit suivant le profil de lo voie.. ~
- Fig. 8. — Signalisation semi-automatique.
- Les figures 8 et 9 indiquent les deux schémas possibles de signalisation semi-automatique, combinée avec le block-system.
- i M.. i ' /« ai $ fi 1/ 4rÿ /f / U J H H
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- - - - • " - . .. — ...
- Fig. 9. — Si taonalisation semi-automatique.
- On emploie également des signaux semi-automatiques pour protéger des aiguilles manœuvrées
- siir place par un levier à main, ou même à distance.
- Signalisation automatique. — Le signal se remet automatiquement à l’arrêt après le passage d’un train et reste dans cette position jusqu’à, ce que le train protégé ait franchi une certaine distance.
- On distingue deux systèmes de signalisation automatique :
- a) Le signal est normalement à l’arrêt (*) et ne se met à la voie libre que lorsqu’un train se présente pour le franchir.
- b) Le signal est normalement à la voie libre (2).
- Les connexions électriques sont très compliquées dans le premier système, elles sont plus simples dans le second. Le premier a l’avantage d’informer, par l’abaissement du bras du signal, les agents de la voie de l’approche d’un train. Le second a l’inconvénient de retenir les trains aux signaux, en cas d’accident dans l’installation.
- Orf a jugé utile sur certaines lignes de prolonger le circuit de voie d’un signal, de 100 à '00 mètres au delà de ce signal, de façon à laisser un intervalle suffisant entre deux trains qui se suivent.
- On emploie depuis peu en Angleterre un type de sémaphore (3) dans lequel le bras se relève à partir de la position horizontale, pour prendre une inclinaison vers le haut. Il en résulte que, en cas d’acçident, le bras retombe de lui-même à la position horizontale, qui indique d’arrêt.
- Le signal à trois positions (arrêt: bras horizontal ; danger : bras incliné à 45° vers le haut ; voie libre : bras vertical) supprime le signal à distance, mais n’est réellement pratique que sur les lignes à Sections relativement courtes (moins de 800 mètres) et à trafic pas trop intense.
- Les chemins de fer souterrains emploient des verres jaunes pour leurs signaux à distance. Ils remplacent les sémaphores par des lampes de diverses couleurs (rouge ou jaune, vert), placées l’une au-dessus de l’autre, dont l’allumage se fait
- (•) C’est le principe des systèmes employés sur le Métropolitain et le Nord-Sud de Paris. — ----
- (2) Il en est ainsi dans les block-systems des grands réseaux français.
- (3) Employé déjà en Amérique et sur le continent européen.
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- 30 LA LUMIÈRE
- automatiquement grâce aux circuits de voie. Dans les parties de lignes en plein air, un réflecteur spécial est disposé sur ces lampes.
- Cabines à fluides.
- On met maintenant en œuvre dans les grandes cabines à signaux, pour actionner les signaux et-aiguilles se trouvant à une grande distance, l’air comprimé et l’électricité. L’encombrement des appareils en cabine est plus faible, le travail de l’aiguilleur est simplifié et moins pénible.
- Système électro-pneumatique. — Il en existe de nombreuses cabines en Angleterre, dont la plus importante est celle de la gare centrale de , Glascow (Caledonian Railway), qui compte 338 léviers commandant m aiguilles et2/t5 signaux. Leé aiguilles et signaux sont mus par des moteurs à presse-étoupe, dont la distribution est effectuée par des tiroirs circulaires. Les leviers de
- ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Série). —ÿjtf,/
- manœuvre en cabine, de dimensions réduites, sont de véritables commutateurs, enclenchés entre eux, dont la course s’effectue en deux temps séparés par l’attente du contrôle électrique en retour, qui libère un enclenchement par encliquetage électrique.
- Système pneumatique. — La course des manettes de commande se fait en deux tertipsj comme dans le système précédent : de plus, c’est le retour d’air en cabine qui achève automatiquement la course de la manette.
- Systèmes électriques. — Les aiguilles sont, commandées par des moteurs, les signaux par des moteurs ou parfois des solénoïdes. En cabine, dans certains systèmes, la manette^ de commande ne peut être poussée à fond de course que si le courant de retour, indiquant que l’ajppa-reil commandé a fonctionné, revient à la cabine.
- Lucien Pahix.
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- $ Juillet 1916*. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE . 31
- RECHERCHES SUR LES RÉGULATEURS DE TENSION A LAME VIBRANTE*
- - : ; . (Pin) (').
- Dans la fin de cette étude, fauteur, qui avait exposé dans les précédents chapitres, le fonctionné* ment élémentaire des régulateurs de tension à lame vibrante, soit à vide, soit en charge, étudie en terminant le cas oh le circuit magnétique de la machine est complètement saturé, ainsi que les moyens de réduire les étincelles entre les contacts du régulateur.
- Fonctionnement au voisinage de la vitesse minimum.
- Sauf dans les études sur les troubles dus à la^ self de l’induit où nous avons été obligés de conserver aux équations leur forme d’exponentielles, nous avons remplacé jusqu’ici ces courbes parleur tangenteàl’origine ; cette simplification n’est plus> valable au voisinage des vitesses limites V4 et V2 ; au minimum Y,.c’est'la courbe montante quin’est plus une droite; au maximum c’èst à la courbe descendante qu’il faut apporter cette correction.
- La vitesse maximum n’offre pas grand intérêt, car on la rejette toujours au delà des valeurs atteintes en pratique ; par contre, le fonctionnement au voisinage du minimum est assezfréquent.
- Tout d’abord, nous remarquerons que pour une vitesse difîérentede Yi, infiniment peu au-dessous, le régulateur n’agit pas encore : la tension est donc U2 et le courant, débité sur résistance, I2.
- f^our une vitesse différant très peu de V4 au-dessus, le régulateur agit; la tension passe constamment de Uj à U4 — y U2 ; sur résistance simple le courant passe de L à I2 et la puissance débitée devient très sensiblement :
- Uj -j- U2 w L -j- I2 X
- a a
- si l’on branche une batterie en parallèle, le courant diminue beaucoup plus vite ; de toute façon un voltmètre donnant la tension moyenne enregistre une baisse brusque dès que le régulateur commence à agir (fig. 17).
- D’autre part, en auto-excitation, la période s’allonge indéfinim'ent par suite de la diminution de lv — (;• -f- p) ; en excitation séparée, elle
- (*) Voir Lumière Electrique du 24 juin, p. 289 et du i01' juillet 1916, p. 1.
- s’allonge indéfiniment aussi parce que u ne tend qu’asymptotiquement vers Ep ; le fonctionnement est donc dans tous les cas très instable, à
- V/'fesc-cj de rofation
- Fig. 17.
- période très longue, et n’est par suite jamais
- bien satisfaisant.
- Saturation du circuit magnétique.
- Nous avons toujours supposé jusqu’ici que la machine est suffisamment désaturée pour que l soit pratiquement constant. Lorsque la vitesse considérée est sensiblement supérieure à la vitesse minimum, ceci est toujours vrai; mais à moins de construire une génératrice de dimensions relativement considérables, on se trouve presque toujours amené, au voisinage de la vitesse mini mum, à saturer le circuit, c’est-à-dire que l ne peut plus être considéré comme constant.
- Nous ne ferons pas le calcul complet du fonctionnement dans ce cas, car il faudrait avoir la connaissance analytique de la fonction <!>=/(/) ou si l’on veut l — f(i)\ mais nous pourrons tout de même nous rendre sensiblement compte du trouble apporté parla saturation de la génératrice.
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- Considérons pour plus de simplicité le cas de .l’excitation séparée; nous voyons que la loi de variation du courant est modifiée; en effet* nous avons en toute rigueur dans la phase montante :
- tout se passe donc comme si la résistance était
- . , dl. . . . .
- augmentée de cette fonction est inconnue,
- mais nous pouvons écrire :
- dl , dl di r+ dt^’^ + di^dt
- r , . ..dl .
- La fonctionest supposée connue; lorsque ai
- le courant croit, l diminue par suite de la satu-
- • , . . J dl ,
- ration du circuit ; donc -7- est négatif; par suite
- U t
- la rapidité de ftiontée du courant est réduite et la période augmente.
- De plus, la valeur de i à atteindre pour la même tension est plus grande que si l conservait la même valeur, étant donné que nous vou -Ions toujours avoir là même valeur de E2;la période ^ s’allonge donc encore.
- Considérons maintenant la phase descendante :
- T t • T A P . d l
- L expression est de meme forme, mais —
- , .... dldi
- devient positif puisque et sont tous deux
- négatifs;. la rapidité de descente du courant est donc accrue, c’est-à-dire que, pour un même, temps 0, le courant baisse plus rapidement que si l était constant.
- D’ailleurs /' est beaucoup plus grand que r, et ^ est par suite beaucoup plus grand en valeur
- absolue que dans la période montante ; les deux quantités sont sensiblement proportionnelles. Mais le courant d’excitation doit diminuer beaucoup plus que proportionnellement; il est facile de sè rendre compte que, dans ces conditions, la teiïsion aux bornes baisse bien moins vite que le courant et même que si la machine n’était pas saturée. '
- Prenons un exemple extrême ; admettons que pour la dynamo de 5o watts, considérée, nous
- arrivions à doubler le courant d’excitation
- '(fàa ampères) pour passer de ioà ii volts ; la
- self passera alors de i,oo à o, 55. ,
- Si la descente de tension dure, environ o sec. oi
- ; , dl A l o,/|5 • ,
- on aura a peu près — S —=r------= 4» ; le nume-
- dt 0 o,oi ; .
- rateur de l’exponentielle r' -(- ^ passe donc de
- 120 à 120 -f- 45 == i65 ; la descente de courant va donc moins de deux fois plus vite* alors que, pour avoir la même baisse de tension, il faudrait qu’elle se produise io fois plus vite (descente de a ampères à i ampère au lieu de », > à i ,o si l était
- V/ fesses de rotation
- Fig. 18.
- constant) ; finalement donc, la tension baisse beaucoup moins vite.
- Il en résulte que, dès que la machine commence à se saturer, le minimum de tension remonte ; si la dynamo est à vidé ou débite sur résistances, le phénomène ne s’aperçoit qu’à peine, njais si elle est en charge sur batterie, le débit amplifie le trouble et l’on a alors une courbe d’intensité telle que. celle de la figure 18.
- Des étincelles au régulateur.
- Au moment du décollement du vibreur, l’énergie de self-induction se décharge dans la résistance R et en parallèle, entre les contacts du régulateur sous forme d’étincelle; cette dernière a un effet destructif sur les contacts et doit donc être réduite le plus possible.
- Onpeutconsidérer comme évident toutd’abord, que, toutes choses égales‘d’ailleurs, l’étincelle doit augmenter et diminuer avec la résistance R, puisque, l’énergie totale à dépenser restant la même, la répartition entre la résistance et l’étincelle se modifiera.
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- 'S' ' ,
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- Dé plus, il reste à savoir si la modification de cette résistance n’apporte pas d’autresperturba-ticins; oé, il est évident que l’augmentation de résistance, en augmëntant la résistance totale, accroît l’amplitude des oscillations (voir éq. 16), il en résulte une augmentation de^ l’énergie dépensée et, par suite, de l’étincelle.
- On. a, en effet, pour expression de la variation d’énefgie :
- W=aQ- Lf2^ - LVAf=L ( (4—h ) = ^ L4* ( i —Y2 ).
- L’étincelle augmente donc par superposition de ces deux causes; son maximum, ayant lieu pour R = oo ; cas où la totalité de l’énergie, qui est alors maximum elle-même, se décharge dans l’étincelle. Mais la résistance R ne peut être réduite sans artifices; en effet, de sa valeur dépend la vitesse d’amorçage V2 qui est ordinairement imposée.
- Nous indiquerons plus loin deux procédés pour diminuer la valeur de R sans réduire la vitesse maximum.
- Mentionnons seulement que l’étincelle diminue rapidement lorsque la vitesse augmente, d’abord par diminution de 4 et aussi par augmentation de y; en pratique, l’étincelle ne risque d’être dangereuse que pour un ordre de vitesses assez restreint.
- Pour diminuer les étincelles, il faut donc réduire la variation d’énergie, et pour cela, ou diminuer 0, ou bien diminuer la constante de temps du circuit inducteur; les amortisseurs déjà décrits, ayant pour but d’améliorer la stabilité de la tension, ont, par contre-coup, pour résultat, de diminuer considérablement les étincelles.
- Dans cet ordre d’idées, nous pouvons signaler qu’on arrive au même résultat en augmentant le nombre de spires inductrices sur la dynamo; pour maintenir la vitesse d’amorçage constante, on doit augmenter la résistance /•', proportionnellement; comme la résistance est proportionnelle au nombre de spires et la self à son carré, il s’ensuit que la constante de temps est en raison inverse du nombre de spires; on améliore en même temps la stabilité de la tension.
- Indiquons maintenant comment on peut réduire la valeur de R sans diminuer la vitesse maximum.
- Une première solution consiste à munir la
- ÉLECTRIQUE 33
- machine d’un enroulement shunt démagnétisant en fil très fin, et non soumis au régulateur; ce bobinage est calculé pour annuler sensiblement les ampères-tours minima obtenus lorsque
- la résistance R est décourt circuitée (fig., 19); si cette annulation est exacte, on voit que la vitesse d’amorçage croît sans limite ; il devient alors possible de diminuer R de façon considérable.
- L’expérience montre que, au point de vue des étincelles, ce dispositif n’offre qu’un intérêt médiocre; la présence des ampères-tours antagonistes a exactement le même effet que lé" décalage des balais en avant, c’est-à-dire une diminution de y; l’avantage dû à la diminution de R est compensé et au delà; le seul avantage du système est de permettre la remontée de la vitesse limite Va, ce qui est intéressant si la machine a un fort rémanent, ou si la variation de vitesse imposée est très grande.
- Un second dispositif, dû à M. Rechniewski, consiste dans l’emploi d’une résistance R subdivisée en plusieurs éléments; ces éléments, .sauf le premier, peuvent être mis en cou^t-circuit au moyen de relais parcourus par le courant d’excitation. La figure 20 représente ce dispositif pour trois éléments ét deux relais ; à la vitesse minimum, le courant d’excitation oscille entre deux valeurs maxima ; les deux relais attirent alors leur armature et court-circuitent les éléments R2 etR3 ; le régulateur n’agit alors que sur R, dont la valeur est faible et qui absorbe presque toute l’énergie . si la vitesse croit, le courant diminue ; le premier relais décolle, intercalant la résistance R2. Le réglage de ce relais sera fait de telle sorte qu’il décolle avant que l’amorçage ne soit atteint pour R4 ; si la vitesse augmente encore, le deuxième relais décolle à son tour, intercalant la troisième partie de la résistance.
- Ce système est un peu compliqué pour les
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- LA LUMIÈRE
- machines d’automobiles et, vu leur faible puissance, ne présente pas un grand intérêt pour celles-ci ; mais il est au contraire très intéressant pour les machines plus puissantes, telles que les dynamos pour l’éclairage des trains sur lesquelles il donne d’excellents résultats.
- Note sur la durée de la période descendante.
- Nous avons considéré comme constante la durée 0 qui s’écoule entre le moment où le vibreur décolle et celui où le contact se fait à nouveau, en indiquant seulement dans certains cas que cette hypothèse devenait inadmissible.
- Dans quelle mesure cette supposition est-elle exacte ? C’est ce que nous voudrions rechercher maintenant.
- Lorsque la palette est attirée, on sait qu’elle ne prend pas une position d’équilibre moyenne, mais qu’elle oscille constamment; cela tient à la cause suivante. Le courant a un certain retard sur la tension dans la période montante ; donc au momentoù la tension commenceàredescendre, ce qui a lieu dès que Ja palette entre en mouvement, le courant monte encore un peu avant de redescendre lui-même.
- Il résulte de là que les efforts mis en jeu peuvent être représentés'en fonction des déplacements par des courbes telles que celles de la figure ai ; A indique les efforts du ressort, B les forces d’attraction en fonction de* la position si le courant restait constant dans la bobine et C les efforts d’attraction réels ; ceux-ci croissent d’abord, par suite du retard du courant sur la tension et diminuent ensuite en raison de la baisse de courant ; il résulte de là que l’abscisse x du point d’équilibre P a une valeur finie.
- Le système se comportera, grossièrement, comme un pendule entretenu, c’est-à-dire qu’il va dépasser la position x,, atteindre par force vive une élongation maximum x2 après laquelle il reviendra en arrière avec une accélération croissante ; le cohtact, subsistera et la palette restera immobile pendant, tout le temps nécessaire à la force de la bobine pour repasser du point N au point M.
- Il est. d’ailleurs nécessaire d’admettre que l’élongation xs peut se faire librement; si en effet il n’en était pas ainsi, la palette viendrait frapper le noyau de la bobine ; ce phénomène a lue parfois, et peut s’observer facilement ne
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- desserrant le ressort, ce qui diminue l’inclina-» tion de la droite A et éloigne le point P.
- Il est à peine nécessaire de remarquer que le fonctionnement ainsi obtenu est inadmissible et doit être corrigé, car le réglage est alors déplorable.
- Lorsque la vitesse de là machine augmente, le retard du courant sur la tension croît, puisque la montée de tension se fait plus vite ; inversement la descente de tension a lieu moins rapidement ; la remontée de courant a alors lieu plus vite et un peu plus haut en suivant par exemple la courbé C'; le point P s’éloigne et les élongations augmentent d’amplitudè.
- Toutefois, il faut remarquer que les efforts mis en jeu augmentent, de sorte que l’accélération est plus grande dans la période d’écart; elle est au contraire plus petite dans la période
- de rapprochement, de sorte que, finalement, la durée 0 doit augmenter avec l’augmentation de vitesse.
- On se rend compte toutefois que l’écart ne peut-être très grand, sauf au cas où l’on arrive très près de la vitesse d’amorçage et où la tension ne descend plus ; à une augmentation d’amplitude correspond en effet une augmentation de force vive, si bien qu’en fin de compte le fonctionnement n’est pas beaucoup troublé.
- Il n’en est, plus ainsi, bien entendu, quand la descente de tension est si lente que les efforts sur la palette décroissent très lentement; dans ce cas, la palette suit presque les variations de tension ; c’est ce que nous avons déjà observé avec l’emploi des amortisseurs.
- Nos conclusions subsistent donc dans leur ensemble et, d’ailleurs, la plupart ont pu être confirmées par l’expérience.
- P. Poithimol,
- Ingénieur E. P. G.
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- 8 Juillet 1916. . LA LUMIÈRE. ÉLECTRIQUE
- PUBLICATIONS TECHNIQUES
- TÉLÉGRAPHIE ET TÉLÉPHONIE
- Des relais ou « répéteurs « téléphoniques.
- Pr. Scholtz.
- Au cours de ces quelques dernières années, on a pu enregistrer des tentatives fréquentes et heureuses d’augmenter la distance de transmission téléphonique. Ce fut naguère la ligne téléphonique de 1900 kilomètres reliant Berl'in à Milan. C’est aujourd’hui la ligne de New-York à San Francisco qui, en rattachant les deux rives du continent américain, couvre une distance, de 5 7,00 kilomètres. Mais il est à remarquer que toutes ces extensions n’ont été rendues possibles que par l’emploi des bobines Pupin. Sur aucune de ces lignes on n’a fait usage d’appareils spéciaux pour renforcer la conversation téléphonique. Nous allons examiner ici quels sont les appareils qui" ont déjà été utilisés pour renforcer les courants téléphoniques reçus sur une section de ligne, de manière à les renvoyer, ainsi renforcés, sur une autre section.
- Le problème de la construction de ces appareils peut se diviser en deux parties absolument indépendantes l’une ou l’autre. D’abord l’appareil à construire doit renforcer les courants téléphoniques sans déformer les ondes sonores. Ensuite, il doit pouvoir renforcer tous les courants téléphoniques, quelle que soit leur direction. La méthode la plus simple et la plus couramment appliquée consiste à faire réagir les mouvements de diaphragme d’un récepteur sut un microphone. A cet effet, on relie le microphone à la membrane ou diaphragme du récepteur, de manière que les mouvements déterminés par. le courant téléphonique chez celui-ci aient pour conséquence de modifier la résistance microphonique, et partant le courant du circuit du microphpne. Une bobine d’induction insérée dans ce circuit fait alors passer les courants téléphoniques renforcés dans la seconde section de la ligne téléphonique. La figure 1 montre les connexions fondamentales de ce relais répéteur. Les courants téléphoniques arrivent sur'le côté
- gauche du répéteur, traversent ce dernier et sont renvoyés dans la ligne renforcés par le côté droit de la bobine répétrice.
- Quelque simple que puisse paraître un tel problème en théorie, il est cependant difficile de le résoudre en pratique. Il n’est en effet guère
- f* Section de la ligne H ( Courants faibles de Conreroation) ""
- Slectro aimant polarise
- M.
- il
- > 2*Section de la ligne \ (Courants renforcés)
- Fig. 1. — Diagramme fondamental d’un poste renforçant les signaux téléphoniques.
- possible de construire techniquement un appareil convenable qui permette de renforcer les courants et de transmettre la voix sans la déformer. Un tel appareil implique nécessairement l’emploi de récepteurs et de microphones d’une extrême sensibilité. De plus, il importe aussi que le diaphragme ne soit pas affecté de manière à ajouter encore ses propres vibrations résultant de l’action des courants téléphoniques. Ces vibrations se trouveraient aussi transmises sur la seconde section de la ligne et s’opposeraient à la répétition fidèle des sons reçus de la première section. Enfin il faut exclure toute
- Section de la Ugt
- Fig. a.— Diagramme des connexions du répéteur Shreeve.
- possibilité pour les particules de charbon du microphone de s’agglomérer, particularité qui aurait pour effet de diminuer la puissance des récepteurs et de s’opposer au renforcement efficace des courants. Un des répéteurs les plus répandus a été imaginé par l’Américain Shreeve
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-
- 3G
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2« Série). —' N»'28.
- qui utilise un type spécial de récepteur construit par Gundlach, dont le champ magnétique permanent est électromagnétiquement entretenu par la pile HB (fîg. a). Ce récepteur com-porle.donc deux bobines : une bobine de circuit local pour le maintien du champ magnétique et une autre bobine insérée dans la première section de la ligne à renforcer destinée à recevoir les courants téléphoniques. Le microphone est fixé sur une barre de fer doux formant noyau de l’électro-aimant récepteur, laquelle est mobile dans le sens de l’axe de la bobine et peut se déplacer suivant les variations du champ magnétique causées par le courant téléphonique. Une seconde tige de fer se déplaçant mécaniquement dans le même sens sert à régler la sensibilité du
- Fig. 3. — Différents types de répéteurs Brown.
- bobines des pièces polaires de fer doux II montées à angle droit sur les noyaux fixés eux-mêmes sur l’aimant permanent N S. En regard des pièces polaires existe un contact microphonique consistant en une pièce de charbon dur O fixée sur l’armature P d’une pointe d’iridium émoussée M, et en un. dispositif de réglage J extrêmement délicat. Dans ce dispositif, la vis est installée de manière à créer de nouveaux points de contact aussi souvent qu’il est nécessaire. On peut au besoin remplacer le contact de charbon par un contact d’iridium ç mais il est essentiel de mettre une goutte d’huile fine de machine sur le contact inférieur avant d’amener le contact supérieur sur ce dernier. La vis J est elle-même fixée sur un bras réglable L. Les surfaces de contact doivent être suffisamment libres pour que l’effet microphonique puisse se produire. On y parvient d’abord à l’aide d’une vis micrométrique W et
- t.sme
- jJ 0
- Fig. 4. — Circuit du répéteur Brown.
- dispositif. Cet appareil utilisé avec succès en Amérique ne comporte pas de véritable diaphragme récepteur.
- Dans un autre appareil connu sous le nom de répéteur « Randall », l’inventeur s’est tout spécialement efforcé d’empêcher l’agglomération des granules de charbon microphoniques, même lorsque des courants relativement forts sont envoyés dans le téléphone. A cet effet, il exerce une certaine pression sur les granules qu’il répartit dans plusieurs chambres séparées. La partie active du répéteur est arrangée de manière à se mouvoir librement sur ses pivots, et par conséquent, à vibrer comme unité. Par ce dispositif, Randall estime obtenir une répétition parfaite des sons de la voix.
- Un très intéressant répéteur a été imaginé par G. S. Brown (fig. 3 à 6). Dans cet appareil, les courants téléphoniques à renforcer traversent les
- aussi au moyen de l’effet magnétique du courant microphonique direct qui s’écoule par les bobines K fixées sur le noyau de l’aimant permanent. Bien que pratiquement'en équilibre, le contact microphonique O n’est que très faiblement équilibré, car il suffit de l’action de forces extrêmement minimes pour modifier, dans une large mesure, la résistance du contact et, avec elle, la puissance du courant qui le franchit. L’effet magnétique des courants téléphoniques renforcés circulant dans les bobines K est atténué par les courants parasitaires qui se développent dans des tubes de cuivre recouvrant les noyaux. R est un transformateur supplémentaire auquel est rattachée la seconde section de la ligne. Ce système n’aurait pas donné, paraît il, les meilleurs résultats, car l’accroissement de force des courants téléphoniques était trop irrégulier et trop soumis aux influences extérieures.
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- Vit," -•*. -1 . ' ' « __ - ______;__________'
- L’inventeur aurait été plus heureux avec ses types perfectionnés (fîg. 5 et 6). La principale différence entre l’ancienne et la nouvelle forme est que le contact microphonique MO a été remplacé, par une chambre microphonique remplie de granules de charbon extrêmement fines. La
- s
- Fig. 5. — Nouveau type de répéteur Brown.
- partie avant de la chambre est supportée par une armature P, alors que l’arrière est soutenu par le support isolé G. A l’aide de la vis W, on peut régler l’aynature P et l’amener dans sa meilleure position relativement aux pièces polaires. Dès que l’attraction magnétique vient
- -<Z>—
- Fig. 6. —Circuits du nouveau type de répéteur Brown.
- approximativement contrebalancer l’élasticité de l’armature, le répéteur devient très sensible. La vis S empêche l’armature de se coller. Les pièces polaires sont construites aussi quelque peu différemment dans ce système. Quant au reste il ne paraît pas y avoir de différences bien
- ÉLECTRIQUE " 37
- sensibles entre le nouveau type et l’ancien. On estime que le nouvel appareil Brown peut renforcer les courants téléphoniques d’environ ao fois sans altérer la qualité du son. Il en résulterait que le répéteur Brown peut abaisser l’exposant d’amortisation (P i) à environ i O. Tous les répéteurs microphoniques ont le désavantage d’être très sensibles aüx influences extérieures, telles que les chocs, et ont besoin d’en être très soigneusement protégés.
- Depuis quelques années, des essais sont faits en vue d’obtenir le renforcement des courants téléphoniques par une méthode totalement différente de celles que nous venons d’examiner. On a jugé qu’il était possible d’utiliser à cet effet la succession des phénomènes produits par la décharge des gaz dans le vide. Ainsi Taylor a tenté d’utiliser la lampe à arc au mercure de Cooper-Hewitt et d’influencer les courants par les effets magnétiques de cetté lampe. De Forest emploie un tube à décharge de gaz dans lequel il produit des rayons cathodiques. Diagonalement avec ces rayons il place une électrode treillissée ne rem-
- —^ Répéteur téléphonique Lieben.
- plissant toutefois qu’un faible espace du tube. Il joint cette électrode au corps émetteur de rayons cathodiques et utilise en outre un condensateur et un relais.
- Un autre répéteur qui, paraît-il, aurait beaucoup de succès est le répéteur « Lieben », représenté par la figure 7.
- 11 consiste en un tube de verre vide d’air, dans lequel l’électrode auxiliaire I1E prend place entre les deux électrodes principales, la cathode C et l’anode A. Cette électrode auxiliaire remplit complètement la section transvërsale~clu tube et est pourvue d’un très grand nombre de fines perforations. La cathode est constituée par une
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- étroite lame de platine en zigzag recouverte d’une fine couche d’oxyde de barium ou de calcium. On chauffe cette cathode oxydée au rouge par un courant de i,8 ampère puisé dans une batterie d’accumulateurs de 3o volts. La chaleur ainsi obtenue approche de i ooo°C. Sous des voltages de 400 à 600 volts cette électrode peut envoyer des,.rayons cathodiques vers l’anode à travers le vide. Mais en produisant dans le tube une atmosphère de mercure d’une pression de o mm. 001 environ, bn est parvenu à réduire le voltage nécessaire à aao volts. Les ions mercuriels se chargent alors de conduire lécourant dans le tube. Au moyen d’un branchement relié à la batterie cathodique, l’électrode auxiliaire IIE se trouve portéè au potentiel désiré par rapport à celui de la cathode rouge. Une grande partie des élections qui s’échappent de la cathode oxydée vont donc être recueillis par l’électrode auxiliaire pour être ramenés à la batterie. Mais le potentiel auxiliaire exerce un effet retardateur sur la vitesse des électrons passant par les ouvertures étroites de l’électrode auxiliaire. Lorsqu’ils ont franchi l’électrode auxiliaire pour se rendre à l’anode, les ions n’ont plus la puissance nécessaire pour ioniser la vapeur de mercure, c’est-à-dire, pour transformer les atomes de gaz neutre de la vapeur de mercure en ions. Derrière l’électrode auxiliaire nous avons donc un manque de production d’ions. C’est seulement après qu’ils ont franchi un certain espace sous l'effet potentiel de décharge que les électrons ont assez de force vitale pour s’ioniser à nouveau. Ce phénomène est visible dans l’appareil ; on y voit la décharge étincelante s’étendant uniformément, jusqu’à l’anode. La ligne de séparation entre l’espace cathodique sombre et la décharge étincelante est parfaitement marquée. Mais alors que l’espace cathodique sombre offre une résistance considérable au courant électrique, celui parcouru par l’arc ionisé 11’cn offre qu'une très faible. Le courant électrique traverse le tube sous forme de rayons cathodiques. D'après les observations qui ont été faites sur le fonctionnement de ce répéteur, il résulte que, à un certain niveau de potentiel, de faibles variations électromotrices correspondent à de grandes variations du courant de l’anode. C’est ce phénomène qu’on applique au renforcement des courants téléphoniques. 11 suffira de faire passer les courants à renforcer par l’électrode auxiliaire
- pour que le circuit de l’anode subisse un accrois-seinent de puissance. Le premier circuit, électrode auxiliaire, cathode,* batterie (3o volts), répéteur et retour à l’électrode auxiliaire, correspond en quelque sorte au circuit primaire des répéteurs primitivement examinés, récepteur, répéteur microphonique. Quant au deuxième circuit, électrode auxiliaire, il représente le circuit microphonique. Cependant, il convient de remarquer que nous supposons ici un microphone ayant une grande résistance qui, sous de hauts voltages, varie dans une large mesure. Le répéteur Lieben renforce les ondes de courant alternatif dans le rapport de 1 à 3o, ce qui réduit l’exposant d’amortisation de la ligne à |3 1 = 3 4. La parole se reproduit clairement et distinctement. Pour faire fonctionner ce répéteur, il est nécessaire d’avoir une batterie de 3o volts pouvant fournir une intensité permanente de »,3 ampères et d’une batterie ou dynamo de' 220 volts. Si l’on utilise une dynamo, il conviendra de tenir compte des variations de courant provoquées par les lames isolantes du collecteur. Pour les courants de rayons cathodiques (3o volts, une batterie peut suffire, attendu qu’il n’est pas possible ici d’annuler suffisamment les variations causées par les lames du collecteur. Il convient d’ajouter encore que ce répéteur peut aussi bien renforcer les courants alternatifs que les cotirants continus.
- Mais tous ces répéteurs ne renforcent le courant que dans un sens, le dispositif de répétition s’opposant au renforcement dans le sens contraire. Pour que l’appareil soit vraiment pratique en téléphonie, il faut qu’il puisse exercer une action dans les deux sens. Il doit fonctionner de telle manière que les courants renforcés ne puissent réagir sur le répéteur d’où ils émanent. Si l’on ne résoud pas cette difficulté, le répéteur provoquera nécessairement ces vibrations et oscillations que l’on entend quand on décroche le récepteur d’un téléphone, le circuit du microphone étant fermé. Le répéteur le plus simple ayant une action double est inconstestablement celui imaginé par Edison. Il est suffisamment connu pour que nous nous dispensions, d’en donner une description plus détaillée que celle représentée par la figure 8, qui nous permet encore de le comparer aux autres répéteurs.
- Nous allons décrire, pour terminer, un autre type de répéteur qui ne laisse passer les courants que dans un sens seulement et dont un circuit
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- compensateur empêche toute réaction sur les appareils téléphoniques. Ce système qu’illustre la figure 9 est connu sous le nom de répéteur « N. G. Warth ». Dans son dispositif, Warth donne à chaque section de la ligne un organisme de répétition. Les courants provenant de la section I sont amenés aux bobines b parles bobines a des relais répéteurs Utq et passent de ee fait
- i— Répéteur Edison.
- dans le répéteur I. Le courant que renforce cet appareil est amené à la section 2-par les bobines c des relais Ue2. En même temps une partie de l’énergie gagne le répéteur 2 par les bobines b de £/éf2. .Mais l’effet de cette partie du courant sur le répéteur 2 est annulé par l’emploi d’un répéteur auxiliaire Uet, relié par sa première bobine au circuit microphonique du premier répéteur, et par sa seconde au répéteur 2. Warth s’est ainsi efforcé de contrebalancer l’effet du courant sur le répéteur 2. Mais en réalité cet équilibre
- I I l'Ln/r*
- Kig\ 9. — Système de N. G. Warth ù deux répéteurs.
- n’est pas parlait, aussi le répéteur de Warth ne saurait posséder toutes les qualités qu’on devrait exiger d’un bon répéteur téléphonique. La difficulté d’obtenir des effets alternatifs de répétition a obligé plusieurs inventeurs à poursuivre leurs travaux dans un seul sens seulement, et à utiliser un relais commutateur manuel pour modifier la direction. Pour obtenir automatiquement cette modification, on amène les courants téléphoniques renforcés par les répéteurs à réagir sur les relais commutateurs. Mais les
- expériences faites avec ces types de répéteurs n’ont pas encore été poussées d’une manière' suffisante pour qu’on puisse en tirer des conclusions utiles. — A. B. (Téléphone Engineer.)
- Une mobilisation des téléphones aux États-Unis.
- Le Secrétariat de la Marine des Etats-Unis a fait une expérience de mobilisation, restreinte des communications téléphoniques et télégraphiques appartenant à l’American Téléphoné and Tçlegraph Company.
- Cette expérience a utilisé 85 000 kilomètres de lignes téléphoniques, en outre des stations de T. S. F. appartenant à la susdite compagnie ; pour la réaliser, on avait fait appel au concours de 600 employés spécialement entraînés. Le service militarisé a fonctionné du 6 mai à 16 heures au 8 mai à 6 heures. Des communications ont été établies pendant ce temps entre 16 stations navales, dispersées sur les côtes, et le Ministère de la Marine, comme avec des navires en mer jusqu’à Ilonolulu — à 7 900 kilomètres, d’une part— et sur les côtes d’Europe, d’autre part.
- La plus intéressante des épreuves a consisté à donner, de Washington, au commandant du navire de guerre New-ïfampshire, à Hampton Roads, l’ordre dè prendre la mer le lendemain matin, de naviguer et d’aller se mettre à l’ancre dans l’embouchure du Potomac. Pendant cette croisière, le commandant — capitaine Lloyd H. Chaudler — devait, toutes les heures, faire connaître sa position par téléphone et, à son arrivée à destination, il avait ordre de faire, par téléphone sans fil, un compte rendu détaillé de son voyage à l’Ecole Navale d’An napolis. Une série de récepteurs permettaient à des officiers de l’Etat-Major du Secrétaire d’Etat et à quelques hauts fonctionnaires de l’American Téléphoné and Telegraph Gy d’écouter les rapports du capitaine Lloyd H. Chaudler. A part quelques interruptions accidentelles par phénomènes sta-’ tiques, la voix de cet officier fut perçue aussi bien que dans un téléphone ordinaire.
- Les résultats de celte expérience ont été entièrement satisfaisants et, à cette occasion, M J.-.I. Cart.y, ingénieur en chefdelaCompagnie, aurait déclaré que la marine américaine serait la seule au monde qui possédée le secret de la téléphonie sans fil avec 'es navires en mer.
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- APPLICATIONS MÉCANIQUES
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- Commutateur automatique , à moteur de commande pour mise en circuit d une source auxiliaire d’énergie
- Pour les circuits de commande de signaux de voies ferrées parcourant alternatif, M. C. W. Pen Dell, ingénieur à la Public Service Company, de l’Illinois Septentrional, à imaginé un commutateur automatique représenté dans les figures ci-après.
- Cet appareil a pour but d’assurer le fonctionnement régulier des signaux en mettant en circuit une source auxiliaire d’énergie au cas où la source ordinaire viendrait à faire défaut accidentellement.
- est excité par l’intermédiaire d’un relais électromagnétique à basse tension. Ce moteur actionne, par vis sans fin et pignon, deux cliquets de rocliet attaquant un secteur denté.
- La figure i montre le mécanisme au début du mouvement; la figure t. montre la face opposée après fermeture de l’interrupteur. . ,
- L’un des cliquets tourne sur un excentrique calé sur l’arbre du pignon, l’autre est fixé concentriquement à cet arbre. À chaque tour du pigrçon, le cliquet excentrique déplace d’une dent le secteur denté, tandis que le cliquet concentrique le retient. Une avance d’une dent exige deux secondes, mais comme on peut faire partir le secteur denté d’une position quelconque, on
- Il comporte essentiellement : un moteur monophasé à répulsion, mécaniquement relié à la commande d’un interrupteur à huile; un dispositif réglant l’intervalle de temps entre le démarrage du moteur et la fermeture de l’interrupteur; un déclic à basse tension pour déclancher l’interrupteur et un moyen d’en empêcher la fermeture quand l’énei'gie est restituée d’une source nouvelle à^a ligne avant que le mécanisme ait achevé son fonctionnement.
- Lorsque le courant vient à s’interrompre dans le circuit de commande des signaux, le moteur
- est à même de régler la durée de fermeture de 1 interrupteur à huile par intervalles de deux secondes, depuis deux jusqu’à trente secondes.
- Le prertiier mouvement du secteur denté ferme l’interrupteur auxiliaire qui coupe le courant à grande intensité des contacts du relais ; le mouvement final soulève l’arma-lure du déclic à basse tension et ferme l’interrupteur à huile. Cette fermeture excite à nouveau le relais à tension déterminée et l’électro qui soulève les cliquets du rochet. Ce rochet revient à sa position normale et l’interrupteur
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- *
- auxiliaire s’ouvre mais non h’interrupteur à huile, car la bielle de commande de celui-ci est retenue par un verrou d’encliquetage.
- Ce n’est qùe^quand le déclic à basse tension cesse d’être excité que l’interrupteur à huile est àjnouveau ouvert. Le rétablissement du courant daps l’un des deux ^circuits de commande des signaux provoque l’excitation du relais à tenëion déterminée et de l’électro qui soulève les cliquets dû rochét dans l’appareil automatique de commande de l’autre circuit; il interrompt ainsi le fonctionnement du mécanisme, qui revient aussitôt à sa position initiale, et empêche la fermeture de l’interrupteur à huile.
- Le réglage de la durée de fonctionnement
- Cet appareil se prêle à une grande variété d’applications pour lesquelles la continuité est 'line condition capitale; il convient naturellement aussi à l’emploi de courants polyphasés.
- {Electrical Revietv and Western Electrician, i5 avril 1916.)
- Utilisation du moteur synchrone d'un garage d’automobiles pour améliorer le facteur de puissance de sa ligne. — Franck C. Taylor.
- Un garage d’automobiles électriques de Roches-ter (État de New-York) possède, pour le chargement des accumulateurs des voitures, un groupe
- Moteur. •
- PigQon.
- Interrupteur
- auxiliaire
- Déclic à basse tension. Armature.
- mise de fixation de lu bielle se reliant a l’interrupteur.
- Verrou.
- Duigi ae relevage de l’armuture. Bielle de connexion.
- Fig. 2, — Vue de l’autre côté après fonctionnement.
- pour des mécanismes commandant la mise en circuit de deux sources différentes d’énergie doit donner la prédominance à la source normale. On l’ajustera, par exemple, pour fonctionner en 4 secondes avec la source normale et en 3o avec la source auxiliaire. Dans ces conditions, si l’interruption du circuit de la source normale dure moins de 3o secondes, ce circuit se rétablira de lui-même ; si elle dépasse .80 secondes, la source auxiliaire se substituera à la première qui sera mise hors circuit jusqu’à ce qu’elle soit redevenue complètement utilisable ; alors elle produira l’ouverture de l'interrupteur de la source auxiliaire en excitant le relais à basse tension qui met en court-circuit l’électro du déclic de l’appareil commandant la source auxiliaire.
- moteur générateur constitué par un moteur synchrone de 268 kilovolts-ampères, 4 i5o volts, directement accouplé à deux génératrices à courant continu de i45 kilowatts, 120 volts et 45 kilowatts, 90 volts, respectivement. En outre, il actionne une excitation shunt.
- Ce garage bénéficie, pour lès heures de nuit,, entre 22 heures et 6 heures du matin, d’un tarif très bas pour l’achat de son énergie à la Roches-ter Railway and Light C°. Cette tarification lui est particulièrement avantageuse, la charge de jour étant faible puisque les voitures sont en service.
- Or, la ligne qui alimente ce groupe est assez chargéependantle jour, car elle fournitlecourant à des établissements industriels, et le facteur de puissance eh est approximativement de 70 % . On a donc eu l’idée d’utiliser le moteur synchrone
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- 4* . LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2* Série). — N» 26
- ' • 3_____;____ S
- comme condensateur synchrone, c’est-à-dire de le surexciter pendant les heures de jour de manière à améliorer le facteur de puissance et le réglage de la tension de ligne et à soulager cette ligne de quelques kilovolts-ampères.
- Cependant, pour assurer le fonctionnement du moteur dans les .conditions cherchées, pendant les heures de jour, on ne pouvait compter sur l’intervention du personnel du garage qui eûtdù ajuster les rhéostats à 6 heures du matin pour surexciter le moteur et à aa heures pour obtenir le facteur de puissance i à pleine charge,
- Voici la solution imaginée.pour se passer du concours du personnel :
- ‘Les rhéostats du moteur et de#l’excitatrice ont été ajustés pour le maximum de charge, qui sq présente aux heures de nuit, de façon à donner
- Rhéostat ate champ du moteur
- Fig. i.
- l’excitation normalequi correspond au facteurde puissance i. Cela fait et sans modifier l’ajuste_ ment des rhéostats, des dérivations ont été faites partant du rhéostat de champ de l’excitatrice et aboutissant aux bornes d’un interrupteur à temps .
- Le rôle de cet interrupteur qui se ferme automa-tiquement à 6 heures du matin et s’ouvre à 22 heures est de mettre en court-circuit dans le rhéostat de champ de l’excitatric%une résistance telle que le courant de champ du moteur se' trouve*renforcé de manière à porter le courant de pleine charge à un facteur de puissance élevé.
- La tarification de la consommation d’énergie élant basée sur le chiffre maximum de kilovolts-ampères, le seul réglage qui intéresse l’abonné est celui correspondant au maximum déchargé nocturne, réglage qui doit tendre vers l’unité de facteur de puissance.
- Le tableau ci-dessous donne les résultats atteints par l’einploidu moteur synchrone durant les heures de jour.
- Tableau I.
- • t FACTURE DE PUISSANCE DE LA LIGNE TOTAL DES KVA
- Sans condensateur syn-
- chrone 0,7° 5oa .
- Avec condensateur syn- ‘ “ l
- chrone 0,93 400
- Ainsi l’utilisation de ce groupe a réduit la charge sur la ligne de [>02 à 400 kilovolts-ampères et relevé le facteur de puissance de 0,70 à 0,93.
- (Electrical World,«4 mars 1916.)
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- * Juillet 19lé. LA LUMIÈRE ÉLECf RIQtJE 43
- VARIÉTÉS
- A f , •
- i.vv'i ' ------
- Sur un moyeu efficace d’établir la liaison entre la science et l’industrie.
- Dans une déclaration faite au journal anglais Standard, le üi septembre 1908, le prince de Bülow, alors chancelier de l’Empire d’Allemagne, s’exprimait en ces .termes :
- « Il y a jusite un siècle, Schiller écrivait : « La « France a pris la terre, l’Angleterre a pris la « mer," que nous restera-t-il? »
- « Et il concluait philosophiquement : « Il nous « reste le domaine de la/pensée. »
- « Depuis nous nous sommes dit que nous étions allés peut-être assez loin dans le désinté— ressement philosophique, et que cette nourriture était un peu creuse sous un climat aussi rude que le nôtre. G’est ainsi que nous sommes devenus réalistes, que nos savants se(sont consacrés aux sciences appliquées, que nos écoles techniques se sont fondées. Il est bien vrai qu aujourd’hui les grandes capacités allemandes se sont réfugiées dans Vindustrie et dans l’armée. »
- D’autre part, ces grandes capacités ont trouvé une juste estimation de leurs efforts et de leurs mérites auprès des* Universités scientifiques et techniques allemandes, qui, depuis 80 ans, leur distribuent largement, à l’occasion d’anniversaires ou de fêtes, des diplômes de Docteur honoraire en Philosophie (Sciences) ou de Docteur-Ingénieur. Ces politesses, inconnues en France, ont puissamment contribué à la pénétration mutuelle de la Science, de l’Industrie et de l’Armée.
- La guerre actuelle a appelé l’attention générale sur ce rôle capital joué dans l’Industrie allemande depuis un demi-siècle par la science, et surtout par la science appliquée. En Angleterre, aux Etats-Unis, en France,* on s’est aperçu que les liens entre hommes de science et industries ne sont pas suffisamment resserrés. En Angleterre, d’après le docteur Fleming, industriels et savants se dédaignent mutuellement ; en Fr»nce on peut dire qu’ils s’ignorent réciproquement plus qu’en aucun autre pays.
- D’après une revue indépendante (*), si les Français moyens, croient volontiers aujourd'hui que, plus un homme est sayant, moins il est capable de réalisations pratiques, ce sont,les savants eux-mêmes qui ont donné cette idée en se montrant enfermés dans leur laboratoire comme dans une tour d’ivoire.
- Il est désirable de mettre fin à ces malentendus ou à ces ignorances réciproques.
- Un savant éminent., qui est en même temps un remarquable ingénieur scientifique, M. Henri Le Chatelier, a signalé récemment l’intérêt qu’il y aurait à établir d’une façon permanente des relations plus étroites entre la Science et l’Industrie, et il a proposé d’ouvrir une enquête sur les moyens les plus favorables pour obtenir ce résultat, éminemment désirable. Une Commission a été nommée pour cette étude par l’Académie des Sciences, mais elle ne contient pas d’industriels. M’étant depuis de longues années préoccupé de cette question à raison du rôle grandissant des sciences appliquées dans l’économie nationale, j’ai eu occasion de rechercher des solutions à ce problème, et je me suis convaincu que, pour avoir quelque chance d’aboutir, il ne faut pas se contenter de demi-mesures ; il faut, je crois, commencer par établir une liaison par en haut et par créer un organisme régulateur, dont l’influence puisse servir à détruire les préjugés existants dans le mondé scientifique contre les métiers lucratifs, à orienter et à diriger, à tous les degrés inférieurs de l’échelle sociale, les rapports mutuels entre la science et l’industrie non seulement pour le progrès des travaux industriels, mais encore pour la direction de l’enseignement
- (>) L'Opinion (24 juin >9161 page 6o3, première colonne) rappelle que, il y a 24 ans, on avait, donné à l’examen d’entrée de l’Ecole polytechnique le sujet de discours suivant : « La science doit rester théorique et se désintéresser des applications pratiques », et que ce sujet provoqua dans l’Universilé un grand enthousiasme, fut donné en composition dans les classes supérieures des lycées et servit même de thème au discours de distribution des prix du lycée Saint-Louis.
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- yM LA LUMIÈRE
- f . ' ' .
- • technique et l’organisation des recherches de Laboratoirè et d’Usino.
- La solution que je propose et que j’ai soumise à la Commission consiste dans une réorganisation d’ailleurs très discrète de l’Académie des Sciences. L’institution et l’organisation actuelle de ce grand corps scientifique, admirable à tant d’égards, remontent à la fin du xvin0 siècle, c’est-à-dire à une époque où l’on ne pouvait pas prévoir le développement immense qu’ont pris, au xixe siècle, les sciences appliquées et les industries qui en découlent; il en résulte qu’on n’a pas fait jusqu’ici à ces dernières leur place légitime.
- L’Académie comprend actuellement deux divisions de 5 et G sections respectivement, résumées dans le tableau ci-dessous.
- Tableau I
- ,DIVISION DES SCIENCES MATHÉMATIQUES DIVISION DES SCIENCES PHYSIQUES
- Géométrie. Mécanique. Astronomie. Géographie el navigation. Physique. Chimie. Minéralogie. "* Botanique. Economie rurale. Anatomie et zoologie. Médecine et chirurgie.
- Cependant, les fondateurs de l’Académie n’avaient pas eu l’intention de limiter les travaux de celle-ci à la science pure, mais admettaient en principe dans ce corps des représentants de toutes les sciences pures ou appliquées. C’est pour ce motif que l’on y trouve, à côté des sections de science pure, trois sections réservées aux sciences appliquées connues au xvin* siècle, savoir :
- i° Géographie et navigation;
- a° Economie rurale ;
- 3° Médecine et chirurgie.
- L’Astronomie elle-même est devenue surtout une science appliquée.
- Il est actuellement d’autant moins rationnel d’exclure les sciences industrielles que celles-ci jouent, dans.la vie économique des nations, un rôle d’une extrême importance et que les inventions faites dans ce domaine ont constamment une importance capitale pour l’avenir de l’humanité. En outre, les sciences appliquées sont, comme la physique et la chimie, en voie de côn-
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- | tinuelle évolution, tandis que la plupart des sciences naturelles, qui étaient! seulement en voie de formation au xvin* siècle, sont aujourd’hui à peu près fixées dans toutes leurs grandes lignes. Il n’ÿ a donc plus équilibre équitable entre les savants qui collaborent au développement de ces sciences et^ceux qui défrichent actuellement le domaine des sciences appliquées à l’Industrie.
- Ces derniers n’ont, pour ainsi dire, pas de représentants officiels au sein de l’Académie, et c’est un des motifs pour lesquels les savants de sciences pures n’ont pas, avec l’industrie, l’organe de liaison adéquate qui devrait être établi par des représentants autorisés de la science industrielle. 11 est vrai que de nombreux membres de l’Académie font partie de certaines sociétés techniques telles que la Société d’encouragement pour l’industrie nationale, la Société des électriciens, la Ligue aéronautique, quelquefois même, quoique beaucoup plus rarement, de la Société des ingénieurs civils, qui est la véritable représentation de la technique des ingénieurs en France (encore faut-il faire une réserve, car, par le fait qu’elle n’admet pas dans son Sein les ingénieurs de l’Etat, la Société des ingénieurs civils ne constitue qu’une représentation incomplète de la haute technique française). Mais il ne peut en résulter que des relations passagères, incomplètes et difficiles, parce que ces Sociétés étant ouvertes à tous, moyennant le . simple paiement d’une cotisation,. contiennent forcement des éléments de valeur très inégale. Elles ne peuvent remplacer l’organisation d’une élite à petit nombre. Il njen est pas de même à* l’étranger où les Sociétés des ingénieurs civils sont des sociétés très fermées et, où, d’autre part, les ingénieurs sont admis dans certains corps académiques.
- En Angleterre, ils sont abondamment représentés dans la « Royal Society » à côté des savants de sciences-pures, et dans une Académie technique officielle dite « Royal Society of Arts ».
- En Russie, il existe uue Académie impériale des ingénieurs, dans laquelle sont représentées, en sections spéciales, toutes les branches de l’art de l’ingénieur, et qui est constituée un peu sur le même plan que notre Académie de médecine.
- En Italie, les différentes Académies qui datent d’avant l’unité italienne font une place assez large aux ingénieurs.
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- La seule de ces solutions qui puisse être facilement réalisée en France et qui puisse amener la collaborfttion que l’on recherche entre la science et l’industrie, est la solution analogue à
- en définitive le plan de réorganisation suivant (sans compter les 6 académiciens non résidants etleS io académiciens libres, qui sont en dehors des cadres des deux divisions).
- Taule au II.
- DIVISION DES SCIENCES MATHÉMATIQUES ET PHYSIQUES
- II
- DIVISION DES SCIENCES NATURELLES
- 111
- DIVISION DES SCIENCES APPLIQUÉES
- Mathématiques Mécanique. . . .
- Physique.....
- 'Astronomie . . . Chimie........
- Minéralogie-géologie..
- Zoologie........... . . .
- Botanique.............
- Médecine et chirurgie.
- Géographie, navigation...............
- Economie rurale......................
- Mécanique appliquée et construction. . . Economie industrielle (physique et chimie appliquée)...........................
- celle de la « Royal Society » mais rendue systématique par ‘ l’adjonction à l’Académie des sciences de sections nouvelles parfaitement
- Le troisième groupement est susceptible de variantes pour la désignation des sections, notamment les variantes suivantes :
- Taim.iîau III.
- PREMIÈRE VARIANTE
- DEUXIÈME VARIANTE
- Géographie, .navigation, aviation
- Génie rural.......................
- Génie industriel..................
- Génie civil. .....................
- Géographie, navigation......................
- Mécanique appliquée et construction.........
- Chimie appliquée (industrielle et agricole) Physique industrielle.......................
- définies et par la subdivision de l’Académie en trois divisions au lieu de deux. Les deux groupes actuels sciences mathématiques et sciences naturelles (improprement appelées sciences physiques actuellement), contenant 6 et 5 sections de 6 membres, seraient réduits à 5 et 4 sections.
- Une troisième division serait ‘réservée aux sciences appliquées; elle serait formée en partie en prélevant dans les deux groupes déjà existants des sections anciennes qui n’ont pas le caractère de science pure, à savoir la section de géographie, navigation, qu’on peut considérer comme une section d’application des sciences théoriques (mathématiques, physique, mécanique) ; la section d’économie rurale n’est, en réalité, occupée que par des chimistes et des physiologistes ayant fait des travaux de chimie appliquée à l’agriculture. En y ajoutant deux sections nouvelles, l’une pour la mécanique industrielle et les constructions civiles, l’autre pour la physique industrielle ou la science industrielle, on obtiendrait
- Quelle que soit celle de ces variantes que l’on adopte, le résultat sera à peu près le même, c’est-à-dire qu’il introduirait dans 1 Académie ii représentants de la physique et de la chimie industrielles, de la mécanique industrielle, des constructions civiles, de la chimie appliquée à l’industrie et à l’agriculturè. La seule différence c’est que, dans la première variante, les arts industriels seraient groupés en mécanique et physique et chimie; dans la seconde solution, on ferait plus large part au Génie civil, c’est-à-dire aux constructions civiles, et une plus grande part à l’agriculture sans la limiter à la chimie agricole et à la physiologie appliquée.
- La première solution répondrait aux idées de M. Le Chatelier, en donnant une importance spéciale à la science ou économie industrielle c’est-à-dire l’art de combiner les différentes sciences pour leur application à l’industrie.
- D’autres variantes peuvent être envisagées par la combinaison des trois solutions indiquées ci-
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- dessus pour les sections de sciences appliquées. Quelle que soit celle à laquelle on s’arrêterait, on obtiendrait un résultat réellement satisfaisant et une modernisation de l’Académie faisant aux sciences industrielles leur place légitime, au prix d’une faible augmentation des membres, puisqu’il n’y aurait en définitive que deux sections nouvelles comptant au total 12 membres. Cette augmentation pourrait d’ailleurs être compensée en partie par la réduction à 8 membres au lieu de iode la section des académiciens libres par extinction progressive. D’ailleurs les nominations dans les sections nouvelles pourraient être faites ainsi progressivement au fur et à mesure que se1 présenteraient des candidats ayant la haute valeur scientifique désirable. Le nombre total de l’Académie serait ainsi de 90 ou de 84, suivant le cas, en y comprenant les 6 académiciens non résidants et les deux secrétaires perpétuels.
- ' Si l’on trouve excessif le chiffre de 12 sièges, on pourrait se contenter d’une seule section de sciences industrielles, ajoutée à la Division des Sciences mathématiques du tableau 1
- Enfin, si l’on 11e veut pas envisager un changement des grandes divisions actuelles de l’Académie, il suffirait de mettre hors cadre, comme les deux sections des Académiciens libres et non résidants, les deux sections de science appliquée qui figurent dans le tableau II et qui pourraient même, à la rigueur, être fusionnées en une seule. Cette addition pourrait être réalisée par les mêmes procédés administratifs que ceux qui ont été employés pour la création de la section des membres non résidants.
- Dans tous les cas, la forme proposée pourrait être obtenue sans grande augmentation des dépenses budgétaires inscrites au ministère du budget de l’Instruction publique, et le savant éminent, qui gère en ce moment ce ministère et qui a fait preuve depuis plusieurs mois déjà de
- l’intérêt particulièrtement actif qu’il porte à la science industrielle et vau développement des inventions et de l’industrie française, aurait l’occasion d’attacher son nom à cette utile réforme.
- Celle-ci ne pourrait qu’être bien vue dans tous les milieux industriels et accroître Tintérêt que les industriels portent aux recherches scien-tifiques. On se plaint que, en France, les industriels ne recherchent pas les titres scientifiques, comme dans d’autres pays : en réalité, c’est que ces(titres leur sont trop difficilement accessibles, aussi bien celui de docteur ès sciences que celui de membre de l’Académie des sciences ; on trouve assez volontiers trop verts les raisins que l’on ne peut atteindre. Au contraire, en offrant aux industriels, qui auront su se distinguer dans les sciences appliquées, un nombre de sièges suffisants dans l’Académie, on leur donnerait l’attrait de pratiquer eux-mêmes la science, le désir de dirigervers les études scientifiques leurs fils ou leurs collaborateurs les plus distingués.
- Enfin et surtou t, on leur offrirait l’occasion de faire entendre leur voix dans les délibérations de l’Académie, qui peuvent toucher aux questions industrielles. On donnerait ainsi à cette dernière plus d’autorité pour se faire entendre du grand public de l’industrie et pour devenir le guide et, pour ainsi dire, la tutrice des grands établissements d’instruction technique, notamment des facultés techniques dont on propose depuis quelque temps la création ; cette création serait beaucoup facilitée si l’on savait que la direction de ces nouvelles institutions serait soumise à un contrôle réellement compétent d’un corps indépendant, contenant à la fois des savants purs et des savants industriels et qui ne soit pas disposé à sacrifier à des ambitions ou à des intérêts personnels l’intérêt général du pays.
- A. Blondel.
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- 8 Juillet 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- NÉCROLOGIE
- ' - Leslie Roberston.
- Nous avons le regret d'apprendre la mort de M. LeslieS. Robertson, M. Inst. C. E., M. Inst. E. E., M. Inst. N. A., et secrétaire du Comité électro-technique britannique.
- M. Robertson qui fut aussi le secrétaire du « Engineering Standards Committee » et un ingénieur bien connu à Londres, avait offert ses services au gouvernement britannique dès le commencement de la guerrent pendant plus d’un an il avait été occupé au Ministère des munitions.
- Il fut choisi pour accompagner Lord Kitchener pendant sa visite à Pétrograd et se trouvait à bord du croiseur Hampshire lorsque ce navire coula non loin des côtes des Orkney Islands le lundi soir 5 juin.
- Silvanus Thompson.
- Nous avons le regret d’apprendre que le profes- , seur Silvanus Phillips Thompson est mort lundi 12 juin à son domicile à Londres des suites d’une très courte maladie. Il avait, en effet, assisté le vendredi précédent, à l’Institut Royal, à la conférence du Dr Clarke sur la vue et s’était même félicité à cette occasion de posséder un organe de vision supérieur à la normale pour un homme de son âge.
- Né à York le 19 juin 1851, il y fréquenta successivement l’École Bootham et l'Institut Pontefract, et en 1869, prit ses grades à l'Université de Londres. Se consacrant alors aux sciences physiques, il remplit pendant quelque temps les fonctions de professeur à son ancien établissement d’York; mais il ne tarda pas à abandonner ce poste pour entrer à l’École des Mines. Il y séjourna de 1875 à 1878 et en sortit avec le titre de docteur. Il fut nommé en cette qualité professeur de physique expérimentale au Collège de l’Université de Bristol, en i885, professeur de physique au Collège Technique de la Cité et des « Guilds » de Finsbury où il ne tarda pas à
- devenir le Principal. 11 occupait encore ce poste quand il est mort.
- Le professeur Thompson était par-dessus tout un physicien, un physicien d’un type qui tend plutôt à disparaître. Il avait un penchant particulier pour l’optique et contribua de ce fait à développer la théorie de la lumière ; mais il était peut-être plus connu par ses travaux sur l’électricité. Son traité sur les machines dynamo-électriques fait encore autorité. Publié une première fois en 1884, il fit un certain nombre d’éditions dont les deux dernières comportentdeux forts volumes de plus de 1 800 pages. Un autre ouvrage, intitulé « Leçons élémentaires d’électricité et de magnétisme » qu’il publia ensuite, eut aussi beaucoup de succès et fut traduit en plusieurs langues. Enfin, il est l’auteur d’un certain nombre d’ouvrages d’électricité et d’optique très intéressants.
- Le professeur Thompson fut un admirable conférencier. Il possédait un talent d’exposition remarquable et, par l’intérêt puissant qu’il savait donner à son sujet, il éveillait un intérêt correspondant et une vive attention parmi son auditoire. Un grand nombre de sociétés peuvent revendiquer l’honneur de l'avoir eu comme président, telles l’Institution des Ingénieurs Électriciens, la Société de Physique, la Société Roentgen, la Société d’Optique, etc.
- Collectionneur très réputé, il avait su se créer une librairie d’ouvrages électriques très curieuse, riche en œuvres anciennes sur les aimants, et il se complaisait tellement dans ces études rétrospectives qu’il se prit à élucider les obscurités existant dans l’histoire du compas de marine.
- Trois biographies scientifiques sont sorties de sa plume : une sur Philip Reis auquel il attribue une contribution à l’invention du téléphone beaucoup plus grande que celle qu’on lui reconnaît généralement; une autre sur Faraday et la troisième, qui constitue une étude approfondie en deux volumes de la vie de Lord Kelvin.
- A. Baudry.
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- RENSEIGNEMENTS COMMERCIAUX
- Concurrence aux produits allemands et austro-hongrois.
- Portugal
- L’Office National du Commerce Extérieur publie dans ses « Dossiers Commerciaux » quelques extraits d’une récente communication de M. Le Mallier, consul de France à Porto, sur la possibilité pour le commerce français de s’ouvrir un débouché plus important sur la place de Porto.
- 11 serait indispensable de profiter des circonstances actuelles et de ne pas laisser occuper par d’autres la place que les Allemands sont forcés de nous, céder en Portugal.
- M. Le Mallier recommande aux commerçants français de soigner tout particulièrement les emballages.
- Pour les conditions de paiement il conseille d’imiter les Allemands qui n’hésitaient pas à donner de longs délais, tandis que les maisons françaises demandaient le règlement d’avance ou accordaient au maximum un mois de crédit.
- Espagne
- Le Consul général de France à Barcelone communique à l’Office une liste des articles que les Allemands fournissaient avant les hostilités aux grands magasins « El Siglo » analogues au « Bon Marché » et peut-être les plus importants d’Espagne.
- Parmi les articles se rattachant à l’industrie électrique nous relevons les suivants :
- Instruments de précision pour arts ët métiers;
- Moteurs à vapeur,à électricité;
- Lampes électriques de poche;
- Lampes électriques portatives;
- Piles sèches pour lampes électriques ;
- ' Jouets ; chemins de fer à vapeur, à électricité; matériel de chemins de fer.
- Italie
- L’Office reçoit presque quotidiennement soit directement, soit par l’intermédiaire dé ses correspondants, des demandes de maisons établies en Italie désireuses de recevoir des listes de fabricants ou de producteurs français susceptibles de leur procurer des articles déterminés pour remplacer des marchandises austro-allemandes. ^
- En signalant ces demandes aux exportateurs français
- l’Office a surtout pour but de leur rappeler qu’il est essentiel de nouer des relations sans tarder, pour préparer la pénétration des produits français en Italie.
- Il est donc nécessaire d’engager immédiatement des pourparlers, d’envoyer des catalogues avec échantillons s’il y a lieu; les relations nouées pendant la guerre ayant toute chance d’être entretenues régulièrement après et de remplacer celles des Austro-Allemands.
- *
- M *
- La Chambre de Commerce française de Milan, en vue de faciliter les relations commerciales entre la France et lltslie, a commencé^ses démarches auprès des acheteurs italiens afin d’obtenir d’eux l’indication des marchandises, qualités et quantités, dont ils seraient actuellement acheteurs.
- Ces demandes ont été transmises à l’Office qui les publie dans ses « Dossiers Commerciaux ».
- Les noms et adresses des acheteurs seront communiqués aux personnes qui en feront la demande.
- Pour l’industrie électrique nous relevons sous la rubrique : Demande n" n.
- i moteur électrique, 45 kilowatts, triphasé 2000 volts, 5o périodes, 5oo à 55o tours par minute.
- Maroc
- M. Lucciardi, vice-consul de France à Tétouan, écrhà l’Office que des voyageurs de commerce allemands sont arrivés à Tétouan, et offrent à la clientèle des articles allemands à des prix relativement très bon marché.
- Il y aurait donc intérêt, sinon à faire visiter la clientèle par des voyageurs français, tout au moins à envoyer des prix courants et des catalogues.
- M. Lucciardi se met à la disposition de nos compatriotes pour recevoir et distribuer les catalogues et prix courants, mais il faut aller vite.
- RUSSIE.
- Foire de Nijni-Novgorod en 1916.
- u L'Union Nationale pour l’exportation des produits français et l’importation des matières nécessaires à l’industrie » organise la participation des producteurs français à la foire de Nijni-Novgorod.
- Les industriels français désireux de participer à celte foire peuvent s’adresser au siège de cette Association privée, 9, rue Laffitte, à Paris.
- La reproduction des articles de la Lumière Electrique est interdite.
- Pans. — Dmwim levL 17, au* cassette.
- Le Gerant ; J.-B. Nourt.
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- samedi is Juillet 1916.
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- Toma XXXIV (2* séria). N» 29
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- SOMMAIRE
- A.-S. MILHOUD. — Les sous-stâtiohs d’aboh-nés de la Compagnie Parisienne de Distribution d’Electricité ................... 4 g
- A. BLONDEL et J. RE Y. — Portée dés signaux lumineux brefs contenant des flux lumineux égaux mais répartis sur des durées d’impression différente. — Conditions d’efficacité maxima du flux lumineux utilisé v. ;............................... 54
- Publications techniques
- Transtnission et distribution
- Pose de deux câbles sous-marins de transport d’énergie à San Francisco.................. 6a
- Pose de câbles de transport d’énergie soüs la Glÿde.................................. 64
- Traetiort
- La traction électrique par courant continu à haute tension. — G. Renshaw..............* . 66
- Locomotive électrique à accumulateurs pour
- manœuvres ............................ 70
- Physique générale
- Source, constante d’électricité à voltage élevé.
- — Albert W. Rull...................... 71
- Renseignements Commerciaux.................... 7a
- LES SOUS-STATIONS D’ABONNÉS DE LA COMPAGNIE PARISIENNE r DE DISTRIBUTION D’ÉLECTRICITÉ
- * On sait que la 'Compagnie Parisienne a établi un réseau à haute tension fournissant l'énergie sous la forme de courant alternatif diphasé à la fréquence kl,66 périodes par seconde, et à la tension < moyenne de 12000 volts.
- Nous avons déjà donné ici une description d’une sous-station d’abonné, celle des Etablissements Gaumont.if), ou l'emploi antérieur du courant continu dans l'usine avait amené à installer des groupes de commutd.tr ices pour la conversion du courant.
- La solution adoptée par la Compagnie pour la fabrication des Compteurs, dans le même cas, est analogue, à quelques détails près dans la construction du matériel.
- Condition^ techniques générales.
- Les conditions techniques imposées par la Compagnie à ses abonnés branchés sur la haute tension sont devenues de plus en plus rigoureuses et se sont précisées dans un règlement que cette Compagnie a adopté récemment.
- Toutes les .dispositions doivent être prises pour que son personnel puisse avoir accès en toute sécurité aux compteurs, pour en opérer la vérification, et aux divers appareils, pour en vérifier le réglage et l’entretien.
- Eh principe toutes les parties sous tension doivent être établies hors de la portée de la main ou protégées au moyen de portes grillagées de 2 mètres de hauteur.
- (*) La Lumière Électrique du ie,,janvier 1916, n° 1, p. 1.
- Des espaces libres de 1 mètre de largeur au minimum doivent être réservés devant les sec-tionneurs pour en permettre la manœuvre en toute sécurité.
- Ces appareils doivent assurer d’une façon certaine la protection du personnel en cas de travaux. Ils peuvent servir à interrompre les circuits sous tension sans débit mais ne doivent en aucun cas être utilisés comme interrupteurs pour les circuits en charge. Ils doivent être disposés de façon que, dans la position d’ouverture, les couteaux ne soient plus sous tension, la manœuvre d’ouverture s’effectuant de haut en bas.
- La masse des appareils H. T., transformateurs de puissance et de mesure, ainsi que toutes les parties métalliques doivent être reliees par un câble d’au moins 10 millimètres carrés de section, à une prise de terre établie et entre-
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- LA L Ü MIÈRE ÉLECTRIQUE î. XXilV (2‘ Série). — N* 2Ô.
- tenue avec soin dans le poste ou à proximité.
- Les limiteurs de tension, les manchons et l’enveloppe des câbles d’arrivée y doivent être également reliés.
- Les câbles de mise à la terre doivent être installés de manière à être protégés contre toute détérioration mécanique et chimique.
- Ces mesures, qui sont, dictées par une longue expérience, dérivent nalurelleincntdcs principes
- a0 !\ limiteurs de tension pouvant être isolés du réseau par 4 sectionneurs.
- 3° 4 sectionneurs généraux permettant d’isoler d’une manière absolue le poste du réseau H. T.
- Une porte fermant à clé doit être disposée devant le compartiment contenant ces section-'neurs pour en permettre la consignation en cas de travaux ou d’essais sur le câble d’alimentation. 4° Un disjoncteur automatique à coupures dans
- lMg j. —Gomiuululrice?diphasée de la Compagnie l'runraise
- suivis par lés constructeurs pour le bon fonctionnement des appareils ou des machines.
- Dans le cas d’une alimentation par un seul câble (') la cabine de transformation doit être disposée pour recevoir :
- i° Le manchon d’arrivée (fourni et monté par laC.P. D. E). (*)
- (*) Si l’alimentation se fait par deux câbles (un de travail et un de secours) la disposition est la même, mais les disjoncteurs d’arrivée de ces câbles doivent être jumelés
- Thomson-Houston avec Uiotcur de lancement en bout d’arbre.
- l’huile fonctionnant à maxitna d’intensité et réglable par phases.
- Installation de la Compagnie pour la fabrication des compteurs.
- Une installation de ce genre a été réalisée en 1912 par la Compagnie pour l’Exploitation des
- pour qu’ils ne puissent jamais être enclenchés ensemble afin d éviter d’une façon absolue la mise en quantité de ces câbles qui peuvent être alimentés par des sources différentes.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 15 Juillet 1916. «
- Si
- procédés Thomson-Houston aux usines de la Compagnie pour la Fabrication des compteurs.
- Les conditions sont un peu différentes, l’ali- j mentation étant faite par l'ancien Secteur de la Rive gauche à la tension de 3 non volts.
- L’installation comprend :
- a groupes de transformateurs-commutalrices.
- Les transformateurs sont monophasés du type à bain d’huile, à refroidissement naturel dans
- surcharges très importantes sans étincelles au collecteur; les amortisseurs ont pour but, tout en facilitant le démarrage, de supprimer les oscillations de vitesse de l’induit — oscillations qui provoquent des ondulations de la tension continue; — l’appareil de sécurité monté en bout d’arbre fait déclencher le disjoncteur en cas d’emballement.
- Les inducteurs sont prévus pour permettre le
- t’ig. ». — Vue
- l’air; ils sont réunis par deux pour former un groupe diphasé d’une puissance totale de 180 kilovolts-ampères.
- Chàffne groupe de transformateurs alimente une oommutatrice shunt diphasée à 8 pôles, ’68o tours par minute, pouvant débiter, du côté continu, i /joo ampères sous i ao volts. (%• *)• _ '
- Ces machines' sont munies de pôles auxiliaires, d’amortisseurs, et d’un interrupteur à force centrifuge. Les pôles auxiliaires permettent des
- du tableau.
- fonctionnement à toute charge avec un facteur de puissance égal à l’unité à la haute tension du transformateur.
- La cabine de transformation est complètement séparée de la sous-station par le tableau basse tension.
- L’appareillage haute tension comprend pour chaque groupe :
- i interrupteur tétrapolaire à ruptures brusques dans l’huile, type à phases séparées avec commande par solénoïde.
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- i jeu de 4 séctionneursqui assurent l’isolement de chacun des groupes.
- Les limiteursde tension et les transformateurs d’intensité et de potentiel alimentant les différents appareils demesure.
- L’appareillage basse tension est monté sur un tableau comprenant deux panneaux pour chaque commutatrice.
- i panneau côté alternatif portant :
- i wattmètreenregistreuràdéroulementcontinu.
- i interrupteur unipolaire à double direction, avec signaux lumineux, pour la commande à distance de l’interrupteur à huile.
- 1 compteur type A. C. T. i n biphasé.
- 2 ampèremètres électromagnétiques amortis type A. T. 111.
- 1 plot de synchronisme (on aperçoit sur la figure 2 les fiches de synchronisation placées sur la boîte du compteur).
- 2 relais à retour de courant instantané, branchés sur chaque phase et agissant sur le disjoncteur d’arrivée haute tension.
- i interrupteur tripolaire à simple direction, sans rupture brusque, type de i 400 ampères.
- 1 interrupteur tétrapolàire à simple direction, et à rupture brusque, type de 55o ampères.
- 1 panneau côté continu portant :
- 1 disjoncteur type C. K. 2000 à maxima et à manque de voltage.
- 1 ampèremètre électromagnétique amorti type C. T. n 1.
- 1 voltmètre électromagnétique amorti type C. T. mi,
- 1 compteur type O. K. modèle tableau.
- 1 rhéostat de champ à commande par volant.
- 1 interrupteur unipolaire à simple direction sans rupture brusque type de 1 800 ampères.
- 1 relais intermédiaire qui agit sur la bobine à manque de voltage du disjoncteur et qui est actionné par un relais instantané à retour de courant type O’K (') qui ne pourrait pas supporter le courant nécessaire à la disjonction de l’appareil.
- i relais bipolaire à action différée dont le but est de provoquer le déclenchement du disjoncteur après une surcharge de i5 secondes.
- Tous les appareils de mesure de ces tableaux
- ('(( Ce relais est indispensable dans le cas de plusieurs commutatrices branchées«en parallèle sur le réseau ; il est alors nécessaire de prévoir également le dispositif de sécurité dont nous parlons plus haut pour prévenir, l’emballement qpi est à craindre.
- ont, été construits de toutes pièces par la Côift-pagnie des Compteurs; la' Compagnie française Thpmson-Houston a été seulement chargée de leur montage sur les panneaux fournis par elle.
- SuP une console sont montés à part, bien en vue d’un point quelconque du tableau, 2 voltmètres électromagnétiques amortis type A. T. ri indiquant la tension de chaque phase à l’arrivée II. T., 1 voltmètre électromagnétique amorti type C. T. 11 indiquant la tension côté continu, 1 phasemètre et un indicateur de synchronisme.
- Ce dernier est monté du côté basse tension et le couplage se fait par l’interrupteur côté continu.
- Le démarrage des commutatrices est effectué du côté alternatif par un moteur de lancement fixé en bout d’arbre; ce moteur est du type asynchrone à rotor en court-circuit.
- La manœuvre est très simple : la fiche de synchronisation étant en place, on ferme le disjoncteur H. T. alimentant le transformateur (il suffit pour cela de fermer le petit interrupteur inverseur placé sur le tableau), et on démarre le moteur de lancement en fermant l’interrupteur tétrapolaire. La machine prend très rapidement sa vitesse de synchronisation, ce qu’indiquent les lampes de phase et le synchronoscope, et le couplage se fait en fermant brusquement l’interrupteur tripolaire de 1 400 ampères (l’uné des bornes des transformateurs étant connectée directement à la machine). >
- Il suffit alors de couper l’interrupteur tétrapolaire du moteur de démarrage.
- Le voltmètre côté continu indique à ce moment la tension normale (120 volts) et l’on peut faire débiter à la machine sa pleine charge en faisant varier de quelques plots le rhéostat d’excitation.
- En principe, la position de là manette de ce rhéostat, une fois repérée pour l’obtention du facteur de puissance égal à l’unité, ne devrait, pas changer, mais il faut tenir compte que la résistance des inducteurs devient plus grande à mesure que la machine s’échauffe et il faut agir sur l’excitation pour la maintenir constante.
- $ La mise en route de la deuxième commutatrice se fait d’une façon identique. Le couplage côté continu s’effectue à la manière ordinaire; la charge se répartit également entre les deux machines sans que l’on ait besoin de toucher aux rhéostats d’excitation dont la position a été réglée pour do nner un facteur de puissance égal à l’unité.;
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- ii Juillet 1916. ' là Lumière
- —:—-—:------------------------------------
- Le rendement des transformateurs atteint 98 % en pleinejchargej et 97,8 % à demi-charge; ceux de la cdmmutatrice 92 % en pleine charge et de 88 % à demi-charge. ,
- Chaque groupe transformateurs-commutatrices donne donc un rendement global de 90 % en pleine charge et de 86 % à demi-charge.
- L’installation des canalisations a été faite par les soins de la Compagnie des Compteurs elle-même ; toute la partie basse tension est en barre Cuivre nu, àTèxtérieur à la sortie des transformateurs et en caniveau dans la sous-station.
- ' Depuis sa mise en service, cette installation a donné un fonctionnement absolument irréprochable, la sûreté de marche est/telle qu’une fois mises en route les machines sont laissées sans surveillance, l’électricien qui en est chargé étant occupé à d’autres travaux dans l’usine.'
- Mbsuhe de la puissance.
- La question des compteurs a faitnaturellement l’objet d’un soin tout particulier de l’installation.
- C’est, au point de vue de l’exploitation générale des réseaux, une des plus délicates. La C.P.D.E. l’a réglementée d’une façon spéciale. A l’instar de ce qui existait dans beaucoup d’installations elle impose l’emploi de deux compteurs monophasés, 1 pour chaque phase. Chacun de ces compteurs doit être alimeqté, d’une part au moyen d’un transformateur d’intensité calculé pour donner au secondaire une intensité maximum de 10 ampères, et d’autre .part au moyen d’un transformateur, abaissant la tension de 12 000 à 120 volts. Le rapport même de transformation est ainsi fixé.
- La puissance, mesurée par un groupe de deux compteurs monophasés, né doit pas dépasser 1 000 kilowatts, c’est-à-dire 5oo kilowatts par (dompteur et par phase avec un facteur de puissance.minimum de 0,8.
- Les bornes des circuits de tension et celles des circuits cl’intensité doivent être différentes.
- Aucune connexion n’est accessible à l’abonné entre le compteur et les transformateurs.
- 4 sectionneurs sont prévus pour isoler les transformateurs de tension et 4 fusibles sont placés après ceg sectionneurs. La manœuvre de ces derniers et le remplacement des fusibles devant toujours pouvoir se faire en toute sécurité sans interrompre l’exploitation.
- ÈLËCTRIQUfe ' ’&S
- 2 fusibles de rechange complètement montés doivent être remis au Service des compteurs par l’abonné.
- Les transformateurs de mesure ainsi que tous les appareils accessoire^, sectionneurs etfusibles, sont installés dans un compartiment spécial fermé par une porte pouvant être plo’mbée.
- Les transformateurs de tension des compteurs sont protégés contre les courts-circuits par deux coupe-circuits bipolaires plaoés avant tout appareil sur le tableau des compteurs.
- Un sectionneur est placé avant chaque transformateur d’intensité sur le circuit primaire pour permettre d’intercaler dans ce circuit un appareil étalon en vue de la vérification des compteurs.
- Au point de vue des essais il n’a pas semblé à la C.P. D. E. que le programme fixé' par l’arrêté ministériel du i3 août 1910 donne «ne garantie suffisante.
- Dans une communication de M. Barloillion, faite en 1912 à la Chambre Syndicale des Forces hydrauliques, le savant professeur signalait en effet qu’il était extrêmement facile de satisfaire aux’conditions de ces documents administratifs, et que bien des compteurs médiocres pouvaient être admis sur des réseaux français.
- La Compagnie des Compteurs a depuis longtemps réalisg des appareils qui répondent aux conditions les plus difficiles.
- Comme le remarque M. Barbillion à l’occasion de l’utilisation des compteurs, les divers éléments constitutifs d’un réseau, machines, appareillage, lignes,... ont fait l’objet d’une attention très inégale de la part des intéressés.
- Les machines génératrices et leurs moteurs thermiques, les lignes et' l’appareillage se perfectionnent continuellement et ont atteint des rendements acceptables.
- Il n’en estpas de même, sur les réseauxà courant alternatif tout au moins, des moteurs électriques utilisant l’énergie produite. Les moteurs asynchrones d’induction généralement employés ont un fonctionnement déplorable en raison' de l’abaissement considérable du facteur de puissance qu’ils occasionnent.
- Nous reviendrons prochainement sur cette intéressante question à propos des moyens propres au relèvement de ce facteur de puissance.
- • A.-S. Milhoud.
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- 54 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Série).— N» 29,
- t-* *_____________________;___________;_____________________ . : ',
- PORTÉES DES SIGNAUX LUMINEUX BREFS CONTENANT DES FLUX LUMINEUX ÉGAUX, MAIS RÉPARTIS SUR DES DURÉES D’IMPRESSION DIFFÉRENTE. CONDITIONS D’EFFICACITÉ MAXIMA DU FLUX
- LUMINEUX UTILISÉ
- Les auteurs ont présenté récemment à VAcadémie des Sciences le résumé qui suit; ils ont bien' voulu le compléter pour la, Lumière Électrique, par des figures et des explications supplémentaires qui permettront aux lecteurs de comprendre plus aisément les dispositifs expérimentaux et la méthode employée. Cette étude a pour objet de démontrer que l'efficacité d'une quantité de lumière donnée employée pour produire des signaux brefs, avec la plus grande portée possible, est une fonction de là durée et de certaines constantes figurant dans la loi de Blondel et Rey ; elle constitue en même temps une nouvelle démonstration de cettg loi. L'efficacité des éclats est d’autant plus grande qu'ils sont plus courts.
- Les résultats obtenus présentent un grand intérêt au point de vue de la photométrie des signaux lumineux brefs et montrent la supériorité des nouveaux filaments des lampes à l’azote sur les sources lumineuses usuelles au gaz ou au pétrole.
- Il y a un grand intérêt, quand on s’occupe j de produire des signaux lumineux par éclats brefs, à connaître les conditions les plus favorables pour l’utilisation du flux lumineux contenu dans cet état. Nous avons montré, dans une note précédente, qu’on est toujours conduit finalement à rechercher à réaliser l’efficacité mâxima de ce flux lumineux. Nous voulons apporter ici une solution expérimentale directe de ce problème.
- Nous avons établi, il y a quelques années, la loi qui détermine la portée des lumières brèves (’). Cette loi n’est pas une loi de sensation, mais une loi régissantles quantités d’éclairement (produits de l’éclairement E, supposé constant pendant l’impression, par sa durée t) nécessaires pour obtenir le seuil de la sensation visuelle d’un point lumineux. C’est une loi de portée. Elle s’écrit sous les formes suivantes équivalentes :
- E t — E üt K, (E0 et K étant des constantes) ( i )
- ou
- Et=zE0 (t-\-a), (a étant une constante de temps). (2)
- 1
- Nous’ croyons intéressant de faire ici la remarque suivante. „
- (') Cf. A. Blondel et J. Rey. Sur la perception des lumières brèves à la limite de leur portée (Comptes rendus, tome CLIII, 1911, p. 54), et un mémoire plus détaillé (Journal dte Physique, juillet-août *911).
- M. J.-L. Hoorweg(*) a signalé que notre loi (1) est exactement de la même forme que la loi du seuil de l’excitation des muscles suivant la quantité d’électricité d’une décharge électrique (*). Il semble donc qu’il s’agisse là d’un cas particulier d’une loi plus générale, applicable au système nerveux de l’homme, et dont les constantes seul.es doivent différer suivant la nature de la sensation. Elle doit s’appliquer aussi au seuil de l’audition, mais le'temps maximum d’audition doit être bien plus court pour les sensations auditives que pour les sensations visuelles, puisque l’oreille sépare
- des sons distants de bien moins de -A— de
- 1000
- seconde, tandis que l’œil sépare difficilement des
- 5
- lumières faibles distantes de moins de — de
- io
- seconde. #
- Interprétation physique des constantes. — D’après l’équation 2, la quantité d’éclairement Et est représentée en fonction du temps par une ligne droite ayant pour abscisse à l’origine — a et pour coefficient angulaire E0.
- Les constantes E0 et a sont susceptibles des interprétations physiques suivantes’:
- (') Hoorwkg. Sur la perception des lumières brèves (Journalde Physique,|5« série, tome II, mars 1912, p. 177).
- (*) Cette dernière loi résulte des travaux de MM. Hoor-weg, J. Weiss, Cluset, Lapicque, Doumer, etc.
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- 15 Juillet 19|6. , LA' LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 58
- i° Si l’on écrit la relation i sous la forme équivalente (E-- Eo) t — K, on voit, en supposant un tetiips infini, que Ê tend vers E0; E0 est donc un éclairement infiniment, peu inférieur à l’éolaire-ment minimum perceptible en régime permanent, .
- But des expériences. — Si [l’on écrit l’équation (i) soucia forme équivalente :
- E = E0(\+!), (3)
- on voit que l’éclairement minimum nécessaire
- 9
- Fig. i. — Schéma de l’appareil pour la production el l'étude des éclats lumineux brefs à flux lumineux constant : T, tambour tournant portnt un cylindre opaque inuni de 24 fenêtres; Z|, f2, et*5 > lentilles fermant 8 de ces fenêtres "(les autres sont fermées temporairement par des volets opaques); F, filament Nernst vertical; R, poulies de^renvoi; M, moteur entraînant Ces poulies par vis sans fin ; V4, verre opalin placé devant le trou dü diaphragme ; P, cloison opaque munie d’un diaphragme; V3, prisme de verre fumé; G, crémaillère qui le commandé; B, bouton de la tige de commandé de. la crémaillère ; V2, second prisme en verre fumé ; Vn verre auxiliaire fumé ; A, lunette renfermant l’œilleton qui forme pupille artificielle et les verres de mise au point; D, plateau supportant l’appareil.
- 20 Si l’on fait E — 2 Ec, l’équation (2) donne t — a. On en conclut que a représente la durée d’impression nécessaire pour qu’une source de lumière, d’intfensité double de celle qui donne une sensation juste inférieure au minimum perceptible en régime permanent, donne un éclat atteignant le seuil de la perception;
- pour obtenirle seuil de la sensation est une fonction linéaire de l’inverse de la durée d’impression et qui peut donc être d’autant plus faible que l’éclât sera plus court.
- La loi de Bloch, anciennement admise, conduisait au contraire aux relations :
- E< = K
- (4)
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- m
- LA LUMIÈRE ÊLEGTftlQUË ’ T. XXfclV (2* Série).
- 8tJ y'i l'. ! ’’ . • ' ’
- ; 'a - ‘
- E = E07. (5)
- r *•
- - U . ' , ' o ,...
- Dans ce cas, deux lumières qui donnent la
- même quantité d’éclairement E/, ftqut. en donr nant des éclairements et des temps différents, devraient avoir la même portée; tandis que, dans le cas de la loi de Blondel et Ucy, la portée doit croître quand une même quantité d’éclairement sur l’œil est obtenue en un temps plus court.
- Datas ce qui suit, nous exposerons un experi-menttim.crucis, permettant de choisir entre les
- de durée variable; dépiiis o;oi5 seçondejuaq^’4 a,5 secondes environ suivant la vitessé(fig.t)/''
- . Le filament du type'Nernst de i,'3 ampère 90 volts; était placé verticalement au centré dix tambour; les centrés optiques des lentilles étaient à environ ixa millimètres et l’écran à 245 millimètres du filament. Le tableau ci-des-sous indique les rayons de courbure employés pour huit lentilles cylindriques, embrassant huit fenêtres de î5 X *5 millimètres (en suivant l’ordre des concentrations décroissantes et des divergences croissantes), la largeur des faisceaux produits et la durée des éclats ;
- Taulkau 1.
- SPÉCIFICATION DES LENTILLES DONNÉES DE CONSTHUCTION LARGEUR DÉVELOPPÉE DU FAISCEAU sur l'écran DUR P< en Oo" ÉE DES ÉCL )UR UN TOU en 3o" ATS R en 10"
- i° Lentille bi-convexc.... R = 60 mm; R' = 58 mm a,5 mm 0,096 0,048. 0,015
- 20 Lentille » ' R60 » R' = 80 » 5 , 0,190 0,095 o,o32
- 3° Lentille » .... R = 60 » R' = ei 20 » IO o,38o 0,190 o,o63
- 4° Lentille plan-convexe.. R = 60 » R' — ^ r7 o,G'18 0,324 0,108
- 5° Lentille » R =120 » R' = 00 3o t,t42 0,571 0,190 -
- 6® iVcrre plan-plan R - x R' = » . 4o 1,624 0,762 0,254
- 70 Lentille plan-concave.. R = —60 » R' = 00 60 2,280 i,t4o o,38o
- 8° Lentille bi-concave... R = —60 » R' —60 » 83 3,i56 •>578 0,529
- Intervalle entre les milieux
- des éclats • * 5,ooo • 2,5oo 0,9^4 .
- deux lois, et la démonstration directe de la supériorité de portée des éclats brefs produits par des sources de faible divergence sur les éclats plus longs produits par des sources plus larges.
- Expériences faites en laboratoire (méthode de M. A. Blondel). — L’appareil décrit dans une précédente note C) nous a permis de réaliser 8 éclats, de flux lumineux égaux, et dont les durées pouvaient varier de o,5 à 1,6 seconde quand l’appareil fait un tour en 3o secondes, et de o,oi5 à o,55 seconde quand l’appareil fait un tour en 10 secondes.
- Les éclats sont produits par huit lentilles cylindriques à génératrice verticale, les unes convergentes, les autres divergentes, tournant autour d’un filament Nernst vertical et projetant sur l’écran éclairantunesérie de 8 faisceauxlumineux
- 0 Cf. Compte s rendus, tome CLXVIII, 1916, p. 587. (10 avril 1916).
- Les essais ont été faits par les procédés et avec les précautions indiquées dans la précédente note et, malgré le faible degré de précision dans les mesures du seuil de la vision ponctuelle, on a pu obtenir des résultats parfaitement probants ().
- Cet appareil était utilisé pour des expériences de deux sortes suivant qu’on affaiblissait ou non le flux lumineux au moyen du photomètre à verre fumé.
- On pouvait tout d’abord opérer à flux constant pour tous les éclats, en réglant le photomètre une fois pour toutes de façon à avoir un éclairement invariable ; alors chaque éclat reçu par l’œil contient la même quantité d’éclairement que ceux qui le précèdent ou le suivent, mais répartis dans un espace de temps différent ; on peut
- (‘) Les expériences ont été faites par six expérimenta-, leurs, avec le concours de M. Touly, assistant au Laboratoire de M. Blondel'
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- 15Juillet 4916 ' LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- alors comparer qualitativement les impressions produites par les différents éclats de la série.
- Dans une seconde méthode, les expériences se faisaient en éteignant plus ou nimns, par le coin en verre fumé, l’intensitélumineuse du petit trou éclairé (diamètre i/a millimétré à i millimètre,!Vu à une distance de i mètres), de façon a éteindre successivement i, a, 3, etc., huit des éclats observés. On notait l’affaiblissement ^produit par le verre fumé ou par des Verres additionnels pour chaque npm.bre d’éclat observé, et on portait en coordonnées rectangulaires, d’üne part, la durée du plus fajble éclat restent .visible, ,ct, d’autre part, le coefficien t d’affaiblissement, correspondant ; on obtient ^àinsi une série dé points, qui pour chaque expérimentateur donne la loi qui relie E t ht. '. ' 1"-.....
- On n’a pas cherché à.; déterminer la constante E0 du minimum perceptible au bout id’un temps infini en valeur absolue, car cela n’est pas nécessaire pour le but poursuivi ici. Les ordonnées sont donc simplement proportionnelles au coefficient d’affaiblissement résultant des verres absorbants interposés, qui ont été étalonnés d’avance. 1
- D’ailleurs, malgré les précautions prises pour maintenir constante la sensibilité de l’œil (pupille artificielle réduite ai ou a millimètres, léger éclairage ambiant maintenu constant, repos entre chaque lecture sous l’influence de cetéclai-rage, durée assez courte consacrée à chaque série de lecture) là précision des lectures ne peut pas être très grande, car il y aune certaine difficulté à éprouver ce qu’on peut appeler le minimum percepti.blp^dj.un poipt lumineux, étant donné que, lorsque la lumière devient très faible, la sensation ponctuelle tend à disparaître et le point à être remplacé par une lueur floue. Les expérimentateurs non exercés ne peuvent relever que des résultats qualitatifs. : • 1 >
- La difficulté est accrue également par le fait qu’il faut mettre l’œil dans les mêmes conditions que celles de la pratique, c’est-à-dire qu’il faut faire apparaître le'pôint lumineux sur un fond noir dénué de points de rèpère, qui pourraient Orienter l’œil-d’une manière permanente. Aussi constate-t-on que, par suite de la mobilité de l’œil, les expérimentateurs ' non . exercés laissent échapper certains éclats au milièude la série, même quand ils ont perçu des éclats plus faibles. . '•
- L’expérience nous a montré, d’autre. part, qu’un expérimentateur exercé perçoit les éclats de plus en plus faibles, dès qu’il a perçu quelques éclats plus forts qui ont permis l’orientation de l’œil ; pour être dans les conditions de la pratique, on fait donc tourner de préférence l’appareil dans un sens tel que les éclats les plus faibles, c’est-à-dire les plus longs, apparaissent les premiers (c’est-à-dire dans l’ordre inverse du tableau 1).
- Etant donné qu’on doit aller vite pour éviter la fatigue, les expériences ne se font pas en éteignant par tâtonnements, mais bien en donnant à l’opacité des verres absorbants une série de valeurs successives croissantes ou décroissantes; pour chaque valeur de l’opacité mesurée d’après la graduation, l’ohservateur regarde défiler plusieurs fois de suite la série des éclats,.en commençant par l’éclat le plus faible (pour éviter l’effet de l’accoutumance qui se produit quand on commence par les éclats les plus forts), et il note chaque fois le nombre d’éclats qu’il a vus. ' "
- On admet que l’éclat le plus faible correspond au seuil dè la visibilité, mais ce n’est qu’une approximation et en général l’éclat le plus faible visible serait compris entre le premier qu’on voit et le précédent qu’on n’a pas vu. Géttè approximation est cependant suffisante, comme le montrent les résultats portés sur l’épure où l’on voit que les erreurs n’ont aucune allure systématique (fig. a).
- Ce qui précède peut suffire à expliquer les écarts assez importants entre les points relevés et la droite théorique.
- Cela posé,3 voici les’ résultats obtenus par l’observation des éclats à fiuxluminéux'constant :
- i° Si l’on place un verre affaiblisseur assez peu teinté pour continuer à voir tous les éclats facilement, c’est-à-dire de façon que lé plus faible dépasse légèrement le seuil de la sensation, tous les expérimentateurs, exercés ou non, constatent aisément que leur intensité apparente va en croissant, d’autant plus que leur durée est plus courte. Cèt effet est si franchement marqué qu’il met hors de conteste la supériorité des éclats brefs sur les éclats longs contenant même flux; elle est très sensible, en particulier , quand on compare
- des éclats variant de —— de seconde à a secondes ;
- aoo .........' 1
- quand on renforce l’intensité de la source ponc-
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- 58 .
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2* Série)— H* 29.
- tuelle, la supériorité des éclats très brefs est plus accusée encore (*,).
- a* Tous les observateurs constatent également que les éclats faibles durant o,3 seconde et au-dessous présentent le même aspect instantané, tandis que pour les éclats d’une durée plus longue, et surtout à partir d’une seconde et au delà, on a une sensation de durée, surtout si l’intensité dépasse notablement le seuil de la sensation. Au voisinage du seuil de la sensation, on ne sent pas une différence de durée appréciable
- entre les éclats de de seconde et ceux de 200
- o,5 seconde. Dans ces limites, il n’y a donc pas d’avantage à allonger la durée de l’éclat.
- En affaiblissant par le photomètre les feux lumineux, on a obtenu lés résultats suivants :
- 3° Les points obtenus par un expérimentateur exercé, en ramenant successivement au seuil de la sensation les éclats de durée décroissante, se placent sur l’épure sensiblement au voisinage d’une droite, conformément à la formule (i) et avec des écarts relatifs d’autant plus faibles en général que les éclats sont plus brefs (2).
- La droite 4 (fig. a) montre comment se présente une série de lectures ainsi effectuées (3), puis transformées en les rapportant, comme unités, à l’éclairement E, donnant le seuil de la sensation pour ti = o,i seconde. Les points se groupent
- (4) Cela s'explique facilement par le fait qu’aux fortes
- intensités, tous les éclats durant— de seconde et au delà
- io
- étant perçus avec leurs intensités absolues, les intensités qui correspondent à l’égalité de flux se classeront en proportion inverse des durées; l'éclat de i seconde sera
- alors îo fois plus.intense que l’éclat de — de seconde.
- îo
- Les efficacités varient donc plus vite que dans le Tableau ci-après.
- (a) Ce fait s’explique facilement 'par la mobilité de l’œil dans l’obscurité ; comme nous l’avons signalé dans notre travail de 1911, Journal de Physique (loc. cit.), d’après une remarque de M.'Georges Guy, cette mobilité fait que, plus le flux lumineux est concentré dans une courte durée, plus son action sur la rétine se trouve localisée et par conséquent’plus l’effet produit se rapproche de son maximum d’efficacité. Les résultats des présentes expériences con’firment l’importance de cette considération. x
- (s) On a déterminé les valeurs Et simplement en valeurs relatives quelconques, car la connaissance de la constante E0 en valeur absolue n’a pas d’intérêt dans le cas présent, v
- autour d’une droite 4 représentant une loi théorique de la forme
- E/= E0 (0,17-f/). (a)
- D’où le rapport, que nous appellerons coefficient de majoration :
- Et o, 17 -|“ t
- E,*i ~ 0,27
- (inscrit dans la quatrième colonne du Tableau II, courbe n° 4).
- Le coefficient de majoration mesure le facteur par lequel il faut multiplier le flux contenu dans l’éclat pour obtenir même portée quand l’éclat dure plus longtemps que l’éclat normal de durée
- U (ici ti — — de seconde).
- ' 10
- Le coefficient A = inverse (6* colonne)
- représentera le coefficient rotatif d’efficacité du flux des divers états par rapport à l’état de 1/10 de seconde. Le coefficient absolu d’efficacité,' qu’on obtiendrait en faisant /,’=iîo au lieu de
- ti — 0,10, aura pour valeur A0 = —q—- ; il diffère
- très peu de A et représente seulement une donnée théorique. (Tableau 11.)
- Si la loi était celle de Bloch, les chiffres de la quatrième colonne seraient tous voisins de 1,00 ; l’expérience est donc un experimentum crucis contre cette loi.
- 4° La constante caractéristique a, qui figure
- dans la relation ^ t = a -|- £, a pour valeur E0
- moyenne le chiffre 0,21 que nous avons indiqué antérieurement comme résultant des lectures de 17 expérimentateurs, mais suivant l’observateur a peut varier de 0,15 à o,3îr; il peut aussi varier pour un même expérimentateur suivant les jours ou les circonstances de l’expérimentation ; pour l’un de nous, par exemple, nous avons trouvé des valeurs variant de 0,17 à o,32 ; l’abscisse à l’origine de la droite moyenne, menée sur l’épure à travers les points d’une série de lectures faites consécutivement, varie donc entre les points t — — 0,17 seconde et £ = — 0,32 seconde. On constate moins de variations de la constante E0 (proportionnelle au coefficient angulaire) de cette droite [équation ( 1 )].
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- Tableau II.
- DURÉE t - t .. , El COEFFICIENT DE MAJORATION .-(&) VALEUR THÉORIQUE t COEFFICIENT A d’efficacité DU FLUX ERREUR RELATIVE EN %
- Courbe Na 4 •
- 0.909 2 ,3a » 4,64 4 ,o5 0 ,a5 4“ *4,5
- 0,6 8i i ,37 » 3,74 3,io 0,3a IJ
- b,386 1 ,00 » a,00 2,02 0 ,5o — 2,4
- 0,226 0,73 » 1,45 1,45 0,69 0
- 0,1 i3 0 ,5i » 1 ,oa 1 ,o5 0,95 - 3,8
- Courbe N° 7.
- * .*4 a,34' 0,67 3,49 3,90 — io,5 0 ,36
- 0,76a. a ,12 0,67 3,i6 a ,80 12,6 0,36
- 0,571 - 1,082 0,67 1 ,61 a ,3a — 3o ,6 0,43
- o,3a4 - x ,o35 0,67 1 ,54 1,65 — 6,4 0,60
- 0,1904 0,794 0,67 0,80 1 ,i85 - 5,3 . 0,84
- 0,1904 0,925 0,67 1 ,38 1 ,a5 -f* 10,40 0,80
- 0,095a 9,760 0,67 1 ,t3 0,98 -j- i5,6o 1 ,02
- 0,0476 ô,5ao 0,67 0,78 o ,8a — 5,4 1 ,24
- La figure a représente sur une même épure les résultats de trois séries de lectures faites par un même observateur (M. Blondel) ; on voit que les
- Fig. a. — Exemple d’épure représentative des résultats obtenus en 3 séries de lectures : i, droite théorique repré* sentant la moyenne d’une première série de lectures (points noirs) correspondant à l’équation E,/ = Egt 4- 0,3? t ; 4, droite correspondant à une autre série de lectures (cercles) et à l'équation E< = E0l + o,i7 t; 7, droite correspondant à une troisième série de lectures (croix) et à l’équation Et = E0< -f* 0,37 t. Les abscisses sont proportionnelles au temps t ; les ordonnées au produit El, à une échelle arbitraire.
- points sont pour chaque série assez convenablement groupés et donnent lieu à trois droites
- sensiblement parallèles et qu’on aurait même pu tracer absolument parallèles ; il n’ÿ a donc pas eu de variations sensibles de la constante E0 pour cet observateur, mais seulement de la constante A qui a varié de 0,17 à o,32 seconde.
- Tout l’ensemble des points formé du reste un groupe assez compact et assez cohérent jusqu’à une durée qui dépasse 2 secondes et la loi linéaire en résulte dé manière très évidente.
- 5° Le rapport des effets utiles, obtenu par un même flux lumineux dépensé dans des durées t et t,, est mesuré par le rapport A des affaiblissements nécessaires pour atteindre le seuil et dont
- la valeur théorique est —. Ce coefficient
- a -+• t
- d’efficacité dépend de a et de la durée tK prise comme unité de comparaison. Si l’on prend comme durée normale a = 0,20, cette formule montre que l’efficacité d’un éclat de 0,10 seconde sera quatre fois plus grande que celle d’un éclat de 1 seconde. Dans le tableau I, qui correspond à la valeur « = 0,17, on a pris comme durée d’éclat normal la durée de 0,10 seconde.
- La source de lumière doit être d’autant plus renforcée pour obtenir la même portée que la constante a est plus faible. Le tableau ci-dessous en donne trois exemples dont l’un se rapporte à la valeur antérieure moyenne a — 0,21 seconde.
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- 60 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Série), -j- N" 29.
- Tableau III.
- Coefficients de-majoration M ==
- a -f- t
- a + ti
- t - a 3= 0V7 M POUR . a =io*,ai 1 a ms Ob,37
- 0 ,o5 0,648 0,695 .0,745
- o’,i , 1 1 I
- 0,2 j,368 1,322 •/'A,27
- o,3 «,738 1,644 "i,54
- 0,/, a,I07 «,97 1,81
- 0,5 2,475 a,a9 2,082
- 0,6 a,85 2,61 2,355
- 0,7 3,22 2,935 2,625
- 0 ,8 3,59 3,255. 2,895
- o,9 3>97 : 3,58 ; 3,i65
- I " . 1: 4,34 .- 3>9« 3/,3
- 1 ,5 • 0 6,18 5.5* 4,78
- a ( .. 8,040 7,>3 . 6,14
- Les coefficients‘ d’efficacité A sont les valeurs inverses. Par exemple l’éclat de 2 secondes
- donne les efficacités de flux : ——, ——, —L_
- • - • ,r‘" 8,04 7, i3 6,i/,
- au lieu de 1 (*). • ^
- Ce Tableau fait ressortir la rapide réduction de l’efficacité d’un flux donné en fonction de l’augmentation de sa durée et montre, en même temps, qu’il n’y a pas grand intérêt à descendre au-dessous de 0,1 secondé; b,65 est d’ailleurs un minimum difficilement réalisable eh pratique à cause de la divérgence artificielle résiduelle de tous les appàreils’optiques résultant d’imperfections inévitables de fabrication;
- Expériences exécutées en plein air au moyen d'appareils industriels (méthode de M. Jean Rey). — On s’est proposé de vérifier que l’on peut, en utilisant dans un appareil optique industriel* une'source lumineuse très étroite et très haute, obtenir dans le plan horizontal la même portée qu’avec une source lumineuse de puissance sensiblement égale, à éclat plus faible mais moins haute et beaucoup plus large.
- (*) Le coefficient d’efficacité, qui est défini ici en valeur relative, est d’ailleurs susceptible d’une définition en
- valeur' absolue ; il suffit de faire f 1 — o : d’où A —— ,
- « + *
- Mais cette définition n’a pas de sens physique acceptable puisqu’elle exigerait une source de comparaison ayant une intensité lumineuse infinie.
- Les , deux sources utilisées, représentées sur la photographie ci-jointe (fig. 3), étaient: ,
- i'Une lampe Osram, à filament de tungstène en spirale, diamètre 2 millimètres, hauteur' 180 millimètres ; puissance’ mesurée4 dans’ un plan normal au filament, 2700 bougies Viollé 4 20 Un manchon à incandescence par 1 a~vapèùi>
- Fig. 3. — Photographie montrant c6le ù cèle le manchon à incandescence par le pétrole (la partie éclairante est comprise entre les deux traits noirs) et le filament spira-* liforme en tungstène qui ont servi aux expériences comparatives, en plein air, à grande distance.
- de pétrole, diamètre 85 millimètres brillante, hauteur 90 millimètres (limitée par les:,traits noirs horizontaux sur la figure 3) ; puissance mesurée dans un plan normal à l’axe du manchon, a5oo à 2900 bougies Violle.
- L’appareil optique, placé sur une tour à l’avenue de Suffren, était constitué par deux tiers de miroir doré de 1 m. 5oo, calés à 90° l’un par rapport à l’autre. La vitesse de rotation étant de un tour en 3 secondes, on avait des éclats
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- 45 Juillet 4916. . LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 61
- espacés de 0,75 seconde et des intervalles eqtre groupes de 2,25 secondes. La durée des éclats
- était inférieure, dans les deux cas, à — de
- 10
- seconde et était extrêmement brève dans le cas du'filament en tungstène.
- Les éclats étaient observés à 7 kilomètres sur la route qui conduit au monument de Châtillon en un endroit où l?on découvre très bien Paris, et l’on avaitprodüit l’extinction apparente de chaque feu eii; interposant devant l’œil un nombre variahlé .de;glacés iplanes à ! faces parallèles dont leîpouvoirafFarblisseur avait été taré d’avance .(*).> Trois iobservateurs }(?.),. dbiit .dëux nullement: prévenus/ont réconnu sans, hésitation, que lés? éclats;du';feu:éléctrique étaient; au moins aussi br.îHahts que .c«uxi,dû, feu ;à. pétrole et que tous deux semblaient avoir la jnême durée très courte: mais, pourtant- appréciable.’ A: 10 h/20. minutes! du/lpoir; pour lé ;f eu ^électrique, 'i tous ! les éclats, étâient perçus avec 19 glaces interposées ; l’interposition , de-24 glaces réduisait de moitié le nombre des éclats perçus, une 25e glace éteignait tous lès éclats. * ,
- Si l’on remarque que, par suite de la différence de hauteur des deux sources de lumière, le flux utilisé dans le plan horizontal où se trouvaient les observateurs était moitié moins fort dans lé cas du feu électrique que dans le cas du feu à pétrole, on voit que la réduction de durée
- (t) La lumière perdue à la traversée de chaque glace est d’environ 8 %. Le feu fixe, constitué par la source elle-même et qui aurait pu gêner les observations, car plie reste visible entre les éclats, paraissait éteint dès qu’on interposait deux ou trois glaces ; celles-ci ne permettaient de voir aucune autre lumière sur Paris, ni même le faisceau du projecteur de la Tour Eiffel.
- (2) Ces trois observateurs étaient des ingénieurs des établissements Sautter-Harlé : M. Marsat, qui avait organisé l’essai, MM. Vautard et Batifoulier.
- du feu électrique assurait à celui-ci une efficacité au moins double, à égalité de flux lumiheux, de celle du feu à pétrole.
- Conclusions et conséquences. — Les résultats de nos expériences ont établi d’une manière indiscutable que l’utilisation d’une source de lumière pour la production d’éclats lumineux se succédant à intervalles fixés d’avance et produits par la rotation d’un appareil optique, est d’autant meilleure que les éclats sont plus courts et qu’il y a intérêt à descendre autant que possible jus-
- ' a
- qu’à —de seconde, sinon au-dessous: la majo-10
- ration de l’intensité apparente obtenue peut être considérable.
- L’utilisation des filaments à incandescence électrique permet de réaliser des éclats extrêmement brefs. Si Ton emploie des filaments très longs, on peut augmenter ainsi à portée égale la divergence dans le sens vertical, ce qui est un bénéfice net fort utile pour les appareils signa-lisateurs destinés à la navigation aérienne.
- Si, au contraire, on limite les faisceaux juste à la faible divergence verticale suffisante pour balayer l’horizon, on peut disposer côte à côte plusieurs filaments, tout en réalisant une source beaucoup plus concentrée que les sources à incandescence par le pétrole. Comme, d’autre part, les filaments de tungstène incandescents dans l’azote réalisent des intensités surfaciques beaucoup plus élevées et avec une dépense de o,6 watt environ par bougie (mesurées perpendiculairement à l’axe des filaments), on peut théorique-mentobtenir des signaux de portée beaucoup plus grands, à égale consommation de pétrole, en utilisant ce pétrole dans un moteur actionnant une dynamo qui porte à incandescence le filament, qu’en le vaporisant dans une lampe à manchon à incandescence par la vapeur de pétrole.
- A. Blondel et J. Rey.
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- 6è LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2* Série). — N° 29,
- PUBLICATIONS TECHNIQUES
- TRANSMISSION ET DISTRIBUTION
- Pose de deux câbles sous-marins de transport d’énergie à San Francisco.
- Pour satisfaire à un accroissement de la demande d’énergie à San Francisco, on a récemment posé une double ligne sous-marine de transport de force qui, partant de la rive Nord du Golden Gâte, où une sous-statiôn de transformation abaisse la tension de 60 ooo à 11 ooo volts, est reliée à divers points de distribution delà
- mètres carrés dans la partie en eau profonde; les diamètres respectifs de ces deux parties sont de 115 et 102 millimètres, les poids au mètre courant de 3a kg. 8 et 28 kg. 8. Chaque conducteur est pourvu d’un revêtement isolant.de 4 mm. 8 d’épaisseur à 3o % de caoutchouc, recouvert d’un ruban de cambric verni sur 1 mm. 6 d’épaisseur. Les 3 conducteurs, noyés dans une masse isolante au jute, sont réunis en un câble sous une première enveloppe de toile Vernie; de
- Fig. 1. — Machine à poser cl. ligaturer l’entoilage sur les épissures.
- Fig. 2. — Fils d'armature maintenus par des anneaux pendant la confection de l’épissure.
- Fig. 3. — Bateau pose-céble.
- ville, sur la rive opposée. La pose des deux câbles sous-marins, de 4 10o mètres environ chacun, comportait la solution de problèmes nouveaux, en raison de l’existence d’assez rapides courants de marée et l’irrégularité du fond.
- Chaque câble est formé de 3 conducteurs à torons, offrant une section pleine de 35o millimètres carrés aux extrémités, de 25o milli-
- 4 millimètres d’épaisseur, que recouvrent une chemise de plomb d’épaisseur égale, une seconde couche de jute goudronnée, de 3mm. 2, une armature de 42 fils N° 4. B. W. G. en acier galvanisé et une chemise extérieure en jute.
- Les câbles ont été amenés à bord du bateau servant à leur pose, en longueurs de 3go mètres, du poids de i5 tonnes et sur dévidoirs.
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- En raison de la violence des courants de marée on â jugé préférable d’orienter dans la direction du courant le bateau portant les dévidoirs, lesquels, pour cettè raison, ont leur axe orienté suivant la longueur du bateau. On a commencé par immerger les câbles guides ou de support. Ceux-ci) longs de 4 a8o mètres* et de 35 millimètres de diamètre, sont formés de 37 torons de fil d’acier galvanisé n° 4 B. W. G. tressés en câble et non simplement tordus. Leur résistance â la rupture est évaluée à 90 tonnes. A chaque rive, le câble de support s’enroule sur une poulie scellée dans le béton.
- Le bateau utilisé a 22 m. 80 de longueur sur 9 m. 15 de largeur et jauge i5o tonnes. Son équipage est de 8 hommes. Il est mû, pour dévider le câble, par un remorqueur à moteur à essence de 4» chevaux.
- Leæâble électrique est fixé au câble de support par un enroulement continu de fil d’acier n°6, renforcé, tous les 6 mètres environ, par une ligature. Grâce à ce système, la déviation maximum du bateau par rapport à la ligne initiale du câble-guide n’a jamais dépassé 60 mètres.
- Dès essais au megger ont été pratiqués de façon permanente pendant la pose du câble et tandis que, sur le bateau, on procédait à la confection des épissures, des essais à 22000 volts ont été faits à intervalles de quelques centaines de pieds.
- Dans la masse isolante au jute sont noyés, avec les trois conducteurs, deux fils téléphoniques n° i3 B etS en cuivre, tordus ensemble, isolés au cambric verni de 1 mm. 6 d’épaisseur. Aux épissures, ces fils sont changés de position relativement aux conducteurs d’énergie, de manière à se trouver adjacents à des conducteurs différents dans les longueurs successives de câbles. Aux extrémités, les fils téléphoniques, dégagés du câble, passent à travers un transformateur isolant. Il parait que la transmission de la parole se fait aussi bien par cette ligne que par une ligne aérienne ordinaire.
- Pose du câble et épissures. — Chaque câble est posé par longueurs d’environ 390 mètres, ce qui nécessite la confection, à bord, de 11 épissures. Lorsqu’une longueur de câble a été immergée, le câble-support est fixé dans un étau sur l’un des bords du l)ateau. Pour se procurer une longueur d’armature suffisante à la confection d’une épissure solide de 4 m. 5o de longueur, il faut dénuder sur cette longueur même le bout du
- câble hors d’eau. Les-conducteurs en cuivre sont ligaturés ensemble, recouverts d’un ruban de para et isolés ; après quoi, la ligature est couverte, au joint, d’un manchon de plomb de 115 millimètres de diamètre intérieur, 8 millimètres d’épaisseur et51 o millimètres de longueur. On remplit ce manchon d’ozite à une température de 235° C, suffisante pour vulcaniser le ruban de para qui recouvre les conducteurs. Le joint est finalement scellé et un entoilage trempé dans un induit isolant est appliqué sur l'épissure. Les fils d’armature, maintenus au moyen d’anneaux en fer pendant les précédentes opérations, sont alors replacéssur celle-ci et, au moyen de là machine représentée ici (fig, 1 ), on pose l’entoi-
- lage final ligaturé par des fils de fer.
- La machine comprend essentiellement un bâti en adier portant un tambour que traverse le câble, Ge tambour porte deux bobines de fil métallique qui se dévident par la rotation du tambour et à la vitesse même à laquelle l’entoilage est ligaturé par les fils. Ces derniers sont soudés tous les 3o centimètres, pour empêcher l’entoilage de se défaire en cas de rupture des fils. Le tambour reçoit par courroie son mouvement d’un moteur à essence.
- Ce dispositif fait gagner 6 heures sur la seule opération d’entoilage d’une épissure à la main et en réduit la durée à 8 heures. Il faut environ 24 heures pour dévider une longueur de câble de 390 mètres et faire l’épissure. La vitesse de posé du câble est d’environ 2 m. 40 par minute.
- Le câble descend par un guide qui a pourobjet d’en laisser le mouvement libre autour de l’axe de la poulie tout en empêchant sa flexion dans un plan horizontal, ce qui tendrait à le faire sauter lorsque la tension varie avec les différentes profondeurs d’immersion. L’une des difficultés du travail décrit ici a été, en effet, l’irrégularité de profondeur de l’eau qui atteint jusqu’à 6i mètres. Cela compliquait le réglage de la flèche du câble-support, d’autant qu’on lui avait donné une certaine courbure pour profiter des conditions les plus favorables de courants de marée et de profondeur. Néanmoins, on considère la position finale au fond du câble de transport d’énergie comme tout à fait satisfaisante.
- Les câbles sous-marins sontreliésàdeux câbles souterrains sur la rive de San Francisco.
- Essais des câbles. — Des essais d’échauffement ont été faits sur ces câbles au moyen d’une géné-
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- i i-tf.lVMIrtiJ.. ...... --------------;_________________________________________' ' '
- rfltriéë «ott^yHté^e 65o .volts,.» poo kilowatts, en reliant Icsoprtdueteursde la façon représentée dans le schéma Les fils téléphoniques du
- câble et de la'rive, côté San Fransciseo, ont été employés pour mesurer le voilage et l’on a pu déterminer ainsi la chute de tension dans le câble sous une charge donnée. Des résultats
- Cable de rtveji bCondT' Cible sous manu i J con-
- __.____^ i.___________________.
- i tance
- Essais des câblei
- observés on a calculé les courbes de température (fig. 5;).< : ;
- Les courbes (A) et (B) en traits pleins donnent l’évaluation de température du câble sous-marin sous des charges de 3oo et 35o ampères, lorsque la température de l’éau de la baie est dé ia" C.
- Fig. 5.
- Chaque câble contenant quelques épissures à isolement plus fort que le corps, il a fallu procéder, au laboratoire, à des essais sur une épissure, dans dés conditions de températures identiques à celles des épreuves précédentes [courbes (C) et (C')].
- Les courbes indiquent que les câbles admettent un copiant d’assez grande intensité, lies essais, poursuivis pendant n heures, ont permis à la
- température de se stabiliser; ce que ne font pas ressortir les courbes. J
- Les extrémités des câbles, de 35o millimètres carrés, ne sont pas entièrement immergées; on les a soumises aux mêmes épreuves [courbes pointillées (D),: (E), (F)]. .. ! i
- La durée du câble dépendant pour beaucoup de celle de l’isolant au caoutchouc, donc de réchauffement,) on peüt.dirè que l’intensité de courant admissible: estdîenviron 35o ampères ; ce; résultat est dû dans ùnélarge mesure à la grande puissance de rayonnement des épissures et au fort diamètre des extrémités terrestres.. Cependant, en cas d’urgence et pendant de courtes périodes, les câblés peuvent porter jÛBqu’à .400 ampères. : 0 r . : ; d. ? 11. Jà?, et;
- Le cahier des charges comportait une épreuve de réception à l’usine, à 3o000 volts pendant 3o minutes avecducoûrantalternatifâ6opèriodés, et entre coriductëurs et terre. 'Les fils téléphoniques devaient résister à une tension 'de 4 5oo volts entre conducteurs aussi bien qu’entré conducteurs et terre. Or, à l’essai final de destruction, la perforation ne s’est produite qu’a la tension dë 160 000 volts entre conducteur^ et 46 000 volts entre conducteurs et fils téléphoniques.
- . i (Electrical World, 4 mars 1916,) ••
- Pose de câblés de transport d’énergie
- sous la Clyde. ;
- Le service électrique municipal de Glasgow a procédé, le 4 juin dernier, à l’immersion simultanée dans la Clyde de deux câbles de transport de force à 20 000 volts et de deux câbles téléphoniques. Cette opération qui s’est faite à Whiteinch, à marée basse, n’a duré que 45 minutes, temps durant lequel la navigation a été suspendue sur la rivière. : r ’
- Les câbles téléphoniques, chacun constitué de 12 paires de fils 1/18 Standard Wire Gange, sont isolés au papier et sous plomb. Les câbles de transport d’énergie sont à 3 conducteurs (fig. 1), isolés au papier et sous plomb, avec double armature en fils d’acier de 3 mm. 2 de diamètre ; leur .diamètre extérieur est de 98 millimètres.
- Le poids de chaque tambour portant 183 mètres de câble était de 7 tonnes. -
- Pour recevoir ces canalisations, on avait dragué,
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- ÜLJuiÜet 149$. " • LÀ LÜMIÈftii ÈLfectlÜQÜfê
- à travers le lit de la rivière, un chenal de 3 m. 55 de^ largeur et i m. 5o de largeur; une fois posés, ces^càbîes devaient se trouver à 9 m. i5' au-
- Fig. .1—.Coupe d’un câble à ao ooo volts, 3 conducteurs,' sous plomb et double armature d’acier.
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- dessous du niveau de la rivière à marée basse. Des tranchées avaient été également creusées dans les rives.
- Les tambours garnis de leurs câbles ayant été chargés sur un radeau formé de trois péniches
- ' . ! .
- de 9 m. i5 X â m. 55 chacune, celui-ci fut remorqué au-dessus du chenal et amarré d’un côté. Les câbles furent ensuite dévidés sur des poulies de bois et descendus ' dans le chenal à une vitesse convenable, tandis què les péniches étaient halées en travers de la rivière, at| moyen d’un cabestan à vapeur.. Les péniches étaient maintenues au-dessus du chenal au moyen de câbles'fixés à dès ancres immergées de place eu place à une certaine distance de la route que devai suivre le'radeau. L’ensemble de l’opéra-
- Fig; a. — Ponton portant les dévidoirs.
- tion a duré io heures, mais la plus grande partie de ce temps a été consacrée aux travaux effectués sur les rives.
- (The Eleetrician, 16 juin 1916.)
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- TRACTION
- La traction électrique par courant continu à haute tension. — C. Renshaw.
- 11 y a dix ans, l’on considérait la tension de 6oo volts comme le maximum à adopter pour l’alimentation des équipements de traction électrique. Sur quelques lignes, il est vrai, le courant était produit à la centrale à la tension de 65o ou 700 volts et, d»rr» eeirtàfns cas, un survolteur por-taitjcette tension à 800 Ou 900 volts. La perte eh ligne réduisait considérablement ces valebrs dé sorte que la tension normale sous laquelle fonctionnaient les motèurs des voitures était de 600 volts,». : <
- Puis, soudainement, on proposa de coupler les 4 mptëttrs 'habituellement utilisés sur lé* équipements des voitures interurbaines par paires de 2 moteurs en série au lieu de 2 moteurs en parallèle. En connectant de même les générateurs dé la centrale, l’on porta de 600 à 1 200 volts la tension d’utilisation du courant. Deux chemins de fer en construction à cette époque se prêtèrent à ces essais. Les résultats furent tels que l’utilisation du courant continu à 1 200 et 1 5oo volts est devenue courante et que l’on peut en discuter les détails sur les données de l’expérience.
- Moteurs.— Le premier élément qui doit être pris en considération dans l’équipement d’une locomotive est le moteur. Si l’on considère la tension appliquée aux bornes, les desiderata des moteurs fonctionnant par deux en série sous les tensions ci-dessus diffèrent de ceux des moteurs adoptés pour la marche en basse tension ; en effet le patinage des roues occasionne une inégale’ répartition de la tension sur les deux moteurs et applique aux bornes de l’un d’eux la plus grande partie de la tension totale. En raison de celte éventualité, l’on a été conduit à augmenter le nombre des lames des collecteurs, l’expérience toutefois a démontré que cette précaution n’était pas indispensable.
- L’isolement et les écartements entre les bobinages doivent être proportionnés à cette tension. 11 en résulte une réduction notable dans la capacité des moteurs fonctionnant par deux en s'êrie sous i 200 volts au lieu de deux en parallèle sous
- 600 volts. L’isolation fut renforcée par l’emploi de matériaux à grand pouvoir isolant sous des épaisseurs relativement faibles, ufie nouvelle conception des organes des moteurs permit de respecter les écartements entre les bobinages. En .général, les moteurs construits actuellement pour la marche en série sous i a00 ou 1 5oo volts sont semblables comme dimensions .et poids à ceux utilisés„pour-6oo ou 760 volts,
- Nous avons dit plus haut que le couplage', en série de deux moteurs à 600 ou 7^0 volts était presque exclusivement adopté pour l’utilisation des tensions de 1 200 et 1 5oo volts. Il existe cependant quelques cas où les moteurs ont été. bobinés pour la tension d’alimentation. Comparés à ceux à 600 volts, de tels moteurs sont plus lourds et s’écartent comme dimensions des types normaux, de plus, ils sont peu pratiques pour la marche partie sous 600 et partie sous 1 200 volts si souvent employée. En un mot ils ne présentent pas d’avantages particuliers et sont peu utilisés.
- On peut dire que, dans la traction par courant continu haute tension, pour les moteurs, la pratique consiste dans l’adoption de moteurs identiques comme construction àceux à basse tension mais pourvus d’isolements renforcés.
- Régulation. — Les appareils entrant dans la composition des équipements 11 courant continu haute tension doivent avoir une grande capacité de coupure. Au début l’on utilisa descontacteùrs à 600 volts montés par deux en série, de sorte que les premiers équipements à 1 200 et 1 5oo volts comportèrent i3 contacteurs alors que 8 suffisaient à la commande de ceux à 600 volts. Les groupes de contacteurs pour 1 200 volts mesuraient ainsi 61 X 61 centimètres alors que ceux à 600 volts mesuraient 45 X 56 centimètres. De mêmé que pour les moteurs, l’expérience a permis de réduire ces différences et l’on a pu réaliser des contacteurs à 1 200 volts analogues comme poids et dimensions à ceux à 600 volts.
- L’adoption de deux tensions de fonctionnement a considérablement augmenté le nombre de combinaisons réalisables; il est bon d’examiner celles qui sont à retenir et celles que l’on doit rejeter.
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- Dans les équipements à i aoo volts l’on considéra comme peu recommandable l’emploi de cette tension pour l’alimentation des circuits auxiliaires, tels que éclairage, circuits de commande, compresseur d’air, etc., et l’on inséra dans ces équipements un dynamoteur destiné à fournir du courant à 6oo volts pour l’alimentation de ces circuits, Pour réduire la capacité du dynamoteur, le compresseur fut bobiné pour fonctionner directement sous i aoo volts, seuls les circuits de commande et d’éclairage étant alimentés par lui en 6oo volts. Afin d’éviter l’installation simultanée d’un compresseur d’air et d’un dynamoteur; l’on combina ces deux machines en une seule dite dynamoteur compresseur.
- Dans cette dernière machine, le compresseur est entraîné par le dynamoteur par l’intermé-
- une tension moitié avec une réduction de vitesse proportionnelle. Il n’en est pas de même pour les circuits auxiliaires et des dispositions spéciales doivent être prévues à cet effet.
- Beaucoup de lignes interurbaines parcourues par des trains à grande vitesse traversent des villes en empruntant les voies locales à 6oo volts ; une grande vitesse n’étant pas acceptable dans la plupart de ces cas, la marche à demi-vitesse sous 6oo volts est suffisante.
- Dans les voitures fonctionnant dans ces conditions, seuls les circuits d’éclairage et de commande sont munis de commutateurs de couplage, tandis que lefe moteurs restent d’une façon permanente connectés en série et marchent à demi-vitesse sur les sections à 6oo Volts.
- Dans le cas où les équipements sont munis
- Ccmmù.Wcur rf'n^rÿeur .
- tiers les circuits a/s commande
- inducteur \ ,
- • série Contacleurs spéciaux
- |__ £nr pour iSOO Volts
- v â Shunt % induit enroulements
- Groupes de 2 moteurs en sérié
- Connexions sérié
- Connexions parallèle
- Fig. i. ;— Disposition schématique d’un équipement à i 200 volts fonctionnant a demi-vitesse sous 600 volts.
- diaire d’un embrayage commandé par un régulateur de pression.
- Dans les équipements munis de ventilation artificielle, le dynamoteur sert, en outre, à l’entraînement du ventilateur.
- Ce procédé, simplifiant le câblage du compresseur tout en permettant de disposer de courant à 600 volts pour les circuits auxiliaires a reçu la sanction de la pratique.
- Il importe de signaler cependant que l’on a réalisé des équipements à commande électropneumatique dans lesquels les circuits de commande et d’éclairage sont alimentés directement sous 1 200 volts. Le fonctionnement de ces équipements est tout à fait satisfaisant.
- Marche sous deux tensions. — Le fait d’alimenter un équipement alternativement sous deux tensions différentes pose plusieurs problèmes.
- Si l’on nè considère que les circuits de puissance, tout équipement à haute tension peut fonctionner pendant une partie du parcours sous
- d’un dynamoteur compresseur, ce dernier doit également être pourvu d’un commutateur- de couplage, car si la marche à demi-vitesse est acceptable pour les moteurs de traction, il n’en est pas de même pour le compresseur d’air dont le fonctionnement serait to.ut à fait défectueux.
- Lorsque les moteurs des voitures sont bobinés individuellement pour 600 ou 700 volts, l’on peut faire fonctionner ces équipements à la même vitesse sous les deux tensions à l’aide d’un commutateur couplant les moteurs en série pour la marche en haute tension et en parallèle pour celle en basse tension. Bien entendu, les circuits de commande et d’éclairage doivent également être munis d’un commutateur de couplage; le plus souvent les deux appareils sont combinés en un seul. La manœuvre de ces commutateurs peut être effectuée soit à là main, soit à distance, ce qui est particulièrement avantageux-dans le cas de trains à unités multiples.
- 11 y a lieu en outre de prévoir certains disposi-
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- LÀ LÜMÏÈRË ÈLECtEiQÜfe T. ÏXXÏŸ (2e èérie). — K° ÎIÔ-
- tifs de sécurité dans le cas où l'équipement pas-seràit d’une section à basse tension à une section à haute tension sans manœuvre du commutateur. Ordinairement ce dispositif est réalisé par des relais coupant le courant dans le cas où une tension trop élevée est appliquée aux moteurs.
- Le choix entre l’accélération automatique ou non h’est pas influencé par l’adoption de la haute tension, toutefois l’accélération non automatique est habituellement jugée préférable, car cè système présente plus de simplicité.
- dans ce, cas, les moteurs à haute tension sont constitués par des moteurs normaux, ce qui est particulièrement avantageux lorsqu’on ‘ désire avoir dés moteurs ayant un faible encombrement. L’adoption delà tension de i 5oo volts correspond au cas où les sections à 600 volts sont relativement peu étendues, tandis que celle idc 1 j».oo volts est tout indiquée lorsque les sèctions à 600 volts présentent un certain développements Il est probable que l’on continuera sur ces données sauf dans le cas d’électrification des chemins
- Trdîtey JPOO ou 600 Volts
- Vers iee Circuits
- Commutateur 60C/f200 volts pour te afjnamcteur les résistances et les moteurs..----'
- Lampes
- Connexions série sous -f200 Volts
- Connexions parallèle sous IZOOValà
- Connexions . s crie sous 4û0 Valls
- Connexions parallèle s eus £('i
- Fig. 2. — Disposition schématique d’un équipement a 1 200 voila fonctionnant à même vitesse sous 600 volts.
- ' L’emploi du shuntage des inducteurs n’est également pas influencé par la marche en haute tension, sauf le cas où l’on désire une accélération supplémentaire. En général l’on adopte la régulation sans shuntage des inducteurs qui est plus simple.
- Variantes dans Vappareillage de commande. — Les dispositions particulières Varient suivant les cas et les circonstances locales, toutefois lesjjriti-éipàles tendances peuvent être résumées comme suit :
- Étant donné le nombre des réseaux équipés à 6<j>o volts, la tension de 1 400 volfs qui en est un multiple exact offre divers avantages. En outre,
- de fer à vapeur ou celui où les lignes existantes sont négligeables.
- En résumé, la tendance gépéfale est l’emploi' du dynamoteur compresseur spr les grandes voitures devant marcher à grande vitesse sous demi-tension ainsi que sur les locomotives munies ou non de la ventilation artificielle. Le dynamoteur compresseur est, au contraire, peu utilisé sur les petits équipements.
- Lorsque les sections à 600 volts atteignent 6 ou 8 kilomètres, les équipements sont prévus pour marche à grande vitesse sous demi-tension, toutefois il en résulte Une augmentation de poids et une complication plus grande comparativement
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- à ceux marchant à demi-vitesse sous demi-tension.
- ;Lorsque les équipements puissants sont prévus pour marche à grande vitesse sous les deux tensions, il en est de même pour le compresseur; surles petits équipements, le plus souvent, seuls les moteurs de traction sont prévus pour la marche à grande vitesse sous demi-tension, la marche à dèmi-vitesse étant souvent suffisante pour le compresseur.
- Le plus souvent, les commutateurs de couplage! sont manœuvres à la main, sauf toutefois le cas où les voitures àont continuellement accouplées en trains. Dans la plupart des cas, l’on a jugé nutiles les dispositifs de sécurité pour les changements de tensions.
- Régulation par contrôleur tambour. — Dans ce
- Trolley i2oo ou <500 volts
- Induit \ f* enroulement i{\
- inducteur sérié ^
- . Compresseur j dynemoteur Çj
- 1 Vers les circuits cfq_c ommnrtdt
- Commutateur
- inverseur
- induit
- enroulement Æ
- Fig. 3. — Connexions du dynomoteur pour marche sous i aoo et 600 volts.
- qui précède, nous avons considéré des équipements à unités multiples et à commande indirecte par contacteurs. Cependant, quelquefois, des équipements à haute tension sont commandés par des contrôleurs tambours avec régulation rhéostatique, mais ce n’est là qu’une exception.
- Usine génératrice. — Tout d’abord, le courant continu haute tension fut obtenu parle couplage en série de deux génératrices à 600 volts ; on construisit ensuite des génératrices fournissant directement le courant à 1 200 ou 1 5oo volts, munies bien entendu de pôles de commutation.
- On utilisa ensuite, pour la production du courant à haute tension, deux commutatrices à 600 volts et 2,5 périodes connectées en série ; l’expérience, de plus, a démontré que l’on pou-vaitobtenirducourantcontinuà 1 200 et 1 5oo volts, d’une façon satisfaisante, avec une seulecommu-tatriceà 25 périodes. Si l’on ne dispose que du
- courant à 60 périodes, la tension maxima à adopter est de 760 volts par machine, de sorte que 2 machines sont nécessaires. Sous cette condition, les résultats obtenus sont excellents. On emploie également dans cecas un groupe moteur générateur.
- En résumé, pour les sous-stations, la pratique consiste dans l’emploi d’une seulecommutatrice lorsque l’alimentation est faite en courant alternatif à 25 périodes et d’un groupe moteur générateur ou de deux commutatrices en sérje pour la fréquence de 60 périodes. Dans ce dernier cas, l’on installe généralement trois commutatrices, la troisième, servant de secours, pouvant être branchée en série avec l’une quelconque des deux autres.
- Appareillage. — Le but principal dans la construction des appareils est la protection des agents chargés de la manœuvre. A cet effet, l’on a augmenté la hauteur des panneaux des tableaux de distribution ; les interrupteurs sont commandés par des tringles en bois et cloisonnés entre eux.
- Ligne aérienne. — Tout d’abord, l’on utilisa pour l’alimentation en i 200 volts la suspension directe avec des isolateurs spéciaux, mais on lui préfère actuellement la suspension caténaire. Quelques lignes ont adopté l’alimentation par troisième rail; ce système a toutefois l’inconvénient d’occasionner des difficultés pour la conservation de l’isolement.
- Résultats générajix. — L’emploi du courant continu à haute tension dans l’électrification des lignes interurbaines a permis, pour un programme donné, de. réaliser de notables économies sur l’emploi du - courant continu à 600 volts. Les dépenses d’établissement des feeders et des sous-stations 11e sont guère plus élevées qu’avec, cette dernière tension et l’on peut assurer un service plus intensif avec un rayon plus étendu..
- Limites dans Vaugmentation de la tension. — De même que des équipements à 1 200 volts ont pu être réalisés par l’emploi de deux moteurs à 600 volts branchés en série, l’on a pu, en utilisant de même des moteurs à 1 200 volts, construire des équipements fonctionnant sous 2 400 volts.
- Dans les lignes interurbaines ayant dès sections alimentées en 600 volts il est bon de choisir un multiple de cette dernière tension;
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- pour les grandes lignes, au contraire, l’on a pu utiliser du courant continu à la tension de 3 ooo volts. Il est toutefois à regretter que l’on n’ait pas uniformisé cette tension et que la tension de a 4<»o volts soit utilisée concurremment avec celle de 3 ooo volts.
- Nous pouvons citer, comme récente application du courant continu à 3 ooo volts, l’electrifi-cation du Chicago Milwaukee et Saint-Paul Railway et l’on peut prévoir comme prochaine l’adoption des tension? de 3 6ooet 4 200 volts.
- Enfin nous pourrons citer les,essais satisfaisants obtenus sur. la ligné de Grass Lake de la Michigan United Traction Company avec du courant continu 5 ooo volts.
- Ces essais ont démontré la possibilité de réaliser industriellement des équipements fonctionnant sous 5 ooo volts. L’on peut donc considérer comme possible l’adoptiop de cette tension pour l’alimentation des équipements de traction électrique.. ,
- (Proceedings of the American fnstitute of Electrical Engineers, 14 avril 1916.)
- Locomotive électrique A accumulateurs pour manœuvres!
- Le Midland Railway a mis en service à la fin de 1914 une locomotive électrique à accumulateurs, destinée à la manutention du charbon au West India Docks Coal Depot de Londres. Ce travail était elTectué v:paravant à l’aide de chevaux et de plaques tournantes et on ne trouve aucun avantage économique à adopter l’emploi | de cabestans électriques ou hydrauliques.
- La locomotive (fig. 1) est équipée avec deux moteurs de 22 chevaux, fournis par la maison Dick Kerr et Co.
- La batterie installée aux deux bouts de la machine est formée de 108 éléments, du type normal de la D. P. Baltery Co pour l’éclairage des trains, et a une capacité de 3oo ampères-heure. Elle n’a encore éprouvé aucun accident
- et n’a été cause d’aucune interruption de service.
- Les bacs des éléments, en teck garni de plomb, sont munis de couvercles type « block ».
- La commande des moteurs se faitpar la manipulation ordinaire « série-parallèle », qui offre deux crans de marche économique. On emploie le freimtge électrique, ce qui est précieux dans les manœuvres de triage. Un frein à chaîne existe également sur chaque essieu. ' .
- La locomotive pèse en charge complète 17 tonnes 1/2. Elle a un empattement de 2 m. 5gi.
- iFig. 1. — Locomotive élecli itjuo à accumulateurs pour manœuvre 1 du Midland Kailway.
- Elle peut remorquer 6 wagons chargés, pèsant chacun i5 tonnes, ou 12 wagons légers pesant chacun 6 tonnes. La vitesse maxima est de 11 kilomètres-heure dans le cas de la pleine charge, 19 kilomètres-heure dans le cas d’une charge réduite.
- D’ailleurs, la construction de la .partie mécanique de la locomotive est tout à fait analogue à celle des wagons ordinaires de chemins de fer.
- L’entretien de la batterie se fait sans interruption du service, et jusqu’à maintenahtla locomo-j tivedu Midland Railway donne toute satisfaction i à cette Compagnie. L. P.
- i
- (The Locomotive Magazine, i5 mars 1916.)
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- 15 Juillet mè
- LA LUMIÈRE ÉLÈCTRiQÜE
- rj
- PHYSIQUE GÉNÉRALE
- Source constante d’électricité à voltage ’ élevé. - Albert W. Hull.
- Le dispositif suivant a été utilisé pour l’étude spectrale dés rayons X; il fournit, sous sa forme actuelle, 5 kilowatts pour un potentiel quelconque compris entre io ooo et too ooo volts avec des fluctuations de voltage inférieures à i % . Des puissances beaucoup plus élevées avec le même degré de constance, ou la même puissance avec de plus faiblesfliictuations peuvent être obtenues en augmentant les dimensions des condensateurs.
- La méthode utilisée diffère, dans son principe, de celles employées jusqu’ici par l’emploi des kenotrons comme redresseurs et par la manière dont on utilise l’inductance et la capacité. Théoriquement, plus la fréquence est élevée et plus le problème est aisé, puisque l’inductance et la capacité nécessaires sont d’autant plus faibles que la fréquence est élevée et que les kenotrons fonctionnent également bien sous toutes les fréquences. Un courant de a ooo périodes suffît pour l’objet que l’ori a en vue ; il est facile à obtenir et à transformer.
- . K'iXlOQOtblts -
- MflfMQSWpoùOaitÈ.
- Fig.
- Fig. 2.
- Le dispositif est indiqué sur la figure i. Le courant alternatif de a ooo périodes sous i5o volts est élevé au potentiel voulu par un transformateur T ; il est redressé par les kenotrons K, Ks et
- maintenu constant grâce aux capacités C, C2 (d’environ r/iooo de microfarad chacune) et aux. inductances Lt L2 (environ 100 henrys chacune) disposées comme le montre la figure i. Le potentiel constant est mesuré par un voltmètre ordinaire Y disposé en série sur une résistance R. de 10 mégohms.
- Le rôle du condensateur Ci est d’emmagasiner une énergie suffisante, pendant la faible fraction d’une période où il reçoit le courant, pour alimenter le système pendant le reste de la période. Les inductances L, Ls, avec l’aide du condensateur C3, répartissent cette énergie dans le système sous un taux à peu près constaut. La capacité du condensateur G, dépend de la puissance utilisée. Si cette capacité Ci est très petite, pour qu’elle puisse donner un courant fini à travers le système, la variation de son potentiel doit être très grande.
- L’action de l’inductance et de-la capacité Gt peut être décrite comme il suit : le voltage rectifié inx bornes du condensateur G! est représenté par, une onde irrégulière qui peut être décomposée en un terme représentant un potentiel constant, augmenté d’une série de Fourier de potentiels alternatifs dans laquelle le terme de plus basse fréquence correspond à la fréquence a ooo. A chacune deces composantes l’inductance L, -|- L2 offre une impédance très élevée comparée à celle du condensateur C2. Par suite, l’amplitude de chaque composante' aux extrémités de
- G, dans le rapport i % j—l—où w désigne la
- fréquence : on peut diminuer ce rapport autant qu’on le désire en augmentant L et Ca.
- Avec les valeurs de L et G indiquées ci-dessus,
- ce rapport est
- ~ pourla composante de fréquence
- 2 ooo, -— pour la composante de fréquence l\ ooo, 120
- et ainsi de suite. Les composantes de fréquence élevée, provenant à la fois de l’onde redressée et des « surges » seront tellement réduites qu’on peut les considérer comme n’atteignant jamais le tube à rayons X et ceci est vrai en circuit
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- te LÀ LUMIÈRE ÉLECTRIQUE t. XXXlV (2« Série).-
- ouvert aussi bien qu’en circuit fermé. Ceci est très important et est entièrement lié à l’emploi de la capacité dans la position C2. Dans les cir-puits de ce genre, on suppose fréquemment que l’inductance du circuit amortit d’elle-même les « surges » de haute fréquence L’exemple étudié montre le contraire. Sans la capacité C2, l’indqc-tance n’aufait aucun effet sur les oscillations 4’une fréquence quelconque, puisque l’iinpé-dance d’un tube à raypns X, c’est-à-dire le rapport de l’accroissement du voltage à l’accroissement du courant, est presque infini pour toutes les fréquences, même quand le tube est parcouru par des courants intenses .
- On peut montrer que la meilleure répartition des capacités entre G, et C2 est donnée par l’équation :
- et que la fluctuation la plus grande du voltage pour un courant redressé d’intensité r et une capacité totale C — Ci -f- C2 est :
- Pour des voltages inférieurs à 5o ooo il vaut' mieux disposer les deux kenotrons, un spr chaque extrémité du transformateur, en parallèle et non en série, rectifiant ainsi à la fois les deux demi-périodes de l’onde, et utiliser le point médian du secondaire du transformateur comme borne, ainsi qu’il est indiqué sùr la figure t.
- Ceci donne comme plus faible fréquence ooo périodes, Ce qui accroît le rendement dès condensateurs.
- Si on a besoin décoiffants .encore plus intenses, les condensateurs qui sont composés d’unités à , io ooo volts, peuvent être reliés en séries parallèles pour les voltages plus faibles, de manière à accroître la capacité.
- De cette manière il est possible d’obtenir 5 kilowatts pour un voltage quelconque, sous un potentiel de même sens, avec des fluctuations inférieures à i % .
- Avec 3, a kilowatts (65 milliampères) pour 5oooo volts, les fluctuations sont trop faibles pour être mesurées sur les oscillogramines ; elles ne dépassent pas o,i % •
- A. B.
- (The Pkysical Revieve, mars 1916,)
- RENSEIGNEMENTS COMMERCIAUX .
- École Supérieure d’Électricité.
- Un concours d’admission (écrit et oral) spécialement réservé aux candidats ajournés et exemptés des classes 1913-1917 et qui, reconnus bons pour le service armé ou auxiliaire, seront incorporés au i“r août prochain., aura lieu dans la deuxième quinzaine de juillet.' Les candidats devaient s’inscrire au Secrétariat de l’École, 14, rué de Staël, en justifiant de leur situation militaire.
- Le concours normal aura lieu, comme d’ordinaire, dans le courant d’octobre, pour les candidats ne rentrant pas dans la catégorie ci-dessus visée.
- ADJUDICATIONS
- L’Administration des Chemins de fer de l’Etal, à Tans, a l’intention de faire l’acquisition de i55 pylônes en treillis métalliques, destinés aux installations électriques des-,gare, atelier et dépôt du Mans.
- Les industriels, désireux de concourir à celte fourniture, peuvent se renseigner immédiatement, k cet égard, dans les bureaux du service électrique (2e division), 43, rue de Rome, à Paris (8e), les mardi et vendredi, de i5 à 17 heures, jusqu’au a5 juillet 1916. .
- * y :
- * *
- L’Administration des Chemins de fer del’fîtat, à Paris, ^ a l'intention d’acquérir deux groupes élévatoires à vapeur comprenant chaudières et pompes et destinés aux alimentations de Gallardon et S,aint-ArnouIt.
- Les industriels, désireux de concourir à cette fourniture, peuvent se renseigner immédiatement, à cet égard, aux bureaux de lu division : Entretien du service de la tractiôn, 44, rue de Rome, à Paris (8e), les mardi et vendredi de i5 à 17 heures.
- La reproduction des articles de la Lumière Electrique est interdite.
- Paris. — impbimskiï levé, il, rue cassette. ' Le Gérant: J.-B. Noubt.
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- Trente-huitième année SAMEDI 22 JUILLET 1916. Tomi XXXIV série). W 30
- j. BETHENOD.''—* Sur le calcul des pertes dans les tôles de fer aux fréquences élevées....
- mardis LATftPR- — Le téléphone (note annexe........*............................
- i
- P. BOtJGAULT. — La discussion au Sénat de la loi relativè à l'établissement d’une contribution extraordinaire sur les bénéfices de guèrré..................................
- SOMMAIRE
- 73
- 7e
- 77
- Eclairage
- L’éclairage des stations centrales. — M. Sa-
- muels....................'........ 8»
- L’éclairage électrique des petites villes. —
- H.-N, Munro............................. 87
- Photométrie des lampes à atmosphère d’azote.
- — G.-W. Middlekauff et J.-F. Skogland. 89
- Divers
- Publications techniques
- I * #
- Transmission et distributiàn
- Dispositifs automatiques de protection pour réséaux à courant continu. — M. Rose-bourne et F.-A. Couse. ..................
- Mesure de petites capacités. — WillC. Baker. 91
- Arcs produits dans les gaz entre électrodes
- non volatiles. — Mac Kay et Ferguson. ... 93
- Redresseurs électriques à cathode d’oxyde.... 94
- Bibliographie................................ gj
- 81 Renseignements Commerciaux....... .... 96
- SUR LE CALCUL DES PERTES DANS LES TOLES DE FER . ‘ AUX FRÉQUENCES ÉLEVÉES
- L'auteur étudie l'effet produit par l'hystérésis sur la répartition des courants de Foucault dans les tôles minces soumises à des flux alternatifs. Dans le cas de fréquences très élevées, les formules, développées suivant une méthode déjà suivie par Vauteur dans des problèmes analogues, conduisent à des résultats faciles à interpréter physiquement.
- Les formules classiques de J.-J. Thomson, Boücherôt, etc., permettent d’évaluer, avec une précision le plus souvent suffisante, les pertes dans les tôles de fer aux fréquences élevées, lorsque l’effet de l’hystérésis est négligeable. Le but de la présente note est de montrer comment l’on peut ,tenir compte, d’une façon très simple, de cet effet dans le calcul en question.
- Danscebut, nous supposerons avec J.-J. Thomson, que la longueur et la largeur de la tôle (fig. 1 )
- sont suffisamment grandes par rapport à son épaisseur •>. h pour que les valleurs du champ magnétique et de l’induction (de direction normale au plan de la figure) ne dépendent que de la distance r; du pointM considéré au plan médian.
- Dans ces conditions, les équations de Maxwell se réduisent à :
- dû .dE d t ' d.c
- (0
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-
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV 12' Série). JN* 301. *
- et
- 4xcE -j-
- d H
- rf.X1
- En portant ces valeurs dans (i) et (a) et en éliminant E par dérivation de (a), l’on obtient facL (a) lement l’équation unique en H :
- en désignant par :
- E et H, |Ies intensités respectives du champ électrique et du champ magnétisant au point M; B, l’induction correspondante ; ix, la perméabilité supposée constante pour toute la masse de la tôle; a, la conductivité.
- r’i.
- Fig. i.
- soit
- 4rcjACü)/e—Ja ><C H
- d1 H
- dx*’
- .5 d'H
- en posant
- 7c p. c u>Je~ia.. La solution générale de (5) est
- f
- H =. AeP* -J- A’e~Px,
- (?>..
- (fil-
- mais comme pour x = ± A, le vecteur du champ magnétisant doit posséder la même valeur H0,. l’on peut écrire :
- A'—A .
- et
- Si l’intensité H suit une loi harmonique, il est avantageux de résoudre le système (i), (2) parla méthode des quantités complexes, suivant la marche déjà suivie par nous dans un problème analogue (*) ; nous poserons donc :
- H = HeM, (j = \l'i) (3)
- «a étant* la vitesse de pulsation du champ alternatif.
- D’autre part, pour tenir compte de l’hystéré-sis, nous admettrons, selon Potier, que l’induction B suit également une loi harmonique, mais que son vecteur représentatif se trouve en retard de V angle hystèr étique a (supposé constant comme 1*) sur celui de H (2) :
- • B — B eiwt—itt-
- ou
- B = p'Hei"*—J«. (4)
- (*) Cf. J. Bethenod, Ueber den scheinbaren Qhmschen Widerstand von dünnen Metallplatten für Wechsel-strom. Jahrbuch der drahtlosen Télégraphié und Téléphonie, Band II, 1909. Résumé dans la Lumière Electrique du 19 février 1910, p. 23a.
- (af Cette représentation de Potier a été employée par M. Brylinski, dans son étude Sur la résistance du fer en courant alternatif. Bulletin de la S. /. E,, 191a, page 129.”
- d’où
- H0 = A (ePh -f- e-P%
- H0
- eph e—p/i
- (epx _j_ é~Px)..
- t
- 7)
- Notons dès à présent que le champ H0ejut ^ur les faces externes de la tôle est en phase avec les ampères-tours magnétisants auxquels il est proportionnel.
- Si, d’autre part, on forme l’intégrale
- 1
- H-A B dx
- en tenant compte de (4) et (7), on obtient l’expression complexe de l’induction apparente dans la tôle; du reste, il suffit de multiplier la valeur ainsi déterminée par la section de la tôle normale au flux, pour avoir l’expression complexe de celui-ci. Enfin, la force électromotrice induite dans les spires magnétisantes est proportionnelle à ce flux et son vecteur représentatif se trouve
- * TZ
- décalé de - en avance sur celui dudit flux :
- 2
- B
- upp
- 2 h {ePh -f- ePh)
- r+h
- J (ePx -f- e-Px) dx
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-
- *22' Juillet 1916. V,' ' LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 78
- «oit
- B
- app —
- _ hp •
- X
- epk — e—pu ei‘h -f- e~Ph’
- (»)
- Telle est, en valeur complexe, l’expression de l’induction apparente.
- Il serait facile d’interpréter géométriquement, •en toute rigueur, l’égalité (8) qui définit le déphasage entré Bapp (en phase avec le flux) et les ampères-tours magnétisants, c’est-à-dire celui entre ces ampères-tours et la force électromotrice induite •
- Nous nous réservons d’entreprendre cette interprétation dans une étude ultérieure et, pour l’instant, nous traiterons seulement le cas des fréquences très élevées (machines pour la production directe d’ondes électromagnétiques par exemple).
- Si l’on se réfère à l’expression (6) de p2, l’on voit que :
- _______ _
- p — y/4iî[ac:m >< \Jj X e 2,
- ou
- p = by+j)e 2, avec '
- b — = 2it \Jy.cf (oj — air/‘).
- Or, le produit bh atteint une valeur importante dès que la fréquence s’élève (Cf. P. Bou-cherot.7Bulletin de la S. LE. 1905, p. 336) et ce produit est la partiè réellç des exposants du second membre de (8); on en déduit qu’alors cette égalité devient très approximativement :
- \j. H„ . , e -
- Bapp = -------, ____- X 0Ja X - :
- Il y 2 7T(JLCW 1 T" /
- Bapp —
- 11 "• :X.'
- (8')
- |AC(l)
- Comme HoeJ"'est justement le champ sur les faces externes de la tôle, en phase avec les am-
- pères-tours magnétisants, l’on conclut immédiatement de (8') que lcdéphasage entre ces ampères-
- tours^et le flux est égal à * •-(- et que dans le
- cas d’une bobine de résistance ohmique négligeable, l’angle q>, dont le cosinus mesure le facteur de puissance, vaut :
- c’est-à-dire
- a
- 2
- (9)
- Dans le cas où l’on néglige les courants de Foucault, cet angle vaut:
- a. — 2 <p.
- On aboutit donc à cette règle facile à retenir :
- Aux fréquences élevées, les courants de Foucault ont pour effet de diminuer de moitié Vangle dont le cosinus mesurerait le facteur de puissance d'une inductance à noyau ferromagnétique feuilleté dans le cas où l'on néglige Veffet de la résistance ohmique des enroulements et des courants de Foucault.
- D’après (9) lorsque a varie entre o et -, cp varie
- entre - et o, résultat du reste vraisemblable.
- 4
- Enfin, de (8') on déduit également de suite la relation entre les amplitudes réelles de Bapp et de H0e./W< ; on écrit ainsi: -
- B°app = HoX-aX^/ bhy-,
- égalité déjà obtenue dans le cas ou l’on néglige l’effet de l’hystérésis. (Cf. Boucherot; loc. ait.)
- L’égalité (9) paraît devoir se prêter à des- vérifications expérimentales; dans le cas où les résultats obtenus par des essais ne concorderaient pas suffisamment avec les prévisions exposées ci-dessus, il y aurait lieu de recourir aux intéressantes considérations développées par M.Jouaust dans un récent travail (*).
- J. Betiienod.
- • (t) Cf. R. Jouaust. Bulletin de la S. I. E. 1915, p. 355.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Série). — N® 30 a
- LE TÉLÉPHONE
- Note annexe.
- Dans un article précédent (voir la Lumière Electrique du 17 juin 1916, page a65) nous avons défini les constantes électromagnétiques et mécaniques du téléphone ordinaire. Nous avons négligé de donner la relation qui existe'nécessairement entre certaines de ces constantes, du fait que la plaque ne vient pas coller contre l’aimant.
- L’attraction exercée par l’aimant est F = —
- 1 /,itS
- <I> = flux de l’aimant qui traverse la plaque,
- S =. section d’un pôle.
- D’autre part, l’elïort de réaction exercé par l’élasticité de la plaque est A.r en désignant par x l’élongation de la plaque en son centre par rapport à sa position d’équilibre normal.
- La position d’équilibre contraint xa est déterminée par la relation :
- Four que cette position soit bien une position d’équilibre et qu’il n’y ait pas « collage », il faut que l’accroissement d’attraction résultant d’un rapprochement-<f.r de Ja plaque et de l’aimant c’est-à-dire d’une réduction dè de l’entrefer S soit plus que compensée par l’accroissement Adx de l’effort de réaction dû à l’élasticité de la plaque. Ceci conduit à vérifier la relation :
- soit
- dk 4 icS < ’
- <i>
- G ^
- azS a b
- soit en multipliant le premier membre haut et bas par le ndmbre de spires n de la bobine téléphonique : , -
- 0b d*b
- ---- n 7s < A*
- aie n do
- L’expression n -j? n’est autre que la cons-do
- tante G définie dans notre article. On a donc la relation particulière :
- G < A.
- 1TU
- 0b
- Pour augmenter la sensibilité du téléphone,. à courant constant on est naturellement conduit, en se reportant à notre équation (t'i) de l’article mentionné, à chercher à augmenter la constante G. Mais on voit qu’on est limité dans cette voie par le collage de la plaque.
- Suivant l’inégalité (1), il arrive, contrairement à certaines apparences, que la constante G peut être d’autant plus grande que l’induction à laquelle travaille l’aimant est plus faible. Il doit être bien reconnu que ceci provient du fait que les inductions plus faibles tolèrent de plus petits entrefers.
- On néglige ici l’accroissement du coefficient de self-induction L due à la réduction de l’entrefer et qui est de nature à augmenter l’impédance du téléphone. La sensibilité à courant constant n’est pas la sensibilité à tension constante sur laquelle nous reviendrons plus tard en examinant également celle des téléphonés spéciaux du type électrodynamique à bobine ou circuit électrique mobile (Simon, Fessenden, etc.).
- Maiuus Latouii.
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-
- 2^ Juillet 19lè: ?tA La LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- *iî
- I * . • • -
- LA. DISCUSSION AU SÉNAT DE LA LOI RELATIVE A L’ÉTABLISSEMENT D’UNE CONTRIBUTION EXTRAORDINAIRE SUR LES BÉNÉFICES DE GUERRE
- Si l’on nous demandait quelle est la phrase qui nous a frappé le plus, dans toute la discussion faite au Sénat sur le projet de loi établissant une contribution extraordinaire sur les bénéfices de guerre, nous dirions Volontiers que c’est celle qui a échappé, à la séance du 26 mai, à M. le ministre des Finances. '« Nous ne pouvons pas,'s’est-il écrié, ne procéder que par interjections. »
- Il semble, en effet, que si bien, tous les sénateurs qui ont gravi les degrés de la tribune ont déclaré qu’ils seraient heureux de faire aboutir le plus rapidement possible un projet clair et précis, leurs efforts aient, malgréleurbonne volonté, abouti à donner à leur discussion l’aspect le plus confus, le plus haché, le plus difficile à suivre qu’on puisse concevoir. Nous n’en voulons pour preuve qu’un fait : après les aperçus donnés à la première séance, celle du 26 mai (Journal officiel du 26), par le rapporteur, le ministre des Finances et d’autres sénateurs, on a abordé la discussion de l’article premier, un des plus importants puisqu’il a pour but de fixer quelles sont les personnes qui seront atteintes (par la loi elle-même; au bout d’une demi-heure dé discussion, en présence des amendements, tous disposés pour rendre le texte « plus clair », le président, le ministre, etle présidentdela Commission des finances étaient d’accord pour reconnaître « que les modifications consenties pour donner satisfactionvà M. le ministre des Finances, ont détruit l’harmonie du tex^e primitif de la Commission, et qu’il y avait lieu, dès le début, de renvoyer ce premier article à la Commission pour la rédaction d’un texte homogène ». Aussi le chroniqueur d’un journal très sérieux était-il obligé de constater qu’il lui était impossible de se jeter dans le maquis, et qu’il prendrait simplement acte des déclarations de chacun.
- Il ne nous est pas possible d’être aussi bref : mais, au lieu de suivre pas à pas les orateurs et les séances du Sénat, nous croyons devoirdonner le schéma de la loi tout entière ; c’est à notre avis le meilleur moyen dé rester clair sans être submergé.
- Rappelons d’abord quel était le texte que la Chambre des députés avait envoyé au Sénat : il peut se résumer ainsi.
- En ce qui concerne les pet sonnes frappées de l'impôt, la Chambre avait désigné : les commerçants (d’habitude ou d’occasion), les intermédiaires rémunérés, les exploitants des mines et des carrières,
- En ce qui concerne le bénéfice assujetti,, il est donne par la différence entre le bénéfice fait pendant la guerre, et le bénéfice moyen des années précédentes, en déterminant les deux bénéfices par la même méthode : une série de déductions faites du bénéfice brut pendant les deux périodes ; enfin la déclaration était obligatoire, et le taux de l’impôt plus ou moins fort suivant le chiffre du bénéfice.
- Nous allons voir les modifications apportées parle Sénat, dont plusieurs, il faut le reconnaître, sont heureuses, malgré la difficulté de leur enfantement.
- I
- Personnes visées dans la loi.
- Leur énumération est donnée dans l’article premier qu’il convient de citer :
- Il est institué une contribution extraordinaire sur les bénéfices exceptionnels ou supplémentaires provenant des opérations ci-après définies, réalisées depuis le ier août 191b jusqu’à l'expiration du douzième mois qui suivra celui de la cessation des hostilités.
- Par les personnes non patentées, exception faite des agriculteurs vendant leur récolte à l’Etat, ayant passé des marchés, soit directement, soit comme sous-traitants, pour des fournitures destinées à l'Etat ou à une administration publique, et par toutes personnes ayant accompli un acte de commerce à titre accidentel ou en dehors de leur profession, en vue du même objet.
- Parles pet sonnes patentées ou non, ayant prêté leur concours pécuniaire ou leur entremise moyennant rémunération, redevance, ou commission, pour la conclusion d’un marché avec l’Etat ou une administration publique.
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- 78
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2* Série). — N° âQ,
- Par les Sociétés ou personnes passibles de la contribution des patentes, dont les bénéfices ont été en excédent sur le bénéfice normal.
- Par les exploitants d’entreprises assujetties à la redevance proportionnelle prévue par l'article 33 de la loi du 21 avril 1810.
- C’est certainement l’article le plus important de la loi : c’est celui qui aurait dû être le plus clair, et c’est celui au sujet duquel, il a été remarqué par un sénateur que « plus la discussion se prolongeait, moins elle devenait claire » [Journalofficiel du 27 mai, Sénat, page 463).
- Les mots de cet article qui sont le pïus particulièrement à souligner sont les suivants :
- Il est institué une contribution extraordinaire sur ies bénéfices exceptionnels ou supplémentaires. Ces deux adjectifs ne constituent pas une redondance ni une répétition : deux sortes de personnes ont bien trouvé un bénéfice aux opérations de ia guerre : celles qui, d’une part, surtout dans les débuts, sans avoir jamais rien fabriqué, sans avoir aucun commerce, sont devenues titulaires d’un marché, sauf à le faire exécuter par d’autres ou celles qui ont été simplement des intermédiaires rémunérés au moyen de commissions données par lès titulaires des marchés, et, d’autre part, cèlles qui déjà commerçantes, patentées par conséquent, ou payant une redevance minière ont continué leur commerce, pendant la guerre, avec une amélioration causée par augmentation de leurs affaires.
- Les premières personnes ont fait des bénéfices exceptionnels.
- Les secondes ont fait des bénéfices supplémentaires.
- Aux bénéfices exceptionnels, l’article premier consacre son deuxième et son troisième paragraphe. Aux bénéfices supplémentaires, il consacre son quatrième et son cinquième.
- Bénéfices exceptionnels. — Le deuxième paragraphe, qui y est relatif, contient lui-même deux parties; voici la première : « Les non-patentés qui ont passé des marchés soit directement, soit comme sous-traitants pour des fournitures destinées à l’Etal ou à des administrations publiques à l’exclusion des agriculteurs, etc. »
- Quelles sont les personnes désignées par ces mots ?
- A plusieurs reprises, il a été dit, soit par le président, soit par le rapporteur de la Commission, qu’ils ont voulu viser ceux qui, après avoir
- obtenu des marchés et* tout en restant titulaires de ces marchés, les ont fait exécuter par d’autres.
- A cette observation, très juste d’ailleurs, faite par le ministre que les personnes pouvaient être considérées comme des intermédiaires, et. se trouveraient ainsi visées par le paragraphe troisième, le rapporteur a défendu sa rédaction en disant :
- « J’ai connaissance personnellement d’un grand nombre de marchés passés directement au nom de gens qui, avant la guerre, n’étaifent pas patentés, qui, à l’heure actuelle, n’ont pas encore d’usine, et qui, une fois le marché dans leur poche, se sont bornés à prendre le train et à rechercher des industriels, dans la Loire et ailleurs, pour leur faire exécuter leurs fournitures. Ils restent toujours les titulaires respon-. sables, sans être pourtant les exécutants; ce sont ceux-là que nous avons youlu viser. » (Journal officiel du 27 mai 1916, page 462.)
- Et plus loin le rapporteur explique que les titulaires non exécutants se distinguent des intermédiaires visés au. troisième paragraphe en ce que ces derniers n’ont jamais été titulaires d’un marché, mais ont reçu une commission à l’occasion d’un marché. . ,
- A qui s’adressera alors la deuxième partie du même paragraphe, savoir : « Les personnes patentées ou non qui ont fait un acte de commerce à litre accidentel ou en dehors de leur profession, en vue du même objet » ?
- Si extraordinaire que cela puisse être, au point de vue juridique, ces mots désignent ceux qui ont trafiqué de leur influence, politique ou autre, pour faire obtenir à des tiers des marchés, eux-inêmes restant dans la coulisse; si bien qu’on semble admettre au Sénat que la vente d’une influence est un « acte de commerce » ! 11 11e saurait toutefois y avoir de doute, si on lit les paroles de M. Milliès-Lacroix, président de la Commission, prié de s’expliquer sur ce point : « Nous avons su que certaines personnes avaient proposé des matières que recherche beaucoup le ministre delà Guerre; pour des raisons que je n’ai pas à préciser pour le moment, elles éprouvaient certaines difficultés à obtenir des marchés ; elles reçurent alors la visite d’intermédiaires qui leur dirent : « Vos démarches ne réussiront pas ; « nous savons ce que vous demandez; mais si « vous faites appel à notre concours, nous vous « donnons la certitude que vous aboutirez, >>
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- ta Juillet 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE " 79
- Voilà les gens que nous voulons atteindre... voilà pourquoi nous avons fait figurer, dans la rédaction de l’article premier, les personnes patentées ou nop ayant passé des marchés puis les personnes ayant fait des actes de commerce. » [Journal officiel du 27 mai 1916, page 462.)
- Quand on arrive au troisième paragraphe qui vise les intermédiaires patentés ou non, on se demande vraiment, avec M. le ministre des Finances, si la deuxième partie du second paragraphe dont nous venons de donner l’analyse était bien nécessaire, car les personnes ayant trafiqué de leur- influence paraissent rentrer aussi bien et même mieux dans la catégorie des intermédiaires : il suffit de lire le troisième paragraphe pour voir combien il est large : « les personnes patentées ou non, ayant prêté leur concours pécuniaire ou leur entremise moyennant rémunération, redevance, ou commission, pour la conclusion d’un marché avec l’Etat ou une administration publique » ; mais les sénateurs se consolent facilement de la redondance de leur texte : M. Touron a fait remarquer que le deuxième paragraphe peut viser les personnes « interposées », le troisième viser les « intermédiaires » et comme ces deux mots, dans la pratique, peuvent paraître synonymes, il conclut : « En tout cas, puisque l’honorable M. Ribot reconnaît qu’au fond nous sommes d’accord, je crois que ce qui abonde ne saurait nuire et qu’il vaut mieux viser deux fois ceux que l’on voudrait atteindre plutôt que de ne pas les viser du tout ».
- Disons donc qu’en pratique, des travaux préparatoires de la loi, il résulte qu’elle atteint toutes les personnes qui, patentées ou non, à l’exclusion des agriculteurs vendant leur récolte à l’Etat, ont tiré un bénéficé à titre accidentel d'un marché de fournitures, soitcomme titulaires d’un marché, soit comme sous-traitants, soit comme personnes interposées et intermédiaires.
- Tel est le résumé des deux longues séances du Sénat* Mais un jurisconsulte ne pourra s’empêcher de regretter que tant de phrases, tant de renvois à la Commission, tant de réunions n’aient point abouti à une rédaction qui aurait tout contenu, en fusionnant en un seul texte complet et concis les deux paragraphes précités, et en disant :
- « Par les personnes non patentées (exception faite des agriculteurs vendant leur récolte à l’État), ayant, passé soit directement, soitcomme
- sous-traitants, des marchés pour des fourtiitufes destinées à l’Etat ou à une administration pu-blique et par toutes personnes patentées ou nûn, ayant comme personnes interposées ou intermédiaires prêté leur concours pécuniaire oü leur entremise, moyennant rémunération, redevance ou commission, pour la conclusion d’un marché avec l’État ou une administration publique. »
- Bénéfices supplémentaires. — Les personnés qui font ces bénéfices sont indiquées dans le quatrième et le cinquième paragraphe, savoir :
- « i° Les Sociétés et les personnes passibles de la contribution des patentes dont les bénéfices ont été en excèdent sur lé bénéfice normal »/ là loi désigne toiit.es personnes passibles de la contribution des patentes, et non pas seulement, comme l’avait fait la Chambre dés députés, les commerçants ; il ert résulte qüe les médecins, notaires et, en un mot les professions libérales tombent sous le coup de la loi, pour leurs bénéfices Supplémentaires;
- « à0 Les exploitants d’entreprises assujetties à ta redevance proportionnelle prévue par l'article 33 de la loi du 21 avril 1810. » Personne n’ignore que les mines sont exemptées de l’impôt dé la paj^ente qui, pour elles, est remplacé par des redevances proportionnelles au produit net dé la mine. Cë revenu net s’obtient en déduisant du produit brut — obtenu en multipliant le cube entier de l’extraction par le pri* du minerai sur le carreau de la mine — les frais d’èxploitatîon comprenant non seulement les salaires d’ouvriers et les dépensés d’entretien du matériel, mais encore toutes les dépenses qui sont faites en vue d’une exploitation normale. <*
- lt -
- Quelle est la partie du bénéfice frappée ?
- Le calcul du bénéficé imposable est donné par les articles 2 et. 3. Dès les premiers mots dè l’article 2 nous sommes avertis que la partie du bénéfice imposable qui est frappée est le résultat d’urte soustraction. Le terme supérieur est donné par le bénéfice net obtenu pendant la période partant du 1"1' août. 19,14 jusqu’au décembre
- 1915, et pendant les années suivantes jusqu’à l’expiration du douzième mois qui suivra le jour fixé comme étant celui de la cessation des hostilités; le terme inferieur est le bénéficejiormâl constitué par la moyenne des produits nets réalisés au cours dès trois exercices antérieurs ait
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- i*r août 1914 : la différence est le bénéfice imposable.
- Le cas évidemment le plus simple serait celui-ci : un assujetti aurait terminé son exercice le 3i juillet 1914, il aurait l’habitude d’arrêter son bilan à la date du 3i juillet; il n’aurait qu’à prendre son bénéfice arrêté au 3i juillet 1912, 1913, 1914, et il obtiendrait facilement, au moyen d’une division par trois*, le bénéfice moyen normal, c’est-à-dire le terme inférieur.
- Mais en dehors de cet exemple presque théorique, quatre cas peuvent se présenter :
- i° L’assujetti n’a pas trois exercices antérieurs; dans ce cas, il prendra pour base la période réelle de son exploitation, et ramènera ce chiffre à un bénéfice annuel pris comme unité.
- 20 L'assujetti n’a commencé ses opérations qu’au mois d’août 1914, ou même postérieurement, il considérera alors son bénéfice comme forfaitairement fixé à une somme de 5 000 francs où, s’il y a des capitaux engagés, comme égal au 6 % desdits capitaux, justifiés par des livres régulièrement tenus.
- 3° L’assujetti n’a pas fait de bénéfices, mais des pertes; il est assimilé au cas précédent.
- 4° Il peut avoir une industrie située dans#les régions envahies, ou avoir une industrie sinistrée dans une autre partie de la France, en plus de l’exploitation pour laquelle il va être imposé : il peut, dans l’évaluation du bénéfice de cette dernière, déduire les sommes correspondant à l’intérêt h 6 % des capitaux employés d^ns les entreprises situées dans les pays envahis ou sinistrés et à l’amortissement habituel de ces entreprises. » Comme l’exercice sur lequel l’impôt doit porter en premier lieu aura dix-sept mois, du icr août 1914 au 3i décembre igiS, le calcul afférent à cet exercice se fera (pour rétablir l’équilibre entre les deux termes de la soustraction), en majorant de 5/i a le terme inférieur qui représente le bénéfice normal.
- Enfin, beaucoup d’industriels et surtout de Sociétés n’établissant pas leur bilan à la fin de l’année ordinaire et clôturant leurs écritures à une autre date que le 3i décembre, on calculera le terme supérieur de la soustraction (celui qui donne le bénéfice pendant la guerre), du ier aQÛt 1914 au 3i décembre 1915, à l’aide des deux bilans intéressant l’exercice imposable, et en prenant, dans chacun de ces bilans, le nombre de mois compris dans l’exercice d’imposition.
- III
- Calcul du bénéfice imposable.
- Le calcul du bénéfice imposable est fait au moyen de la comparaison des, bilans. C’est un principe que l’on doit au Sénat ; car le projet du gouvernement et celui adopté parla Chambré des députés avaient établi un système basé sur un calcul émanant de chaque assujetti et comprenant une série de soustractions à faire du bénéfice brut, telles que les intérêts des dettes et emprunts contractés pour les besoins de chaque entreprise, etc., système incommode et compliqué ; aussi faut-il féliciter le Sénat d’avoir pris comme base le bilan, établi pour chaque entreprise d’après la méthode adoptée par elle ; car il est évident, comme dit le sénateur Aimond, qu’il 11e sera pas possible aux contribuables passibles de l’impôt, deprocéder, pour la période de guerre, à l’établissement de bilans qui s’écarteraient des méthodes adoptées pour la période normale. Mais il lui sera possible de prendre un amortissement supplémentaire pour parer à l’usure résultant du travail intensif auquel le matériel a été soumis pendant la guerre.
- C’est la méthode employée dans l’entreprise considérée pour faire habituellement son bilan, qui sera celle employée pour les années de guerre ; comme, d’autre part, c’est le bilan établi par la même méthode qui aura déterminé le bénéfice’ normal moyen, on aura la même base de calcul pour les deux termes de la soustraction.
- Après ce calcul, l’assujetti aura encore le droit de faire une déduction supplémentaire correspondant aux dépréciations exceptionnelles du matériel résultant d’une prolongation de la durée journalière du travail; ou d’une installation spécialement faite pour le travail de la guerre.
- Ceci est très clair, mais on ne peut pas lire sans sourire le dernier paragraphe de l’article .3 : « Aucune déduction ne sera opérée au profit de l’intermédiaire qui se sera contenté de rétrocéder un contrat en prélevant une remise. » En effet, la peine que prend le législateur est parfaitement inutile. Comment un simple transmetteur aurait-il d’abord un bilan à établir, et ensuite des déductions supplémentaires ?
- (A suivre»)
- Paul Bougault,
- Avocat à la Cour d’Appel de Lyon.
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- PUBLICATIONS TECHNIQUES
- TRANSMISSION ET DISTRIBUTION
- Dispositifs automatiques de protection pour réseaux à courant continu. — ,M. Rose-bourne et F. A. Couse.
- Les auteurs décrivent, dans cette note, des dispositifs automatiques de protection grâce auxquels tout défaut d’isolement dans un réseau à courant continu à deux ou trois fils est immédiatement éliminé sans rupture du circuit général:
- Ces dispositifs sont basés sur l’introduction d’une résistance entre les barres omnibus de la source d’énergie, résistance dont le centre est normalement relié à la terre.
- Réseaux à deux fils. — Dans un réseau en parfait état, les courants dans les circuits positif et négatif d’un feeder quelconque sont égaux, mais si une perte se produit sur un pôle, et si le courant qui s’échappe ainsi trouve un circuit de retour, l’équilibre précédent est rompu; c’est ce courant qu’on va mettre à contribution pour isoler le feeder défectueux.
- Afin de réduire la perte d’énergie dans la résistance mise en communication permanente avec les barres omnibus, en même temps que pour rendre le système sensible aux défauts d’isolement, les auteurs proposent l’usage de résistances économiques permettant l’introduction d’une grande résistance entre les barres, dans les conditions normales du réseau et réduisant par là la çerte dans la résistance qui diminue automatiquement lorsqu’un défaut d’isolement se produit; le système est ainsi plus sensible aux pertes à la terre.
- Prenons un exemple :
- Tension de réseau.................. 5oo volts
- Résistance entre les barres omnibus. 5oo ohms Energie absorbée par la résistance. /(oo watts Intensité normale du courant dans
- la résistance.................... i amp.
- Soit, d’autre part, a ooo ampères l’intensité du
- courant de pleine charge passant dans le feeder et supposons un contact de terre parfait sur le positif.
- Le courant, dans une sectionne de la résistance (fig. i), tombera à zéro, tandis que dans ac
- Barres omnibus SOQ/
- m-iirrvittrr-y*fflimgattan—aaq jwrfa
- WVWVW*YV\MM/V
- Fig. i.
- il atteindra 2 ampères. La différence d’intensité sera ainsi de 2 ampères, soit o, 1 % du courant de pleine charge. Il faut un relais d’une extrême sensibilité pour fonctionner sous une aussi faible différence d’intensité, comparée à l’intensité totale.
- Les auteurs proposent d’utiliser le fait qu’un courant passe par le fil de terre relié au centre de la résistance pour mettre en court-circuit une partie de cette résistance pendant qu’il existe une perte, de façon à rendre le système plus sensible aux pertes à la terre.
- On peut arriver au même résultat en déplaçant le point de jonction à la terre sur cette résistance dans la direction opposée à celle où s’est formée la perte, de manière à réduire la résistance au passage du courant à la terre.
- Si, dans le précédent exemple, la résistance de la section bc est réduite à 5 ohms, lorsqu’une perte se, produit sur le conducteur positif, le courant momentané dans cette section deviendra de 100 ampères et ainsi le courant de déséquilibrage à pleine charge sera porté à 5 %, ce qui suffira pour exciter le relais. L’intensité accrue dans la résistance a b n’étant que momentanée
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- cette résistance peut être soumise ù un courant extrêmement élevé et n’a besoin d’être ni grande ni coûteuse.
- Les figures a et 3 montrent deux solutions du problème :
- Dans la figure a, le relais actionne un contac-
- Fig. 2.
- n’importe quel sens de circula Lion du coùrantT; pour le rendre plus sensible, il peut être mis en court-circuit par les interrupteurs de contactent*
- Fig. 3.
- teur bipolaire qui met en court-circuit la résis- quand une perte à la terre se produit, en sorte tance économique entière ; ce contacteur est qu’il n’ait pas à supporter le passage d’un cou-
- pourvu d’un interrupteur auxiliaire qui évite la rupture du circuit aux contacts du relais.
- Le relais est établi pour fonctionner dans
- rant plus intense, du fait de la perte à la terre, la résistance étant mise hors circuit.
- Dans la figure 3, la résistance économique est
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- simplement mise hors circuit dans la section défectueuse, avec cet avantage que, tant que subsistent lès conditions défectueuses, il y a, entre les, barres omnibus, une résistance intercalaire plus grande, d’où réduction de charge aux génératrices.
- Les auteurs indiquent un autre'dispositif où les résistances économiques sont remplacées par des lampes indicatrices et qui ne fait usage que d’une seule résistance en dehors de celles-ci.
- . L’avantage de ces méthodes est d’isoler les pertes à la terre dès leur origine, ce qui réduit les dommages et empêche les interruptions de service dans le reste du réseau.
- Réseaux à trois fils. — Dans ce cas, il s’agit d’interposer à la source d’énergie une résistance entre les barres omnibus externes , comme dans le premier cas, et ordinairement de mettre à la terre un point de cette résistance légèrement en dehors du neutre, de manière à maintenir, entre le point mis à là terre et le fil neutre, une légère différence de potentiel (fig. /|).
- Lorsqu’une perte à la terré se manifeste sur l’un quelconque des trois fils d’un feedcr, un courant passe dans la connexion établie normalement avec la terre et excite le relais en circuit. Ce relais actionne les contacteurs et courtcirouite une partie de la résistance de polarité inverse de celle du fil où s’est produit le défaut; il s’en suit un accroissement momentané du courant de terre juste suffisant pour rompre l’équilibre entre
- les courants dans les 3 fils,*le relais différentiel actionne le disjoncteur de la section avariée et isole le défaut. Dès que celui-ci est supprimé, le circuit se rétablit automatiquement.
- La même action peut également s’opérer par déplacement automatique du point de la résistance mis à la terre vers le pôle adjacent au conducteur défectueux, ce qui réduit la résistance dans le circuit du courant de terre.
- Le point choisi pour mettre la résistance à la terre doit être entre des limites telles que la différence de voltage entre les fils extérieurs et la terre ne dépasse pas la valeur fixée par les règles du Board of Trade (Angleterre). Au moment du dé-clanchement de l’appareil de protection, cette valeur est dépassée, mais inom entanément, ce qui est admissible.
- Ce système est applicable à un réseau à conducteur, dédoublé où un fee-der peut recevoir le courant par les deux extrémités (fig. 5). En ce cas, on intercale une résistance entre les conducteurs extérieurs à l’origine ; les conditions de mise à la terre et autres ne sont pas modifiées. Un défaut d’isolement sur l’un des fils engendre un courant dans la connexion à la terre et rompt l’équilibre comme ci-dessus, actionnant les interrupteurs aux deux extrémités. Le reste du réseau n’est pas influencé.
- [The Electricien, ta mai 19*6).
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- Neutre
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- ÉCLAIRAGE
- L'éclairage des stations centrales. —
- M. Samuels.
- Le problème de l’éclairage des stations cen-ti’ales a longtemps été négligé et les installations anciennes, d’ailleurs, ne répondent plus aux exigences modernes ; l’introduction des lampes à atmosphère inerte a augmenté beaucoup les exigences de lumière dans les usines.
- Le manque d’appareils suffisamment robustes et simples — abstraction faite des appareils d’éclairage extérieur qui ne conviennent généralement pas pour l’intérieur — les grandes dimensions des locaux à éclairer sont des facteurs défavorables dans la résolution dü problème qui nous occupe. En outre, absorbé par une foule
- Ces lampes, placées très haut entre les fermes de la toiture ou au-dessous, seront facilement accessibles du pont roulant. Le choix judicieux des réflecteurs permettra une répartition suffisamment uniforme delà lumière. Aux États-Unis, on admet comme suffisant un éclairement de a,5 bougies-pied, pour une usine de force motrice ; il sera prudént, néanmoins, de majorer ce chiffre de i5 à a5 % pour tenir compte de l’affaiblissement d’intensité lumineuse dû aux dépôts de poussière sur les lampes et réflecteurs.
- Les figures i à 3 donnent le plan général d’installation d’appareils à lampes de aoo watts, filament métallique, réflecteur en métal de aïo millimètres de diamètre, dont la courbe de
- "Plan docioir&aznt
- roulant
- [ Fig. J.—Coupe^de la salle des machines.
- .tlAVVVV. IkVAVwSAVIAVKSSSS
- Fig. 3. —Plan montrant la distribution des lampes. Les points marqués sont ceux où les-me-sures d'intensité ont été faites.
- Fig. s. — Courbes d'intensité lumineuse (Voir le plan fig. 3).
- d’autres difficultés d’aménagement, l’ingénieur-chargé de la construction d’une station centrale, désireux aussi de la mettre en marche dans les délais prévus, est trop porté à négliger le point de vue éclairage artificiel.
- La tendance actuelle dans l’établissement d’un plan d’éclairage est de se rapprocher de la lumière du jour par l’uniformité d’éclairement, en évitant l’éclairage individuel et en plaçant les appareils hors du champ visuel ordinaire. Ces conditions sont réalisables dans la plupart des cas au moyen de lampes à" atmosphère d’azote.
- distribution est donnée dans la figure 4-
- La figure a donne une idée de la distribution de la lumière dans la salle. Les éclairements sont mesurés à 1 m. 07 au-dessus du sol.
- La figure 6 représente un dispositif de suspension pour lampes munies d’un fort réflecteur. La tige, en tuyau à gaz de 19 millimètres, est fixée au fond de la boite de branchement par une bride. Comme le fil souple, ordinairement utilisé à l’intérieur dès appareils d’éclairage, ne peut l’être pour des lampes de aoo watts et plus, on lui substituera le fil à combustion lente. Tout
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- appareil d’éclairage important doit être pourvu d’un interrupteur.
- Lorsqu’on ne peut éviter l’usage de grandes appliques, on les monte à pivot de façon qu’elles puissent s’effacer latéralement, lorsqu’elles gênent les manœuvres du pont roulant (fig. 7). Les appliques plus petites se font économique-
- . 0 <? # 2S 35"
- Fig. 4. — Courbe do distribution de lu lumière, lampe de 200 watts', atmosphère d’azote, réflecteur de 210 mm.
- ment en tubes (fig. 8 et 9), construction qui se prête à l’exécution en série et qui convient aussi pour les lampes extérieures au bâtiment mais branchées sur les canalisations intérieures. Dans les figures 8 et 9, le montage A est celui des appliques intérieures, et le montage B celui des appliques extérieures.
- Les deux faces du tableau de distribution doivent être éclairées ; elles le sont, dans la
- Fig. 5. — Lampe pour salle Fig. G. — Pendentif pour d'accumulateurs* lampe à fort réflecteur.
- plupart des cas, par l’ensemble des appareils d’éclairage général. Si, cependant, il est besoin d’un éclairage particulier, on emploiera des lampes de 10 bougies à filament de tungstène, avec abat-jour conique (fig. 10). Ici, la console est fixée au sommet d’un montant tubulaire du châssis de tableau.
- L’éclairage d’un tableau de distribution est analogue à celui des tableaux d’une galerie de peinture, avec cette différence que, dans ce dernier cas, la lumière doit être distribuée uniformément sur toute la hauteur, tandis que, dans le premier, elle doit être plus intense dans la partie supérieure où sont les instruments.
- L’arrière du tableau sera éclairé, de préférence, par de petites consoles fixées à la paroi ou bien par des lampes suspendues aux traverses. Ici, les lampes dépolies valent mieux que celles à verre transparent.
- Partout où l’on dispose d’une source auxiliaire d’énergie pour le cas d’urgence, on doit établir sur le tableau un interrupteur avec relais à basse tension qui mettra automatiquement en circuit cette source d’énergie en cas de rupture du circuit principal. Cette source auxiliaire peut alimenter toutes les lampes de la centrale. Toutefois, comme il est possible, dans la plupart des
- Fig. 7. — Griiide console-oppliqiio pivotante.
- centrales, de connecter tout le réseau d’éclairage aux barres omnibus de l.’excitalricc, il suffira alors de quelques lampes de secours au voisinage du tableau pour permettre à l’électricien de fermer son commutateur double sur le circuit de ces barres.
- Pour les salles d’aceumulateu rs, il faut donner la préférence aux pendentifs de construction robuste et étanche aux vapeurs (fig. 5).
- Dans les salles où se trouvent des machines et appareils à haute tension, il est ordinairement impossible de réaliser l’uniformité d’éclairage. 11 importe que les disjoncteurs, interrupteurs à huile et autres équipements, soient convenablement éclairés. On sera souvent ohligé de renoncer aux abat-jour et réflecteurs; en ce cas,
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- les lampes à verre dépoli doivent être employées. Pour toutes les lampes, les corbeilles métalliques sont très recommandées. Dans les locaux des appareils à haute tension, les lampes doivent être disposées de telle façon qu'en les remplaçant on ne courre aucun risque d’accident. Si ces locaux sont dépourvus de tout éclairage extérieur, on placera l'interrupteur d'allumage à l'entrée et en dehors.
- Quand des parafoudres sont montés sur le toit il est facile de fixer des appareils d’éclairage sur le bâti tubulaire dü parafoudre. Un interrupteur sera disposé à l’intérieur, près de l’échelle ou de l’escalier donnant accès sur le toit, et une lampe
- Fig. 8. — Console fixe en tube à gaz de 19 millimètres. — A. Type intérieur. — B. Type extérieur.
- Si possible, employer des manomètres avec cadran éclairé par lampe intérieure. Un abat-jour à 45° sera disposé au-dessus de chaque manomètre à cadran non lumineux en espaçantla lampe de l’instrument suivant la hauteur de celui-ci au-dessus du sol et l’éclairage ambiant.
- Pour les tubes de niveau d’eau, la meilleure source de lumière est une lampe tubulaire à verre dépoli, qu’on placera latéralement
- Tous les tableaux d’interrupteurs seront en fonte épaisse et les interrupteurs du type bipolaire à levier pour tous les circuits. Les poignées doivent être du type à plaque munie d’un bouton de tirage.
- Fig. 9. — Console fixe en tube ù gaz de 3a TiiilJi-mètres pour entrée de station centrale. — A. Type intérieur. — B. Type extériem\
- témoin voisine de cet interrupteur indiquera si les lampes du toit sont allumées.
- Les principes généraux d’éclairage des salles des machines sont applicables aux chaufferies; mais là les pendentifs sont rarement pratiques, les espaces à éclairer étant généralement peu
- Fig. 10. — Lampe de 10 bougies avec abat-jour cônique.
- étendus eu égard à leur hauteur. Les consoles telles que celles des figures 8 et9 y seront d’un bon emploi. Le fil à combustion lente sera employé à la place du fil sous gutta partout où la température est élevée.
- L’auteur insiste sur ce point que ces interrupteurs doivent être confiés à un personnel habitué à la conduite de machines puissantes. Pour la même raison, on n’adoptera pas d’interrupteurs à rupture brusque et l’on- choisira, à leur place, des interrupteurs à bouton de pression montés dans de fortes boîtes en fonte.
- Il faut aménager des circuits indépendants pour prises de courant à fiches pour les lampes portatives. Ces prises sont nécessaires à chaque machine et en tout pointoù une visite minutieuse peut s’imposer, ne pas adopter les modèles d’appartement ; une boîte de prise de courant à fermeture étanche à l’eau convient très bien.
- (lileclrical World, i3 mai 1916.)
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- fMStot 1916.
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- itàèliilitïlsjg* ëlétftFlque des petites villes. —
- , H.%. Munro.
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- Daiïs cettë conférence ïiù il s’adresse à de jeunes ingénieurs, l’auteur expose les principes généraux à suivre tant pour la constitution financière, que pour l’équipement technique et l’exploitation rationnelle et rémunératrice de petits réseaux d’éolaïVftge élebtrique.
- A condition d’être exploitée économiquement, en effet, une pareille entreprise, même organisée pour desservir un Village de 5oo habitants, peut être rémunératrice.
- Lorsqu’on entamé les flégociàtions, on «luit chercher tout d’abord à Intéresser au projet quelques notabilités locales, de préférence des aommerçants ou des membres de la ihunicipalité> on répandra ensuite dans le pays des notices sur l’emploi de l’électricité, notices qui devront préparer le succès d’une conférence publique sur ce sujet. S’étant assuré l’appui de la population, on recherchera celui de la municipalité et des pouvoirs publics. L’auteur né conseille pas, toutefois, pour l’Angleterre du moins, de chercher à obtenir ce qu’en France nous appelons « déclaration d’utîlitépublique», car cela entraîne à des retards sans offrir beaucoup d’avantages (tel est, du moins, le cas en ce qui concerne l’Angleterre).
- L’entreprise s’efforcera d’intéresser les villages voisins', dé manière à prendre plus d’importance et à réduire les frais de premier établissement par unité de puissance. Une bonne part des actions doit être placée dans la population à desservir même.
- Les statuts de la Société doivent contenir des dispositions relatives à la vente des appareils, à la pose des canalisations dans les appartements.
- L’entreprise doit commencer à fonctionner avec tout son capital versé ; si les capitaux réunis sont insuffisants pour l’achat do tout l’équipement, on pourra souvent faire accepter en paiement aux fournisseurs un certain nombre d’actions de la Société.
- Dans une ville de 5 ooo habitants, l’équipement de la centrale et les canalisations principales peuvent, en moyenne, représenter une dépense d’environ i io ooo à 115 ooo francs. Quant à la charge probable, elle peut s’estimer à u kilowatts par i ooo habitants, soit 6o kilowatts pour 5 ooo habitants, qui font — à raison de 875 francs
- par kilowatt — environ 5a 5oo francs pour la centrale seule (motours et génératrices). En ajoutant à oe prix colui du bâtiment en charpente métallique et brique — environ mono fr. — on arrive au total de Ga 5oo francs.
- Dans une ville de cette importance, il faut poser, en moyenne, 6 Son mètres de canalisations qu’on établira en conducteurs de cuivre nus sur poteaux — courant continu, 280 volts 2 fils.
- Dépense : à raison de 6200 francs le kilomètre y compris les branchements, appareils de protection, compteurs d’abonnés, environ 40 3oo francs. L’auteur y ajoute 1 25a francs de frais légaux et 8750 francs pour l’imprévu, ce qui l’amène au total de 113 800 francs.
- Dès sa formation, la Société s’assurera pleins pouvoirs pour augmenter le capital social, si cela est nécessaire, d’une somme de 35 ooo à 40000 francs en vue de couvrir les frais d’agrandissements ultérieurs, etc.
- Un nombre moyen de lampes de 20 watts par habitation étant fixé, il est possible de calculer la charge moyenne. On estimera la charge maximum sur les leeders à 60 % de la charge totale présumée, dans les quartiers bourgeois, et à 80 %, dans les quartiers commerçants.
- L’ensemble de la zone desservie sera divisé en secteurs alimentés chacun par un feeder dont l’extrémité sera aussi près que possible de la centrale, mais, en même temps, bien au centre de son secteur. Les canalisations doivent être peu nombreuses et desservir chacune le plus grand nombre possible d’abonnés.
- Chaque feeder, à son extrémité, de même que chaque conducteur qui s’en détache, doit être muni de fusibles logés dans des coffrets en fonte étanches à l’eau, qu’on montera assez haut sur les poteaux. Chaque loeder, au départ de la centrale, doit posséder un parafoudre. Les lignes aériennes télégraphiques et téléphoniques doivent être protégées par des filets contre le contact des conduotcurs.
- Les poteaux en bois sont économiques, quoique d’aspect moins élégant que les pylênes métalliques; convenablement créosotes ils ont une durée de 20 à 3<> ans.
- Pour de très petits conducteurs et en alignement droit, on emploie des poteaux de 6 m. 75 à 9 m. i5 de longueur, mesurant a3o millimètres à la base et i5o millimètres au sommet. Pour les conducteurs moyens, les poteaux auront de
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- 7 m. 6o à io mètres de longueur, u5o millimètres à la base et 200 millimètres au sommet. Des poteaux de plus fort équarrissage doivent être employés pour les gros câbles, pour les angles et les extrémités des lignes.
- Les isolateurs sont supportés par des traverses en bois ou,en fer, ou par des consoles en fonte malléable. En tout cas, les parties en fer seront galvanisées, les filets de vis apparents bien graissés, les poteaux et charpentes en bois créosotés ou imprégnés, les trous ou enrailles goudronnés.
- Si, dans une grande ville, les machines de la Centrale doivent avoir, avant tout, un fonctionnement très économique, dans unè petite ville, au contraire, leur bas prix initial est un point capital. Ces machines doivent être robustes, de conduite facile et de fonctionnement sûr, car on 11e dispose pas toujours de spécialistes pour les conduire.
- Là où l’eau est én abondance et le combustible à bon marché, une centrale à vapeur est accep-tablé. Certains types de machines ont un très bon rendement, sont capables d’assez fortes surcharges et, en les surveillant, on peut en réduire les pertes à une faible valeur. Le prix de revient moyen sera de 225 à 25o francs par cheval ; l’encombrement, de 6/J à <]'S décimètres carrés par cheval. La consommation de houille varie de 1 kg. 800 à 2 kg. 5oo par cheval.
- Le moteur à gaz pauvre, avec gazogène, constitue un équipement très en faveur et économique, fonctionnant avec un combustible à bon marché. Il y a avantage à brûler dans le gazogène du grain d’anthracite qui donne un gaz propre, presque exempt de goudron, et réduit les frais d’épuration. Avec un moteur horizontal, la consommation par cheval est d’environ 900 à 1000 grammes d’anthracite. Quanta l’installation, gazogène compris, elle coûte de 200 à 22a francs par cheval.
- C’est également le prix d’un équipement à pétrole brut dont l’encombrement correspond d’ailleurs à celui d’un groupe moteur à vapeur de puissance égale; toutefois les moteurs à pétrole doivent être judicieusement choisis et soigneusement entretenus et conduits.
- Comme machines électriques, 011 adoptera des génératrices à enroulement shunt et régulateur shunt à crans convenablement espacés ; commande directe si le moteur est à grande vitesse, ou par courroie s’il est .à faible vitesse. Lorsqu’on
- voudra disposer d’une batterie d'accumulateurs, la station comportera un survolteur. Cette batterie doit avoir une capacité suffisante ; son entretien, point capital, e^t généralement assuré par contrat passé aveejes fournisseurs, des accumulateurs. .
- Un point délicat de ces entreprises est de fixer, la part que. peuvent prendre les abonnés^aux dépenses d’installation de branchements. En principe et à moins d’êtfe absolument sûr du résultat, il ne faut pas entreprendre l’installation gratuite des branchements, mieux vaut n’avoir qu’un petit nombre d’abonnés n’occasionnant que peu de frais initiaux qu’un grand nombre au prix de. gros sacrifices.
- Il y a grand intérêt pour la compagnie à ouvrir un comptoir de vente et location d’appareils. Le prix de location d’un compteur doit être de 5 à G fr. 25 par an. En certains cas, on adopte le compteur à prépaiement pour les abonnés de la classe ouvrière.
- L’inconvénient des compteurs est de nécessiter un .employé pour relever les consommations ; leur gros avantage est de fournir à l’ingénieur de la centrale d’utiles indications quant au développement de l’entreprise et, d’autre part, de renseigner l’abonné sur sa propre consommation. Bien que l’abonnement forfaitaire dispense du compteur et simplifie la comptabilité, l’auteur donne la préférence au système du compteur.
- Les lampes les plus usuelles sont de i5, 20 et 25 watts et la moyenne est de 13 lampes par habitation. Dans une ville de 5 000 âmes, on peut compter avoir à alimenter un millier de lampes de 20 bougies dès la première année, chiffre qui pourra doubler l’année suivante si l’entreprise est bien conduite.
- Dans un grand nombre de petites localités anglaises, on s’éclaire exclusivement au pétrole ou au gaz, qui se paye parfois de 27 à 3i centimes le mètre cube. Or, la lumière électrique peut y être vendue à raison de 8 centimes l’hectowatt : même le tarif de’6 centimes représente une bonne moyenne à prendre et équivaut à celui de 15,5 centimes le mètre cube de gaz, très bas pour une petite ville.
- L’éclairage public peut être traité à forfait au tarif de 75 francs par lampe et par an.
- i.'auteur, pour donner une idée des bénéfices réalisables dans une telle entreprise, admet qu’une ville de 5 000 habitants peut compter
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- 22 Juillet 1916.
- La lumière électrique
- 8§
- i 800 lampes de 20 watts pour l’éclairage privé, 1O0 lampadaires de 3 lampes de 40 watts pour l’éclairage public.
- Sur cette base, il calcule :
- Flancs,
- Les frais généraux annuels à environ, ao ioo
- Les recettes à environ................. 26 4or>
- Ce qui laisse un bénéfice brut de.. . 6 200
- et permet de distribuer un dividende de 5 % aux actions. Ce chiffre est, d’ailleurs, la moyenne des résultats financiers accusés par dix compagnies qui fournissent l’éclairage électrique à des villes dont la population est comprise entre 2 5oo et 10 5oo habitants.
- {Junior Institution of Engin.'ers.)
- Photométrie des lampes à atmosphère d’azote. — G.-W. MiddlekauiT et J.-F. Skogland.
- Dans les lampes à atmosphère d’azote, le filament est enroulé en hélice à spires serrées dont le diamètre, quoique faible, est relativement grand par rapport à celui du filament. Sous certaines incidences, il arrive ainsi qu’une portion de ce filament en masque une autre. En outre, le filament n’est pas disposé de façon rigoureusement symétrique autour de l’axe vertical de la lampe. Pour ces deux raisons, la lumière projetée par la lampe sur l’écran de photomètre vacille énormément lorsqu’on fait tourner la lampe à des vitesses ordinaires. Toutefois, on obvie assez facilement à cette difficulté en disposant derrière la lampe deux miroirs inclinés; par cet arrangement qui projette sur l’écran la lumière directe de la lampe et la lumière réfléchie par les miroirs, on peut opérer à de très faibles vitesses de rotation.
- Toutefois, cet expédient ne fait pas disparaître l’inconvénient le plus sérieux causé par la rotation : on a constaté, en effet, qu’à tension constante l’intensité du courant consommé et l’intensité lumineuse de la lampe varient suivant que la lampe tourne ou est fixe et varient toujours en sens inverse l’un de l’autre. L’une et l’autre peuvent augmenter ou diminuer par rapport à leur valeur dans le cas de la lampe fixe ; le sens de variation dépend de la vitesse de rotation, mais, en tout cas, les écarts sont assez grands
- pour fausser les mesures d’intensité lumineuse et de rendement.
- C’est pourquoi les deux auteurs ont fait des recherches sur ces variables. Us se sont servis à cet effet de lampes sphériques à atmosphère d’azote de 4ëo watts, en série, 760 et 1 000 watts, en parallèle, à filament au centre.
- Us ont étudié successivement :
- i° La variation d’intensité à vitesse constante et sous divers voltages ;
- 20 La variation d’intensité à tension constante variable ; ’ *
- 3° La variation de voltage à intensité constante et vitesse variable ;
- 4° La variation de l’intensité lumineuse à tension constante et vitesse variable.
- Les résultats de ces diverses expériences que les auteurs ont traduits en diagrammes peuvent se résumer comme suit, en posant comme principe que le voltage doit être regardé comme constant :
- i° Quand la lampe est fixe, l’intensité et l’intensité lumineuse ont des valeurs plus grandes quand la lampe est montée culot en air que quand elle l’est culot en bas.
- 20 La rotation de la lampe fait varier l’intensité du courant et l’intensité lumineuse en sens contraire avec des écarts deux fois plus grands pour chacune quand le culot est en l’air que quand il est en bas.
- 3° Quand la vitesse croît en partant de zéro, l’intensité du courant augmente d’abord, passe par un maximum et redescend jusqu’à la valeur qu’elle a dans la lampe fixe, puis continue à descendre quand on force encore la vitesse. L’intensité lumineuse varie en sens contraire.
- 4° Pour chaque position de la lampe, il y a une vitesse particulière où l’intensité du courant et l’intensité lumineuse ont même valeur que dans la lampe fixe; cette vitesse est pratiquement la même pour toutes les lampes ayant le même nombre de spires de filament.
- Dans des lampes ayant des filaments montés différemment, cette vitesse est différente pour chacune et d’autant plus élevée que le nombre de spires est plus petit.
- Pour des groupes de lampes ayant même forme de montage du filament, par suite même facteur de réduction, la méthode de rotation est parfaitement satisfaisante pour déterminerjes intensités lumineuses et rendements relatifs; la même
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- ÔÔ La LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2* Série). -* N* $0 V
- vitesse peut servira toutes les lampes du groupe.
- Toutefois, cette méthode suppose la connaissance préalable du facteur de réduction qui, pour les lampes à atmosphère d’azote en général, telles qu’elles sont construites dans la phase actuelle plus ou moins expérimentale, varie considérablement d’une lampe à l’autre, surtout en raison de la grande variété dans le montage du filament.
- Explication probable de la cause des variations absorbées. — Les résultats des expériences en question prouvent nettement qu’en fait les variations d’intensité, d’intensité lumineuse et de consommation spécifique d’énergie proviennent entièrement d’nhemodification dansles courants de convexion du gaz dans l’ampoule.
- Quand la lampe est fixe, il y a une différence considérable de température entre le gaz au sommet et au fond de l’ampoule.* Lès très faibles vitesses de rotation troublent le courant gazeux qui s’élève chaud au centre et redescend à une certaine distance de Taxe. Il en résulte un abaissement de la température du filament dont la résistance décroît; d’où augmentation de l’inten-
- sité du courant à tension constante. Aux tensions? élevées la température moyenne du gaz est plus haute qu’aux faibles voltages ; par conséquent,la température du filament est réduite à Un moindre , degré par la rotation et la variation d’intensité du courant, quoique positive, est plus faible à haut qu’à bas voltage.
- D'autre part, quand la lampe tourne à grande, vitesse, le gaz froid du fond de l’ampoule est projeté vers la périphérie par lâ force centrifuge qui varie comme le carré de la vitesse ; le gaz chaud tend à rester au çentre, ce qui réduit beaucoup lé3 courants de convexion refroidissant le' filament. D’où augmentation de la résistance du’ filament et réduction de l’intensité du courant. Aux voltages élevés, la température moyenne du gaz est plus haute qu’aux faibles Voltages et l’effet retardateur de la force centrifugé se trouve atténué; parsuite, la variation d’intensité du courant due à la rotation est moins accusée qu’aux faibles voltages. -
- (Publications scientifiques du Bureau of Standards.)
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- 2a Juillet 1918* LA LUMIERE ÉLECTRIQUE
- 9i
- DIVERS
- Mesure Ue petites oapaoltés. — WillC. Baker.
- La méthode proposée permet d’évaluer des capacités de l’ordre de i OU a centimètres par comparaison avec la capacité d’un condensateur à plateaux d’écartement variable. Comme le condensateur à air est utilisé pour des capacités comprises entre 5o et 5oo centimètres, ces capaci-tés peuvent être déduites très exactement des dimensions du condensateur.
- 1. Théorie.
- Désignons par C le système donton veut déterminer la capacité x, une des armatures étant au sol. DésignonsparK, la capacitédu condensateur à plateaux pour un écartement de ces plateaux, A et B, égal à dx ; A étant au potentiel,Y et B au sol. La quantité d’électricité contenue sur A est
- K,Y : elle tombe à KiY .. quand on établit
- Ri -j- x
- la communication avec C.
- Supposons maintenant interrompue la communication entre A et C, C déchargé et la communication établie à nouveau. La quantité d’électri-
- cité demeurant sur A devient K,V
- ir \ s
- Si
- la même série d’opérations est répétée n fois, la
- (K \n
- K~—P"r' .
- Ecartons maintenant les plateaux À et B jusqu’à ce que le potentiel de A redevienne V ; désignons par d2 le nouvel écartement et par K2 la nouvelle capacité. La quantité d’électricité, qui n’a pas varié pendant cet écartement, a pour expression K2V. D’où :
- K.V
- (
- -*L-)
- K, + x)
- n
- = K,V
- et, par suite,
- Ki » /5
- Ki -j- x V Ki
- (*)
- Le rapport —2 peut être déterminé avec une
- grande précision; K|, compris entre 8o et 700, peut également être déduit exactement des
- dimensions du condensateur, Aussi l’erreur commise sur x est-elle très faible.
- La capacité K, se présente comme la somme de la capacité entre les plateaux (Kip)> cîc la correction due aux extrémités (Kuj et de celle de (ils de communications et autres capacités cons-la îtes du système (Km). D’où :
- Ka___K2;, -j- Kje -J- 1\,„
- Kj h,,, -J- K,o K n»
- mais dans les conditions des expériences K2« est presque égal à Kie, et ces deux termes, ainsi que Kw, sont petits en comparaison de Kq< et de Kîj,. La soustraction d’une quantité constante très faible du numérateur et du dénominateur laisse le rapport presque invariable. On peut donc écrire ;
- (Jl\
- Kt Kïp ^ \4xrf2/ d 1
- K. Kl4> / A \ d2
- Vt-xdJ
- L’équation (1) devient :
- K| -f- x " j d.t
- k ~~y dt'
- ou
- nl+„K,ÿ/|. ;
- On procédera de la façon suivante :
- Partant de Kt comme capacité initiale on établira une vingtaine de contacts avec C comme on l’a indiqué plus haut et on ramènera le potentiel à sa valeur initiale en abaissant la capacité à la valeur Ka. Prenant maintenant K2 comme capacité initiale, on effectuera de nouveaux contacts et on obtiendra une nouvelle valeur de ,fen-rétablissant le potentiel pour une nouvelle capacité K3. Avec K3 comme capacité initiale on détermine une troisième valeur de x, etc.
- On obtient ainsi une série de déterminations dans lesquelles toute erreur, soit dans la position des plateaux qui rétablissent le potentiel (c’est-à-dire dans la lecture de l’électroscope), ou dans la lecture de la distance des plateaux [d] pour une observation donnée^ entraîne une'èrreur~égale et de sens contraire dans l’observation suivante^
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- 9Î'
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV. (2e Série) — 3Ô.
- La moyenne d’une telle série a donc une précision supérieure à la moyenne d’un nombre égal d’observations indépendantes.
- IL Appareil et Mesures.
- L’électroscope particulier utilisé dans ces expériences, est formé d’une boîte d’étain (6X6X4 cen • timètres) avec des cotes en verre. La feuille d’aluminium a la forme d’un triangle isocèle (5 millimètres de base et 25 millimètres de hauteur) muni à son sommet d’un fil de quartz très léger. La positioiî bien définie de l’extrémité de l’index est observée à l’aide d’un oculaire micro-niétrique.
- Le condensateur à plateaux est du type ordinaire : deux disques circulaires disposés sur des chariots mobiles sur des rails d’acier. Le mouve-ment est produit par des vis ; l’une d’elles, dont le pas a i millimètre, est munie d’une tête divisée.
- 1 La capacité de l’électroscope varie suivant la déviation de la feuille. On a déterminé ces capacités pour des déviations comprises entre les divisions 2,5o et 3,5o du micromètre.
- D’ailleurs les capacités ainsi déterminées sont relatives à l’électroscope situé dans le voisinage immédiat du fil de charge ; afin que la main de l’observateur n’altère pas la capacité pendant la charge, le fil de jonction au condensateur est fixé à l’aide de soufre à l’extrémité d’une tige de bois de i mètre de long environ.
- Pour faire une détermination, les plateaux du condensateur sont fixés aune distance connue [dé], et le système (condensateur et électroscope) est chargé jusqu’à ce que l’index s’arrête à la division 3,5o. Les connexions sont interroifipues, l’électroscope déchargé, et une série de contacts effectuée, suivant le mode indiqué, jusqu’à ce que l’index soit arrivé à une position aussi voisine que possible de la division 2,5o (dans l’exemple rapporté ci-dessous neuf contacts ont été nécessaires). Laissant l’électroscope en communication avec le condensateur, les plateaux étaient écartés jusqu’à ce que l’index atteigne la division 3,5o pour une distance d.z. On a procédé ensuite à une deuxième série de contacts (au nombre de huit cette fois) pour amener l’index à la division 2,5o et à un nouvel écartement des plateau* (à la distance ds). Puis, nouvelle série de contacts, et ainsi de suite, pendant 8 ou io déterminations.
- Le tableau suivant résumé une série de lec-
- tures :
- Capacité de l’électroscope B entre les divisions 3,5o et 2,5o.
- Aire des plateaux du condensateur 4i4,9 cm2.
- Capacité Kf pour une distance ds des plateaux
- 4 Kds
- x — K;.
- K
- S *
- <1
- ds (cm.) 11 K ,x.
- 0,1261 9 261,9 3,3
- 0,1409 8 234,4 2 ,9
- 0,1556 8 212,3. '*,9
- °U737 , 7 ^OD 2,8
- . 0*1919 6 172,1 2,7
- 0,2108 6 156,7 3,0
- 0,2368 5 i3g,5 3,2
- 0,2655 5 124,4 2,9
- 0,2975 4 1 ï I ,0 3,o
- o,3314 0,3769 4 99,7 3,2
- 4 87,6 3,o
- 0,4 314 3 76,6 3,3
- 0,4893 3 67,5 3,2
- 0,5618 3 58,8 3,2
- 0,6601 !1 5o ,0 3,i '
- 0,7476 Moyenne. . 3 ,04
- Plusieurs essais ont été effectués en vue d’appliquer la méthode à des systèmes dont la capacité peut être calculée a priori à partir de leurs dimensions. On a étudié des sphères; mais il faut remarquer que la capacité n’est pas celle d’une sphère éloignée de tout autre corps/ La présence du fil de charge affaiblit la capacité et tout diélectrique interposé l’augmente, en sorte que le calcul a prioi i n'est pas aisé.
- Le fil du condensateur est soudé à la tige de l’électroscope; on l’amène au contact de la sphère à l’aide d’une tige de bois isolée par du soufre. La décharge est produite comme ci-dessus en mettant la sphère en communication avec un plateau au sol interposé entre elle et le fil de charge de manière à protéger ainsi le conducteur contre les charges induites.
- Pour une sphère de cuivre de 3,86 centimètres de rayon, 6 déterminations successives à des jours différents ont fourni pour la capacité du système 4,o5, 3,90, 3,98, 3,91, 4,00 et 3,99 centimètres, résultat très satisfaisant. A. B.
- (The Physical Review, janvier 1916.)
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- 22 Juillet 1916.
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 93
- Arcs produits dans les gaz entre électrodes
- non volatiles. — Mac Kay et Fergùson.
- L’objet de cette note est de rapporter quelques expériences faites à propos des recherches sur l’utilisation des gaz comme redresseurs de courants et qui jettent quelque lumière sur les phénomènes relatifs à Tare et à la conduction gazeuse.
- Le travail du Dp Langmuir (') sui* l’émission d’électrons par les filaments des lampes à incandescence, situés dans le vide, a été étendu et appliqué à la conduction électrique dans les gaz sous des pressions relativement élevées.
- Grâce à l’emploi • d’électrodes de tungstène
- Fig. i.
- disposées comme l’indique la figure i, on a pu produire des arcs qui fonctionnent comme redresseurs du courant alternatif et laissent passer des intensités de io à 20 ampères avec une usure si faible du métal qu’on peut obtenir facilement une vie de plusieurs centaines d’heures.
- Les électrodes fonctionnent sous des températures comprises entre 2 6oo° et 3200° absolus et il ne semble pas y avoir une perte de substance plus active que celle indiquée par la vitesse normale d’évaporation du tungstène à ces températures, évaporation extrêmement faible comme l’indique la vie du filament dans la lampe pleine d’azote qui fonctionne aux environs de 2 8oo° absolus.
- L’absence de crachements de . la cathode s’obtient: i° par la suppression d’une chute
- cathodique élevée, grâce à l’emplo* d’une cathode uniformément et fortement chauffée ; a0 par l’emploi d’un gaz sous une pression relativement élevée, qui abaisse la chute cathodique en diminuant le libre parcours moyen des ions positifs incidents, et aussi diminue la vitesse d’évaporation du métal comme pour les filaments des ampoules remplies de gaz.
- Par l’emploi, comme cathode, d’un filament ^solide de tungstène chauffé à 2 8oo° absolus, on peut réduire de 10 à 3o fois le potentiel explosif, de telle façon qu’un arc d’une longueur déterminée peut s’amorcer sous des potentiels de 100 volts ou moins, d’où l’inutilité d’amener les électrodes au contact pour faire jaillir l’arc.
- Des résultats remarquables ont été obtenus avec l’argon soigneusement purifié, sous des pressions de 5 centimètres. Comme le montre l’étude du courant alternatif à l’oscillographe, le potentiel explosif à partir d’une cathode chaude 11’est pas supérieur à la chute due à l’arc lui-même, et cette dernière peut être réduite à moins de 4 volts sous 5 ampères. Ces valeurs sont considérablement inférieures aux valeurs du potentiel d’ionisation trouvées par Franck et Hertz ('). La chute dans le gaz lui-même semble inférieure
- à •- volt par centimètre.
- Tandis que tous les gaz étudiés donnent un redressement parfait du courant sous des conditions convenables, ceux qui, comme l’azote, l’air, etc., réagissent chimiquement avec les électrodes pour fournir des composés plus ou moins volatils, 11e donnent sur les oscillogrammes aucun courant pendant la première moitié de l’alternance et indiquent une chute rapide d’un voltage relativement élevé 4 un voltage inférieur quand le courant s’établit.
- L’effet du à cette réaction chimique et la légère perle de substance des électrodes ainsi que le fait que beaucoup d’arcs ne révèlent pas 'spectrpsco-piquement la présence du tungstène dans le courant de conduction semblent indiquer que la nécessité, invoquée par quelques auteurs, de considérer la réaction chimique et l’évaporation rapide des électrodes comme des facteurs nécessaires dans les phénomènes de l’arc, est inexistante.
- Des facteurs plus importants sont : i° l’émis-
- (') Ber. d. deutsch. Phys. Ges., t. XV, p. 34, igi3.
- (') Phys, lievieif, f. II, p.4oo, 1913.
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- 4*
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV(2° Série). — N» 30-'
- sion thermo-ionique à partir de la cathode chaude; %* l’émission d’électrons secondaires, par la cathode due au bombardement par les ions positifs ; 3° l’émiSsion thermo'-ionique par les gaz chauds;4° l’effet de la température sur le gaz pour accroître l’énergie cinétique des molécules, en sorte que l’ionisation peut être produite par choc comme l’a suggéré J.-J. Thomson.
- Langmuir a montré que l’équation de Richardson pour le courant émis par les coéps incandescents est valable pour le tungstène à toute température et que les constantes prennent lès valeurs indiquées dans la relation sdivante :
- 52,500
- i — 23,6 X jo° y/x e T .
- Des courants intenses ne peuvent être obtenus dans un vide élevé sans employer de très hauts voltages à cause de la répulsion mutuelle des particules chargées de même signe. Cette charge de l’espace est cependant détruite dans les gaz par les ions positifs que produisent les collisions, de sorte que l’émission électronique maxima peut être réalisée pour des voltages très faibles.
- Dans le Tableau suivant on a indiqué la grandeur de quelques-uns de ces facteurs : la tension de vapeur du tungstène; la vitesse d’évaporation en gramme par centimètre carré et par seconde; 'le courant thermo-ionique; et le nombre des molécules d’hydrogène par centimètre cube qui possèdent une énergie cinétique correspondant au potentiel d’ionisation de l’hydrogène, 11 volts, calculé à partir de l’énergie cinétique moyenne de la molécule et de la loi de distribution de Maxwell.
- siéurs fois ceux qu’indiqueraitl’émission thermos ionique norpia.le, mais comme la température . du gaz est incontestablement très élevée, ce dernier peut être notablement thermo-ioniqiie en sorte qu’avec l’émission électronique secondaire il n’est pas surprenant de constater une conductibilité élevée des différents milieux.
- L’auteur espère publier prochainement une étude quantitative de ces arcs et de leurs applications au point de vue des générateurs de haute fréquence, des redresseurs de courant et des spectres des gaz sous des conditions électriques différentes. A. B.
- (The Physictxl Review, ma''s 1916.)
- Redresseurs électriques à cathode d’oxyde.
- Les redresseurs à cathode, d’oxyde connus depuis onze ans, viennent d’entrer dans la pratique. ’
- Dans un tube ordinaire la chute de tensiojn principale est à la cathode, mais dans un tube contenant de l’oxyde de calcium incandescent comme cathode et,une pointe d’acier comme anode, toute la chute est à l’anode et dépend du métal et du gaz constituant l’atmosphère. Dans les grands redresseurs, on emploie la vapeur de mercure, et l’argon dans les petits. Primitivement la cathode était formée d’une lame de platine recouverte de chaux, mais celle-ci disparaissait en quelques heures. Maintenant on emploie un ruban d’iridium enroulé en spirale à l’intérieur de laquelle se trouve un bâton de chaux qui s’évapore et se dépose sur les parties froides
- Tableau I.
- TEMPÉRATURE ABSÔLUI2 TENSION DU VAPEUR EN MILLIMÈTRES VITESSE D’ÉVAPORATION GIL, CM2, SEC. COURANT THÈRMO-IONIQUB MOLÉCULES PAU CM3 CAPABLES D’iONISER
- *2 OOO 6-45 io~14 114 1 o~15 ampères 0 ,004 I
- , 2 floo 286 10~7 429 IO-n 8,98 I06
- 3 f>/,o 80 IO~3 107 10—1 5og IO9
- 5 100 760 67 025 1012
- La vitesse d’évaporation du tungstène dans un gaz inerte sous la pression atmosphérique est d’environ 1 % la valeur précédente.
- Les courants obtenus pratiquement sont plu-
- du ruban. L’électrode peut ainsi durer un millier d’heures de service. Le type de 10 ampères à 120 volts a un rendement de 60 % (pertes du transformateurComprises).
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- 22 Juillet 1B16 ' ; LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE. ; 95
- BIBLIOGRAPHIE
- Dino NobilL — Gll Strumenti per Misure 'BlettriChe.ïndUStriali. I volume ï><-8° couronne, de 5oo pages, avec aoo figures. Rivista Tecnica di Elettricità éditeur, 3i, corso Magenta, Milan Prix, relié, 8 lires.
- Les personnes qui doivent choisir, employer etinstaller des appareils industriels électriques de mesure rencontrent bien des difficultés. Même si elles connaissent à fond les différentes solutions que leur problème peut admettre, il leur sera toujours difficile de se rappeler dç toutes ces solutions et de leurs caractéristiques particulières. Les indications relatives sontplus ou moins dispersées dans les traités spéciaux, dans les articles de revue et dans les catalogues des maisons de construction. Le but dé l’auteur de.ee petit volume a été de réunir la plus grande partie de ces indications et de combler ainsi une lacune de là lecture électrotechnique.
- Nous pouvons dire que l’auteur a parfaitement atteint son but. Il a eu soin de faire lui-même des expériences pour obtenir des données exactes dans les cas, ou qu’elles n’existaient pas, ou qu’elles n’étaient pas sûres. Ce petit livre sera consulté avec profit par tous les électriciens. Nous lui souhaitons le succès que hiérite tout travail consciencieux.
- Le premier chapitre contient les formules mathématiques, les constantes physiques et d’autres données utiles. Un tableau permet de déterminer la surélévation de température d’un fil parcouru par un courant dans des conditions moyennes, ce qui est commode pour une première approximation. Les pertes dans le fer sont données d’une manière globale pour l’hystérésis et les courants de Foucault pour des paquets de tôles de o mm. 5 d’épaisseur, pour trois qualités de fer et pour neuf fréquences comprises entre i5 et 75.
- Le second chapitre traite des généralités sur les mesures et les appareils industriels. On y discute les erreurs, les différents types d’appareils, les échelles, etc. Un paragraphe traite du type d’échelle à choisir selon l’emploi de l’instrument. En particulier l’auteur fait remarquer
- qu’une échelle dont les divisions se rétrécissent du commencement à la fin peut être construite de façon que l’erreur relatiyè reste presque constante dans toute l’étendue de l’échelle et, par conséquent, ce type d’échelle est le plus adapté pour les appareils d’étalonnage dans lesquels, comme c’est le cas des ampèremètres et des wattmètres, les lectures doivent être faites sur toute l’éténdue de l’échelle. Les instruments enregistreurs sont spécialement étudiés et beaucoup de détails sont donnés sur les mouvements d’horlogerie, la plume, les amortisseurs, etç.
- Le troisième chapitre traite des résistances, des impédances, de leur mesuré et de leur calcul.
- Le quatrième chapitre s’occupe de la mesure des tensions, des voltmètres, des transformateurs de mesure et en particulier de la manière déconnecter ces derniers àun résèautriphasé, afin que les secondaires reproduisent en valeur et en phase les tensions primaires.
- Le cinquième chapitre traite de la mesure des intensités, des ampèremètres, des shunts, etc. A. ce sujet l’auteur fait remarquer que l’effet Pel-tier dans les shunts peut quelquefois donner une erreur supérieure à 1 % .
- Les différents types de wattmètres, leur fonctionnement et limites d’emploi, les erreurs dues aux transformateurs de tension, à des connexions erronées, etc., sont traités dans le chapitre vi,
- Le chapitre vu a pour objet la mesure du facteur de puissance. L’auteur commence par donner les différentes définitions qu’on a données de cette quantité et passe ensuite à la description des'phasemètres, à leur choix, etc. Une importance spéciale est donnée aux transformateurs à secondaire tournant pour changer la phase du courant secondaire et à leur emploi pour déterminer la puissance wattée,lapuissancedéwattée, les voltampères et la facteur.de puissance.
- Le chapitre vm traite de la mesure de l’énergie, des compteurs électriques, des compensations, delà mesure des surfaces, des diagrammes tracés parles instruments enregistreurs, etc. Six
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- 96
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Série). — N° 30.
- tableaux donnent immédiatement les valeurs du kilowatt-heure par millimètre carré ou l’inverse (millimètre carré par kilowatt-heure) en fonction des largeurs diagrammes, des portées en kilowatt, et des vitesses du papier.
- La mesure de la vitesse angulaire, de la fréquence et dit glissement du rotor des moteurs asynchrones { forment l’objet du chapitre ix. Les compteurs de tours, les tachymètres, les fréquence mètres, etc., y sont décrits et analysés.
- Au dixième chapitre sont décrits les groupe-
- V
- ments d’appareils, le groupe de synchronisation, les wattmètres totalisateurs, etc.
- Le chapitre xi traite de la protection des réseaux et du personnel, des parafôudres, etc Les tarifs, objet du dernier chapitre (xiie), sont expliqués en détail et soumis à la critique.
- Ce livre montre que l’industrie des instruments de mesurés électriques est arrivée en Italie^ à un haut degré de perfection et que la compétence des ingénieurs qui s’occupent de cette spécialité permet d’espérer des progrès intéres* sants. " E. B.
- RENSEIGNEMENTS COMMERCIAUX
- Concurrence aux produits allemands et austro-hongrois. ^
- Le vice-consul de France, à Alicante, vient de faire parvenir à l'Office National'du Commerce Extérieur une étude sur les importations d’Allemagne et d’Autriche, due à la plume d’un de ses correspondants.
- L’Office reproduit, cette étude dans ses « Dossiers Commerciaux », et nous constatons qu’une bonne partie de ce qui concerne l’électricité vient d’Allemagne.
- On en reçoit aussi de France, mais plus spécialement ce qui a trait à la télégraphie.
- L’industrie espagnole produit quelques articles, tels que transformateurs, dynamos, moteurs, appareils de mesure et de protection pour machines peu puissantes. Les autres appareils viennent de l’étranger.
- En raison des centrales électriques, minoteries, éleva-, tions d’eau, etc..., qui s’installent continuellement, Alicante et toutè la province sont visitées par des voyageurs allemands.
- Aussi l’importation austro-allemande est assez importante en câbles et fils pour l’électricité, lampes, charbons, dynamos, électromoteurs et appareils télégraphiques.
- Les lampes viennent de partout, car une compagnie fabrique tout ce que l’on veut lui confier sous la marque désignée par l’acheteur.
- De là un grand nombre de marques différentes dont la vente est limitée à la région de la personne ayant fait la commande.
- Une foule d’articles pourraient donc être importés par nos fabricants. Il faudrait toutefois qu’ils s’appliquent à faire des. qualités bon marché, mais d’aspect ou d’apparence agréable à l’œil pour la meilleure présentation.
- Quant aux marchandises d’importation difficile, rien
- ne les empêcherait de s’installer également en Espagne
- \ __________________________________________________,
- La reproduction des articles de la
- où il y a encore tant à faire par suite de la situation créée1 par la guerre.
- Les mines de Serbie.
- L’Union germano-bulgare, de Dresde, publie les renseignements suivants sur les recherches minières des Bulgares dans l’est de la Vieille-Sel bie :
- « Charbon Forts giseiùents entre la Mnva et le Pèck au sud-est de Porareva. Mine de Dobra, 25 ooo à 3oooo tonnes par an. Sur la montagne dé Mirolch aù sud de Tekia se trouve une couche de 3o kilomètres de longueur. A Zaïetchar, une mine exploitée depuis a5 ans et reliée par chemin de fer à Radujevac, sur le Danube, livre 3o ooo à 40 000 tonnes par an. Le gisement de Malakâon Reka est estimé à 3 kilomètres et 5 millions de tonnes. Sonieh à 22 kilomètres de la ligne Belgrade-Sofia donne annuellement 120 millions de tonnes. A Alexinats, gisement 'estimé à 6 kilomètres. On trouve encore du charbon à Rtani près de Kniajevats et dans la vallée de la Morava à Tzidilie.
- « Cuivre : Mine de Bor, 20 à 22 grammes d’or par tonne ' de cuivre. Mine de Kuka Dulkàn 1,6 million de tonnes à 7 % de cuivre pur. Mine de Maidan Pek i5 ooo tonnes dont 4 35o de cuivre pur et 270 d’argent pur. Gisement également à Studina au sud de INiscli.
- « Fer : Assez répandu, en particulier dans le massif de Kapaonik. Fosses de Yranja et Vlassina, exploitées au xvi» siècle, aujourd’hui abandonnées. »
- TRACTION
- Seine. — Est déclaré d’utilité publique l’établissement, dans le département de la Seine, d’une nouvelle ligne de tramways électriques de Neuilly (Porte-Maillot; à Suresnes, par Puteaux.
- Lumière Electrique est interdite.
- Paris.
- IMPRIMERIE LEVÉ, il, RUE CASSETTE.
- Le Gérant : J.-B. Nouet.
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-
- sommaire:
- A. BLONDEL et F. CARBENAY. — Remarques complémentaires sur les oscillations forcées des systèmes à.amortissement discontinu ..... . ............................. 97
- P. BOUGAULT. — La discussion au Sénat de la loi relative à l'établissement d’une contribution extraordinaire sur les bénéfices de guerre.. .............................. io6
- Publications techniques
- Hydraulique et stations Centrales
- Les congrèsde la houille blanche à Washington, i io La centralisation de la production et de la dis-
- tribution de l’énergie en Angleterre. .. i n
- Téléphonie et télégraphie
- Téléphonométrie........................... 113
- Renseignements Commerciaux........... 120
- REMARQUES COMPLEMENTAIRES SUR LES OSCILLATIONS FORCÉES DES SYSTÈMES A AMORTISSEMENT DISCONTINU
- Dans un premier mémoire, publié antérieurement dans cette revue, les auteurs ont exposé dans son ensemble la solution des deux principaux problèmes : oscillations libres et oscillations forcées des systèmes oscillants présentant un amortissement discontinu, tel celui qui peut résulter, par exemple, d'un frottement quand il s'agit d’un système mécanique.
- Le cas, où le couple a inertie jolie un rôle très important, et a pour effet de supprimer les paliers de la courbe enregistrée en régime forcé, avait été traité par une méthode simplificatrice. Le but. du présent travail est de revenir avec plus de détail, etpar une méthode plus directe, sur les particularités de ce second cas et d’expliciter complètement-la solution.
- La solution générale exposée permet de retrouver par une autre voie le résultat déjà obtenu dans le cas dè la résonance, et la formule pratique qui relie, dans ce cas, l’amplitude au couple déviant et aux constantes caractéristiques.
- Les auteurs considèrent en outre deux cas particuliers, les seuls intéressants ; celui où le couple damortissement proportionnel à la vitesse est nul, ce qui est le cas d’un appareil non amorti au sens ordinaire et présentant cependant un couple amortissant discontinu; et le cas. (plutôt théorique) où le couple d’inertie est nul, ce qui permet de se rendre compte de ce qui se passe quand ce couple est extrêmement faible par rapport au couple élastique. Dans ces cas, les auteurs ont recherché si la courbe du mouvement présente ou non des paliers et ils ont précisé les conditions qui séparent ces deux cas.
- 1. —Dans un mémoire antérieur (•), nous avons considéré deux cas, suivant que dans la courbe représentée par l’intégrale de l’équation différentielle ,
- + \ÿt + D/^J + C9=G2Im cos (mu>t-\-vm)
- (‘) Voir Lumière Électrique, numéros des 27 novembre, 4 et u décembre 1915.
- tout point, où —s’annule en changeant de signe,
- correspond à un contact de la courbe avec sa tangente, d’ordre infini ou fini.
- Le premier cas se présente quand l’inertie ne joue qu’un rôle secondaire ou négligeable, en particulier, lorsque les conditions de synchronisation intégrale sont remplies ; on a vu qu’il y avait incertitude dans certains rectangles si, ayant
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- 98
- LA LUMIÈRE, ÉLECTRIQUE
- T. XXXIV (2V Série).
- relevé expérimentalement la courbe 0 (f), on voulait en déduire la loi du couple dévia nt.
- Le second cas, pour lequel le couple d’inertie est important au contraire, correspond, par exemple, au phénomène de résonance ; nous avons démontré que, si le coefficient d’amortissement A est assez petit, l’amplitude maximum 6„ de la déviation, pour un harmonique IN en résonance, est :
- G
- AN w
- A-H).
- V ic Y '
- On se propose, dans le présent travail, d’étudier ce dernier cas (contact d’ordre fini) d’une manière plus détaillée.
- Rappelons d’abord les notations et abréviations employées :
- K moment d’inertie, par rapport à l’axe, de la partie mobile ;
- , A coefficient du couple d’amortissement proportionnel à la vitesse angulaire ;
- ± D couple d’amortissement discontinu, constant pour un signe déterminé de la vitesse;
- C couple directeur par radian ;
- e angle limite d’incertitude =
- Y sensibilité statique absolue
- Y =
- G
- C’
- G constante galvanornétrique
- f„ sensibilité harmonique d’ordre n
- r„ =
- y/(G — Krt,w,)J + (A«w)
- Q0 vitesse de pulsation des oscillations libres non amorties ^Q0 =
- Q vitesse de pulsation des oscillations amor-ti..(o = y/g-(^) );
- o) vitesse de pulsation fondamentale du couple
- ,, . / aie
- déviant f o> = —
- S décrément logarithmique des oscillations
- libres amorties ( S = ^
- \ aiv £3
- Pour qu’il y ait contact d’ordre fini, c’est-à-dire pour que le système ne s’arrête pas, lorsque la
- déviation atteint à l’instant £, sa valeur maximum 0<, = 0, pendant un intervalle de temps fini £, il faut que la condition suivante soit satisfaite :
- 0 — e> y2-1 «• c(>3 (mtoti + 9m) (‘)
- alors l’équation (14) du précédent mémoire(*) disparaît d’elle-même, puisque t2 = f, et il reste un système de 4 équations déterminant M, N, et0, que nous écrivons ci-après, en mettant l’intégrale générale Meat + NcPf, sous la forme
- — — t 1
- Pe *K sin (Q£ -f- x)
- afin de mettre en évidence que,ce cas correspond à un amortissement inférieur à la valeur critique 2
- Dans la demi-période qui précède l’instant f, du maximum :
- A_
- 9 — 2r„I„ cos (nmt -f- — e -}- Pe 2K ^in (ût 4- x)
- dQ
- ^ 0) 2 /l T ni/» sin (’/Hüt tj/n) +
- -f P e~ ÎK *'cos (Q£ -f- x) — A sin (Qf -|- x)J.
- (*) En effet : soit h un nombre positif aussi petit que l’on voudra, il vient, s’il n’y a pas de palier dans la
- courbe 6 (t) à l’époque <1, en remarquant que
- A=o K C 8) — G2I«» cos (mut, + ym)
- ÏZo K {ïï&)ti+k+ G (9<: “ e) = G2-1" C0s. + Vm).
- Retranchons membre à membre, on obtient :
- .. /dI°\ i- /<**8\ C
- ;=û A=0 \dtylt-h— V k ~ a tn!°-
- Mais, pour qu’il en soit ainsi, 8f, étant un maximum par
- hypothèse, il suffit que A‘™0 < ° et l’autre
- limite aéra a fortiori négative puisque a 1 nJ0 est positif. Cette inégalité peut s’écrire :
- Gilm cos,(mut, + (f>m) — C (8ti — e) < o
- ou :
- Illm cos (mai, -f- tpm) < 8(i — «.
- (*)Voir Lumière Electrique numéro du 4 décembre 1915 p. aig.
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-
- '29 * Juillet 1916.
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 99
- vLé'syàtème dés'4 équations, dans' lequel on introduit
- a== A. t a=5_at = û s
- ‘ dK * 1 aK a a)
- s’écrit : *
- 0=2r„I„eos(/iw2l —e + Pe'~A*sin(Û<1 x) ( i )
- — 0 = 2r„I„ cos |^n ü> iti — 4- <!*”J — e +
- -f- Pe-Kû*—A) sin JjQ ^/t — - ^ -f" l2)
- o = — wïnrrtI„ sin («ü><, -(- t|/„) -f- j
- -f- Pe—A‘ | Q éôs (Q£, x) — — sin (Qf, -f- x) j (3)!
- !
- o = — o> 2/ir„I„ sin u^4 —- ^ —A>
- jûcos| Û^-^+y. |-Asin[ Ü^.-ïj+xjJ. (4)
- Ajoutons membre à membre les équations (3) et (4) (avec l’hypothèse de n impair), il vient :
- o = Pe—(A<—A)
- D'0s[Q('<-î)+*]-a,i"[Q ('•"-s) +*
- SA
- Q COB (Q£, x) — — sin (£22, -j-x)
- On en déduit explicitehient(Q£, -f- x) :
- A Q Q
- — sin x —l-Q cos x-4-tie-a aK ça <i>
- tang (£22,4-*) = —------------------------
- 4~
- Q _ . O A 1
- —-cosx----12 sin it —-4—-e—A
- a K (0 U sK
- (5)
- Ajoutons (i) et (a):
- o — — ae -f- PeA_it sin ^£2 ^2, — —^ -f- x^J -j-_)_ pc—Ai s;n _j_ x).
- D’où :
- P g —A( ;
- sin (£22, -f- x) -j- eA sin jj£22, -f- x) —rc—J
- que nous remplaçons par sa valeur dans l’équation (3) :
- wSnr„In sin (/t<o2, + <M =
- A
- Q côs (£22, + x) — j|jr sin (Q2, -f- *)
- ~1£ ) f ! m
- sin (£22, -f- x) -|- eA s*n I 4-*) — it — I
- ou
- £
- a -
- 2/îr„I„ sin (/tw2, -{- di„) = tang (£22, + x)
- £2
- aK
- u> / , Q\ . . . , . Q
- 1 i -}-eAcos7t— ltang(£22,-j-x)— eA sinx —
- (7)
- La formule (7) dans laquelle on remplace tang (£2 2, -f- x) par sa valeur tirée de (5) détermine 2, d’où A, ; on en déduit immédiatement x et P. Enfin l’équation (i) donne l’amplitude maximum 0 en fonction de (£2 2, -f- x) :
- 4- 2S
- 0 = 2 r„I„ cos («tû2, + (|/„) — e sin (£22, -f- x)
- sin (£22, -|- x) -j- eA sin -j- x) — Tt — J
- +
- O
- 0 = 2 rnIn cos (raw 2, + (J|„)
- £2\ £2
- -a — cos _ i tang (Q£t -(- x) -j- S1n x ~
- 0)/ Cü
- / Q\ Q*
- I e—û cos x — ) tang (Q£j -f- x) — sin x -
- \ ü)/ 0)
- (8)
- i (6)
- i
- Nous avons supposé que 0 ne présentait par période qu’un maximum et un minimum et que le couple déviant n’était composé que d’harmoniques impairs; dans le cas contraire, ce qui précédé est susceptible de généralisation, mais le nombre d’équations définissant la loi du mouvement est plus élevé.
- II. — Résonance.
- 11 est intéressant de voir que les équations précédentes permettent de retrouver, pour l’amplitude de la déviation à la résonance, le résultat obtenu par une autre méthode (’), en supposant que le décrément logarithmique 5 est assez petit
- j (•) Voir Lumière Electrique,[du 4 décembre igi5,p.aai.
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-
- 100 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2* Série). — N* 31^
- pour que l’on puisse négliger - 8a par rapport à l’unité (*).
- Le développement de e~* suivant les puissances croissantes de 8 sera donc limité aux deux premiers termes :
- e~~* = i — 8.
- La résonance mécanique du système étant réalisée pour l’harmonique fondamental Q = w (2), et par suite,
- û Ü
- A = S ; sin tc — -- o ; cos tc — == — i
- V> O)
- A est supposé assez petit pour que les harmoniques supérieurs de l’intégrale particulière :
- £r„ I„ cos {no)t -f- |„)
- soient négligeables ; celle-ci se réduit donc à :
- GI
- r4l, COS (ü)tt -f- cos(w^-f
- La formule (5) donne :
- , —£2+ü(i— S) Q tc i
- tang(ü<1+x)=^-A-—A — -7ÂN=§-a-
- UïÜ
- ï=.- 19)
- a étant le degré d’amortissement —:-intro-
- VkC
- duit par Curie.
- Le décréments étant petit, (Q<i + x) est voisin
- de ”
- 2
- (') Si l’on se reporte aux expériences décrites dans le premier mémoire (voir Lumière Electrique du 11 décembre I9i5) on trouve que, pour la fréquence 120 par
- exemple : S = 4>b io~3. La quantité - S2= i,o5 io~s est
- a
- donc bien négligeable.
- <>>
- \
- Puisque l’on a supposé que I S2 était négligeable de-
- 2
- vant l’unité, Q fit).
- L’équation (7) qui détermine l’instant du maximum a son second membre nul :
- e
- 2 — u>
- û------Ê tang (Qf, -f- x)
- (’ + cos tc —^ tang (Q£, -(- x)
- . . O
- eA sin tc -
- ü
- / û A l X
- e 2 K \ 1 Ky
- 1------------------------
- ..o> . / Q \
- Ji,
- Ainsi, l’instant t, du maximum de déviation est le même que si l’intégrale générale de l’équa-tiôii du mouvement, sans second membre, était nulle, c’est-à-dire que si le couple d’amortissement discontinu n’existait pas.
- Donc, à la résonance, l’introduction du couple d’amortissement discontinu ne déplace pas l’époque du maximum de déviation, qui est en retard d’un quart de période sur l’instant du maximum du couple déviant.
- L’équation (7), dont le premier membre se réduit d’ailleurs au terme fondamental, est alors :
- IM, sin (m£i t]q) — 0
- 10
- Écrivons enfin l’amplitude de la déviation maximum, d’après la formule (8), il vient:
- 0=^i+e-i-.
- A» ^ — 8
- Or
- 8 = TCa
- tc —— et a> = Q0 2\/KC
- C
- K'
- D’où
- 0 =
- G L Aw
- («0
- Plus généralement, à la résonance mécanique d’un harmonique de rang N (en supposant toujours, bien entendu, le coefficient d’amortisse-
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-
-
- 29 Juillet 1916
- 4¥r;;
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- 101
- I
- ment' A suffisamment faible pour que les autres harmoniques de l’intégrale particulière soient négligeables), on aura :
- 0« =
- G
- AN»
- Mï>
- C’est la formule établie dans notre premier mémoire.
- III. — Cas où l’amortissement proportionnel à la vitesse est nul.
- Imaginons que le coefficient d’amortissement A soit nul, alors A — o et ü — Q0 ; l’équation (5) devient :
- Qn ,
- Ll0 cos 7c—- -f- £20
- tang (Q0*i -j- /) —
- Q0 sin tc
- tc £2„
- £2y
- par suite :
- — cotang.-------;
- 2 U)
- , TC ' , TC Ûn
- Ûo^i -f- VI —-------1--------
- 2 2 0)
- d’autre part, on a, d’après la formule (6) :
- i e e
- P =
- cos
- TCÜo. - /TC TcQc ü0\
- -----^sin( —----------T.— ]
- 2 w \2 2 0) O) J
- TC Û0
- cos-------
- 2 0),
- .3)
- enfin, delà formule (y) on déduit :
- r„I„ sin (noit, -f- (]>„) = a
- ~ . tc Q0
- — Q0 sin---------
- e a o)
- 0) TC £2|)
- 2 COS - ------
- 2 0)
- 4)
- Oo ( TC Üo ...
- e — tang----------»
- co a 01
- Ainsi, l'amplitude maximum a lieu au temps t, pour lequel la pente de la courbe du mouvement
- (l) Si cette équation admet plusieurs racines différant de moins d’un quart de période on en conclut que la loi du mouvement présente soif des paliers, soit plusieurs
- maxima par période. Même conclusion si, le rapport —
- <il
- çlant trop grand, l’équation n'a pas de racine.
- du système, non soumis au couplé d'amortisse-’ ment discontinu, passe par la valeur:
- TC Q0
- -sQ0fng--.
- Cette quantité étant négative, on voit que Y amortissement discontinu retarde l'époque du maximum.
- La formule (8) détermine l’amplitude maximum de l’oscillation forcée :
- 4- £
- 0 — 2r„I„ cos [noit, <jiB)
- / Qo\ tc £20 . £20
- — Ii — cos tc ) cotang----------sm tc —
- \ oi ) 2 «o oi
- ( I Go\ . TC Dy . £2y
- — I i -J- cos tc i— ) cotang----sin tc —
- \ O) / 2 0) 01
- Le second membre se réduit à son ier terme, car le numérateur du 2° terme est nul :
- £2»
- i -|- cos tc —
- “ . . «o
- ---------—---- -f- sin tc —
- Qq CO
- sin tc
- (’-cs.Sî)
- > Dy\ . . „ £2o
- — cos3 tc — ) -f- sin'TC— = o.
- O) / 01
- 0 — ,2 r„I„ cos (noit, +
- Il reste :
- 10
- Donc, l’amplitude maximum est égale à la valeur que prend, à l’instant t\, l’intégrale particulière de l’équation du mouvement sans amortissement discontinu. Autrement dit, les deux courbes représentatives du mouvement du système oscillant, avec et sans amortissement discontinu, se coupent à l'époque pour laquelle la première est maximum ou minimum.
- Remarquons que, A étant nul ;
- r„ =
- K /i3o>!
- tang (<p„ — (])„) — o d’où <p„ = 0 prend la forme :
- Y1»
- 0 — 2
- -4£)
- 2 cos [mot, -J- (p.,)
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-
-
- 102
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2“ Séria). —N#31
- Fig. i. — Oscillation forcée d*un système oscillant, à amortissement discontinu, ayant les caractéristiques suivantes
- (iw cas du tableau du Mémoire I) :
- ûo
- G
- A
- e = 8,6 io~3 G.G.S. y = 0,33 io4 C.G.S. 6 = 3,5 io 3 C.G.S.
- r = 0,925104 g.g.s.
- 37T.6o
- 13 G.G.S.
- 7,i5 10—6 G.G.S.
- et soumis à un couple déviant sinusoïdal.
- Il = 3a.io-3 ampères w = 375.48
- La courbe (II) représente la déviation 0 en fonction du temps; les courbes (III) et (IV) dont les ordonnées sont respec-. • f ï 1 rf20 ....
- tivement égales a — — et —? r—• représentent, à 1 échelle près, la vitesse et l'accélération angulaires.
- co al tüJ ai* 0
- Quand la vitesse change de signe, la discontinuité du couple de frottement (courbe V) entraîne une discontinuité
- de l'accélération angulaire (courbe IV) correspondant à un point anguleux de la courbe représentative de la vitesse
- (courbe III).
- La courbe (I) représente, en fonction du temps, la déviation 6 du même système dépourvu d’amortissement discontinu (e = o). .
- r
- L’amortissement proportionnel à la vitesse étant négligeable, la courbe (I) représente également, au facteur — près, le
- G
- couple déviant, en phase avec 0. Les courbes (I) et (11) se coupent à l'instant où la seconde est maximum ou minimum.
- Si l’amplitude du couple déviant diminue, les muxima et minimade la courbe (II) s’aplatissent et deviennent des paliers
- pour toutes les valeurs de I inférieures à : - ( — — —^ i /4- tang2 - — — 3i,6 10—3 ampèr
- y \ ui Qq/ V \ to / au)
- es,
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-
-
- 29 Juillet 1916. : . LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- - 103
- Ce qui précède, suppose l’absence de paliers dans la loi du mouvement ; on a donc :
- 0 —- e > ySI„ cos (fibiti -f- fn)
- ou, en remplaçant16 par la valeur donnée ci-dessus :
- ----' :, — ï I I» cos (ntatt -f <fn) > e
- -"•(£) I :
- ' "‘(iT.)’ ïU
- cos [mati -f- tp„)
- > i.
- On ne peut expliciter cette condition que dans des cas particuliers ; par exemple, considérons un couplé déviant purement sinusoïdal : GI cos tat
- ? =°,
- o 1 et r =
- ©
- L’instant tt est, d’après (r4), défini par :
- YI . O0 it Q# .
- --- sin cri£( — s —‘ tang - — f 14 )
- 2 M 2 (i)
- -©
- et l’amplitude maximum a pour valeur :
- Yl
- 0 -
- - cos b>ft.
- -©
- L’inégalité ci-dessus devient :
- (0
- COS Oiti
- > I
- Élevons au carré et remplaçons cos2(i)£4 par sa valeur (i4'), il vient tous calculs faits :
- v/f-)’ +
- e f \ o) Q0/ V \ ü> / 2 (o
- Le second membre est une fonction connue
- f l^-^j du rapport de la fréquence de l’oscillation
- propre du système à la fréquence de l’oscillation forcée.
- La courbe du mouvement 9(<) présente ou non des paliers suivant que ll| est inférieur ou supé-
- rieur a
- IV. — Cas où le couple d’inertie est nul.
- Si le moment d’inertie du système est nul, la loi du mouvement présente toujours des paliers ti t2 : ceci résulte, comme nous le verrons plus loin, de ce que 0 est inférieur à :
- Y 2 Ln COS (miùti + !pm ) ;
- a fortiori :
- 0 — e < y 2 L« cos (mtati + cp,„).
- L’équation différentielle du mouvement est du premier ordre ; l’intégrale générale ne contenant qu’une constante, l’une des 5 équations du système (cas général) disparaît : c’est l’équation qui exprimait que la vitesse à l’instant t2 ’ -|- h (ou t0 -f- h) est nulle quand h tend vers zéro. Ici, le système, immobile dans l’intervalle de temps h t2, repart avec une vitesse différente de zéro.
- De
- tü — t2 — - à #|
- ï
- on a (M. : const.) :
- 0 = zrj„ cos (mat <1<») — e -j- Me
- î‘
- G c
- — = — (oS«r„I„ sin [mat-f- <{i„) — — Me~Â * (t t A
- r»
- ^• + W y/,+„.(£)’
- . , , A«o)
- tang (<p„ — +«) = .
- Pour simplifier l’écriture, posons :
- <I> (t) = 2 Im cos (miat -|- Çm) ? ’ W (t) = 2 1\I„ COS (niâ t -j- '
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-
-
-
- io4 LÀ LUMIÈRE! ÉLECTRIQUE T. XXXIV. (2* Sérié) --
- Le systèthe- des 4 équations est alors le suivant :
- *S„ .
- 0 = V[tt) — e -f Me A (i)
- _? t
- — 0 = W{t0) — e + Me A ° (a)
- (3j
- O’4"5.- Y(/2) = y<& -(4)
- _£i
- Eliminons 0 et Me A entre les équations (*) (3) et (4) ; il vient :
- «-y* (O =w\ti) .-s+ £*'(«,). '
- Des équations (a) et (4) éliminons 0 :
- e— y * {*«) — — ^ («o) + e — M e A .
- Or,
- C C C À c
- Me “X'° = Me~À u eI(lt~to)= -. Y' (t,) e
- C»
- En résumé, ti et t0 sont les racines du système des deux équations suivantes :
- Ôn trouve alors ('), sans difficulté : r , a . s
- *o = To + c r 7-------
- ' : I + e A 2 Y (*«):
- i a e
- ti -i “T c T*Â V‘ .
- * -f- e+Aic^' (T*)-
- W(t,) étant un maximum, W'(t,) est négatif ; par suite £, «< t,. D’autre part, <!>.' (r0) est positif ; d’où t0 > “o, c’est-à-dire t.i'>sl. ’
- Donc, à chaque maximum ou minimum d’amplitude de Voscillation forcée, correspond tou-A jours un palier dont les époques limites encadrent Vinstant du maximum ou minimum dé Foscilla-tion du même système non soumis au ^couple damortissement discontinu. - . ,
- (*) En effet, t0 et t, sont évidemment solutions du système (5) (6) dans lequel on fait 5 = 0; ona donc :
- - y» (t0) = V (r,) (5')
- r»(-o) — V (S0)=o. (6')
- Posons :
- *0 — To H- 5 — Ti + r‘
- -,£ —Y<l-(«o) = V («.)+£*' M (5)
- ,[Y 4* (t9) - lIr W] eï *' = eî '* (*.) (6J
- qui représentent chacune deux courbes
- f(t0)=g(ti) dont on cherchera graphiquement l’intersection.
- Ayant ainsi déterminé tt et t0, on en déduit immédiatement M et 0.
- Si £ est infiniment petit, on peut.obtenir. explicitement les valeurs de t0 et t, ; soient respectivement t0 et-r, les époques du minimum et du maximum de l’oscillation forcée du système non soumis au couple d’amortissement discontinu :
- | et ti étant infiniment petits avec t :
- 4. (l0) = 4> (r0)+Ç*'(r0) ; V( /„). = 'F(To) + 5 tr(r0) = T(r0) O (ti) = 4- (Tl) + r,4.'(Td; V(/,) = «1V0 -1- r.W{ii) = V(t,)
- M" (f.) = V'(t,1 + hV»(t,) =
- En substituant Ces valeurs de 4> et dans le système (5) (6) et en tenant compte des équations (V) (6), il vient :
- 2£ — Y^'l'ol = g YÎ-<1*'(t01 = e*
- D'où : .
- ’L'i-o)
- \JJV
- +
- i -j- e
- (‘) Ces équations (3) et '4) correspondent aux équations (t3) et (i4).du ior piétnoire (voir Lumière Électrique, au du 4 décembre 1915, page 319).
- x +
- . Ç T .
- .« A* F'f'Vl)
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- 29JuiilBti9l6 ; LA LUMIÈRE
- ÉLECTRIQUE
- TOS
- .-sv^y- '
- ’ Enfin, on trouve que l’amplitude maximum 6 est donnée par la formule (’) :
- V '' ! . CT
- : „A2_ ,
- v'? 0 = tF (*,) -£ —
- T
- Âl +
- è = V(tt)-etgA^Ï.
- On voit ainsi que le couple <Tamortissement discontinu, supposé très petit, a pour effet de réduire l'amplitude maximum de la quantité
- ' ç i* . ;
- etgh -£ ^- (indépendante de la sensibilité statique). -,
- P) On a, d’après l’équation (3) :
- . ! Z: = ^ (M .=£ « v .m
- en remplaçant t) par sa valeur (voir note précédente) : c
- Me ‘ —
- ei 2 ï
- —)— <î
- C T
- Â ï
- or, l’équation (i) donne :
- e= (*») — +----------------Tr
- , -f-e
- d'où :
- C T A J
- e=YF(T,) + e-------£-a.
- i -f- e A *
- Dans le cas particulier cl’un cpuple déviant purement sinusoïdal,
- , <f>(/) — I cos wl •
- V (£) = yi cos ^ COS (ù>t--ty)
- / , Au)\
- I en posant tang <{( = — I ;
- il vient, par application des formules précédentes :
- , . , • 2 È
- ta (t0 T- T0) = ta (t2 — T,) — -------
- ta (t.
- i + e taDfî + y I sin -J/ a e
- , — M _
- i -)- etang + y 1 sin <}»
- La déviation conserve son amplitude maximum :
- » = YI eos4- —
- * «L
- pendant l’intervalle de temps :
- *t = -
- o) VI sin
- Nous espérons avoir, par les applications détaillées qui précèdent, et par l’examen des principaux cas particuliers, achevé d’éclairer la question des instruments dont l’équipage mobile présente des frottements; si nous nous sommes étendus un peu longuement sur ce sujet, c’est en raison de l’emploi fréquent de semblables appareils dans la pratique de l’ingénieur.
- A. Blondel et F. Carbenay.
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- 106 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE ; T. XXXIV (2' Série). •^N«31.
- LA DISCUSSION AU SÉNAT DE LA LOI RELATIVE A L’ÉTABLISSEMENT D’UNE CONTRIBUTION EXTRAORDINAIRE SUR LES BÉNÉFICES DE GUERRË
- ! (Suite) •
- Notre collaborateur Paul Bougault a, dans son dernier article ('), examiné les premiers chapitres de la loi sur la contribution extraordinaire de guerre, tqls qu'ils ont été définitivement arrêtés par le Sénat. Depuis ce moment, la loi a été promulguée et figure au Journal officiel du dimanche 2 juillet 1916.
- Ce fait ne rend que plus actuelles les observations suivantes que l’on va lire, au sujet de la déclaration obligatoire, de la taxation d’office, etc.
- Mais le côté, qui est peut-être le plus inconnu de la loi, est certainement celui qui est relatif à la modification de la patente de tous tes industriels qui ont fourni à l'État ou à des administrations publiques pendant la guerre des marchandises quelconques. Cela fera l’objet d'un troisième article qui paraîtra prochainement. .
- IV
- Examen des déclarations.
- Cet article 8 de la loi est très important à retenir : rl est ainsi conçu :
- « La Commission examine les déclarations ; elle peut entendre les intéressés et se faire communiquer par eux, ainsi que par les administrations de l’Etat, des départements et des communes, tous documents nécessaires pour établir les bases d’imposition.
- « Elle peut faire procéder, par l’un ou l’autre des services financiers, à des vérifications sur place, en présence des intéressés ou ceux-ci dûment appelés.
- , Si la Commission n’accepte pas la déclara-: tion, le contribuable est invité, par lettre .recomir mandée indiquait les points contestés, à se faire entendre dans lte délai d’un mois’.
- « Le contribuable peut faire parvenir à la Commission, dans le délai ci-dessus, par lettre recommandée, son ou ses observations.
- « Ces formalités remplies, la Commission fixe les bases de la contribution. Jj’intéressé peut, dans le délai d’un mois à partir du jour où il a reçu notification de la décision motivée de la Commission, avertir l’administration qu’il maintient sa déclaration ; le litige est alors porté devant la Commission supérieure. »
- Remarques sur les origines et la portée de cet article. — Cet article a été très longuement dis- (*)
- (*) Yoir Lumière Électrique du aa juillet, n° 3o, p. 77.
- cuté au Sénat, et il suffit pour s’en rendre compte de lire le Journal officiel du 27 mai 1916 (Sénat pages 468 et suivantes), et le Journal officiel du 2 juin 1916 (pages 480 et suivantes).
- On comprend en effet qu’il s’agit de définir les pouvoirs de la Commission, de savoir sielle aura le droit de vérifier sur place les éléments de la déclaration, et comment elle devra mettre en œuvre ce pouvoir, si par hypothèse il lui est donné.
- Disons tout de suite que le texte de la loi est celui qui avait été admis par la Chambre des députés conformément d’ailleurs au projet du gouvernement ; et cela n’avait sodfîert aucune difficulté, ainsi qu’on peut le voir dans le Journal officiel du 19 février 1916, page 328 : à la simple lecture de cet article, la Chambre avait fait des signes d’adhésion, si bieq què le Journal officiel ‘ne consacre pas d’autre mention que celle-ci « adopté ».
- La Commission du Sénat avait admis un système différent : soucieuse de ne pas multiplier les textes en matière fiscale, elle avait cru devoir se reporter à la vérification des déclarations en matière d’impôt sur le revenu, et avait établi les pouvoirs de la Commission dans un article ainsi conçu : « La Commission vérifiera la déclaration à l’aide des éléments indiqués à l’article 9 de la présente loi. Elle pourra la rectifier suivant la procédure fixée par le premier paragraphe de l’article 17 de la loi du i5 juillet 1914. »' Rappelons tout d’abord que la loi du i5 juillet 1914 dans l’article 17 interdit au contrôleur d’exiger de l’intéressé la production d’aucun acte, livre ou
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- 107
- 2MttiHet 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- document quelconque. Il peut rectifier la déclaration, mais simplement en se servant des éléments certains dont il dispose en vertu de ses fonctions, par exemple les baux, les revenus des propriétés bâties, 'et non bâties, les actes de cession de fonds de commerce, le prix des offices, les jugements concernant les cëssions des offices, les inventaires à la suite de décès, les contrats de mariage, etc.
- Mais la Commission du Sénat, prévoyant évidemment le cas, où les déclarations des bénéfices supplémentaires ou exceptionnels ne pourraient pas être facilement contrôlées (ce qui lui paraissait devoir être fréquent en matière commerciale), « avait admis que, lorsque les déclarations ne pourraient pas être suffisamment éta-r bliçs et dans le cas où l’administration ne serait pas d’accord avec l’intéressé, il y aurait une sorte d’amende forfaitaire, égale à 5o fois le principal de la patente ». Elle dispensait donc même l’intéressé de faire la déclaration, et considérait que le forfait de la patente dont il était menacé contenait une coercition si terrible qu’aucun patenté, qu’aucun titulaire de marché ne pourrait sous cette menace se soustraire à la déclaration j ustifiée.
- A la séance du 26 mai 1916 (Journal officiel du 27, Sénatj page 469), le rapporteur M. Aimond, et M. Touron ont défendu avec chiffres à l’appui le système de la Commission; ces sénateurs ont dit en substance : ce que veulent les intéressés, c’est pouvoir dire : « Taxez-nous comme vous voudrez; ce que nous voulons c’est que l’administration ne vienne pas percer le secret de nos affaires ; nous paierons ce qu’il faudra. » Il faut donc avoir un forfait formidable pour les empêcher de tenir un pareil raisonnement : et ce forfait sera évidemment considérable, car la patente qui sera multipliée par 5o ne sera pas la patente ordinaire de l’assujetti, mais la patente spéciale prévue par les articles 23 et 24 du projet de loi pour tous les fournisseurs.*
- Mais le ministre s’est refusé à laisser la Commission d’examen démunie de tout pouvoir de contrôle et il a vivement appuyé l’amendement déposé par le sénateur Debierre (séance du 26 mai, Journal officiel du 27, page 469), amendement qui est devenu le texte actuel.
- Il a donné pour cela deux raisons : la première, d’après lui, se trouverait dans ce fait (que le ministre a affirmé sans le prouver) que certains bénéfices excéderaient le taux forfaitaire de
- 5o fois la patente ; la seconde serait l’intérêt même du contribuable qui, ayant*fait des bénéfices considérables doit rester, dit le ministre au-dessus de tout soupçon. Demain, peut-être il sera dénoncé injustement à la colère publique pour avoir réalisé des bénéfices, alors que d’autres souffraient et étaient atteints dans leurs ressources nécessaires. Il ne peut se défendre que d’une façon en apportant lui-même toutes les justifications nécessaires, afin de pouvoir dire : « On a vu mes livres, je les ai apportés ; on a vérifié mes chiffres, j’ai payé loyalement ce que la loi exige, je ne suis pas protégé par un forfait ou par une présomption légale. » **
- Pouvoir de contrôle de la Commission. — La Commission reçoit au déclarant les bilans dont la différence donne le bénéfice imposable : ou elle les admet et alors l’affaire est simple, ou elle les considère comme suspects, elle aura donc à les vérifier.
- Comment se fera ce contrôle? C’est le ministre des finances qui s’est chargé de l’expliquer lui-même dans ces termes à la [séance du 26 mai 1916: « On dit à l’intéressé : vous donnez un bilan : il est sommaire, comme tous les bilans, il est obscur, il a besoin d’être expliqué sur certains points : on demande des explications : il faut alors vérifier le bilan sur te! ou tel point; si l’intéressé refuse de le donner il sera taxé d’office. Si, au contraire, il s’y prête, on fera vérifier les livres par l’administration compétente. Cette procédure est simple. Je ne sais pas pourquoi elle soulève des inquiétudes. Elle est pratiquée dans tous les pays qui admettent la déclaration. »
- De ces paroles qui ont été soulignées par l’approbation de beaucoup de sénateurs, il résulte tout d’abord que la vérification de la Commission ne sera pas prescrite pour tout déclarant, mais ne devra avoir lieu qu’au cas d’obscurités remarquées au bilan ; de plus elle ne saurait être générale et elle ne pourra se faire au moyen d’une délégation d’un expert comptable, s’installant chez l’assujetti, et lui demandant de prendre toutes ses écritures pour les examiner : il s’agit seulement de rechercher la justification de tel ou tel point du bilan qui paraît obscur ou incomplet : car il ne faut point oublier que c’est le bilan qui sert de base à toute la déclaration.
- Ce principe posé, suivons pas à pas la Commission dans son œuvre de contrôle,
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- Ï08
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2* Série). —’K* 3i.
- Elle examine les déclarations, il est évident que c’est la première opération à fairé.
- Elle peut entendre les intéresses. Cette comparution de l’intéressé devant elle sera souvent suffisante pour dissiper les malentendus, et expliquer à la Commission les détails que le caractère toujours un peu sommaire d’Un bilan aurait pu faire laisser dans l’ombre.
- Elle peut se faire communiquer parles intéressés tout document nécessaire pour établir les bases d'imposition. Il s’agit, puisque la loi parle d’une communicationj d’un document que l’intéressé transporte lui-même et montre à la Commission.
- Elle peut demander des renseignements ! aux administrations de l’État («e qui sera utile quand il y aura contestation sur le nombre et la valeur des marchés passés par l’assujetti), des départements et des communes, pour obtenir des renseignements sur les entrées, les transports, les droits fiscaux de toute nature.
- Mais il se peut que les justifications ne puissent paà être transportées, notamment s’il s’agit des registres des administrations* telles que là douane ou les contributions indirectes. Le deuxième paragraphe de l’article 8 lui permet de faire procéder par l’un ou l’autre des services financiers à des vérifications sur place, en présence des intéressés oü ceux-ci dûment appelés. On remarquera que tous les services financiers importants sont représentés dans la commission : contributions directes ou indirectes, enregistrement, douanes.
- Enfin, et c’est le point le plus grave, elle peut faire vérifier chez l’intéressé lui-même, par les mêmes services financiers, l’exactitude desbilans.
- Sur une observation du sénateur Touron que cela est inutile pour les sociétés, parce que le bilan d’une société ne peut en pratique être discuté, le ministre a répondu : il peut y avoir au contraire de très graves difficultés. « Nous connaissons des bilans dans lesquels on dissimule des bénéfices : il faudra les découvrir. Nous faisons une loi sérieuse et qu’elle soit appliquée. »
- Mais quelle sera la sanction du refus de l’assujetti qui interdira aux services financiers l'accès de sa demeure? Le ministre l’a expliqué dans la séance du a6 mai : ce sera la taxation d'office : a II est désirable qu’on ne recoure à cette taxation qü’en dernière analyse. C’est pourquoi nous demandons qu’une vérification puisse avoir lieu entre lé contribuable et la [Commission. IVous n'entendons pas pénétrer de force chez le contri-
- buable, nous saisir de ses livres, sous uneéoMraiiïtb pénale, comme cela se'fait dans d’autres. paÿS. Nous disons simplement que la CoUimiésioh pourra entendre les intéressés et demander la communication de lous les documents qu’ellé jugera utiles pour s’éclairer. Si le contribuable refuse, il se mettra dans un Cas difficile. •»
- Procé'dure-de l'examen. — La première partie de l’article 8 a fixé d’une façon générale lès pouvoirs de la Commission; la seconde partie va indiquer les formalités qui lui sont imposées.
- Si elle n’accepte pas d’emblée la déclaration du contribuable, elle l’invite par lettre recommandée énumérant les points contestés à sc faire entendre dans le délai d’un mois. C’est dans ce délai que le contribuable peut fournir les justifications qui lui sont demandées et que, d’autre part, la Commission peut faire procéder aux vérifications sur place dont il a été ci-dessus parlé.
- C’est seulement quand Ces formalités ont été remplies que la Commission fixe les bases de la contribution.
- L’intéressé a alors un délai d’un mois à partir du jour où il a reçu notification de la décision motivée de la Commission pour avertir qu’il maintient, sa déclaration; le travail de la Com-’ mission est alors fini et le litige est immédiatement porté devant la Commission supérieure créée par l’article 11 dont il sera plus loin question.
- Conséquences de iabsence de déclaration dans le delai imparti. — Tout assujetti, qui n’aura pas produit sa déclaration dans les deux mois qui suivront le soixantième jour après la promulgation de la loi, recevra une mise en demeure d'avoir à faire sa. déclaration dans le nouveau délai d'un mois.
- C’est là une mesure excellente; elle a pour but d’avertir l’assujètli que la Commission le considère comme devant Fentrer dans la catégorie de ceux qui ont fait un bénéfice exceptionnel ou supplémentaire; cela est de nature à calmer les inquiétudes de ceux qui, exerçant des profes-* sions libérales patentées, tombent virtuellement, ainsi qu’il a été dit, sous le coup de la loi ; beaucoup n’ont pas fait de bénéfices supplémentaires ni exceptionnels, et, par conséquent, n’auront fait aucune déclaration; peut-être peuvent-ils craindre que le fisc les considère comme plus heureux qü’ils ne sont en réalité et les taxe
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- 2Ô 'Juillet 1916. LA LUMIÈRE ' ÉLECTRIQUE 109
- d’office; ilty à également des commerçants qui n*ont fait que des bénéfices ordinaires ou sont testés eb dessous de leur chiffre normal; la rumeur publique a pu cependant les désigner comble ayant fait des bénéfices susceptibles d’être soumis à la taxe, ils sont renseignés par l’article g pour savoir quelle est la présomption de l’administration à leur égard, ils n’ont qu’à attendre la mise en demeure et ensuite ce délai du mois supplémentaire qui leur est donne parle premier paragraphe de l’article 9.
- A ce moment le non-déclarant aura le droit de faire, soit une déclaration complète, soit, s’il n’a pas fait de bénéfices, une déclaration négative.
- Ou cette déclaration négative sera acceptée, ou elle ne le sera pas ; dans ce dernier cas, la Commission doit recourir à la taxation d’office.
- Taxation d'office. — Cette taxation sera imposée, d’après tout ce qui précède, aux personnes suivantes:
- i° Aux assujettis non déclarants qui auront laissé passer sans réponse le nouveau délai de mise en demeure d’un mois.
- 20 Aux assujettis qui auront répondu par unè déclaration négative, que la Commission n’aura point admise parce qu’elle lui a paru contraire à la vérité.
- 3° Aux assujettis qui auront refusé à l’administration les justifications que celle-ci leur aura demandées en vertu de l’article 8.
- L’article 9 n’a point admis le forfait basé sur la patente que la Commission avait admis comme chiffre de la taxation, d’office ; il laisse à la Commission le soin d’appliquer pour cette taxation les règles suivantes,
- a) Pour les contribuables non patentés, la taxation aura lieu à l’aide des éléments recueillis par les services publics et notamment par l’examen des marchés. C’est la catégorie importante et peu intéressante de ceux qui auront servi d’intermédiaires à ces marchés, ou qui les auront simplement reçus sans les exécuter et en les rétrocédant, ou enfin ceux qui auront trafiqué de leur influence, en un mot de tous ceux que la loi désigne dans le deuxième et le troisième paragraphe de l’article premier. Beaucoup échapperont à la loi par un défaut de comptabilité et par leuç habileté à se tenir dans la coulisse. Le législateur paraît espérer que la Commission, ayant entre les mains beaucoup de marchés et beaucoup de renseignements sur la filière qu’ils
- auront suivie depuis la commarfde jüsqu’à la livraison de la marchandise, pourra saisir la trace des intermédiaires qui auront su se rendre invisibles.
- b) Pour les assujettis à la redevance des mines la formalité sera simple puisqu’il y a une comptabilité publique donnée par la comparaison des redevances proportionnelles afférentes aux différents exercices.
- c) Pour les sociétés soumises à la. publication de leur bilan, la taxation sera faite par la comparaison des bilans antérieurs au i" août 1914 avec le bilan de l’exercice imposable.
- d) Pour les patentés et les sociétés non soumises à la publication de leurs bilans, d’après les .éléments dont dispose la Commission.
- C’est sur ce dernier point que la loi laisse planer un certain mystère. Quels seront les éléments auxquels elle fait allusion ? La Commission dans son premier projet avait été plus explicite : dans l’article 7 du projet rapporté par le sénateur Aimond, il était dit que la taxation d’office « pour les patentés et les sociétés non soumises à la publication de leurs bilans serait faite par la comparaison de l’importance des capitaux réellement engagés ou de leurs moyens de production avec ceux des sociétés astreintes à cette formalité et exerçant une industrie ou un commerce similaire » : bien que la loi ne le dise pas, il semble bien que la Commission pourra toujours s’appuyer sur des assimilations avec des industries de même nature. Elle pourra également tenir compte de tous les chiffres qu’elle aura fait vérifier par les services financiers dans les administrations, et enfin de toutes les constatations qu’elle pourra obtenir : mais on remarquera que l’avant-dernier paragraphe de l’article 9 impose à la Commission d’appeler à ces constatations même le taxé d’office qui a droit à ne pas être considéré malgré l’absence de déclaration comme un personnage inexistant.
- Enfin la taxation d’office suppose évidemment que la Commission fasse elle-même tout le travail qui aurait dû incomber au déclarant, c’est-à-dire qu’elle établisse aussi bien le terme supérieur que le terme inférieur de la soustraction (bénéfice pendant les années de guerre et bénéfice normal antérieur). Pour ce dernier élément, l’article 9 impose à la Commission le bénéfice normal à une somme qui doit être au moins
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- iio LA LUMIÈRE
- égale à 3o,foisIe principal de la patente, au 6 % du capital engagé et enfin à 5 ooo francs.
- Modification de la taxation d'office. Contestation par l'intéressé. — La taxation d’office doit être notifiée à l’intéressé avec des éléments suffisamment clairs pour qu’il puisse se rendre compte du calcul qui a été fait par la Commission : la lettre recommandée qui contient la notification doit indiquer pour chacune des entreprises assujetties : le bénéfice fixé pour la période à laquelle se rapporte l'imposition, le bénéfice normal antérieur, et la différence entre ces deux éléments doit même être calculée dans la taxation.
- Le taxé d’office n’est pas déchu du droit de faire appel devant la Commission supérieure : mais il ne peut faire cet appel qu’en prenant lui-même la charge de. la preuve, ou plus exactement en acceptant de contester par des éléments certains les chiffres établis par l’administration.
- Déclaration insuffisante. Sanction. — Une déclaration insuffisante, faite de mauvaise foi attirera à son auteur l’obligation de considérer comme majorée de moitié la fraction non déclarée du bénéfice supplémentaire : la charge de la preuve de cette insuffisance devant la Commission instituée à l’article incombe à l’Administration ; encore faut-il que la dissimulation soit égale à 10 % du bénéfice total.
- L’obligation de prouver la mauvaise foi a été inscrite par la loi à la suite d’un amendement déposé par M. Touron qui a été combattu par différents sénateurs, mais énergiquementsoutenu par M. Jean Dupuy et M. Vermorel; ce dernier surtout a fait remarquer qu’il y a des créances dont on a l’espoir de recouvrer la moitié; dans l’inventaire elles sont passées par profits et pertes pour moitié ; l’inventaire est diminué
- ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2® Série). ~ N® 31.
- v
- d’autant et l’autre moitié figure seule au crédit. Il en est d’autres qui doivent être totalement amorties et qu’on doit passer par profits et pertes c’est une affaire d’appréciation et de flair pour le ' commerçant. Il en est de même en matière d’inventaire, dit M. Vermorel... vous voyez combien ces questions d’évaluation de la valeur des créances et des amortissements nécessaires sont, délicates. C’est pourquoi nous croyons qu’il est nécessaire d’introduire dans le texte les mots « de bonne foi », conformément à l’amendement de M. Touron.
- Il en résulte que, bien que nous soyons en matière fiscale, la pénalité contenue dans l’article i/i ne peut être appliquée que si la mauvaise foi est prouvée et cela s'explique fort bien par la difficulté des calculs.
- Absence de déclaration. Sanction. — L’article i4 prévoit le cas où la déclaration n’a point été faite dans les délais prescrits à l’article 4, c’est-à-dire dans les deux mois qui suivent le soixantième jour après la promulgation de la loi.
- Il semble bien que cette majoration s’applique même à celui qui a fait sa déclaration après la mise en demeure prévue par l’article 9 et à la condition qu’il soit trouvé à ce moment en possession d’un bénéfice exceptionnel ou supplémentaire : car il est évident, que la majoration du tarif ne peut être appliqué qu’à ceux qui sont soumis à ces tarifs.
- .En d’autres termes, ce que la loi a voulu punir, c’est le retard imputable à celui qui est susceptible d’être taxé et n’a mis aucune bonne volonté à faire sa déclaration dans les délais légaux.
- (A suivre )
- Paul Boucault,
- Avocat à la Cour d’Appel de Lyon.
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- 29 Juillet 1916 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE Ut
- .'. ' . ; '
- PUBLICATIONS TECHNIQUES
- HYDRAULIQUE ET STATIONS CENTRALES
- Les* Congrès de la houille blanche à Washington.
- %
- Il s’est tenu récemment à Washington, sous les auspices de I’ « American Institute of Elec-trlcal Engineers » et de la Société américaine d’Électrochimie, deux assemblées en vue d’examiner le problème de la houille blanche sous ses différents aspects.
- La première a envisagé la question aux points de vue de l’électrochimie, de l’alimentation, du transport, de la dépense nationale et au point de vue financier.
- Le Congrès de la Société d’électrochimie a étudié le problème de l’électrochimie en général et des forces hydrauliques dès chutes du Niagara.
- Dans sa communication sur les « industries électrochimiques et leur influence sur le développement.de la houille blanche », M. Lawrance Addicks rappelle que ces industries constituent, au point de vue delà charge, le débouché idéal pour une usine hydro-électrique.
- Toutefois le coût de l’énergie devra être encore sensiblement réduit aux chutes du Niagara pour qu’elles deviennent réellemcntintéressantes pour l’électrochimie; il faut de plus tenir compte de l’éloignement et des frais de transport des matières premières pour certaines de ces industries.
- M. Cushman a montré ensuite l’influence de la houille blanche sur l’alimentation par suite de l’emploi des produits nitrés comme essais artificiels.
- Un des problèmes les plu s intéressants est celui qu’a étudié M. Lewis B. Stiblwell dans sa communication sur « l’énergie hydraulique de son transport à distance ».
- Il a donné quelques chiffres intéressants sur les conditions dans lesquelles une usine à vapeur est plus économique qu’une usine hydraulique avec transport d’énergie, pour des prix du char-
- bon de 5 à a5 franes et des charges financières de 9, ia et i5 % . Il a notamment montré que le débit utilisable, pour une usine hydraulique avec secours vapeur, diminue avec le coût de l’énetgie thermique. Les progrès, réalisés dans ces dernières années par la production thermique de l’énergie, ont réduit d’autant les avantages des installations hydro-électriques.
- Dans la discussion qui a suivi, M. Hott a montré qu’il y a i5 ans l’énergié produite au Niagara était meilleur marché que l’énergie produite à la vapeur, tandis qu’actuellement on fabrique plus économiquement dans les grandes usines thermiques dont le coefficient est de 6o % environ ; depuis i5 ans, les dépenses d’installations des usines à vapeur ont été réduites de moitié de même que la consommation de charbon par kilowatt-heure. J
- La Société des forces motrices du Niagara aurait certainement avantage à employer, pour ses pointes, une usine thermique.
- Le Dr Baekeland estime que la cherté de l’argent en Amérique constitue un obstacle au développement de la houille blanche : il ne croit pas qu’avec ce taux de 9 % on arrive à fabriquer économiquement en Amérique des engrais azotés.
- M. Whitney a fait, par contre, observer que la création d’une industrie des produits azotés est vitale pour l’Amérique, étant donnée la difficulté de se procurer, en temps de guerre, les nitrates de Scandinavie ou du Chili.
- Au point de vue financier, l’aménagement des chutes d’eau rencontrera des difficultés croissantes, car le coût des machines et des travaux ne fera qu’augmenter à l’avenir tandis que le rendement des turbines et des alternateurs a presque atteint son maximum; l’énergie thermique diminue au contraire à cause des progrès apportés à la transformation de l’énergie thermique en électricité. _ ------
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- Uâ la lumière
- La centralisation de la production et de la
- distribution de l’énergie en Angleterre.
- Cette question, d’un intérêt primordial pour l’Angleterre comme pour les autres pays, a fait l’objetd’unediscussion très intéressanteà l’« Institution of Electrical Çngineers ». Il nous a semblé intéressant d’en reproduire les parties essentielles. La discussion a porté sur une étude présentée par M. IL T. Williams sur l’alimentation dé la Grande-Bretagne en énergie électrique.
- Cette étude envisage la question sous les trois points de vue suivants :
- a) État| actuel de l’industrie des distributions d’énergie électrique;
- b) Modifications apportées à cet état de choses par suite de la guerre et nécessité d’envisager une distribution intensive d’énergie à bon marché sur tout le territoire;
- c) Moyens proposés pour atteindre ce but.
- L’étendue de la question a obligé l’auteur à
- résumer simplement les deux premières parties qui sont connues et à s’en tenir presque exclusivement à la troisième.
- Les avantages qu’on retirerait de ce système sont les suivants : f
- i° Réduction du coût du cheval installé.
- a) Emplacement économique.
- b) Bâtiments moins coûteux.
- c) Groupes générateurs très puissants.
- d) Groupes de réserve moins nombreux.
- 2° Réduction des dépenses d'exploitation.
- a) Meilleur coefficient d’utilisation de la
- charge. r
- b) Meilleur coefficient d’utilisation des usines.
- c) Dépenses combustibles moindres.
- d) Dépenses d’exploitation moindres.
- e) Dépenses d’entretien moindres.
- Les inconvénients de la centralisation de la production et de la distribution de l’énergie seraient par contre l’augmentation considérable du coût des réseaux et des stations de transformation du courant et les pertes d’énergie dues au transport et à la transformation du courant.
- Il ne serait pas possible d’envisager pour un avenir rapproché la réalisation de ce programme, même en Angleterre où la densité de la population et la faible étendue du pays présenteraient à cet'égard de grands avantages ; on ne pourrait donc que procéder par étapes, en adaptant les installations nouvelles au but à atteindre.
- ÉLECTRIQUE T. XXXIV(2e Série). — N»31-
- Le problème peut être envisagé sous trois points de vue'
- a) Technique;
- b) Financier;
- c) Organisation.
- L’auteur de cette étude estime qu’au point de vue technique le problème ne présenterait pas de difficultés insurmontables et que la question financière pourrait être résolue assez facilement.
- L’organisation de l’entreprise serait certainement la question de beaucoup la plus complèxe et la plus importante, car le succès en dépendrait dans une large mesure. Userait impossible d’établir les édifices sur des bases nouvelles et de vouloir ignorer ce qui existe, que ce soient lçs intérêts privés, les capitaux investis dans les entreprises de distribution, etc...
- En Angleterre, le contrôle des distributions d’énergie dépend de différentes autorités, Parlement, Board of Trade, administrations locales et le Home Office. Il serait nécessaire dé, commencer par centraliser les services dans une administration unique, absolument indépendante des autres ministères, de façon à la débarrasser de toute occupation étrangère aux questions de l’énergie électrique, tout en lui assurant une autorité suffisante pour lui permettre de faire, sous la garantie de l’État, des emprunts à un" taux réduit.
- Le directeur de ce service serait choisi parmi les hommes d’affaires ayant une grande compétence en matière d’électricité et assez connu pour inspirer une confiance absolue au public et aux industriels. Il serait payé par l’État de façon à pouvoir réserver presque tout son temps à ses fonctions officielles ; un secrétaire général permanent assurerait la direction effective de son administration qui comprendrait en plus :
- 6 Ingénieurs pour la direction technique ;
- i Juriste pour les questions de droit; -
- i Financier poufr les questions financières ;
- i Chef de service pour la comptabilité;
- i Membre dju Parlement pour représenter l’administration à la Chambre.
- Le service de l’Énergie serait chargé de toutes les questions concernant la production, le transport et la distribution de l’énergie; il ne dépendrait que du Parlement.
- La plupart des entreprises' de distribution d’énergie auraient à acheter le courant à de
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- ad Juillet 191$. La LUMlÈRÜ ELËC’TRÎQUIÎ H 3
- grandes centrales modernes qui le leur livreraient à un prix très réduit; cela leur éviterait toute extension coûteuse de leurs usines.
- Pour la fabrication de l’énergie, on emploierait tout d’abord les grandes usines existantes, qii’on développerait et relierait entre elles; elles distribueraient sur le réseau leurs excédents d’énergie. Peu à peu on installerait quelques très puissantes centrales pour alimenter le réseau en énergie. La'centralisation et la production permettraient de réduire considérablement le prix de revient du courant grâce à la production en grand et à une meilleure utilisation des machines.
- Le résèâu d’értèrgie comprendrait deux parties distinctes : les artères principales, appartenant au service de l’énergie et les réseaux appartenant soit à celui-cisoit à des Compagnies privées. Il pourrait arriver par exemple qu’une entreprise de distribütibirse-procure son énergie, partie dans ses propres usines,partie auprès du réseau central.
- Le réseau d’énergie serait établi de façon à assurer le maximum de sécurité à la distribution en cas de panne à l’une des usines. Cette question de la sécurité d’exploitation serait absolument essentielle et aurait même le pas sur la question du prix de revient.
- Un autre avantage du réseau d’énergie serait d’assurer aux centrales les plus reculées de l’énergie à très bon marché.
- La distribution de l’électricité se ferait par les soins des entreprises actuelles de distribution d’énergie qui auraient.en général intérêt, au lieu d’agéandir leurs centrales, à acheter leur courant au gros du réseau central d’énergie. Il semble que les canaux seraient tout indiqués pour servir de tracé aux grandes artères d’énergie ; la distribution de courant à bon marché le long des voies navigables aurait comme conséquence une reprise de la navigation fluviale surtout si la traction sur canaux pouvait être réalisée électriquement.
- Quant à l’agriculture, elle retirerait de. plus grands avantages d’une énergie électrique abondante et bon marché. Il est indéniable que, de ce côté, l’électricité a un avenir considérable.
- Il semble que le moment soit venu d’envisager la. réalisation de ce vaste problème. Les charges de la guerre obligeront en effet à organiser la vie économique du pays de façon à obtenir le rendement maximum de toutes les énergies, en augmentant la production ; l’électricité est tout
- indiquée pour être un des principaux facteurs à cette rénovation économique, le moment est arrivé d’aborder le problème dans son ensemble; rappelons à ce propos les paroles de M. Bonar Law : « J’espère qu’on comprendra les changements qui résulteront de cette guerre, mais des choses, qui paraissaiènt impossibles autrefois, sont devenues réalisables et on constate qu’un grand pas en avant ne présente guère plus de difficultés qu’un petit. »
- Pour arriver à un résultat effectif dans la centralisation de la distribution d’énergie, il faut avant tout écarter toutes les questions de détail et aller droit au but: on pourrait commencer par des discussions dans les Sociétés techniques et dans la présse, former un Comité d’étude quî étudierait la question avec une Commission parlementaire ; une fois le projet étudié et adopté par le Parlement, le service de l’énèrgie serait créé.
- Ori pourrait objecter que le programme conduirait à une nationalisation de la production d’énergie ou à une municipalisation de distribution ; .M. Williams estime que'son but serait au contraire de centraliser les différents services qui s’occupent de l’électricité pour en tirer le meilleur rendement et assurer au pays de l’énergie à bon marché.
- Tous les droits des entreprises existantes seraient entièrement sauvegardés; dans le cas où l’acquisition de certaines d’entre elles serait considérée comme indispensable au fonctionnement des services, les propriétaires recevraient à titre de compensation une très large indemnité-
- Cet exposé a été suivi d’une discussion intéressante à laquelle prirent part plusieurs membres de l’« Institution, of Electrical Engi-neers ». Presque tous ont exposé en principe le point de vue de M. Williams sur la nécessité de centraliser la production de l’énergie dans de puissantes usines de üoo ooo chevaux et plus ; les avis étaient par contre très partagés sur l’opportunité de confier l’exploitation de ces usines et des artères d’énergie à un service officiel ou même semi-officiel. Certains estiment que l’initiative privée assurera cette centralisation de la production d’énergie d’une façon beaucoup plus efficace et plus rapide.
- Ce qu’il faut retenir de cette conférence c’est la mise à l’ordre du jour d’une question de la plus haute importance pour l’avenir économique de la Grande-Bretagne.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2* Série). — N° 31.
- TÉLÉPHONE ET TÉLÉGRAPHIE
- La première des choses quand on veut faire des mesures téléphoniques est de posséder une base unitaire applicable au calcul de la transmission, de la réception et de l’affaiblissement de la voix. Les normes de l’Administration Anglaise pour la transmission et la réception de la parole se résument dans ce qu’on appelle le « Standard transmission circuit » (circuit étalon), lequel consiste en la partie essentielle d’un circuit de cordon B, n° i, Batterie centrale, comportant un répéteur toroïdal, un transformateur « Solid Back » et un récepteur de 6o ohms, chacun ayant été choisi comme le représentant fidèle de sa classe quant à l’efficacité. Ce circuit étalon e<.st suffisamment connu-pour que nous n’en donnions pas une description plus détaillée.
- On a construit récemment des étalons de transmission électromagnétiques qui, ayant l’avantage d’être moins variables que les transmetteurs à charbon, permettent d’obtenir une vérification plus rapide. La règle d’affaiblissement de ces récepteurs correspond à i mille de câble normal ayant les valeurs suivantes :
- Constantes par mille
- Facteurs. en boucle.
- Résistance.................... 88 ohms
- Capacité,.......... — . ...... o,o54 mfd
- Self-induction......... i ,o millihenry
- Perte......:.................. 5 ,o microhms
- Constante d’affaiblissement
- simple....................... 107 à 800 ~
- Impédance caractéristique..... 571 4a°5o .
- Les longueurs suivantes de différents types de lignes équivalent à r mille de câble étalpn :
- 54,7 milles de fil de cuivre aérien de aoo livres a6,o » » » 400 »
- 45,75 7> » » 800 »
- a5,8 milles de ligne interurbaine
- Londres-Birmingham de......s.... 3oo livres
- Afin de pouvoir examiner convenablement au laboratoire les effets dus à la dispersion terminale et tous lès autres phénomènes, on procède actuel-
- lement à l’installation d’une ligne artificielle aérienne pouvant atteindre une longueur maximum de 800 milles. Cette ligne qui est constituée par des boîtes de 100 milles peut aussi bien représenter du fil de cuivre nu de aoo livres que du fil de. 400 livres.
- Ligne aérienne artificielle, va-
- leur par mille en boucle.... aoo-4oo livrés
- Résistance....................... 9-4,5 ohms
- Capacité......................... 0,01 mfd-
- Inductance................... 3,7 millihenrys
- Par l’isolement naturel du couvercle d!ébonite on peut faire varier la résistance d’isolement de deux de ces boîtes dans les limites de 1, o5 et o,i mégohm par mille en boucle. On a reproduit l’inductance de la ligne au moyen de bobines d’inductance |à noyaux de bois. Dès condensateurs à diélectrique de mica donnent la capacité et des bobines de fil très fin enroulées d’une manière spéciale réalisent la perte par dispersion.
- Un poste spécial d’essais, a été construit et installé dans le laboratoire de l’Administration. Le panneau central supérieur de ce poste porte une série d’interrupteurs à lames combinés de manière à créer immédiatement tout circuit étalon possible pour essayer les transmetteurs, récepteurs, bobines d’induction, etc., d’un réseau à batterie centrale ou à pile locale. Le panneau central inférieur contient les ampèremètres et voltmètres nécessaires pour déterminer la résistance du transmetteur et fournir toutes autres mesures utiles.
- Entre ces deux instruments sont fixées trois lampes indicatrices marquées « B », a = », et « W », signifiant « Meilleur », « Egal », « Plus mauvais » ; au-dessous de ces lampes est un avertisseur. Le panneau gauche porte des bornes pour relier les appareils à essayer et le panneau droit contient les planchettes de relais utilisés pour passer d’une disposition à un autre. Moitié de ces relais sont à contact simple et moitié à rupture simple. Quant .aux bobines utilisées, elles ont une résistance ide»5pa.ohms et .sont
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- toutes montées en parallèle ppur être action, nées sous 3o volts.
- Sur la droite du poste une se trouve boîte de câble artificiel étalon qui est utilisé comme longueur fixe en circuit avec l’appareil à l’essai. A droite est une manette servant à tourner un con-tacteur commandant les relais, utilisés pour passer de l’appareil étalon à l’appareil en essais, et un bras oscillanl réglable porte les attaches de deux transmetteurs à charbons.
- Dans le cabinet silencieux qui est utilisé avec le poste d’essais, il existe une réglette de clefs munies d’un dispositif mécanique qui fait qu’une fois abaissée la clef utilisée ne se relève que lorsqu’on en abaisse une autre. Chacune de ces clefs1 commande une des trois lampes marquées « B », « = », et « W » du poste d’essais. Enfin, deux lampes annonciatrices distinguées par les chiffrés (i) et (2) complètent l’équipement du cabinet et indiquent à l’observateur s’il est relié sur l’appareil étalon ou sur l’appareil en essais. « . .
- Ceci exposé, voyons maintenant comment on procède pour faire les essais.
- Supposons qu’on veuille essayer des transmetteurs; un opérateur s’installera sur le poste d’essais et comptera 1, 2, 3, 4, 5, alternativement sur le transmetteur en essai et sur l’appareil étalon, en ayant soin de changer le circuit après chaque chiffre épelé. L’opérateur dispose d’une longueur fixe de câble accusant une densité moyenne d’environ 35 MCQ en circuit avec les deux transmetteurs, plqs une longueur variable en circuit avec le meilleur des transmetteurs. Manœuvrant alors le commutateur de changement de disposition, il va allumer une des lampes annonciatrices du cabinet; l’observateur appuiera alors sur l’une des trois clefs (B, =, W) pour lui faire connaître par l’une des lampes indicatrices quelle est la disposition adoptée. Mais la clef actionnera momentanément aussi l’avertisseür du poste. L’opérateur prévenu fera alors varier le câble de compensation jusqu’à en obtenir des longueurs; qui cprrespondent exactement aux indicatifs de « Meilleur » ou de « Plus Mauvais. » C’est l’indicatif intermédiaire qui marquera la valeur exacte. Le poste est encore muni d’une clef d’inversion pour relier à volonté l’appareil en essai sur le circuit (1) ou sur le circuit (2). Mentionnons encore qu’on dispose de deux 'batteries distinctes de 22 volts pour alimenter
- les circuits étalons à l’une ou l’autre extrémité, afin d’éliminer les erreurs dues aux mélanges de conversations'. Les lampes indicatrices permettent aux observateurs de fixer leur attention exclusivement sur le volume d’équilibre et d’éviter la nécessité, pour l’opérateur, d’indiquer après chaque chiffre la disposition sur laquelle il se trouvait. La dernière lahipe indicatrice, soit qu’elle marque supériorité, égalité ou infériorité, reste allumée jusqu’à l’envoi d’un nouveau signal et permet ainsi d’éviter toute erreur.
- Expériences antérieures. — 11 y a quelques années, des tentatives ont été faites pour découvrir un dispositif permettant de supprimer la voix et l’oreille dàiis les mesures volumétriques téléphoniques. On chercha d’abord quels mots pouvaient servir dans les opérations d’équilibre des lignes, circuits et appareils et on se borna à la prononciation des chiffres 1^2, 3,4,5, qu’on fit épeler par différents observateurs en vue d’obtenir une série d’oscillogrammes ; puis, de la combinaison de toutes ces données, on dégagea une courbe moyenne. L’analyse de cette courbe accusa une vibration fondamentale de volume comparativement faible et 145 périodes plus un large 6e harmonique ayant 20 fois le volume de la fondamentale parmi de nombreux autres harmoniques, la plupart d’un volume plus grand que la fondamentale.
- On avait espéré qu’une onde représentant la fondamentale et le 6“ harmonique donnerait des résultats approchant sensiblement de la voix. Cette supposition, toutefois ne s’est réalisée que lorsqu’on a utilisé cette onde dans la comparaison de types de lignes et de circuits là où les résultats négatifs ne sont pas trop affectés par des changements de fréquence. Les résultats obtenus avec des récepteurs et des transmetteurs n’ont pas été satisfaisants. Mais la question fui reprise il y a deux ou trois ans, et, bien que les expériences n’eurent lieu que dans les intervalles de travaux plus pressants, les progrès réalisés permirent d’envisager la solution prochaine du problème.
- Description des appareils actuellement en essai polir remplacer la voix. — En reprenant la question on estima qu’il valait mieux faire les essais avec une onde renfermant la plus grande partie des fréquences d’ordre téléphonique que d’essayer d’utiliser une onde ne contenant que peu de fréquences. Les nombreuses études faites
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- en ce sens conduisirent à envisager le dispositif suivant;
- On fait varier la vitesse d’un interrupteur vibrateur suivant un rythme de manière à passer par un cycle de fréquences complet de. 700 périodes à 1 400 périodes et vice versa, dans l’espace de 0,7 seconde. On obtient cet effet en actionnant l’interrupteur à l’aide d’un moteur portant, fixé sur son axe, un régulateur centrifuge ayant pour objet d’ajouter un voltage supplémentaire
- Fig. 1. — Régulateur interrupteur rythmique.
- sur l’armature ou de l’en tirer. La figure 1 montre ce dispositif. Un disque calé sur l’axe du moteur porte deux ressorts de contact munis de contrepoids et reliés à de's anneaux collecteurs. L’un de ces ressorts estlégèrement chargé, cependant que l’autre l’est plus lourdement, et chacun repose normalement sur un contact relié à la terre par l’axe du moteur. Par les anneaux frotteurs, les ressorts sont en Communication avec un relais et ensuite avec lit terre et l’armature du moteur est mise en communication avec une source d’énergie de 100 ou 200 volts selon la position du relais.
- A vitesse lente, les deux ressorts sont reliés à la terre, le relais est actionné et l’armature reçoit 200 volts. La vitesse augmentant, le ressort lourdement chargé va se détacher le premier de son contact, puis, quand l’interrupteur atteindra sa fréquence maximum, le ressort légèrement chargé se détachera à son tour et fera se dégager le relais; alors, l’armature ne recevra plus que 100 volts et la vitesse du moteur faiblira. La vitesse tombant, le ressort légèrement chargé reprendra terre ; mais le relais ne sera affecté que lorsque le ressort lourdement chargé reprendra terrera son tour et marquera le point de départ du moment où la période va se répéter. Le champ du moteur est traversé constamment par une différence de potentiel de aoo volts.
- L’interrupteur peut fournir une série de .sept fréquences simultanées, quelle que soit la vitesse. Pratiquement, on n’utilise seulement que l’onde carrée d’un groupe de porte-lames. Cet appareil, dénommé interrupteur rythmique, a pour ';pbjet de fournir une ondê;de fréquences rythmiquement variables à un récepteur non résonant consistant en un récepteur électromagnétique modifié muni d’un diaphragme; spécial portant un ressort d’amortisation. Le récepteur est réglé de manière à ne permettre la production i d’aucun point de résonance entré 700 et 1 400 périodes (dans les limites de portée de l’interrupteur). Toutefois, on a jugé possible d’utilisër un récepteur accusant un point de résonance dans ces limites en ayant soin d’appliquer un amortisseur d’ondes au circuit, comme il est dit plus loi,ni Afin de contrôler le débit des sons des récepteurs sous différentes fréquences, on a essayé d’appliquer divers systèmes de miroirs s;utf le diaphragme, tels que l’optiphone d’Irwin, le
- Lame de bronze —r phosphoreux -
- Fig. 2. — Miroir Kennelly pour étude de mouvements du diuphragme.
- miroir de Duddell, etc.. La figure 2 montre le dispositif le meilleur et le plus simple de ce genre dû au professeur Kennelly de l’Universifé d’Harvard et appelé-par lui « miroir explorateur de diaphragme ». 11 consiste en une lame tendue de bronze phosphoreux portant un léger miroir triangulaire dont le sommet repose sur le diaphragme. A l’aide de ce dispositif, on a réussi à accorder des récepteurs de manière à n’avoir aucun point de résonance sur une grande étendue de fréquences.
- La figure 3 montre en premier lieu l’oScillo-gramme de résonance de récepteur ordinaire non accordé de 60 «e. Il accuse une amplitude de résonance d’environ 800 périodes. La courbe inférieure donne la résonance d’un récepteur électromagnétique spécialement accordé. Çes deux courbes couvrent une étendue de fréquence^
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- de 6oo i 8oo périodes. C’est ce dernier récepteur qui, relié à un interrupteur rythmique tel que
- Fig. 3. — Courbe de résonance.
- nous venons de le décrire, va remplacer la voix humaine.
- Passons maintenant à l’étude de l’appa’reil qui doit se substituer à l’oreille. Il nous le faut assez
- représentant la longueur des circuits ordinaires et qu’il soit en même temps assez balistique pour donner une déviation constante sous l’action d’un courant rythmique à pulsations comparativement lentes.
- Le dispositif adopté consiste en un galvanomètre sensible Sullivan-d’Arsonval relié par son shunt à un rectificateur en acier-carborundum (voir fîg. 4). Ce rectilicateur est placé au centre d’un des enroulements d’un transformateur équilibré. L'autre bobine estreliée par un ou plusieurs relais audion au haut enroulement d’une bobine transformatrice élevant la tension de i à 5, dont le bas enroulement communique avec l’extrémité (réceptrice) du câble étalon. Cet appareil donne une déviation constante quand le récepteur à variations rythmiques résonne dans un transmetteur en essai ; il est donc d’une extrême'sen-sibilité.
- Si le récepteur avait un point de résonance, on utiliserait l’amortisseur d’ondes mentionné
- Moteur Régulateur
- longueur de ebàl* fixe
- ftelei de changement
- Amortisseur dbndeé .
- Cylindre de changement de disposition
- Court • circuit d terre t
- Connexions quend Us reUis 3ud/onS coupent
- Ttectifiçéhcur en scier cerborundum
- Trenformeteûr de remportefféf
- ! Transformateur
- Qdlvânometrc Sulliven D'ArsonvsL
- ‘.Shunt
- Tnsns formel* d'équilibre
- Circuit du téléphonomètre disposé pour l’essai des transmetteurs à batterie centrale.
- récepteur
- sensible pour fournir une donnée parfaite à l’extrémité d’une forte longueur de câble étalon
- plus haut, qui consiste en une capacité variable avec inductance fixe de faible résistance installée
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- en pont sur le circuit. Réglé pour résonner à la fréquence particulière qu’exige la réduction, cet appareil met partiellement le récepteur en court-; circuit à cette fréquence. La figure 5 représente une courbe d’étalonnage fournie par un galvanomètre non shunté et en utilisant un relais audion. On remarquera que ao micro-ampères donnent un„e déviation d’environ 14 pouces. Si l’on avait de nombreux essais téléphoniques à faire, on appliquerait la méthode d’égale déviation, ce qui rendrait les mesures sur étalon parfaitement inutiles. Supposons par exemple qu’on fasse l’essai de transmetteurs : si la déviation obtenue avec un transmetteur étalon sous une densité moyenne de courant égale à 35 est de 5o centimètres, on fera varier la longueur du câble installé sur le transmetteur en essai jusqu’à ce qu’on obtienne à nouveau la déviation de 5o centi-
- Dévotion an pouces
- Fig. 5. — Courbe d’étalonnage d'un récepteur fournie par un galvanomètre Sullivan shunté avec application (l’un relais audion.
- mètres ; la section de câble égale à l’étalon deviendra alors la valeur de câble étalon qui servira à mesurer le transmetteur en essai.
- Le récepteur d’écoute est monté sur un arbre oscillant, ce qui permet de le mettre en face de l’un ou de l’autre 'transmetteur ; et ceux-ci étant eux-mêmes installés sur des bras réglables, il est facile d’égaliser les distances qui séparent le récepteur des transmetteurs. En passant d’un transmetteur à l’autre l’arbre oscillant ouvre et ferme des contacts au moyen desquels s’effectuent les modifications successives du circuit. La figure 5 représente une caisse renfermant unè installation de a relais audion, d’un transformateur et d’un rectificateur. C’est cet appareil qu’on a dénommé téléphonomètre.
- Le tableâu I est un état comparatif des fésul-tats obtenus pàr les mesures du câble étalon, par le téléphonomètre et par les calculs. En vue 'd’éliminer les pertés par dispersion terminale, la ligne aérienne artificielle a été essayée entre deux longueurs de io milles de câble étalon. De plus, on a tenu compte d^s pertes résultant de la transition de la ligne aérienne à la ligne de câble. L’emploi du téléphonomètre dans les essais de transmetteurs constituant le problème de beaucoup le plus intéréss^nt, nous allons négliger les essais de lignes pour ne éonsidérCr qùe les essais de transmetteurs.
- Le tableau II donne les! résultats obtenus én essayant des transmetteurs du type à batterie centrale et à batterie locale, d’abord au moyen de la voix et ensuite au moyen du téléphonomètre.
- On remarquera dans ce tableau que l’accord existant entre les résultats des expériences faites avec la voix et ceux des mesures téléphonométriques est frappant surtout si l’on veut bien tenir compte qu’il doit exister une différence de densité moyenne au moins égale à i MCQ dans la répétition des essais de voix des transmetteurs de batterie centrale et une différence encore plus frappante en ce qui concerne les autres transmetteurs. Les valeurs obten ues par les expériences avec la voix résultent de six balances faites par trois observateurs, ce qui fait que deux séries de balances ont occupé 3 hommes pendant, une heure, soit : 3 heures-homme. Si nous plaçons en regard les expériences faites au téléphonomètre qui n’ont occupé qu’un observateur pendant 5 minutes, et encore la plupart du temps employées aux connexions du transmetteur à l’essai, et une qualité de sensibilité telle qu’elle rend cet instrument particulièrement propre à mesurer des densités infimes de courant, inférieures à 1/4 MCQ, on comprendra toute la valeur que peut offrir le téléphonomètre dans la volumétrie des organes de transmission.
- La figure 6 est intéressante, car elle montre les points de résonance d’un transmetteur ordinaire de batterie centrale entre 700 périodes et i 900 périodes. On remarquera que le pointprin-cipal de résonance a lieu à environ 960 périodes et que ce point se produit à peu près à la même place dans presque tous les spécimens de transmetteurs n# 1 de batterie centrale essayés. Toutefois, pour quelques-uns de ces transmetteurs,
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- Tableau I.
- LONGUEUR RÉDUITS EN DENSITÉ MOYENNE
- LIGNE EN ESSAI » Par la parole.. Moyenne d’un certain nqipbre de balances. Par le téléphonp-mètre. Expérience unique. Par les calculs sur les constantes du courant alternatif.
- Câble artificiel de aa livres (n° 5), conducteurs mica correspondant à une. longueur virtuelle de ao milles. ' ai-4 2J-2 2 1-2
- Ligne aérienne artificielle de 4»o livres, corr respondant à une longueur de aoo milles, résistance d'isolement i £2 par mille....... 6-7 6-4 6-3
- Câble expérience de ao livres, 8 couples de conducteurs, correspondant à, 37 milles^de câble réel 35-5 35-8 35-a
- Câble artificiel de 4 ohms, correspondant à une longueur virtuelle de 3a milles a6-i a6-a5 a6-2
- Câble,artificiel de 70 livres, correspondant à une longueur virtuelle de 3a milles 22-0 ai-9 21-95
- Tableau II.
- TRANSMETTEURS ESSAYÉS EFFICIENCE RELATIF Par la yoix. G M Q (S) 'E DE TRANSMISSION Par le téléphonomètre G M Q (T) . DIFFÉRENCE ENTRE S ET T DENSITÉ (G M Q)
- Transmetteur solidback n° i, unités (Batterie Gle) a + 1,3 + 1 .9 0 ,6
- b — 2,1 — 2 ,0 — 0,1
- c — 0,8 — ° >7 — 0,1
- d — 3,5 — 3,0 — 0,5
- e — 1,6 — 1,0 — 0,6
- f: — 4,o — 4,o O
- g — 2,0 — 2 ,5 + o,5
- A — 1,5 . 1,5 O
- Transmetteur ordinaire, unités de batterie centrale. h 9i° — 10,7 1 >7
- l. — 9>° — 9ia — 0,3
- m — 9,3 —. 7,7 + 1,6
- n — 9,6 —: 9,2 0,4
- 0 — 9,8 — 8,2 + 1,6
- P — 7»9 — 6>7 -h »,2
- 9 — 9 >8 — 8 ,9 • + 0 ,9
- r — 10,3 — 12,9 — 2,6
- s — i3,5 — 14,2 — °;7
- t — 9>8 — 9,2 + 0,6
- U — 8j>9 — 6,8 + 2,»
- V 11 ,3 10,2 + 1
- + signifie meilleur et — plus mauvais que les unités V. 0.
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- ce fut le seul point de résonance constaté, alors que d’autres, ainsi que le montre le schéma, ont accusé un certain nombre d’autres points moins oscillants.
- Pour prendre cet oscillogramme, on s’est servi d’un oscillographe Blondel disposé pour photographier sur un cylindre de papier sensible animé d’une rotation lente. C’est un alternateur qui a fourni le courant au récepteur accordé impressionnant le'transmetteur. On n’a pas utilisé d’embouchure, le récepteur et le trans-
- ont été constatés toutes les i, a3 secondes et les lignes fines à toutes les 106 périodes de l’alternateur.
- Ces résultats montrent que l’appareil décrit est capable de mesurer l’efficacité volumétrique des lignes et des transmetteurs téléphoniques à un haut degré d’exactitude et avec une économie de temps extraordinaire, avantages qui le rendent considérablement supérieur! aux systèmes de mesurage sur étalon.
- Comme il est d’une réelle utilité lorsqu’il s’agit
- Fig. 6. — Résonance du transmetteur Solid Back (type à batterie centrale).
- metteur ayant été placés l’un contre l’autre. La fréquence de résonance de l’air ainsi renfermé était bien au-dessus de la plus haute fréquence appliquée. L’alternateur a été porté à sa fréquence maximum, puis, par un arrêt brusque du moteur d’entraînement, on a fait tomber rapidement la fréquence en même temps qu’on a mis le cylindre enregistreur en marche. Un second vibrateur oscillographe a servi pour enregistrer la fréquence et la vitesse du papier ; les vides
- d’essayer rapidement de nombreux appareils téléphoniques, on examine en ce moment la possibilité de le généraliser. Remarquons cependant en terminant que le mesurage ordinaire sur étalon n’est pas déplacé pour la détermination initiale de l’efficacité d’un nouveau type quelconque d’appareil et que la voix est également nécessaire quand il s’agit de déterminer l’articulation. A. B.
- (The Eleetrician).
- RENSEIGNEMENTS COMMERCIAUX
- ADJUDICATIONS
- L’Administration des Chemins de fer de l’Etat, à Paris, a l’intention d’acquérir un chariot transbordeur' électrique pour locomotives au dépôt des machines de Yaùgirard.
- Les industriels, désireux de concourir à cette fourniture, peuvent se renseigner immédiatement, à cet égard, dans les bureaux du service électrique (2e division), 43, rue de Rome, à Paris (8e), les mardi et vendredi, de i5 à P; heures, jusqu’au 18 août 1916.
- *
- • •
- L’Administration des Chemins de fer de l’Etat, à Paris, a l’intention d’acquérir un tour à roues, à commande électrique, destiné à l'atelier central de réparation du matériel électrique à la Garenne.
- Les industriels, désireux de concourir à cette fourniture, peuvent se renseigner immédiatement, à cet égard, dans les bureaux du service électrique (3e division), 72, rue de Rome, à Paris (8e), les mardi et vendredi de t5 h 17 heures, jusqu’au 8 août 1916.
- La reproduction des articles de la Lumière Electrique est interdite.
- Paris. — imprimsmi levé. il, .rue cassette.
- Le Gérant : J.-B. Noubt.
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- T^wtè«h«ltlkw année
- SAMEDI 5 AOUT 1916. Toma XXXIV (9* série). N* 38
- ^^^y**^^"****»»"*****»*"»»***»»»1»»^^..........-............................nrmTnmYJinr-‘n-n.r.-.-. .x'_.
- SOMMAIRE
- ItAX DD BOIS. — Houille blanche et houille noire. (Suite)........................... .... iai
- P. BDMARTIN. — De l'amélioration du facteur de puissance (cos <p) dans les installations éleçtriqneà industrielles.. ....... 124
- . Publications techniques
- Hydraulique et stations centrales Tarification de l’énergie électriqûesuivant une
- formule rationnelle. — B. Lasgoity. ...... i32
- Avantagés de l’emploi de la tourbe pour la production de la force motrice........!........ 135
- Usine hydro-électrique de la Société Electrochimique Italienne sur la Pescara......... i36
- Mesures et essais
- Méthode de résonance pour la mesure de la différence de phase des condensateurs. —
- H.-L. Dodge.......................... i38
- Répartition du courant entre une colonne gazeuse et un shunt métallique. — R.-F. Earhakt ............................... i3g
- Étude des détecteurs à cristaux. — A. Hunt et Whittemore. . ................... 140
- HOUILLE BLANCHE ET HOUILLE NOIRE (Suite)
- Nous avons exposé, dans un précédent numéro de la Lumière Electrique (*), la question de la meilleure utilisation d’une chute d’eau avec usine à vapeur pour les périodes de sécheresse. L’emploi de procédés graphiques permet d’exposer, d’une façon'assez frappante, le problème des* forcés hydrauliques et notamment la concurrence entre les usines thermiques et les usines hydrauliques pour la production de l’énergie.
- Portons en abscisses la puissance d’une usine en kilowatts, et en ordonnées les dépenses annuelles totales correspondant à une puissance déterminée et comprenant :
- a) Les charges correspondant aux capitaux investis qu’on peut estimer sommairement à 6 % d’intérêt, plus 6 % d’amortissement dans une usine thermique et 6 .% -f- 1 % dans une usine hydraulique.
- (1) Houille blanche et houille noire, La Lumière Electrique du Ier avril «916, p. 1.
- b) Les dépenses d’exploitation (salaires, entretien, etc.).
- c) La consommation de combustible dans une usine thermique.
- La courbe [a] a une forme convexe vers le haut, car le prix du kilowatt installé diminue avec l’importance de l’install,ation. Cette courbe coupe l’axe des ordonnées au point correspondant à la dépense minima d’installation de l’usine pour une puissance très faible. Dans une usine à vapeur, ce pourrait être par exemple 5o 000 fr., tandis que, dans une usine hydraulique, la question dépend de l’installation; si l’usine est alimentée par un barrage réservoir, le coût de ce barrage sera le même pour une usine de aooob HP que pour une usine de 100 HP.
- La courbe (b) est moins inclinée dans une usine hydraulique que dans une usine thermique.
- Pour les dépenses de combustibles (courbe c), on aurait à faire une hypothèse concernant la
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- iit LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2‘ Série). *-/N*'3a:\
- marche de l’usine. On supposera, par exemple, que lps machines marchent en moyenne à demi-charge, c’est-à-dire que leur durée d’utilisation est de 4 38b heures par an. Cette courbe a une
- l -
- 10.000
- Fig. i.
- alluré analogue à celle de la courbe (a), car la consommation de charbon par kilowatt-heure diminue quand l’usine est plus importante.
- Prenons l’exemple d’une usine où le charbon coûte 20 francs la tonne. Il sera facile d’établir approximativement les courbes a, b et c et la courbe des dépenses totales V. Le prix de revient du kilowatt-an (pour une charge de 5o %, par
- exemple) sera donné par le rapport
- BO
- tga.
- On remarque que, plus la puissance augmente, plus le prix de revient, c’est-à-dire plus l’angle a tend à diminuer ce qui est normal.
- Supposons qu’à une distance de 5o kilomètres, par exemple, de la ville où est installée l’usine à vapeur ci-dessus, se trouve une chute d’eau. Y a-t-il.intérêt à aménager cette chute et à transporter son énergie pour remplacer l’énergie produite à la vapeur?
- Traçons également, pour cette usine, les courbes a et b. Supposons que le débit de la rivière est suffisant pour produire ioooo kilowatts d’une façon continue., mais qu’au delà de cette
- puissance il sera néce'ssaire d’employer une usine à vapeur pour combler le'déficit en période " d’étiage. On aura donc à envisager ùUe courbe a' correspondant à la courbe, (a) de la figure i et une courbe b' correspondant à b. Quant à la consommation de charbon, elle est très faible pour commencer, mais tend* à augmenter de plus en plus. Supposons que le débit maximum pratiquement utilisable de la rivière soit de 20 000 kilowatts; au delà de cette puissance, l’usine à vapeur aura à produire la totalité de l’énergie. . La courbe c' commencera donc par se releveriét au delà de 20 000 kilowatts sera à peu près parallèle à la courbe c de la figure 1. Il s’ajoute encore la courbe (è) correspondant aux chargés dés capitaux investis dans la ligne de transport de force dans les postes et (d) correspondant aux pertes d’énergie dues au transport et à la transformation du courant. Ces courbes sont à peuprès droites.
- La courbe H représente la totalité des dépenses annuelles de l’usine hydro-électrique avec se-
- iûOOO
- Fig. 2.
- cours-vapeur. L’examen de. cette courbe est très intéressant. Le prix de revient de l’énergie étant toujours donné par la tangente du rayon vecteur pour une puissance déterminée, on remarque que le prix dé revient du kilowatt-an
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- è Août 1916. 1- LA LUMIERE
- vV4,,;‘7. . •!vV : ! . 1
- commence par diminuer quand la puissance aug-smente. Il atteint son minimum poürio 000 kilo-' watts et augmente ensuite brusquement à cause de la mise en marche de l’usine à vapeur pen-1 dant les périodes d’étiage. La puissaqce la plus intéressante de l’usine hydraulique est donc celle dé 1 o 000 kilowatts, mais au delà le prix de rëvient; de l’énergie hydro-thermique (hydraulique àvéc appoint vapeur) reste quand même inférieur à celui del’énergie thermique de la figure 1.
- Supposons, maintenant que l’installation de l’usine hydraulique nécessite la construction d^um grand barrage (dépense fixe indépendante de la puissance). La courbe H se trouvera relevée parallèlement à elle-même jusqu’en H' (dans l’hypothèse où le barrage ne forme pas ifn réservoir susceptible de remplacer l’usine à vapeur de secours).
- On remarque, dans ce cas, que le prix de revient minimum correspond à la tangente à la courbe au point F, c’est-à-dire que le meilleur prix de revient correspond à une utilisation de la force motrice hydraulique de 16 000 kilowatts, avec appoint vapeur en période d’étiage.
- Pour comparer le coût de l’énergie hydrau-. liqué et celui de l’énergie vapeur^ il suffit de
- ÉLECTRIQUE r 123
- reporter la courbe H' sur la figure 1. On remarqué que jusqu’au point F', soit environ 6 000 kilowatts, le kilowatt-an produit à la vapeur est plus économique ; entre F' et E', c’est le courant hydraulique qui est meilleur marché avec minimum pour 16000 kilowatts.
- Si l’utilisation des machines dépassait 5o %, les dépenses de l’usine hydraulique resteraient les mêmes tandis que les dépenses de combustibles (courbe c) augmenteraient, et la courbe V se relèverait au bénéfice de l’usine hydraulique. Si au contraire; l’utilisation s’abaissait suffisamment pour que la courbe Y se trouve au-dessous de la courbe H', l’aménagement de la chute n’aurait plus, théoriquement du moins, sa raison d’être.
- Nous disons « théoriquement », car, en réalité, il intervient d’autres facteurs qui varient avec chaque installation et dont nous n’avons pu tenir compte ici.
- Ce procédé graphique, si imparfait qu’il soit, est toutefois intéressant, car il donne une idée approximative ‘de l’exploitation d’une [usine et il peut être appliqué facilement à un | avant-projet.
- Max Du Bois.
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- iîi LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2* Série).— IP <32.
- DE L’AMÉLIORATION DU FACTEUR DE PUISSANCE (COS <p) DANS LES INSTALLATIONS ÉLECTRIQUES INDUSTRIELLES
- Le développement des installations électriques à courant alternatif équipées avec des moteurs asynchrones de plus en plus puissants (laminoirs, pompes, ventilateurs, etc.), a entraîné la diminution progressive du facteur de puissance (cos y) des stations centrales. L'économie en marche de celles-ci dépendant, de multiples manières, de ce facteur de puissance, le problème de sort amélioration prend une importance chaque jour accrue.
- C’est dans le but d'attirer l’attention des ingénieurs et directeurs de stations centrales sur cette question, que l’auteur a traité ce sujet le plus complètement possible. Dans celte première partie de son étude il commence par définir le problème, puis il passe en revue les systèmes améliorant le facteur de puissance au moyen d'un machine unique, moteur synchrone ou condensateur.
- Développement des installations à courant triphasé.
- Au cours de ces dix dernières années les applications de l’électricité à l’industrie se sont développées dans de très grandes proportions. Les nouvelles installations qui se sont créées ont adopté la commande électrique, non seulement pour la raison économie d’exploitation et simplicité de service, mais encore afin de se réserver ya possibilité de s’agrandir ultérieurement. D’autre part les anciennes installations, même celles dans lesquelles la machine à vapeur continuait à conserver une faveur, en partie justifiée par les derniers perfectionnements qui y furent apportés (trains de laminoirs, machines d’extraction, etc.), en sont venues également à l’électrification, partielle ou totale de leurs services. Les résultats acquis, sanctionnés par de longues années d’expérience, ont levé bien dés hésitations, d’autant plus que la transformation de la commande, permettant une extension de l’usine, la met à même de répondre aux exigences croissantes de la production contemporaine.
- La demande toujours plus grande en énergie électrique a conduit à créer des stations cen-.trales de plus en plus puissantes. On les a élevées là où la force motrice était la moins coûteuse, c’est-à-dire aux abords des chutes d’eau, dans les régions minières, ou encore à proximité des hauts fourneaux dont les gaz, à peu près inutilisés autrefois, constituent aujourd’hui un combustible extrêmement avantageux. Pour les régions moins favorisées on est amené à prévoir des centrales avec turbines à vapeur,
- à proximité des agglomérations à desservir
- Le courant généralement adopté pour la transmission de l’énergie électrique aux consomma teurs est le courant alternatif triphasé. On sait, en effet, que le courant polyphasé haute tension donne les pertes de puissance en ligne et des chutes de voltage les plus faibles (par comparaison principalement avec le courant continu), 'il est donc particulièrement indiqué lorsqu’il s’agit de lignes de distribution assez longues (5o à 5oo kilomètres) comme on les rencontre fréquemment aujourd’hui. La.possibilité d’utiliser ce courant à une tension assez élevée dans les moteurs asynchrones en a augmenté, en outre, la faveur.
- Facteur de puissance d’un réseau. — Causes qui le réduisent.
- Nous rappelons que ' la puissance P d’une installation à courant triphasé est donnée par le produit
- P = y/3. U. I. cos <p
- dans laquelle U ést la tension entre fils, I l’intensité, et cos ®, nommé communément facteur de puissance, représente le cosinus de l’angle que font entre eux l’intensité et la tension dans le diagramme vectoriel (fig. 1).
- On voit de suite que la puissance P dépend essentiellement de ce cos <p, si U et I sont supposés constants.
- La notion de cos <p est rendue plus explicite par la décomposition du courant total 1 en vecteurs, l’un Iw ou courant watté, en phase avec la tension, et qui est égal à I cosjf, l’autre Irfw ou
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- 5 Août 1916. > • v LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE I2“>
- courant déwatté,. en quadrature avec la tension, et qui a pour valeur I sin cp.
- Le courant watté est seul énergétique, c’est-à-dire, qu’il sert uniquement à la production du travail. Le courant déwatté ne sert qu’à la magnétisation ou à l’excitation des circuits et ne fournit pas de puissance.
- NSi l’on considère maintenant les moteurs électriques d’üpe installation on vÔit que tous ont besoin d’excitation mais, tandis que pour les moteurs synchrones (comme pour les moteurs à courant continu) l’excitation est fournie par une source indépendante à courant continu, les moteurs asynchronès,? eux, doivent emprunter au réseau le courant 'magnétisant ou déwatté nécessaire.à leur excitation. Ils prennent donc à
- Fig. i.
- ce réseau deux.sortes de courapt, un courant watté, Iw, producteur de travail et un courant déwatté, I<jw, uniquement magnétisant; le courant total absorbé étant I.
- Or, dans les installations actuelles à courant triphasé, les moteurs asynchrones sont de beaucoup les plus fréquemment employés, il s’ensuit que la composante déwattée, Itfw, du courant total, I, à la centrale, par exemple, se composera principalement de la somme des courants déwattés nécessaires à chacun des moteurs asynchrones connectés au réseau. Le branchement de tels moteurs entraîne donc une diminution du cos cp. Cette diminution est d’autant plus importante que ces moteurs sont gros et à marche lente, mais les moteurs à grande vitesse peuvent exercer également üne influence défavorable s’ils tournent à faible charge ou à vide. Le courant d’excitation ou
- déwatté d’un moteur asynchrone a en effet une valeur à peu près indépendante de la charge de sorte qu’une diminution de celle-ci, c’est-à-dire du courant.watté, entraîne une augmentation dé l’angle cp. À vide, la composante wattée atteint son minimum, le cos cp descend à o,io~o.i5 et le moteur prend au réseau un courant I qui est environ 40 % du courant de pleine charge.
- Les transformateurs faiblement chargés ont de même un mauvais cos <p.
- L’emploi de plus en plus répandu des moteurs asynchrones pour l’attaque directe des trains de laminoirs, des compresseurs et des pompes à piston, des ventilateurs, qui exigent fréquemment de grosses puissances et des vitesses très basses, constitue une des causes principales de la diminution du facteur de puissance des centrales. Des essais suivis de façon précise ont montré que les installations industrielles équipées avec des moteurs triphasés ont en général un facteur de puissance compris entre 0,6 et 6,85, cette dernière valeur étant rarement atteinte.
- Inconvénients du mauvais facteur de puissance d’un réseau.
- Un mauvais facteur de puissance peut influencer très défavorablement l’économie d’exploitation d’une station centrale Considérons, en effet, les. alternateurs générateurs du courant; leur excitation a deux fonctions :
- a) Produire le champ magnétique qui doit donner naissance à la force électromotrice dans l’alternateur lui-même;
- b) Fournir une force magnétomotrice additionnelle au moyen d’un courant déwatté, absorbé ainsi qu’il vient d-’être expliqué plus haut, par toutes les machines du réseau qui n’auraient pas le courant continu nécessaire à leur excitation.
- Si donc I «st le courant fourni par l’alternateur (fig. a) une fraction seulement de ce courant, Iw, produit le travail utile. Or réchauffement admissible pour un alternateur limite le courant qu’on peut lui faire débiter, quelle qu’en soit d’ailleurs la répartition en watté ou déwatté. On se rend donc compte que, pour un courant donné I, le courant watté, c’est-à-dire la puissance disponible, sera d’autant plus réduit que le cos cp sera plus faible. Un facteur de puissance de o,5, par exemple, ne permettra d’utiliser
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- 126 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Sérié). — N» 32.
- que la naoitié du courant total pour produire du travail. D’autre part les pertes par effet Joule dans les génératrices, lignes, transformateurs, etc., sont' proportionnelles au carré du courant total, I; il s’ensuit que la puissance fournie par la centrale aux consommateurs de courant le sera avec
- /
- Fig-.a-
- un rendement d’autant plus faible, donc d’autant moins économiquement, que le cos j sera plus petit.
- Une autre considération très importante est celle .de la chute de tension. Le tableau ci-dessous donne les chutes de tension en % dans les turbo-alternateurs pour différents cos cp.
- Tableau I.
- cos cp = 1 COS If = 6,9 c.os f — o,8 cos cp = 0,7
- % % % %
- 8 17 *20 2 3
- IO >9 a 3 ‘±(\
- I *2 2 I 25 29
- i3 *3 27 3 a
- On voit que pour un cos <p de 0,7 la chute dé tension d’un alternateur est presque trois fois ce qu’elle est avec cos cp — 1. A cette chute de tension, on doit ajouter celles des transformateurs qui croissent également à mesure que lè cos cp baisse. Il arrive donc, que, lorsque les réseaux s’étendent, par suite de l’accroissement du débit des lignes, la chute de tension totale augmente de telle sorte ’que le réglage de l’excitation des génératrices ne suffit plus à maintenir la tension normale aux points d’utilisation.
- De plus les rendements des transformateurs et alternateurs diminuent quand le cos <p diminue. Nous donnons dans le tableau II les diminutions du rendément des alternateurs pour des cos tp de 0,8 et 0,7 par rapport au rendement calculé avec cos <p 1. -y
- Un alternateur de 10000 kilowatts par exemple"', comme on en rencontre couramment aujoûr-’ d’hui, chargé sous cos cp = 0,7, a un rendement de pleine charge qui diminue d’environ 1/%-. La perte sèche correspondante est de 100 kilowatts, soitgooo francs par an, si on table sur un prix de revient du kilowatt-heure égal à, o fr. o3 et sur une marche annuelle de 3 ooo/heures, ceci uniquement pour ce qui concerne la génératrice. ,
- Citons enfin, comme autre inconvénient du mauvais facteur de puissance, celui qui affecte les interrupteurs à huile. Il est reconnu que, lorsqu’on coupe un circuit sous un cos cp = 1, la coupure s’effectue dans les meilleures conditions possibles. Les effets nocifs augmentent en effet très rapidement à mesure que le cos <p diminue.
- Tableau II.
- RENDEMENT A PLEINE CHARGE COS cp = I DIMINUTION DIÎ RENDEMENT EN % POUR
- cos ? = 0,8 et les charges de COS 9 ss 0,7 el les charges de
- 4/4 3/4 '• a/4 Ili 4/4 3/4 2/4 1/4
- ^ 95 % 0 ,5 — — — 1 % 0 .5 0 , j 0,5
- 92 % à gS % I o,5 0,5 0 1 ,5 0,5 0,5
- == 9* % i,5 I 0 ,5 0 ,5 2 1,5 1 5
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- 5 Août 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Avantages résultant de l’amélioration du facteur de puissance d’un réseau.
- Supposons maintenant que, à l’aide d’un des procédés que nous décrivons plus loin, le facteur de puissance de la centrale soit amélioré jusqu’au voisinage de la valeur i. Les avantages qui en résultent se déduisent d’eux-mêmes des inconvénients signalés au paragraphe précédent; ce sont :
- a) Meilleure utilisation des lignes de distribution, transformateurs et génératrices. Pour des installations nouvelles, en particulier celles à grand rayon d’action dans, lesquelles la partie la plus importante est constituée par les lignes et les transformateurs, le gain que l’on peut réaliser par le moindre, dimensionnement de ces derniers pôur une même puissance transmise, peut être très important.
- b) Diminution considérable de la chute de tension dans les génératrices et transformateurs. LeS variations de la tension sur le réseau sont plus faibles, ce qui a pour conséquence de réduire l’accélération des appareils de réglage à la centrale. Pour une installation à créer, les'alternateurs peuvent être dimensionnés plus faiblement, caries limites du réglage de la tension sont bien plus étroites.
- c) Pour un même courant I, la puissance disponible à la centrale ^fig. 2) augmente dans le
- OF
- rapport puisque l’angle <p devient nul et cela U iw
- sans que les pertes par effet Joule dans l’installation s’accroissent. Ces pertes diminuent, par suite, pour une même puissance fournie et le rendement de la centrale est augmenté, ce qui a pour conséquence directe de diminuer le coût de production du courant, par kilowatt.
- d) Au cas où la station centrale est à sa limite de charge, cette augmentation de puissance électrique disponible, résultant de l’amélioration du cos tp, est particulièrement avantageuse. La puissance supplémentaire qui peut être fournie aux consommateurs ne nécessite en effet l’achat d’aucune machine, elle est livrée sans pertes électriques et .avec un rendement mécanique élevé. S’il avait fallu la produire en installant de nouvelles génératrices à la centrale, 10 à 20 % de la puissance ainsi créée serait consommée sous forme de pertes dans les machines ajoutées. Il faut également mentionner le fait qu’on serait
- 127
- obligé d’installer des génératrices, moteurs à vapeur, à gaz ou turbines, de plus faible puissance et par suite de moins bonne consommation, alors que la puissance gagnée par amélioration du cos <p, l’est, avec les génératrices et moteurs existants, en général plus gros et ayant une meilleure consommation que les machines supplémentaires qu’il aurait été nécessaire d’acquérir.
- Pour réaliser cette augmentation de puissance, il faut naturellement que [les machines motrices entraînant les alternateurs puissent fournir en marche permanente la surcharge correspondante. (Une compensation du cos cp de 0,8 à 1 donne une puissance disponible supplémentaire de 25 %.) Or les machines motrices modernes sont généralement susceptibles de ces surcharges. Une turbine à vapeur Brown Boveri-Parsons, par exemple, peut être, généralement, sans aucune modification, surchargée de a5 % en marche continue. Pour les moteurs à gaz, la 'mise au point récente du nouveau dispositif, permettant de purger plus rapidementles cylindres au moyen de l’air comprimé, après chaque explosion, ce qui en assure également le nettoyage, permet d’en augmenter sensiblement la puissance. Enfin les turbines hydrauliques, si le débit d’eau est suffisant, peuvent également supporter une surcharge continue de l’ordre de grandeur mentionné plus haut.
- Actualité du problème de l’amélioration du cos tp. Principes suivant lesquels on a été amené à le résoudre.
- Des considérations précédentes, il ressort clairement, que le problème de l’amélioration du facteur de puissance est un de ceux qui doivent préoccuper déplus en plus l’exploitant, en raison surtout de l’accroissement parallèle de la grandeur des stations centrales et de la puissance unitaire des gros moteurs asynchrones qui y sont branchés.
- Nous verrons plus loin quels avantages considérables le consommateur peut également en retirer lorsque l’amélioration du cos ©s’obtient à l’aide d’appareils compensateurs adjoints aux moteurs asynchrones eux-mêmes.
- Etant donné qu’on ne peut supprimer la cause qui engendre un mauvais cos tp, on est amené à
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2° Série). —N°32.
- en annuler les effets en produisant les champs magnétiques par des moyens indépendants. Les procédés employés se divisent en deûx classes :
- a) On peut à l’aide d’une seule machine produire le courant d’excitation nécessaire à l’ensemble des moteurs connectés au réseau. Dans cette classe on peut ranger : les moteurs synchrones surexcités, les condensateurs, les moteurs générateurs synchrones et les commu-tatrices. Toutes ces machines, sauf les condensateurs dont le mode d’action est différent, peuvent être surcompensées quand on les excite suffisamment et qu’on leur donne les dimensions nécessaires, de telle sorte qu’elles fournissent aü réseau un courant déwatté qui en compense le décalage de phase. De cette première, classe il faut surtout retenir les moteurs synchrones surexcités et les condensateurs.
- b) Etant donné que la diminution du cos <p provient presque exclusivement des moteurs asynchrones connectés au réseau, on a cherché à munir ces moteurs eux-mêmes d’un système de compensation individuel, de façon à ajouter aux avantages de l’amélioration du cos cp pour le réséau et la centrale, ceux qui en résultaient pour le moteur lui-même et que nous indiquerons plus loin.
- Dans cette seconde catégorie il faut ranger principalement : le déphaseur Leblanc, le vibra-teur de Kapp et le compensateur Brown Bo.yeri.
- Compensation du cos <p au moyen d'une machine unique fournissant au réseau le courant déwatté nécessaire.
- résultats qu’ils donnent sont également intéressants.
- Pour examiner et comparer entre eux ces, divers systèmes, prenons, parmi les avantages qu’ils permettent de réaliser’et que nous avons relatés plus haut, celui qui est le plus important et dont la valeur économique est le plus facile à traduire de façon précise; nous voulons parler du gain de puissance utilisable à la centrale, résultant de la compensation. La valeur de chacun des systèmes ne peut, d’autre part, se caractériser en prenant uniquement son prix de revient par kilowatt de puissance supplémentaire réalisée, car on omet ainsi de faire entrer en ligue de compte le facteur très important des pertes en marche normale du dispositif envisagé. II est donc beaucoup plus rationnel de les différencier au seul point de vue du coût par kilowatt-heure de puissance gagnée.
- Prenons un exemple.
- Soit une installation comprenant un certain nombre de moteurs asynchrones de différentes grosseurs, absorbant une puissance globale d’environ 800 kilowatts et connectés à un réseau triphasé. Si l’on tient compte de ce que les petits moteurs ont un cos cp assez faible, tandis que quelques-uns des gros peuvent marcher à vide ou à faible charge, il est prudent de ne pas tabler sur un facteur de puissance moyen de plus de 0,80.
- La puissance apparente du lieu d’utilisation est par suite de :
- = 1 000 kilovolt-ampères (KVA)
- 0,8
- Moteurs synchrones et condensateurs.
- Les commutatrices se ramènent aux moteurs synchrones pour ce qui est du fonctionnement en compensateur.
- L’utilisation d’un moteur synchrone tournant à vide et servant uniquement à compenser le décalage a rencontré quelques applications au cours de ces dernières années, surtout en Amérique. Plus fréquemment le moteur synchrone est employé partie comme moteur et partie comme compensateur.
- Les condensateurs sont moins répandus à cause sans doute de la nouveauté de cette application et de leur prix d’achat élevé, mais les
- et sa puissance déwattée est de
- 1000 X sin <f — 1000 X o,G = 600 kilovolts-ampères déwattés.
- a) Utilisation d’un moteur synchrone uniquement comme compensateur.
- Si l’on veut compenser jusqu’à 1 le cos <p de l’installation envisagée au moyen d’un moteur synchrone monté en parallèle sur le réseau, entre la centrale et le lieu d’utilisation, ce moteur devra pouvoir fournir la puissance déwattée ci-dessus. Ceci revient à dire que sa grosseur et ses pertes seront celles j;d’un moteur de
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- 5 Aôût 4946.' ’ LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE .129
- 6oo kilowatts, et encore en supposant qu’il soit construit avec un entrefer très petit, (réluctance moins t grande des circuits) car un motéur avçc entrefer normal devrait être surexcité d’environ 3o % pour laisser passer son courant normal sous cos cp — o (ce qui nécessite plus de cuivre dans l’inducteur et une plus grande puissance perdue en excitation).
- Nous devons donc prévoir un moteur synchrone de 6oo kilowatts, à faible entrefer. En supposant pour ce moteur un rendement de 92 % , les pertes qu’il entraîne sont de :
- , IOO — 02 „ I „ ,
- -----— .600 “ 48 kilowatts.
- 100
- Si l’on admet une durée de marche annuelle de 3 000 heures, l’énergie perdue par an est de :
- 48 X 3 000 = 144 000 kilowatts-heure
- et son prix de: 4 3ao francs, si l’on compte le kilowatt-heure auprixmoyenréduitde ofr. o3 (*).
- D’un autre côté, un moteur synchrone de 600 Jdlowatts et son appareillage reviendraient à environ 17 000 francs soit i i3o francs par an, si ôn l’amortit en i5 ans (durée moyenne admise dans les calculs d’amortissement).
- La dépense annuelle qu’entraîne la compensation est donc de :
- 4 3ao 1 i3o = 5 45o francs.
- Quel est en regard le gain réalisé ? L’amélioration du cos cp de o, 8 à 1 permet aux génératrices, transformateurs, lignes de distribution, la fourniture de 1 000 kilowatts avec le même échauffe-ment et les mêmes pertes que lorsqu’elles ne livraient que 800 kilowatts sous cos cp = 0,8. Ces 200 kilowatts de puissance supplémentaire utilisable se réduisent à 200 — 48, c’est-à-dire i52 kilowatts après déduction des’ pertes de la
- (*) Ce prix réduit de o fr. o3 tient compte de ce fait que toutes les pertes d’ordre électrique depuis la centrale (y compris la génératrice de celle-ci) jusqu’aux bornes du moteur synchrone ne sont pas, en chilfre absolu, augmentées du fait de l’adjonction du moteur synchrone et malgré une puissance transmise supérieure. Ceci revient à dire que ce prix moyen de o fr. o3 représente le prix du charbon nécessaire pour produire une puissance mécanique de i kilowatt sur l’arbre de la machine motrice à la centrale et pour les charges envisagées (800 à 1 000 kilowatts).
- machine synchrone. En comptant domme ci-dès-sus le prix de revientdu kilowatt-heure à o fr. o3, ces i52 X 3 000 — 456 ôoo kilowatts-heure par an coûtent :
- 456 000 X o,o3 —- i3 680 francs.
- A. ce chiffre il faut ajouter les frais annuels mentionnés plus haut, soit 5 45o francs.
- La dépensetotalé consentie pour l’obtention de ces i5a kilowatts supplémentaires est donc de :
- i3 680 -{- 5 450 = 19 i3o francs,
- ce qui donne pour le dispositif envisagé un prix de revient pour le kilowatt-heure de puissance gagnée, égal à
- 10 i3o francs „
- —------_ -v. = o rr. 042.
- 456 000 KWJH
- b) Utilisation d'un moteur synchrone principalement comme compensateur et accessoirement comme moteur.
- Supposons que les 152 kilowatts de puissance supplémentaire disponible soient utilisés dans
- rszKWAwntfti
- Fig. 3.
- le moteur synchrone lui-même ; sa puissance en volt-ampères va augmenter d’une quantité insignifiante par rapport à ce qu’elle était quand le moteur servait uniquement à la compensation
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- 130
- LA LUMIÈRE
- (620 kilovolts-ampères au lieu de 600 kilovolts-ampères) (fig. 3).
- Par contre, pour des raisons mécaniques, l’entrefer devra être plus grand. En conséquence le prix du moteur pourra être estimé à 18000 francs. De ce mon tant nous devons déduire le prix d’un moteur de i5o kilowatts qui est de toutes façons à acquérir pour l’utilisation de la puissance supplémentaire ; ce moteur y compris son appareillage coûterait environ 9 000 francs.
- Nous avons donc : ,
- 18 000 t- g 000 ==..9 000 francs
- c’est-à-dire 600 francs de dépense annuelle, si on amortit en i5ans.
- Les pertes du moteur synchrone de '>20 kilovolts-ampères seraient de 5o kilowatts dont — sont à compter pour le fonctionnement en compensateur et * pour la marche en moteur.
- La dépense résultant des pertes de compensation pour une marche annuelle de 3 000 heures serait de :
- 5o X - X 3 000 X o,o3 = 3 400 francs.
- 4
- Les 162 kilowatts supplémentaires
- 3\
- 200 kilowatts — 5oo kilowatts X j-j
- coûtent par suite au total :
- 3 400 -|- 600 -j- 14 58o = 18 58o.
- t
- (14 i>8o francs est le coût annuel de production de 162 kilowatts X 3oao heures, soit 436 000 kilowatts-heures [à o,o3), ce qui donne un prix de revient par kilowatt-heure de puissance gagnée égal à :
- 18 58o 486 000
- = o,o38 franc.
- L'énergie supplémentaire revient donc dans ce cas moins cher que lorsqu’on utilise le moteur synchrone uniquement comme compensateur.
- Remarque. — On pourrait étudier également le cas d’un moteur synchrone fonctionnant prin-
- ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Série). — N# 32.
- cipalement comme moteur et accessoirement comme compensateur. On arriverait à un résultat encore plus favorable pour le prix de [revient du kilowatt-heure de puissance gagnée. En s’en tenant aux hypothèses servant de base aux deux exemples précédents, et pour un cas moyen, le calcul donnerait pour le prix du kilowatt-heure de puissance gagnée un chiffre oscillant autour, de o fr. 3o.
- c) Utilisation d’un condensateur.
- t
- Les progrès récents apportés dans là construction des condensateurs, en particulier par M. Mansbridge, et leur prix devenu abordable les ont fait employer comme compensateurs dans quelques installations.
- On a même utilisé en Italie des condensateurs liquides imaginés par Mi Colombo.
- Le nombre d’éléments à prévoir, et par suite le prix de la batterie, peut être considéré comme proportionnel à la puissance apparente déwattée à fournir, pour les tensions au-dessus de 1 000 volts. On peut compter un prix d’achat de 6f> à 70 francs par kilovolt-ampèré.
- Reprenons le problème de compensation traité précédemment et dans les [conditions mentionnées au paragraphe a).
- La puissance de la batterie à installer sera de 600 kilovolts-ampères et son prix de 40 000 francs — soit une dépense anhuelle de 2 660 francs — si on amortit en i5 ans.
- Les pertes des condensateurs sont faibles, les constructeurs garantissent 0,6 % de la puissance apparente. Dans notre cas elles seraient donc de 3 kw. 6.
- D’un autre côté la puissance supplémentaire disponible résultant de la compensation est de ;
- 200 —A,6 — 196 kilowatts environ.
- E11 cpérant comme pour les cas précédents 011 trouve que le kilowatt-heure de puissance gagnée revient dans ce cas à : o fr. o35.
- d) Conclusions relatives à la compensation par moteurs synchrones ou condensateurs.
- Si l’on compare entre eux les différents cas envisagés ci-dessus on voit que la solution la plus économique est réalisée lorsqu’on utilise un
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- 5 Août 1946. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 131
- moteur synchrone fonctionnant principalement comme, rûoteiir et accessoirement comme compensateur. Dans les conditions étudiées le kilowatt-heure de puissance gagnée revient en effet à 3 centimes environ. La solution avec condensateur vient ensuite avec un coût de 3,5 centimes par kilowatt-heure.
- Les solutions avec moteurs synchrones présentent pourtant des inconvénients; elles supposent qu’une grande partie de la puissance de rinstallation'estutiiisée dans ce g^nre de moteur, ou bién encore impose que la puissance gagnée par la conipensation soit employée dans ces .mèmès moteurs. Il y a là évidemment une sujétion de nature à faire hésiter nombre d’industriels. Les machines synchrones ont en effet Une série d’inconvénients qui leur sont propres, têts que difficultés de démarrage, danger des oscillations pendulaires et du décrochage. De plus, ces machines donnent, pour une excitation donnée, un courant magnétisant constant; or, la charge d’un réseau est souvent variable : si on branche, par exemple, un grand nombre de moteurs asynchrones on devra se préoccuper de régler l’excitation du moteur synchrone afin de Compenser également le décalage de phase du nouveau régime.
- En ce qui concerne les condensateurs, un de leurs inconvénients réside dans le fait que leur action compensatrice devient défectueuse quand ils sont connectés à un réseau dont la charge est
- variable et souvent inférieure à la charge normale. On connaît, en outre, lè danger permanent de résonance que présente la mise en circuit d’une capacité de cette importance dans un réseau industriel.
- Enfin, en dehors des inconvénients ci-dessus, inhérents aux machines utilisées, la solution générale, que nous venons d’étudier, consistant à compenser le facteur de puissance du réseau au moyen d’une machine unique qui y est branchée, présente le défaut de conserver aux moteurs asynchrones eux-mêmes leur mauvais cos ®. lien résulte pour cés moteurs une série de désavantages que nous ferons ressortir plus loin. De plus, il se peut que l’installation d’utilisation soit assez vaste, ce qui a pour conséquence de maintenir dans un circuit de grande étendue un cos ÿ défectueux (et son cortège de désagréments), lorsqu’on compense par moteur synchrone ou condensateur branchés à l’endroit du raccordement au réseau.
- En résumé, le problème de la compensation ne peut pas, dans la plupart des cas, être considéré comme résolu de façon satisfaisante par les solutions précédentes qui font l’objet de la première classe; nous arrivons alors aux procédés formant la seconde classe, mieux adaptés au but poursuivi.
- (A suivre.)
- Pierre Dumartin.
- ERRATUM
- Dans l’article Sur le calcul des pertes dans les tôles de fer aux fréquences élevées de notre collaborateur M. J. Bethenod, p. 75 de notre numéro du 22 juillet 1916, première colonne, ligne 27, ‘ajouter « ... un facteur de ... » entre « ... produit est ... » et « ... la partie réelle ... ».
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE T. XXXIV (2“ Série).'— 32.
- PUBLICATIONS TECHNIQUES
- HYDRAULIQUE ET STATIONS CENTRALES
- Tarification de l’énergie électrique ; une formule rationnelle. ~ Bautista Lasgoity.
- L’auteur, ingénieur et président du Conseil d’administration dés usines électriques de l’Etat de l’Uruguay, expose, dans un rapport à ce conseil, toute la question de la tarification de l’énergie électrique et conclut en soumettant une formule nouvelle, rationnelle pour un service d’Etat.
- Pour l’établissement d’une telle formule, il faut, tout d’abord, analyser les diverses sources de dépenses d’une entreprise de distribution d’énergie. Celles.-ci se classent en trois catégories ;
- i° Dépenses proportionnelles au nombre d’abonnés. Elles sont afférentes aux bureaux du service commercial, au relevé et à l’enregistrement des consommations, à l’encaissement, etc., et peuvent se représenter par une quotation mensuelle fixe A'; ^
- a0 Dépenses proportionnelles à la puissance des installations : achats de terrains, machines, câbles, etc.; frais d’administration, surveillance, entretien, réparation; tous frais proportionnels à la puissance maximum instantanée que peuvent exiger les abonnés. Ces dépenses mensuelles englobent l’intérêt et l’amortissement des installations, les frais d’entretien et de réparation, salaires, appointements, etc.
- P étant la puissance maximum instantanée, nous représenterons ces dépenses par le produit B'P où B' est un coefficient ;
- 3° Dépenses proportionnelles à la consommation ; combustible, etc., et rétribution du personnel de la centrale, soit C'W,
- où C' est un coefficient et W l’énergie consommée.
- Par suite, l’ensemble des dépenses afférentes à un abônné est représenté par une formule de la forme :
- Pour réaliser un certain bénéfice, il faudra que chaque abonné paye une somme :
- A + BP + CW. (i) .
- où
- A > A', B > B' C > C'.
- . #
- Le terme BP, qui tient compte de la puissance maximum instantanée, est assez exact quand la centrale n’a que des abonnés de lumière. Lorsque, saris augmenter l’équipement, elle peut vendre, dans le jour, du courant pour force motrice, le terme BP peut être supprimé, mais comme cette utilisation entraîne toujours à certains frais, le tarif à appliquer pour la force motrice sera basé sur une formule :
- A + B/.P + CW où
- B/‘< B.
- Lorsque les usines font usage de l’interrupteur horaire qui coupe le courant de force motrice aux heures, de pointe, ce coefficient B/1 est extrêmement réduit; il en est de 'même dans le cas d’emploi de compteurs à double tarif. Mais si ce contrôle n’existe pas et si, en outre, une partie de la charge force motrice est confondue avec la charge lumière, aux heures de nuit, la réduction est moindre, Bf restant, néanmoins, toujours inférieure à B.
- Le coefficient C du terme CW diminue à mesure que la puissance de la centrale augmente et que son diagramme devient plus régulier. En tout cas, il est possible de le réduire pour les grandes industries consommant une grande puissance pendant un grand nombre d’heures, avec un diagramme de charge régulier. De même, méritent une réduction de ce coefficient, les industries utilisant le courant à haute tension et pour lesquelles la centrale n’a pas à supporter les frais de transformation.
- A' + B'P -f- C'W.
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- 5 Août 1916. V ' ' LA, LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 133
- Gela posé, l'auteur passe en revue les divers modes de tarification :
- i® Tarif forfaitaire. —Dans lequel on divise le total des dépenses parle total de kilowatts installés et où l’abonné, qui n’emploie le courant que pendant un temps très court, paye le même prix que celui qui l’utilise pendant de longues heures; tarif très simple, qui s’impose même pour la fourniture de la lumière aux municipa-
- Puiassnce de l‘installation :
- i K. U'.
- AW-h, consommes.
- lités, mais qui ne.convient pas vis-à-vis des particuliers : i° en raison de la tendance qu’ils auront à abuser du courant, ce qui nuira à l’extension de l’entreprise ; 2° pour une raison d’écopomie sociale, celle de la conservation du combustible.
- a° Tarif au compteur avec prix unique par kilowatt-heure. — Ce tarif peut se représenter par une droite O C partant de l’origine des coordonnées. Si on le compare à celui qui corres-. pond à la formule théorique (i), où les coefficients ont les valeurs suivantes :
- li = 2,64 . P == i C = o,n/
- (droite a b), on constate que la centrale perd sur tout abonné consommant un nombre de kilowatts inférieur à celui du point e et perçoit un prix exagéré pour toute consommation supérieure. Les abonnés ont donc tendance à limiter leur consommation au strict nécessaire ; ils sc bornent à la lumière et ne sont pas incités à appliquer l’énergie électrique au chauffage et à la cuisson des aliments.
- 3° Tarif dégressif au compteur. — Pour favoriser le développement intensif de l’utilisation de l’énergie électrique en même temps que pour éviter l’injustice du tarif à prix unique, on a recours assez fréquemment à l’application d’une échelle de prix d’autant plus réduits'que la consommation est plus grande.
- Ce tarif favorise le gros consommateur et désavantage le petit. A ce sujet, l’auteur rappelle les considérations qui inspirèrent l’administration de l’usine électrique de Montevideo, en 1907 lorsqu’elle décida de renoncer à ses anciens tarifs :
- Une exploitation d’État doit être inspirée d’un autre esprit qu’une entreprise particulière; elle ne doit pas être guidée comme cette dernière par son propre intérêt, mais bien par l’intérêt général de la société. Sa formule ne doit pas être : « Grosse production pour un petit nombre d’abonnés », mais bien « Grosse production et grand nombre d’usagers ».
- 4" Tarif au compteur dégressif suivant la durée d’emploi. — Dans la formule théorique
- A 4. BP -f- CW.
- Remplaçons W, consommation 'de l’abonné, par PH où H est le nombre d’heures théoriques pendant lesquelles l’abonné fait usage de son installation de puissance P. Négligeons le premier terme A, la formule devient
- BP + CPH =r P{B + CH).
- Or, le nombre de kilowatts-heure consommés est P H ; le prix du kilowatt-heure est donc.
- P (B + CH) _ R ,
- PH H+-
- II diminue lorsque croît le nombre d’heures d’utilisation. Ce tarif, application directe du tarif rationnel, est en vigueur notamment pour la lumière à Liège où l’on paie :
- De 0 à 25o h. (par semestre) 0 fr. 60 le kw-h.
- )) a5o à 5oo » 0 fr. 3o »
- » 0 0 à 750 0 fr. 25 »
- )) 75o à 1 000 » 0 fr. 20 , »
- » 1 000 et au-dessus » 0 fr. i5 »
- Ce tarif permet à l’abonné l’usage du courant pour des besoins secondaires et est favorable au développement dç l’entreprise de distribution
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- 434 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXlV(2e Série). — N° 32.
- d’énergie. Toutefois, il reste défavorable au petit abonné. Il a l’inconvénient aussi de nécessiter^ à côté du compteur, un appareil indiquant le . maximum de puissance demandé par l’abonné. Cet appareil doit être placé sous scellés et cela complique le service de relevé des compteurs.
- Veut-on, pour simplifier, calculer P d’après le nombre de lampes installées ? On risquera d’inciter l’abonné à la fraude et, en tout cas, on le poussera à restreindre au minimum l’emploi du courant, conséquence désavantageuse.
- 5" Tarif- au compteur dégressif suivant le moment de la consommation. — La quotation proportionnelle à la puissance peut être réduite pour tous, les abonnés qui utilisent l’énergie en dehors des heures de pointe.
- L’inconvénient est ici la nécessité d’un compteur à double tarif et d’une pendule spéciale. Par contre, avec ce système, on est à même de fournir l’énergie à des industries qui, autrement, n’en pourraient pas profiter et, d’autre part, on régularise la courbe de charge,
- 6" Tarification au compteur à divers prix par kilowatt-heure suivant là nature des appareils d’utilisation. — Cette tarification, qui vise à appliquer l’ensemble des principes exposés plus haut a le grave inconvénient d’introduire chez un même abonné des compteurs à tarifs différents, d’où la tendance à la fraude.
- Détermination des coefficients de la formule rationnelle, pour la ville de Montevideo.
- i° Les frais proportionnels au nombre d’abonnés sont :
- Par mois.
- Relevé des consommations au
- compteur............Frs.
- Enregistrement des consommations (comptabilité)...........
- Encaissement:..................
- Frais de correspondance........
- Francs........
- 5 000,00
- 5 000,00 12 500,00 t. 100,00
- il\ 600,00
- Ce total, divisé par le nombre d’abonnés, sa ooo, environ, donne approximativement
- s A = i ,oo.
- Ces recettes, l’auteur les répartit en : '
- Francs. f ;r
- Frais et amortissements propor-
- tionnels au nombre d’abonnés. 3oo 000,00 Frais et amortissements proportionnels à la puissance...... i 685 870,00
- Frais et amortissements proportionnels à la consommation.. 1 198 570,00
- Intérêts, bénéfices, etc., proportionnels à la puissance...... 4 35g 525,00
- Intérêts, bénéfices, etc., proportionnels à la consommation. . 5oo 000,00
- Total............. 8 64 3 965,00
- D’où l’on déduit la répartition suivante :
- \
- Francs.
- A la charge du nombre dîabonnés. 3oo 000,00
- A la charge de la puissance. ... 6 046 390,00
- A la charge'de la consommation. 2 298 575,00
- Total........... 8 643 g65,oo
- De l’étude de la répartition des fonds de la centrale de Montevideo, il ressort que 25 % environ correspondent à l’éclairage public et 7a % à la force motrice et à l’éclairage privés.
- La partie afférente à la puissance se subdivise ainsi :
- KrmicsV
- i° Eclairage public............. 1 545 3go,oo
- 20 Eclairage et force motrice
- privés...............•...... 4 5oo 000,00
- Total............... 6 o45 396,00
- . »
- La répartition entre l’éclairage et la force motrice fournis aux abonnés est, en outre :
- Éclairage ,..................... 3 600 000,00
- Force motrice............... 900 000,00
- Total............... 4 500 006,60
- En 1913-1914, le nombre de prises de courant pour lampes (de 60 watts) étant d’environ 38o 000, le coefficient B aurait, sur cette base, une valeur mensuelle de
- 3 600 000
- 38o 000 000 X 12X0 kw. 60
- H
- i3,2o par kw.
- Durant le même exercice, la force motrice a atteint le chiffre de 14 000 watts, donnant’, pour la valeur de B :
- Dans l’exercice 1913-1914, les recettes de l’usine électrique se sont élevées à 8643965 francs.
- 900 000 l4 OOO X 12
- = 5,35 par uni.té.
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- 5 Août 1916
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQ|UE ' - 136
- \
- Au lieu de tenir compte de la puissance consommée pour l’éclairage, veut-on ne considérer que le nombre de lampes ? la valeur du coefficient B deviendra 13,20 X 0,06 = 6,79 par mois et par lampe.
- Le coefficient C reste à déterminer par la somme à la charge de la consommation : 2 298 576 francs et par le nombre de kilowatts-heure' produits par la centrale : 23 2'5o 817 kilowatts-heure en 1913-1914.
- 2 298 575 a3 25o 817
- 0,0985.
- Ce cbefficient est constitué de deux parties : l’une proportionnelle au prix du combustible, soit environ o fr. 049 ; l’autre correspondant aux autres dépenses de la centrale, etc., soit o fr. 0495.
- On admettra, dans les calculs, un coefficient rond de 0,1 pour valeur de C.
- En résumé, les valeurs des coefficients dans le cas considéré sont les suivantes :
- A............... .................. 1,00
- B pour l’éclairage, par kw........... 13,20
- B pour l’éclairage par lampe de
- 60 watts............................ 0,79
- B/pour force motrice par kw. ... 5,35
- C...................................... 0,10
- Et les formules de tarification seront :
- a) pour la lumière :
- 1,00 -|- 0,79 par lampe -)- 0,1 par kilowattheure consommé;
- b) pour la force motrice :
- 1,00 -f- 5,35 par kilowatt demandé -\- 0,1 par kilowatt-heure consommé ;
- c) pour lumière et force :
- i,oo -f- 0,79 par lampe -)- 5,35 par kilowatt demandé -f- 0,1 par kilowatt-heure consommé.
- Pour la grande industrie, on né comptera que les 60 premiers kilowatts installés.
- L’auteur de cette note estime que les applications domestiques de l’électricité, telles que cuisine, chauffage, etc., se développeront sous le régime de cette tarification, d’autant plus que le prix du combustible, à Montevideo, est actuellement exorbitant.
- Les seuls abonnés qui subiront quelque dommage du fait de celte tarification sont ceux qui,,
- par luxe ou excès de commodité, disposent d’une installation hors de proportion avec le chiffre de leur consommation ou ceux qui s’absentent durant plusieurs mois chaque année.
- L’auteur examine aussi la possibilité d'une réduction de tarif à partir d’une certaine durée par mois d’allumage de chaque lampe et montre que le tarif basé sur cette règle ne lésera plus que les abonnés possédant double circuit de lumière et de force avec une installation d’importance exagérée eu égai'd à leur consommation.
- Il met enfin en relief l’avantage économique de la cuisine électrique.
- Avantages de l’emploi de la tourbe pour la‘ production de force motrice.
- Dans une étude sur la production de la force motrice par moteurs thermiques, étude présentée à la section de Manchester de la Society of Chemical Industry, M. T. Rolland Wollaston fait notamment ressortir les avantages économiques de la tourbe comme combustible. Pour cela, il considère le cas d’une installation de moteur à gaz de tourbe, d’une puissance de 2 000 chevaux où le gaz est produit dans un gazogène Mond à récupération.
- Voici le bilan d’un exercice annuel pour une semblable installation.
- Frais de premier établissement :
- Franc».
- 1 f
- Gazogène à tourbe et appareils de récupération’.. 600 000
- Moteur à gaz de a 000 chevaux à i5ô fr. par HP. 3oo .000
- Fondations, bâtiments, outillage divers........... i5o 000
- Total................. 1 o5o 000
- Dépenses d'exploitation :
- 33 000 tonnes de tourbe à 6 fr. 25,............ 206 a5o
- 2 140 tonnes d'acide sulfurique à 41 fr. a5.... * 98 275
- Huile et divers.................................... 17 5oo
- Sacs et emballages................................. 17 8a5
- Main-d’œuvre : 27 ouvriers à 1 75o francs l’un.. . 47 a5o
- Entretien du matériel, calculé à 2 %............... 21 000
- Intérêt et amortissement à 10 %................... io5 000
- Total................. ;> 13 000
- Recettes :
- 2 140 tonnes de sulfate d’ammoniaque à 3i2 fr. 5o. 669 700 2 140 tonnes de goudron à a5 francs.......... 53 5oo
- Total , .............. 723 200
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- 136 ' LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Série). —‘ N® 32.
- i i '
- Bénéfices :
- Différence entre les recettes et les dépenses.. 210 ooo
- Prix du cheval-heure.............. ..........., néant
- Prix du cheval-an.............................. néant
- Intérêts du capital de premier établissement.... ai %
- Ainsi, dans le cas considéré, non seulement la force motrice est obtenue gratuitement, mais on réalise un bénéfice sur la fabrication des sous-prodüits extraits de la tourbe.
- (b’Elettricista.)
- Usine hydro-électrique de la Société Électrochimique italienne sur la. Pescara.
- L’usine de la Société Électrochimique italienne située sur la Pescara envoie le courant sous 88 ooo volts jusqu’à Naples à 385 kilomètres:
- Le bâtiment des tableaux et transformateurs se compose de trois étages. Le rez-de-chaussée est' divisé en quatre galeries parallèles. Deux d’entre elles contiennent les interrupteurs et accessoires et les barres omnibus en boucle à basse tension, les deux autres sont prévues pour les transformateurs et contiennent les pompes à huile et les serpentins de refroidissement. Au premier étage, les transformateurs sont installés en i5 cellules dont 9 sont effectivement occupées, les 6 autres étant préparées comme réserve. Derrière les transformateurs, du côté du tableau de distribution sont les sectionneurs. Le deuxième étage sert uniquement à la haute tension et est dans sa partie médiane divisé en deux couloirs. Dans l’un, attenant à la salle des machines, se trouvent les parafoudres, dans l’autre, les interrupteurs 'à huile et les barres collectrices pour 8 800 volts. Ces deux couloirs se terminent à chaque bout par deux salles où sont logées les mises à la terre hydrauliques. Le toit du bâtiment des tableaux est établi en plate-forme et comporte deux tours de i5 mètres de haut dans lesquelles les sorties des lignes aériennes à 88 ooo sont aménagées.
- A noter une rampe à voie normale avec une pente de i3 % servant à amener jusque dans l’usine, au moyen d’un cabestan électrique, des Wagons chargés de pièces de machines.
- Machines. — Dansl’usinesont installés : quatre turbines avec alternateurs de chacun 5 65o kilowatt, deux groupes d’excitationde 440 kilowatts et neuf transformateurs monophasés de chacun
- 3 600 kilovolts-ampère. Les turbines 1 sont des turbines doubles Francis, chacune pour une chute utilisable de 76 mètres dont 7 m. 5 par aspiration. Elles tournent à 420 tours par minute peuvent fournir en surcharge aux générateurs jusqu’à 7 36o kilowatts et sortt pourvues de régulateurs à huile sous pression commandés électriquement depuis le tableau de distribution. Pour les groupes d’excitation, il est prévu deux turbines Francis simples de chacune 44° kilowatts à 63o tours par minute, avec régulateurs automatiques à huile sous pression.
- A la réception, le rendement des grandes turbines à pleine charge (6 4<>o kilowatts) a été trouvé égal à 87 % < Au moyen des régulateursi et des vannes on peut régler le nombre de tours de façon à obtenir pour un PD2 de 126 ooo kilogram-mètres et pour une suppression de 1/4, 1/2, 1/1 de la pleine charge, une augmentation maxima du nombre de tours égale à 3,5, à 6, 10 à 12 %. La plus grande vitesse, pour une variation brusque de la pleine charge à la marche à vide et sans régulateur, est de 750 tours par minute. Le rendement des petites turbines est de 79 % à pleine charge. Leur vitesse maxima pour passage brusque de la pleine charge à la marche à vide atteint 1 100 tours par minute.
- Les générateurs ont une puissance de 7 200 kilo-volts-ampères avec cos ? = 0,8, 6 ooo à 6 600 volts et 42 périodes. Les valeurs garanties étaient :
- Élévation de température 35° (température ambiante 3o°) ;
- Surcharge :
- i° Permanente, 6 5oo kilowatts avec élévation de température maxima de 4o°;
- 20 Permanente, 6 800 kilowatts avec élévation de température maxma de 45°;
- 3° Pendant deux heures, 7 36o kilowatts avec élévation de température maxima de 5o°.
- Rendement à pleine charge et cos <p — 1.. 97 %
- Chute de tension pour cos © = 1.......... io %
- Chute de tension pour cos <p 0,8......... 25 %
- Courant de court-circuit pour eos tp = 1, 2,3 %
- Courant de court-circuit pour cos cp = o,8. 2,4 %
- Les alternateurs peuvent supporter le courant de court-circuit avec la pleine excitation de surcharge pendant deux minutes.
- Les dynamos excitatrices donnent 40 kilowatts à 200 volts. Dans le but d’étudier la chute de
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- 5 Août 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 137
- tension des machines à diverses charges, on a relevé les caractéristiques à vide en court-circuit et en déwatté et on a calculé la chute de tension par la méthode de Potier. Les valeurs obtenus ont été comparées à celles déterminées directe ment en chargeant par des résistances et trouvées suffisamment concordantes.
- Les transformateurs • monophasés à bain d’huilé ont un rapport de transformation de 6000/46200 volts ou de 66oo/5i5oo volts à 4* périodes. Ils sont groupés 3 par 3 les primaires (6000 volts) en triangle, les secondaires (46200 v.) en étoile. Le point neutre n’est pas mis à la terre. Le rapport de transformation du groupe est dè 6 000/88000 ou de 6600/88 000 volts.
- Le rendement à pleine charge, cos = 1, et le rapport 6000/80000 volts atteint 98, 5 % . On a choisi pour le refroidissement des transformateurs la circulation d’huile au lieu de la circulation d’eau parce que le refroidissement est ainsi plus efficace et qu’on évite l’introduction éve'n-tuelle d’eau dans les transformateurs en cas de non-étanchéité du serpentin. La circulation est obtenue au moyen d’une petite pompe qui aspire l’huile chaude et la refoule dans un serpentin plongé dans un canal où passe un courant d’eau. La consommation d’eau est très minime. En interrompant la circulation d’huile et en maintenant la pleine charge des transformateurs, la température s’est élevee en 4 heures de 3o° par conséquent toujours dans les limites admissibles de sorte qu’une mise hors service de la pompe ne donne aucune inquiétude et qu’on a largement le temps de procéder aux petites réparations sans interrompre le service.
- Tableaux et connexions. — La disposition cellulaire n’a été prévue que pour 6000 volts. On y a renoncé pour les 80 000 volts parce qu’à cause du grand éloignement des conducteurs les uns des autres, la propagation d’un court-circuit éventuel est impossible. Dans l’aménagement des tableaux/ on a particulièrement eu en vue ' que tout soit simple et bien visible et que toute commande à distance soit signalée par des
- lampes-signaux. Les automatiques des lignes de départ, des transformateurs et des machines sont échelonnés par ordre de temps croissant, de sorte qu’un arrêt de toute l’usine soit évité autant que possible.
- Les appareils sont installés en deux pupitres de manœuvre séparés, l’un pour les alternateurs et les excitatrices, l’autre pour les transformateurs et les canalisations à 6000 volts. La commande des interrupteurs se fait à 200 volts avec le courant des excitatrices ; comme réserve il y a une dynamo de 6 kilowatts. Les canalisations en cuivre nu qui viennent des machines sont reliées à des barres collectrice^ en boucle d’où partent les connexions aux transformateurs et les lignes à 6000 volts. Il est également prévu un deuxième groupe de barres auxquelles on peut connecter les générateurs et les transformateurs pour des essais de charge et de tension, sans que le service- en soit dérangé. Pour la charge une'résistance liquide dé 10000 kilowatts est établie dans l’intérieur de l’usine.
- Les transformateurs n’ont pas d’interrupteurs particuliers sur le coté à 88000 volts. Le pupitre de manœuvre à 88000 volts ne comporte donc que les appareils des lignes de départ, soit pour chacune 2 ampèremètres de 200 ampères, 1 relais à maxima et à temps.
- Dispositifs de protection. — La protection contre les surtensions et les décharges atmosphériques qui a donné jusqu’à présent les meilleurs résultats consiste en parafoudrès à cornes et fuites hydrauliques. Chaque ligne de départ possède deux groupes séparés de parafoudrès à cornes, l’un dans les tours, l’autre dans le local à 88000 volts. Les fuites hydrauliques sont connectées aux barres à 88000 volts. Pour chaque ligne il est prévu 6 bobines de self de 200 ampères 6 parafoudrès à cornes pour décharges violentes 3 résistances liquides pour les parafoudrès, non mises à la terre, 3X4 limiteurs à cornes en série avec des résistances liquides pour protéger l’installation contre les faibles surtensions.
- M. B.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Série)* — N* 32.
- MESURES ET ESSAIS
- Méthode de résonance pour la mesure de la différence de phase des condensateurs. —
- H. L. Dodge.
- Quand on applique une force électromotrice alternative aux deux bornes d’un condensateur on sait que le décalage du courant résultant ne prend jamais la valeur théorique de <jo". Ceci est particulièrement remarquable dans le cas des condensateurs à papier du type téléphonique qui sont si souvent utilisés dans les laboratoires pour les expériences relatives à l’étude du circuit à épurant alternatif. Quand on essaye d’interpréter des expériences par la méthode graphique, on trouva souvent que le facteur dé puissance des condensateurs est si élevé qu’il faut en tenir compte. L’angle dont retarde le courant par rapport à la valeur théorique de go0 estdésigné sous le nom de dilférencedephasedu condensateurf1). Il est possible d’évaluer cet angle à partir des données obtenues dans l’étude expérimentale du courant de résonance.
- Une bobine d’inductance L, de résistance r, et d’impédance s est disposée de manière à pouvoir être reliée en parallèle avec un certain nombre de condensateurs à papier de même capacité nominale. On applique une force élcctromotrice alternative et on lit les valeurs du courant total, du courant dans la bobine et du courant dans le condensateur à mesure qu’on introduit, un par un, les condensateurs. Le courant dans la bobine demeure constant, le courant dans le condensateur croît uniformément, tandis que le courant total diminue, passe parun minimum et croit ensuite.
- Si l’on choisit plusieurs séries de ces valeurs et qu’on construise le diagramme des courants, on trouve que, si la différence de phase des|condensateurs était nulle, le courant total minimum serait égal à la projection du courant de la bobine sur l’axe des voltages. En fait, le courant minimum total est plus grand d’une quantité qui varie avec la grandeur de la différence de phase. (*)
- (*) F. W. Grover, Bureau of Standards Bull., tome VII, p. 495, 1911; tome III, p. 3^1, 1907.
- Pour obtenir la différence de phase, on procède de la façon suivante :
- On trace l’axe des voltages. Connaissant les constantes de la bobine, on détermine l’angle dont retarde le courant de la bobine par rapport au voltage et on trouve l’échelle, le vecteur représentant le courant de la bobine. De l’origine comme centre avec un rayon égal à la valeur minima du courant total on décrit un arc dépassant l'aiblementde chaque côté l’axe de référence. De l’extrémité du vecteur représentant le courant de la bobine on mène une tangente à cet arc. L’angle que fait cette ligne avec l’axe de référence mesure le facteur de puissance des condensateurs. La différence entre cet angle et un angle de 90° donne la différence de phase des condensateurs. Elle est également fournie parla relation :
- différence de phase = cos—1
- r
- Z
- cos 1f,
- IT
- où r et z sont les constantes de la bobine, L le courant de la bobine et IT la valeur minimum du courant total. Cette relation se déduit facilement du diagramme.
- On a supposé la force électromotrice sinusoïdale. S’il y a des harmoniques plus élevés leur effet sera d’accroître la valeur apparente de la différence de phase. Pour les expériences ordinaires de laboratoire, ceci ne constitue pas un inconvénient sérieux à moins que les harmoniques ne soient très prépondérante. L’effet des harmoniques pept être réduit par l’introduction d’une inductance en série avec le circuit parallèle.
- Cette méthode n’est pas préconisée comme possédant une grande précision. Elle est cependant de quelque intérêt théorique et a été trouvée d’une grande valeur pratique dans un laboratoire où les élèves, pour l’étude d’un circuit parcouru par du courant alternatif, utilisaient le conden-teur commercial à papier.
- A. B.
- [The Physical Review, mai 1916.)
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- 5 Août 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 139
- Répartition du courant entre une colonne gazeuse et un shunt métallique. — Robert
- F,. Earhart. 1
- Les recherches de l’auteur ont été entreprises dans le but d’étudier quelques-unes des conditions pour lesquelles un courant d’électricité travèrsànt un gaz peut être dérivé dans un circuit métallique ainsi que la répartition quantitative du courant entre une colonne gazeuse et un circuit métallique.
- La question a été envisagée qualitativement par Lehman ('). Dans une de ses expériences, Lehman envoie la décharge produite par une marchine statique dans'un long tube le long duquel on dispose transversalement des disques métalliques perforés qui peuvent être mis en communication par l’extérieur. Lehman décrit avec soin les modifications d’aspect de la décharge lumineuse qui se produisent quand on établit les connexions.
- L’appareil u tilisé par Earhart est constitué par un tube cylindrique en verre fermé à chaque bout par une électrode plate et relié à une pompe. A l’intérieur du tube on dispose des cloisons métalliques perforées parallèlement aux électrodes terminales. Ces cloisons sont munies de fils fixés dans les parois du tube et qui peuvent être mis en communication, par un interrupteur, à travers un galvanomètre de faible résistance. On met le tube en communication avec les pôles d’une batterie d’accumulateurs à haut voilage et on mesure le courant produit soit avec un milliampèremètre, soit par un galvanomètre shunlé.
- Pour qu’un courant circule à travers un circuit métallique terminé par des disques perforés, il faut que ces disques acquièrent continuellement des charges électriques à partir de la colonne gazeuse. Un des premiers points à étudier est celui du mécanisme probable au moyen duquel cesMisques captent des charges. Dans ce but on a utilisé plusieurs paires de diaphragmes dans lesquels le rapport entre l’aire totale des ouvertures et celle des parties pleines était maintenu constant. Les disques percés d’un grand nombre de petits trous ont été trouvés plus efficaces pour dériver le courant que ceux présentant un petit nombre d’ouvertures plus
- grandes. De plus, l’efficacité augmente quand on augmente l’épaisseur des parois métalliques. Ceci indique que l’électrisation des disques est produite par le passage du gaz ionisé à travers les ouvertures plutôt que par le choc des ions sur les parties métalliques.
- Si la distance des diaphagmes est comparable à la longueur du tube, la fermeture du circuit dérivé diminue le courant total qui traverse le tube. En fait, quand la pression du gaz est faible 1/20 mm.) la fermeture du circuit extérieur éteint entièrement la décharge.
- La proportion du courant total dérivé à travers le shunt dépend beaucoup des conditions réalisées aux extrémités du circuit. Certaines propriétés se retrouvent cependant dans tous les cas étudiés.
- ^ 15-
- Courant total
- Fig. i.
- Un cas typique est représenté sur la figure i. Le tube de décharge a 52 mm. 8 de longueur et i.'i millimètres de diamètre. Les clôisons de cuivre ont o mm. !\ d’épaisseur et sont réparties de manière à diviser le tube en S compartiments égaux. Chaque cloison a i6 ouvertures de i millimètre de diamètre. L’aire totale libre est. de o cm2 iï!i ; l’aire totale de la cloison est de i cm2 /|i5. La courbe de la figure i montre que, pour de faibles valeurs du courant, ro % environ du courant total passe dans la dérivation : cette proportion sc maintient, lorsqu’on fait croître le courant, jusqu’à une certaine valeur de ce courant, au delà de laquelle un nouvel accroissement du courant total entraîne une diminution du courant dérivé.
- Les figures 2 et 3 reproduisent les courbes obtenues avec le même tube pour des pressions différentes. La pente de la partie la plus basse de
- (’) Ann. der. Phys, p. i, 1902.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Série).— N» 32.
- ces courbes indique le même coefficient de proportionnalité entre le courant total ét le courant dérivé pour de faibles valeurs du courant. Cès courbes montrent également que la valeur limite dépend de la pression. *
- Les expériences ont été reprises avec le même
- Courant Cotai YO~"Amp,
- Fig. a.
- tube, en donnant à l’une des cloisons une épaisseur double. Quand la cloison la plus mince est en faqe de l’anode, les résultats obtenus conduisent à une famille de courbes analogues à celles qui sont représentées sur les figures i, a et 3. Si c’est la cloison la pins épaisse qu’on met en face l’anode, on obtient des courbes ayant la même pente pour de faibles valeurs du courant,
- '0 zo 30 *0
- Courant total YO “ "Amp,
- Fig. 3.
- mais on peut faire passer dans le tube des courants beaucoup plus intenses avant d’atteindre la limite.
- Lesv expériences précédentes ont été faites sur des courants très faibles. On a fait varier les conditions de ces expériences de manière à obte-
- nir des courants mesurables directement à l’aide d’un piilliampèremètre. Un tube de 3 centimètres de diamètre et de 12 centimètres de lon^ gueur a été muni, de deux cloisons disposées de manière à diviser le tube en trois sections sensiblement égales. Là batterie utilisée pouvait donner un courant de 5o milliampères dans le tube pour une pression de 0 mm. 5 de mercure. En débutant par des faibles courants, on a pu faire passer le courant totaldansleshunt, l’espace compris entre les diaphragmes demeurant obscur, On a pu ainsi dériver des courants allant jusqu’à 8 milliampères. Au delà de 8 milliampères, un faible accroissement du courant détermine des conditions instables, le courant dérivé variant de 2 à 8 milliampères, le reste illuminant le gaz. Cet état instable une fois dépassé, le courant dérivé décroît jusqu’à 2'milliampères et conserve cette valeur jusqu’à des valeurs du courant fotal atteignant 5o milliampères.
- A. B.
- ( The Physical Revie»', avril 1916.)
- Étude des détecteurs à cristaux. — A. Hunt et Whittemore.
- Un nombre considérable de travaux ont été consacrés, ces dernières années, à l’étude des propriétés des divers cristaux ou métaux qui sont utilisés comme redresseurs des courants de haute fréquence. Jusqu’ici cependant, l’étude du redressement des courants parles cristaux a été faité principalement par l’application de différences de potentiels connues à la fois directes et alternatives, aux extrémités du redresseur.
- Comme le principal emploi des redresseurs à cristaux est celui qu’on en fait en T. S. F. MM. Hunt et Whittemore se sont proposé l’étude des propriétés de quatre de Ces détecteurs dans des conditions analogues à celle de la pratiqué. Les recherches ont porté sur des modifications qui se produisent dans le courant transmis sous l’influence de changements de température, des variations de pression et d’humidité. Dans ce but on a installé un poste d’émission et un poste récepteur en différentes parties d’un même bâtiment. Les recherches ont porté sur les détecteurs à galène, à périkon, à silicium et à carborundùnr
- Le poste d’émission fournit des oscillations d’une longueur d’onde d’environ 5oo mètres. Le
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- & Août 1916 y . la lumière électrique
- l4l
- courant normal dans le circuit oscillant est de 4;5 ampères et' la ;puissance dépensée dans le transformateur de aoo watts. Les mesures du courant dans le détecteur ont été effectuées au moyen d’un galvanomètre balistique d’une résistance de i “069 et d’une sensibilité deo,ooaG micro-
- * P S
- Fig. 1.
- {
- ampère par millimètre. La figure 1 donne le diagramme complet des connexions au poste récepteur. Les signaux sont envoyés du poste d’émission au moyen d’un interrupteur manœuvré au poste récepteur. Afin d’empêcher tout effet d’induction dans le circuit du galvanomètre par suite de la fermeture et de la rupture du courant dans le primaire du transformateur du poste d’émission, on maintient ouverte la clef B pendant l’ouverture ou la fermeture de l’interrupteur déterminant l’émission. Letemps pendant lequel circule le courant dans le galvanomètre (est déterminé entièrement par la durée defermeture de la clef B. Grâce au commutateur RSj on peut changer le sens des déviations du galvanomètre. L’interrupteur S4 permet de mettre en circuit un détecteur auxiliaire au moyen duquel on peut recevoir des radiogrammes d’autres stations sans modifier le détecteur à l’essai.
- La principale cause d’erreur qu’il a fallu éliminer a été une force électromotriçe parasite qui est apparue constamment au cours des recherches ; elle prend naissance dans le contact du détecteur et détermine une déviation en apparence inexplicable du galvanomètre, même lorsqu’on ne reçoit aucun signal. Pour éliminer cette force électrqmotricelâ méthode qui donneles meilleurs résultats consiste dàns l’emploi d’une pile ther-
- mo-électrique disposée en sérié avec le galvanomètre et chauffée par le rayonnement d’une lampe à incandescence de 3a bougies qu’on dispose à une distance convenable. Comme le sens de la force électromotrice parasite change souvent, on utilise un commutateur RS2 pour que la force éloctromotrice de la pile thermo-électrique puisse bien être toujours opposée. Grâce à ce dispositif, il est possible d’éliminer tous les courants parasites d’origine électro-chimique ou thermo-électrique qui ont été mentionnés par Flowers (’).
- Une série de lectures est obtenue de la manière suivante :
- Un observateur porte son attention sur le galvanomètre; il élimine s’il y a lieu la force électromotrice parasite par la méthode qu’on vient d’indiquer ; il s’assure en même temps, grâce à un téléphone récepteur, qu’aucune erreur ne peut provenir d’ondes atmosphériques ou d’ondes envoyées par une station voisine. Toutes les lectures qui sont troublées par des influences étrangères sont écartées.
- Un autre observateur ferme l’interrupteur qui actionne le poste d’émission et, chronomètre en main, ferme la clef B pendant un certain temps. Le premier observateur note la déviation maxima du galvanomètre; par suite de sa longue période naturelle d’oscillation, l’aiguille n’atteint pas sa position d’équilibre; un étalonnage préalable du galvanomètre permet de connaître le courant correspondant à.une déviation d’une durée de 3 secondes.
- Pendant l’essai, on ne cherche pas, pour le détecteur, la plus grande sensibilité, mais pardessus tout un fonctionnement constant. Afin de pouvoir soumettre le détecteur à diverses conditions physiques, on l’enferme dans un récipient clos (cuve d’accumulateur munie d’un couvercle convenable en cuivre).
- On échauffe ou on refroidit le détecteur en plongeant le récipient qui le contient dans un bain d’huile ou dans un tube de Dewar rempli d’air liquide. On peut faire varier la pression à l’aide d’une pompe et on mesure la pression par un manomètre à air libre. Une solution d’acide sulfurique de concentration connue, disposée dans le récipient, permet de connaître exactement la tension de la vapeur d’eau. __
- (l) Phys. Rev., tome XXIX, p. 445; 1909.
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- 14Î
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXÎV (2« Série}. — N*32.
- RESULTAT# OBTENUS.
- Galène. — La figure i représente les dévia-lions du galvanomètre en fonction de la température. Dans ce graphique ainsi que dans les suivants, les courbes ponctuées indiquent les résultats obtenus avec d’autres échantillons ou d’autres réglages. Le courant Redressé décroît
- rapidement quand la température s’élève et devient voisin de zéro à 170° C. Cette décroissance n’est pas due à une augmentation de la pression au contact car la pointe du détecteur est soutenue par un 1 ressort en spirale très fin, en sorte que la dilatation due à l’élévation de température n’affecte pas le réglage. On a vérifié préalablement que, sous des conditions extérieures invariables, les lectures du galvanomètre demeurent constantes.
- Un point à noter est que, quoique dans la plupart des cas, avec la galène, le courant aille du cristal vers la pointe, il arrive, dans quelques réglages, que le courant circule dans la direction opposée.
- C’est un fait bien connu que le passage dans Un détecteur à galène du courant intense produit par une puissante décharge atmosphérique ou l’étincelle d’un poste d’émission voisin altère le fonctionnement. L’explication probable de ce phénomène doit sans doute être cherchée dans réchauffement local du contact produit par le passage du courant qui détermine un effet analogue à réchauffement décrit ci-dessus.
- La température pour laquelle le courant redressé devient pratiquement négligeable varie avec le réglage initial et elle est d’autant plus élevée que le réglage est meilleur.
- La figure 3 représente les résultats obtenus par un abaissement de température. On observe vers — 5o° C un maximum du courant transmis, maximum dont l’existence a été confirmée.par les essais successifs. Une des plus grandes difficultés qui se présentent dans le refroidissement de la galène aussi bien quelles autres détecteurs est le dépôt de glace sur les cristaux. La fusion
- Fig. 3.
- de cette glace par réchauffement du contdct détermine de l’humidité qui superpose son effet à celui de la température. En outre, cette humidité du contact a une influence marquée sur la force électromotrice parasite qui prend alors de très notables valeurs, soit dans un sens, soit dans l’autre. ,
- Il est à noter que la courbe obtenue par le refroidissemént continue l’allure générale de celle que donne réchauffement.
- Tension de, vapeur '
- MM de Mercure.
- Fig. 4.
- Les résultats fournis par la variation de l’humidité de l’air du récipient clos contenant le détecteur sont indiqués sur la figure 4. On voit que la
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- ••—<3-——^——r-------:-----------.. : .. ’
- présence d’une faible quantité de vapeur d’eau suffit à réduire grandement l’intensité du cou* rant fourni par le détecteur à galène.
- Périkon, — Le détecteur périkon utilisé est constitué par un contact entre un cristal de zin-pite et un cristal de chalcopyrite. L’effet de la température est plus marqué dans le cas du périkon que dans celui de tout autre détecteur
- Périkon
- .50
- <00
- (fig. 5). Pour une dérivation de 3 centimètres à la température de 55° C, on obtient vers i4o° une déviation qui sort de l’échelle du galvanomètre. Lacourbe fournie par le refroidissement (fig. 3) se raccorde bien à la courbe d’échauffement et descend rapidement à mesure que la température diminue. A aucun moment on n’a constaté l’existence d’un maximum entre les températures de — i2o° ,C et -f- 2io“ C.
- L’influence de la tension de la vapeur d’eau est représentée sur la courbe correspondant au périkon dans la figure 4 ; elle est moins marquée que dans le cas de la galène mais elle indique une diminution du courant quand augmente la tension de vapeur.
- Silicium. — Le redressement du courant par, le détecteur à silicium est très irrégulier. Ceci concorde avec lès remarques faites par les autres observateurs sur les propriétés de cette substance. Ainsi O. E. Buckley (') indique que « comme différents cristaux parfois même taillés dans le même échantillon, peuvent varier notablement dans leurs propriétés électriques, il importe que les mesures des différentes propriétés‘soient faites sur le même échantillon ». On trouve une confirmation de cette remarque
- (*) Phys. Rev,, t. IV, p. 482 ; ig«4-
- dans les observations représentées suf la figure 6. Les conditions d’échauffement ont été les mêmes pour les deux courbes, sauf que les expériences ont porté sur des échantillons différents. Dans un cas, le courant augmente et dans l’autre il diminue quand la température s’élève (fig. 6).
- Aucun résultat correct n’â pu être obtenu par refroidissement.
- Le ' courant transmis diminue légèrement quand on augmente la tension de la vapeur d’eau (%• 4). J
- Carborundum. — L’échauffemeritdu détecteur à carborundum a fourni des résultats très parti-
- Carborundum
- Fig-. 7*
- culiers indiqués sur la figure^. Le courant atteint un maximum-Muen net pour une température d’environ i3o0C^<e^-ensuite tombe rapidement pour passer par u’n minimum vers i65*C ; au-dessus de cette température le courant croît à nouveau constamment. La courbe de refroidisse-
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- 144 , v LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV. (2* Série)— Kt32A
- ---—----——-1' -, ' ------.v- ----.......:,:
- ment (flg. 8) prolonge la courbe d’échaufïément; le courant s’annule vers — 85°C ; quand on ré-
- chauffe le détecteur, il reprend ses propriétés comme l’indiquera courbe en pointillé-
- REMARQUES GENERALES
- Pour les quatre détecteurs on n’a constaté aucun effet de la pression dans un intervalle compris entre a5 centimètres et i35 centimètres de mercure. Peut-être cet intervalle est-il'trop restreint.
- Une particularité remarquée dans ce travail.est que certains cristaux ne redrèssent pas le courant oscillatoire dans un sens invariable. Pour un réglage déterminé le courant va, par exemple, du cristal vers la pointe ; circule en sens inverse pour un autre réglage. Et même, dans un essai sur l’influence de la température sur le carbo-rundum le courant redressé a changé de sens bien qu’aucune modification n’ait été apportée au réglage. Le sens habituel du courant pour le silicium et la galène est du cristal vers la pointe ; pour le carborundum, de l’aiguille vers le cristal. Le détecteur périkon est le seul qui n’ait présenté aucune inversion ; le courant redressé circule toujours de la chalcopyrite vers la zincite.
- La force électromotrice parasite dont il a été question plus haut est sans doute d’origine gal-
- vanique; son inversion fréquente semble exclure la possibilité d’une origine thermo-électrique,.
- conclusion V,
- Il est possible que les variations observées dans le courant fourni par le détecteur soient dues à la fois à des modifications de surface du cristal, ou à des modifications dans lé corps du cristal. Si ces deux modifications se produisent, comme l’ont suggéré plusieurs observateurs il est probable que les modifications intérieures prédominent dans les phénomènes observés pour des variations de température qui sont surtout importantes dans le cas du carborundum. Sous l’influence de l’humidité ce sont sans doute les effets de surface qui sont prépondérants.
- ! Parfois, quand le détecteur fonctionne particulièrement bien, on entend dans les récepteurs un bourdonnement analogue à celui, produit par induction au moment de l’ouverture du circuit du détecteur. Geci semble être la preuve de la formation d’une couche de grande résistance à la surface du cristal, au point de cpntact. L’attén-tion a déjà été appelée sur la possibilité de cette couche par Austin (*) et Goddard (2).
- Il n’y a apparemment aucun lien entre les propriétés rectificatrices du détecteur et la force électromotrice parasite, puisque les premières demeurent invariables pour des fluctuations rapides et parfois même des inversions de cette dernière. La force électromotrice parasite existe souvent même après que l’appareil a été maintenu un certain temps dans les conditions de température, d’humidité, etc. du laboratoirç. Il serait intéressant de rechercher la cause de cette force électromotrice parasite et sa relation, si elle existe, avec le courant transmis.
- A. B.
- (The Physical Review, mai 1916.)
- (*) Bulletin Bureau of Standards, t. V. p. 146.
- (2j pkys. Rev., t, XXXIV, p, 423 ; 1912.
- La reproduction des articles de la Lumière Électrique est interdite.
- Paris. — imprimer!* rêvé, 17, rue cassette.
- Le Gérant, : J.-B. NoyBT,
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-
- : té«ffU-imi«Uâtè ÉÉÜ4
- SAMEDI 12 Août 1016.
- Tome XXXlV (2* série). N« 33
- • C
- DEVAUX-CHARBONNEL. — Les tramways électriques et l’électrolyse. 1........
- P. DUMARTIN. — De l'amélioration du fac- % teur de puissance (cos <p) dans les installations électriques industrielles (Suite)..... 151
- SOMMAIRE!
- Publications techniques
- Electrotechnique générale t'5 Sur les rayons magnétiques de Righi. —
- E. Iyes..........................,....
- Sur les grandeurs électromagnétiques. — M. Ascom. .............
- Hydraulique
- La houille blanche et l’industrie des transports.
- — Lewiss B. Stillwell..............
- Bibliographie.................". .......
- i58
- 160
- 166
- 168
- LES TRAMWAYS ÉLECTRIQUES ET L’ÉLECTROLYSE
- Les tramways électriques utilisent, en général, les rails comme conducteurs de retour, mais ces conducteurs remplissent bien imparfaitement leur rôle. Doués d’une conductibilité médiocre, diminuée encore par la présence de joints résistants, plongés dans un milieu, le sol ordinaire, dont la résistivité peut être assez faible (humidité, matières minérales ou organiques), ils laissent échapper une partie des courants qu’ils portent proportionnelle à leur voltage. Ces courants dérivés, appelés courants vagabonds, en circulant dans le sol, y créent des différences de potentiel, pénètrent dans les masses métalliques, et en sortent en produisant.de l’électrolyse qui peut les désagréger et les détruire. Les accidents ainsi causés aux canalisations de gaz, d'eau, d.'électricité sont assez fréquents et bien connus.
- Un exposé assez détaillé des difficultés que peut rencontrer une compagnie de tramways, lorsque des détériorations de ce genre sont causées à des canalisations électriques par des courants vagabonds retournant à l’usine, a d'ailleurs été publié dans cette Revue (‘).
- Ces faits ont été Vorigine dans tous les pays d'une réglementation particulière. M. Devaux-Char-bonnel se propose d'exposer plus tard les mesures prises à l'étranger, il se contente aujourd'hui de parler de la réglementation française.
- Cette réglementation a pour base un certain nombre de faits scientifiques dont l'article suivant présente un court résumé.
- Lois de l’électrolyse. — La force électromotrice nécessaire pour électrolyser l’eau est de 1,49 volt, si on la déduit de la loi de Thomson et de la chaleur de formation de l’eau. On sait également que pour dégager les éléments O et H à l’état gazeux, en présence d’électrodes métal-
- (*) « Les phénomènes d’électrolyse par courants vaga-
- bonds et la responsabilité des Compagnies de tramways », Jacques de Soucr, La Lumière Electrique du 9 mai 1914, p. 587, n° 19.
- liques, même inattaquables comme le platine, il faut majorer ce chiffre de quelques dixièmes. Aussi admet-on généralement qu’une force électromotrice de a volts est nécessaire pour décomposer l’eau.
- Si on place, d’autre part, un électrolyte sur le trajet d’un Courant, cet électrolyte entre en décomposition et absorbe une certaine force électromotrice ; il agit: comme une^forcê contre-électromotrice. Il semble donc que si la force
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- 146
- La lumière èlëctiiiQüÈ
- T. XXXIV (2« èérie). — fï» 33.
- électromotrice du générateur qui produit le courant est inférieure à la force contre-électromotrice d’électrolyse aucun courant ne peut passer. Cette assertion se trouve dans certains ouvrages, notamment dans le recueil des constantes publié dernièrement par la Société. Française de physique (page 63g).
- C’est en admettant l’exactitude de ces deux faits fondamentaux, que les règles concernant la traction électrique ont été élaborées. Il nous a
- • il
- Fig. i.
- paru intéressant de chercher à vérifier, si l’expérience eonfiniiait bien ces données qui se présentent pour certaines personnes sous l’aspect de résultats scientifiques indiscutables.
- Dispositif expérimental. — Après quelques tâtonnements voici le dispositif bien simple auquel nous nous sommes arrêté.
- Une pile de très faible résistance fournit le courant qui passe à travers un inilliampèremètre, et une boîte de résistance, et est fermé par une clef à travers la cuve électrolytiquè.
- La même clef peut instantanément couper le courant de pile et insérer un voltmètre très résistant et très sensible (galvanomètre d’Arsonval taré) entre les bornes de la cuve.
- Ce dispositif a l’avantagé de donner immédiatement tous les renseignements cherchés.
- On peut graduer à volonté l’intensité du courant et la mesurer à tout instant. La force électromotrice de polarisation est donnée par le voltmètre. La résistance de l’électrolyte se détermine sans difficulté. SoitE la force électromotrice de la pile, e la forcé élèctromotticë de polarisation,
- i le courant, et p la résistance de l’électrolyte, R toutes les autres résistances.
- On a i
- E — e l~R + P
- Toutes les quantités qui entrent dans cette formule sont connues sauf p. On peut donc la calculer.
- On peut aussi la mesurer sans faire de calculs,
- Mettant la pile hors circuit on aura à l’ampèremètre un courant
- 8
- R + p
- On en déduit immédiatement le courant I qui se produirait s’il n’y avait pas de polarisation
- Pour déterminer p il suffira donc de mettre la cuve hors circuit, et de reproduire à l’ampèremètre le courant I, en faisant varier la résistance de la boîte. L’accroissement de résistance sera égal à p.
- La mesure directe est préférable, parce qu’elle dispense de la connaissance de la valeur des forces électromotrices.
- Electrolyse et polarisation. — Voici les phénomènes qui ont été constatés :
- Quelles que soient les conditions de l’expérience, le courant n’est jamais nul. A mesure qu’il traverse l’électrolyte, la polarisation augmente, d’autant plus rapidement que la densité du courant est plus grande ; mais il paraîLy avoir pour chaque densité (intensité par décimètre carré d’électrode), une valeur limite; d’ailleurs, la polarisation p’est jamais égale à la force électromotrice delà pile, car à ce momentle courant serait nul et la polarisation ne saurait se maintenir dans ces conditions. En effet, dès que la pile est supprimée, la polarisation disparaît peu à peu. Il y a donc disparition de la polarisation en même temps que l’électricité afflue sur les électrodes et travaille à la créer ; un certain équilibre tend à chaque instant à s’établir.
- Si la force électromotrice de la pile est suffisante, malgré la réduction du courant produit par.le développement de la polarisation l’afflux de courant est encore assez grand pour permettre à la polarisation de s’accroître. Elle augmente
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- 12 Août 1916. L LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- - • ' Y ’ v
- constamment, jusqu’au moment où l’électrolyse se manifeste d’une façon évidente, dégagement de gaz sur les électrodes ou dépôt d’ions. A ce moment la polarisation prend une valeur bien définie, qu’elle conserve généralement, même si on augmente la densité de courant, à moins que de nouvelles décompositions soient possibles, auquel cas la polarisation croît jusqu’à un nouveau palier et ainsi de suite.
- En résumé, si au moyen d’un rhéostat on gradue la densité du courant, on remarque les phénomènes suivants. A mesure que le courant augmente, la polarisation croît en prenant des valeurs stables à certains paliers correspondants à des phénomènes électrolytiques bien caractérisés ; le courant d’ailleurs n’est jamais nul, car la polarisation dépend essentiellement de l’existence du courant.
- Polarisation des électrodes. — Nous avons étudié d’une manière particulière la variation de la polarisation avec différentes électrodes :
- Platine. — La force contre-électromotrice d’électrolyse a été trouvée de 1,70 vôlt pour l’eau de Seine. La différence 0,21 avec la valeur théorique 1,49 s’explique parle surcroît de travail dû à la formation des gaz. Si l’eau est légèrement acidulée par l’acide sulfurique ou l’acide azotique, la valeur de la polarisation ne change pas. La présence d’acide chlorhydrique la ramène à 1,47. Il y a probablement là une action du chlore à l’électrode positive, alors que les autres acides n’ont pour effet que d’augmenter la conductibilité de la solution. Leur chaleur de formation étant plus élevée que celle de l’eau, ils ne sauraient être décomposés avant elle.
- Le dégagement gazeux ne se produit que si la densité du courant est de quelques milliampères,, 5 environ, par décimètre carré. La polarisation ,conserve la valeur 1,70 jusqu’à des densités de 5oo milliampères. Au-dessous de 5' millis elle est beaucoup plus faible; elle diminue et disparaît avec le courant.
- Électrodes attaquables. — Si on emploie comme électrode des métaux susceptibles de se, combiner avec l’oxygène, ou recouverts de minces couches d’oxyde, réductibles par l’hydrogène, les phénomènes se présentent sous une forme un peu plus compliquée. Les produits de l’électrolyse de l’eau se combinent avec les élec-
- trodes. L’hydrogène, par exemple, ne se dégage sur une cathode en fer, légèrement rouillée, qu’après que l’oxyde a été réduit, de même l’oxygène sur l’anode se combine avec le fer, avec le Cuivre, le plomb, etc., et n’apparaît à l’état gazeux que si la production est assez intense, pour qu’une partie du gaz 11’ait pas le temps d’entrer en combinaison.
- Si on suit la variation de la polarisation, on trouve, comme dans le cas des électrodes inattaquables, qu’elle se développe avec le courant, mais elle passe par certains paliers correspondant aux diverses phases des réactions secondaires qui se produisent aux électrodes. S’il s’agit de l’eau seule ou légèrement chargée d’acide ou de sels alcalins, la polarisation est toujours inférieure à 1,70 volt; avec certaines électrodes elle est même à peu près nulle.
- Différents métaux ont été essayés. Voici quelques résultats.
- Cuivre. — Des paliers se produisent à 0,60 avec une densité de 10 millis par décimètre carré et à 1,20 avec 20 millis. 11 y a dégagement d’hydrogène seulement.
- Il se forme probablement à l’anode d’abord du sous-oxyde, puis du protoxyde. Avec de l’eau faiblement acidulée, la polarisation n’est que de 0,32; au contraire, avec du carbonate de soude, elle monte à i,i5.
- Fer. — On trouve un palier à 0,28 avec 40 millis. Si la densité atteint 90, l’oxygène se dégage et la polarisation monte à i,5o. Avec de l’eau acidulée, l’hydrogène seul se dégageant, on a trouvé o,o3.
- Plomb. — La polarisation est de 0,20 ; on peut attëindre des densités de courant assez grandes,
- 15o par exemple, sans apercevoir d’oxygène libre. La polarisation croît seulèment jusqu’à 0,28. Si on acidulé, le courant augmentant considérablement on peut produire le dégagement gazeux. La polarisation monte alors jusqu’à 1,84.
- Fer et plomb. — Deux cas sont à distinguer suivant que le fer est anode ou cathode. Si le fer est anode, on a pour la polarisation un premier palier à 0,20, puis un deuxième à 0,37. Le deuxième correspondant à l’apparition de l’hydrogène gazeux. Jusque-là cet hydrogène avait probablement réduit une mince couche d’oxyde de plomb. Si la densité augmente on arrive à 1,70 avec dégagement d’oxygène. La présence d’alcalis, d’ammoniaque par exemple, augmente la
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- LA LUMIÈRE
- polarisation. On trouve i,3o. Au contraire les acides la diminuent et peuvent même la rendre négative. Ceci n’a rien de surprenant; par exemple le plomb et le fer avec l’eau seule constituent une pile dont la force électromotrioe a atteint dans les expériences jusqu’à 0,40; le fer était négatif. Cette pile est donc de sens contraire à celle que l’électrolyse tend'à fermer-
- Quand le fer est cathode, la polarisation est très faible, tant que la cathode n’est pas débarrassée de toute trace.de rouille. Dès que l’oxygène se dégage, la polarisation atteint 0,20, ce chiffre se maintient avec des courants jusqu’à 70 milliampères. Plus loin, de l’oxygène apparaît sur le plomb, la polarisation augmente pour arriver 'à 1,70 au moment où le courant atteint 200 et que l’oxygène se dégage abondamment. En présence d’acides, donnant des sels de plomb peu solubles, chlorure ou sulfate, la polarisation augmente, elle atteint o,40 à o,5o. Avec l’acide azotique et même l’acide chlorhydrique très diluée, elle tombe à 0,10. ,
- Conclusion. — L’exposé des phénomènes expérimentaux montre combien la question de l’élec-trolyse de l’eau est complexe. La nature des électrodes y joue un rôle prépondérant. Si on opérait avec des produits purs, il est très probable que les résultats seraient des plus simples. La loi de Thomson se vérifierait; la force contre-électromotrice d’électrolyse correspond à la chaleur de formation de l’eau, quand on emploie des I électrodes inattaquables. Quand les électrodes sont attaquables, le passage du courant produit des oxydes à l’anode et provoque des réductions à la cathode ; il faut tenir compte de la chaleur des produits fermés, car elle vient en déduction de celle qui est nécessaire pour électrolyser l’eau, la loi de Thomson ne doit vraisemblablement s’appliquer que si on tient compte de tous les produits formés, aussi bien des combinaisons qui dégagent de la chaleur que des décompositions qui en absorbent. Cette extension de la loi suffît à expliquer au point 4e vue théorique les valeurs de la polarisation obtenues avec des électrodes attaquables, valeurs qui sont inférieures à celle de la décomposition de l’eau seule.
- Il aurait été intéressant de vérifier que cette conception théorique est bien conforme aux faits. Les chiffres que nous avons trouvés le prouvent d’une façon approximative seulement. Il est en effet fort difficile d’avoir un phénomène simple
- ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2« Série), -r.ïï*38i
- dégagé de toute réaction parasite.,La.présence de traces d.’oxyde sur les cathodes, d’impureté* du métal aux anodes, suffit pour modifiemquelque-fois assez profondément les résultats obtenus* Ou peut cependant dire que d’une manière générale les faits sont en accord avec la théorie. Quand par exemple on trouve qu’avec des électrodes en fer le dégagement gazeux se produit avec i,5o seulement, ceci montre bien que malgré le dégagement il y a encore une certaine combinaison d’oxygène avec l’anode puisque avec du platine on trouve 1,70.
- Quoi qu’il en soit, au point de Vue pratique, on peut déduire de ces recherches que la décomposition de l’eau, avec formation de composés aux électrodes, est loin de nécessiter une 'force: élec: tromotrice de 2 yolts. En particulier en nous limitant au cas du fer et du plomb, ce qui nous place dans les conditions réalisées par une conduite de gaz et un rail de tramway, électrique, nous constatons que, si le plomb reste positif, la force électromotrice d’électrolyse est de 0,20 et peut tomber à 0,10 en présence d’acides dilués. Dans le cas où le plomb est négatif, la force électromotrice est un peu plus élevée, mais dans des circonstances favorables, en présence d’acides faibles une pile tend à se fermer naturellement, qui détruit la polarisation. Il en résulte que l’attaque électrolytique est diminuée, mais que la densité du courant est augmentée. On peut donc conclure de ces expériences que le courant se dérive avec facilité des rails vers les conduites de plomb voisines, et que le retour en sens inverse des conduites vers le rail produit de l’électrolyse dès que le voltage est supérieur à 0,20.
- On peut même se demander' ce qui se passe j>our des voltages plus faibles. Autant qu’on peut en juger par l’aspect que prennent les électrodes avant que la polarisation soit suffisante pour que, les dégagements gazeux se produisent, on est tenté de conclure qu’il y a déjà attaque chimique.
- On constate en effet que la surface du métal se ternit, qu’elle prend certaines colorations, etc.; nous serions donc amenés à en déduire que l’attaque chimique est possible et même a lieirç dès que du courant sort d’un métal.
- Résistance du sol. — Pour apprécier les dégâts qui peuvent se produire par l’électrolyse il est indispensable de connaître la résistivité du sol
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- \% Août 1916 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 149
- et d’autre part la valeur de la résistance qui existe entre deux masses analogues à un tuyau et à Un rail placés à sa surface.
- Voici quelques résultats obtenus pour la résis-
- tivité :
- Eau distillée............. 3 X >o!
- Eau de Seine................ a >< io3
- Eau acidulée...... ......... 4 à a X ioa
- Terre sèche................. 8x>o‘
- Terre avec i % d’eau. . . ... 9 X io*
- On voit que la résistivité du sol sec est très élevée, mais qu’elle diminue beauèoup dès que le sol-est légèrement humide. Si la terre est très humide, sa résistivité diffère peu de celle de l’eau seule.
- Pour avoir une idée de la résistance du sol, on pourra examiner les deux hypothèses suivantes : cylindre de 5 centimètres de diamètre concentrique à un autre cylindre dont le diamètre irait en croissant, ou excentrique à un cylindre de 25 centimètres de diamètre dont la distance au premier est variable, le tout plongé dans un milieu indéfini de résistivité connue. On peut former le tableau suivant, en prenant pour résistivité p = 10*.
- On utilise la formule
- R ==
- P
- log
- R1RS
- cylindres extérieurs
- 41: X 0,2172 l) R2 ... .
- * log — cylindres intérieurs. Ri
- Cylindres 1 extérieurs. )
- ( 1
- Distances.
- 2,5o mètres 25,00 »
- 100,00 »
- 000,00 mètres
- Résistivité par mètre linéaire.
- 1 11 ohms
- i85 »
- ,23o »
- 3oo ohms
- R[ du cylindre extérieur.
- , 2,5o mètres
- Cylindres] 25,00 »
- intérieurs, j 25o,oo »
- ( 2 5oo,oo mètres
- 80 ohms 111 »
- 160 »
- 200 ohms
- On voif que, malgré la diversité des hypothèses faites, la valeur de la résistance est comprise entre 100 et 3oo et ne varie que de 1 à 3, quand les distances augmentent de 2 mètres à 1 kilomètre. Si le sol est sec (p = io6) la résistance sera cent fois plus grande et par conséquent supérieure à 10 000; il faudra une différence de
- potentiel de 10 volts pour pnoduire un courant de x milli par mètre linéaire; mais si le sol est humide, il suffira de 1 volt, pour produire un courant de 3 à 10 millis par mètre linéaire, et par conséquent, un courant voisin de 1 milli par décimètre carré de surface de tuyau de plomb.
- Électrolyse des tuyaux de plomb. — Il est, d’autre/part, facile de calculer la quantité de plomb détruite par électrolyse.
- L’équivalent électrochimique de plomb étant io3, une quantité d’électricité de 96 600 coulombs décomposera io3 grammes de plomb, soit environ 9,1 centimètres cubes, c’est-à-dire à peu près 1 millimètre d’épaisseur pour Une surface de
- 1 décimètre carré.
- Or, 1 milliampère pendant un an à raison de
- 10 heures par jour produit 12 760 coulombs. Il lui faudra .donc 7 ans et demi pour ronger un millimètre d’épaisseur ou i3 ans pour perforer un tuyau de 2 millimètres.
- Mais il ne faudra qu’un an pour détruire le même tuyau, si le courant est i5 fois plus fort, soit parce que la résistivité du sol est i5 fois plus faible à cause de circonstances particulières (humidité, masses métalliques conductrices, etc.), soit parce que la différence de potentiel est de i5 volts.
- Conclusions. — Des faits exposés, il résulte que, dans le cas de retour du courant par des conducteurs nus, placés dans le sol, (cas des tramways électriques), des courants se dériveront toujours vers les conduites métalliques voisines.
- 11 y aura presque toujours production d’électro-lyse. Mais cette électrolyse 11e sera réellement dangereuse que dans le cas où le courant dérivé atteindra une densité suffisante.
- Tant que la densité par décimètre carré sera inférieure à 1 millimètre-ampère, il n’y aura pas de danger grave d’électrolyse. Ceci correspond, dans le cas d’un terrain sec, à des différences de potentiel d’une centaine de volts, ou pour un terrain légèrement humide, à des différences de 1 à
- 2 volts. Si donc le sol était toujours très sec, il n’y aurait que très exceptionnellement de l’électro-lyse. Il faudrait une rupture franche de joint dans le rail ou une avarie aux feeders. S’il est légèrement humide, il n’y aura pas d’électrolyse sensible, si l’élévation de voltage_nc dépasse pas 1 ou deux volts. Mais si les différences de poten-
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- 180 La Lumière
- tlel deviennent de l’ordre de plusieurs volts oh si la résistance du sol se trouve diminuée en certains points par suite de dispositions locales désavantageuses, des dégâts importants pour-roht se produire. D’ailleurs, le courant dangè-reüx est celui tjui va des conduites vers les rails; il se manifeste dans les zones négatives, c’est-à-dire au voisinage de l'usine et vers lès jonctions des fëederS de retour. En ces points, s’il y a des masses métalliques dans le sol ou bien si le terrain présente une constitution physique Ou chimique favorable, une humidité permanente, etc., il y aura de l’éléctrolyse.
- Àhrêt*e technique. —- Tour éviter les dangers que nous venons de signaler, quelles sont les mesures édictées par la réglementation française ? Elles se trouvent dafts le document désigné souS le nom d’arrêté technique, pris èn exécution de la loi du i!> jitin 1906, par M. le ministre des Travaux publiés, arrêté qui èst révisé tous les deux ou trois ans et dont le dernier date du 21 mars 1911.
- Une première prescription d’ordre général, à laquelle on h’attaché pas toujours une importance suffisante, interdit formellement (art. 87) l’üsâge du sol poür former ünè partie du circuit de rètôûr. Cette interdiction est fort sage. Elle a pour but de protéger les installations à courants faibles, téléphone, télégraphe, signaux de chemins dé fer, qui représentent ies plus anciennes applications de l'électricité, qui, arrivées les premières, ont utilisé le soi comme conducteur, » ét qui, en raison de leur importance toute spéciale, doivent être garanties contre toute espèce de troObles. Ellé a l’avantage aussi de prévenir tout accident électrolytique.
- Il semble bien que les installations de tramways, qui laissent dériver du courant dans le sol, ne respectent pas cette partie de la réglementation. La tolérance n'est pas explicitement spécifiée dans les textes, mais elle existe bien en fait, puisque, à l’article spécial (airt. 28) qui vise
- ELECTRIQUE T. XXXIV. (2* Série) N* 33:
- l’installation de la voie, c’êst-à-dire dès condüê- J téurs dé retour, il est dit que toutes lés mesures nécessaires seront prises pour protéger contre l’action nuisible des courants dérivés lès massés métalliques.
- Cependant, il paraît bien entendu que cette tolérance n’est acceptée par les règlements qu’à la condition qu’il n’en résulte aucun trouble rti dommage, et qu’au cas contraire, l’exploitant', court le risque d’une contravention.
- Au reste, les conséquences de cette tolérance sont limitées par les différents paragraphes de l’article qui ' concernent la conductance dé la voie ét dès joints, et la perte dé charge kilométrique. .,
- En résùmé, on peut dire que l’emploi de Conducteurs nus pour le retour des courants de tramways né présentera pas dé dangers d’une manière générale si la conductibilité de ces; con-dueteürs est assurée par des dimensions suffisantes, par des connexions soignées et si des dispositions sont prises pour y éviter une élévation sensible de Voltage. Les règles édicteèS à Cet égard par l’arrêté technique paraissent Suffisantes. Mais l’observation même très stricte de la réglementation ne donnera pas Une gâfahtie absolue contre l’électrolySe. Des accidents dûs à des circonstances particulières et locales sont toujours à craindre. Il serait» donc bon que l’arrêté indiquât clairement que les prescriptions édictées ^ont nécessaires pour éviter les accidents, mais qu’elles iiè sont pas suffisantes et que des mesures particulières de protection pourront être indispensables dans certains cas. L’attention des exploitants devrait être attirée sur le danger permanent qüe leurs canalisations font courir aux canalisations voisines et sur la responsabilité qu’ils encourent en cas d’accident, alors même que toutes les prescriptions réglementaires sont strictement observées.
- Devaux-CharboniVel.
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- Ü Août lÔlè. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 151
- ........ V
- ... DE L’AMÉLIORATION DU FACTEUR DE PUISSANCE (COS <p)
- DANS LES INSTALLATIONS ÉLECTRIQUES INDUSTRIELLES (Suite) (i)
- Da/ls la première, partie de celte étude, Vauteur, après avoir exposé tout l'intérêt de la question pour les exploitants des réseaux de distribution, avait examiné les systèmes améliorant le facteur de puissance au moyen d'une machine unique, moteur asynchrone ou condensateur.
- Une autre solution consiste à adjoindre aux moteurs asynchrones eux-mêmes un dispositif' de compensation. C’est celle que Vauteur présente aujourd’hui, tandis que dans une troisième partie de ce travail qui paraîtra prochainement, il étudiera avec plus de détails celui de ces dispositifs qui lui paraît le plus avantageux.
- Compensation du cos <p au moyen de dispositif individuels adjoints aux moteurs asynchrones eux-mêmes. .
- m. — Généralités.
- On a songé de bonne heure à vouloir compenser le facteur de.puissance à l*endroit même où résidait la cause qui le réduisait, c’est-à-dire dans le moteur asynchrone. Dès 1891, M. Gorges imaginait un dispositif consistant à produire dans le rotor d’un moteur asynchrone l’excitation qui lui était nécessaire. En i8g5, M. Maurice Leblanc faisait breveter un appareil appelé « récupérateur », dont il modilia par la suite le principe en raison des difficultés rencontrées dans sa mise au point.
- La propriété sùr laquelle M. Leblanc se basait était la suivante :
- La puissance apparente nécessaire pour produire dans un circuit un courant magnétisant, d’intensité déterminée, est d’autant plus grande par rapport à la puissance vraie transformée en chaleur, que la fréquence est plus élevée. D’autre part, lorsque le circuit magnétique est fixe (stator de moteur asynchrone), il faut que les courants magnétisants aient une fréquence correspondant à celle du réseau qiq l’alimente (5o périodes par exemple). Ceci posé, considérons un moteur asynchrone ordinaire; normalement le flux induetèur est produit par le stator, partie fixe, ce qui est défavorable en vertu du principe ci-dessus. Mais dans ce genre de moteurs rien n’empêche de produire le flux par le rotor; pour cela il suffira d’alimenter ce dernier avec un cou-
- rant déwatté à la fréquence du glissement, de façon à créer un champ tournant dont la vitesse propre, s’ajoutant à celle du rotor, le fera tourner dans l’espace à la vitesse du synchronisme. Or, comme la fréquence du glissement est de 3o à 4b fois plus faible que celle du synchronisme, la puissance apparente nécessaire pour envoyer au. rotor le courant déwatté producteur du flux sera réduite dans la même proportion.
- 1. — Avantages résultant de la compensation
- INDIVIDUELLE POUR LES MOTEURS ASYNCHRONES
- EUX-MÊMES.
- » a) Pour les moteurs existants.
- Le simple exposé général ci-dessus laisse déjà prévoir que l’appareil compensateur individuel sera très réduit par rapport au moteur asynchrone par exemple, servant à la compensation.
- En dehors de ceci l’amélioration du cos cp d’un moteur existant diminue corrélativement le courant qu’il absorbe et, par suite, son échauffe-raent. On 11e peut mieux caractériser la chose qu’en remarquant que réchauffement d?un moteur (comme de tout circuit parcouru par un courant alternatif) est la somme de réchauffement dû au courant watté (RPW) et de réchauffement dû au courant déwatté (Rl8<iw).
- Si donc on arrive, dans le moteur même, à supprimer lq courant déwatté qu’il prend au réseau, réchauffement du stator du moteur diminuera de la quantité correspondante (RIarf\v). Il est, par suite, possible de surcharger le moteur sans dépasser réchauffement qu’il avait lors de la marche sans compensation. Cet avantage pré-
- (4) Voir Lumière Électrique du 5 août, p. ia4.
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- 152 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV(2* Série). — N® 33
- sente un intérêt particulier si les moteurs travaillent à la limite de leur [puissance et qu’on veuille augmenter cette dernière; c’est ainsi que, dans certains cas, la puissance de moteurs à vitesse lente peut'être accrue de i5 à ao % au moyen de la compensation.
- La compensation individuelle du moteur a comme autre avantage, quel que soit du reste le système employé, d’augmenter son couple de décrochage de ao à 3o % et même plus, suivant les circonstances. Ceci résulte, ainsi que nous le montrerons plus loin, de ce que, dans le diagramme bien connu d’Heyland, poiir les moteurs asynchrones, le cercle des couples est remplacé par une courbe renflée vers le haut. Cet accroissement du couple de décrochage est encore accentué du fait que l’amélioration du cos cp diminue la chute de tension du réseau; dans un moteur asynchrone, en effet, le couple maximum est proportionnel au carré de la tension aux bdrnes; au moment d’un à-coup, ce couple maximum diminue donc jtrès vite avec la chute de tension, et le danger de décrochage augmente.
- Cet avantage est particulièrement important dans le cas de moteurs asynchrones soumis à de brusques surcharges, moteurs de laminoirs par exemple. Nous savons en effet que dans certaines installations des décrochages se sont produits pendant les passes de laminage; les inconvénients qui en résultent sont tels que ces accidents sont particulièrement redoutés des praticiens. Or, la compensation éloigne et supprime à peu près ce danger puisqu’on se tient en marche normale beaucoup plus loin de la région critique.
- A ces avantages particuliers il ne faut pas oublier d’ajouter ceux qui ont été mentionnés en détail pour les stations centrales et les lignes de distribution.
- 4
- b) Pour de nouveaux moteurs à installer.
- Lorsqu’il s’agit de la construction de nouveaux
- moteurs, en particulier s’il est question de gros
- types .à marche lente (fréquence normale de
- 5o périodes), on ne peut aller jusqu’aux limites
- d’échauffement lors de leur détermination. En
- »
- raison de facteur de puissance acceptable à obtenir , ils doivent, en effet, être dimensionnés plus largement. Si, par contre, on leur adjoint un groupe compensateur individuel, il est fréquemment possible de prendre un type de mo-
- teur plus petit que le type normal, déterminé comme il vient d’être dit f1).
- La réduction de poids que l’on peut ainsi obtenir atteindra io à 20 % et même 3o % dans certains cas. Le moteur asynchrone y compris le compensateur est généralement plus léger qu’un moteur normal sans compensation et son prix avec compensateur n’est souvent pas plus élevé que celui d’un moteur non compensé.
- L’étude des formules d’Arnold, concernant le dimensionnement des rotors de moteurs asynchrones, permet d’établir avec exactitude que le facteur de puissance d’un moteur devient, à mesure que l’on augmente la lbngueur du fer actif du rotor, plus favorable. De même dans un rotor, les ampères tours-centimètre sont inversement proportionnels au diamètre de ce rotor. Comme la dispersion croît avec les ampèrestours-centimètre, on peut en déduire que cette dispersion (qui diminue le cos <p du moteur) est d’autant moins accentuée que le diamètre du rotor est plus grand.
- L’augmentation du diamètre et de la longueur du rotor constituent donc des moyens efficaces pour améliorer le facteur de puissance des moteurs asynchrones à marche lente, mais on accroît aussi corrélativement, de façon assez sensible, le poids inactif des machines et ce, d’autant plus qu’en raison des nécessités mécaniques, les paliers, arbre, bâtis, doivent être également renforcés en conséquence. De plus, en raison du dimensionnement mécanique anormal, le rende ment des moteurs est quelque peu abaissé. On se rend facilement compte, s’il s’agit de machines lentes à faible puissance, qu’on peut arriver finalement à des conditions qui, pour des raisons économiques et constructives, rendent la construction tout à fait impossible.
- Ces considérations montrent quels avantages on peut retirer de la compensation individuelle des moteurs'. Pour les compléter, ajoutons en outre que les limites inférieures de vitesse et de puissance, pour lesquelles les moteurs asynchrones peuvent encore être construits économi-
- (’) Nous devons, en toute rigueur, faire remarquer qu’un tel moteur de type plus petit, une fois son compensateur débranché, ne peut pas donner en marche normale la même puissance que celle pour laquelle il a été déterminé en tenant compte de sa compensation. Il redevient dans ce cas moteur ordinaire et donne la puissance correspondant à son type.
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- LA LÛMIÈRE ÉLECTRIQUE
- \ •
- 183
- quement, sont sensiblement reculées par l’emploi de la compensation individuelle.
- 3. — Différents dispositifs de compensation
- INDIVIDUELLE EN PRESENCE.
- Comme nous l’avons déjà mentionné, les premiers essais sérieux de compensation individuelle remontent à l,a fin de l’année 1891 ; à cette époque M. Gorges 'imaginait le principe d’un inducteur rotorique fort ingénieux. Quelques années plus tard M. Leblanc, reprenant la question, posa les principes des deux systèmes compensateurs que la pratique a sanctionnés depuis comme résolvant industriellement le problème posé.1 Depuis, s’inspirant des recherches de M. Gorges et Leblanc, M. Ileyland mettait au point un moteur asynchrone auto-excitateur qui a eu quelques applications. MM. Steinmetz, B.londel, Boucherot, enfin, tous, électriciens illustres, expérimentèrent des dispositifs plus ou moins compliqués mais qui ne se répandirent guère en dehors des salles d’essais.
- La pratique a fait, parmi ces découvertes ingénieuses, la sélection habituelle, si bien qu’il ne reste à peu près aujourd'hui sur le marché industriel que trois types de compensateur en présence : le déphaseur Leblanc, le compensateur Brown Boveri basé sur un principe analogue mais perfectionné, par M. Scherbius et enfin l’appareil vibrateur de Kapp.
- Nous allons reprendre en détail les divers dispositifs sans oublier ceux des précurseurs, Ileyland, Leblanc et Gorges.
- a) Dispositif de M. Gorges.
- Le principe sur lequel M. Gorges s’est basé est le suivant :
- J
- Nous avons vu que le flux inducteur d’un moteur asynchrone pouvait être avantageusement produit par le rotor.
- Prenons un moteur asynchrone bipolaire avec son stator ordinaire mais dont le rotor est formé d’un cylindre de cuivre porté par deux tourillons tournant fous sur l’arbre du moteur. Le mouvement serait transmis à la machine ou à l’appareil entraîné au moyen d’engrenages ou de toute autre transmission, par les tourillons du rotor.
- Fixons sur l’arbre de ce moteur, à l’intérieur du cylindre rotorique, deux électro-aimants diamétralement opposés constituant deux pôles que l’on excite par du courant continu provenant ;
- d’une source extérieure et amené par deux bagues montées sur l’arbre. Faisons maintenant tourner ce dernier et les deux électro-aimants qui lui sont solidairés, par un moyen quelconque, et indépendamment de la rotation, du rotor de façon 'que l’inducteur rotorique atteigne la vitesse du synchronisme. Envoyons ensuite dans cet inducteur un courant continu de sens et d’intensité convenables, immédiatement le courant magnétisant va diminuer au stator du moteur asynchrone, parce que le flux tournant résultant doit rester constant puisque la tension aux bornes du moteur l’est également. Si on donne maintenant au courant d’excitation une intensité suffisante, on arrive à annuler complètement la composante magnétisante du stator, le champ tournant inducteur est alors entièrement alimenté par le courant continu fourni au rotor. Quant à ce dernier, il n’est pas influencé et continue à tourner avec un glissement proportionnel à la charge qu’il entraîne.
- Supposons qu’on augmente encore l’intensité du courant d’excitation au rotor ; en raison de la constance du champ tournant il va prendre naissance dans le stator un courant démagnétisant, ce qui revient à dire que le moteur, au lieu d’absorber du courant déwatté au réseau, lui en restitue sous un cos <p décalé en avant.
- Au lieu d’utiliser un inducteur tournant et du courant continu, on peut le remplacer par un enroulement fixe en tambour monté à l’intérieur du rotor et alimenté par le courant triphasé du réseau au moyen de trois prises à 120" 'sur l’enroulement. On modifierait l’intensité du champ inducteur en faisant varier la tension d’alimentation, mais cette disposition ne serait pas avantageuse puisque la composante déwattée, au lieu de se produire dans le stator, se produirait dans le rotor avec toujours la fréquence du réseau.
- Au contraire, adjoignons à l’induit précédent un collecteur avec trois balais fixes alimentés avec les courants triphasés du réseau, et entraî-nons-le à une vitesse déterminée indépendante de cèlle du rotor. Le champ tournant produit par cet inducteur tournera à la vitesse des courants qui l’engendrent et ce, quel que soit le nombre de tours imprimés à l’inducteur mobile. A l’arrêt, le champ magnétique tournant induit dans les spires de cet inducteur une force électromotrice égale, à la chute ohmique près, a la tension aux balais. Dès que l’inducteur tourne dans le sens
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- du champ, les variations de flux dans les spires sont moindres, la force électromotrice de self induction également et la même 'intensité de courant peut être obtenue avec une tension d’alimentation plus faible. Lorsque la vitesse de l’inducteur est celle du synchronisme des courants qui l’alimentent, la tension nécessaire pour maintenir le courant normal dans l’excitatrice sé réduit à la valeur simplement nécessaire pour vaincre la résistance ohmique de l’enroulement. Le flux produit est alors semblable à celui qu’engendre un courant continu amené par des bagues comme nous l’avons vu plus haut.
- ,Si la vitesse est qiaintenue constante on peut faire varier à volonté l’intensité du champ inducteur en modifiant par un moyen quelconque (autotransformateur, etc.) la tension d’alimentation.
- Ce dispositif, tel qu’il vient d’être décrit, a été réalisé par M. Gorges vers l’année 1891 et appliqué aux moteurs de quelques installations.
- 1 b) Dispositif de M. tleyland.
- En expérimentant de plus près le moteur asynchrone auto-excitateur de M.' Gorges, on consta ta que, en raison des lames du collecteur, le champ dans l’inducteur ne tournait que par saccades alors que les bobines inductrices se déplaçaient uniformément à la vitesse du synchronisme; il s’ensuivait donc que la tension aux bornes de ces bobines et par suite le courant, bien que n’étant plus alternatif ainsi qu’il a été expliqué plus haut, était pulsatoire. Il en résultait des dispersions et des étincelles au collecteur malgré que l’effet de ces pulsations fût un peu amorti parle rotor en court-circuitdu^moteur.
- M. Heyland, afin de faire disparaître les inconvénients précités, imagina de supprimer l’enroulement spécial inducteur et de le remplacer par l’enroulement même du rotor. Pour cela, ce dernier est prévu ouvert, 3 extrémités vont aux bagues comme normalement et les 3 autres aboutissent à 3 points à iao° d’un circuit résistant fermé sur lui-même, solidaire du rotor et pourvu d’un collecteur et de balais connectés au réseau alimentant le moteur asynchrone.
- Le perfectionnement apporté par M. Heyland au dispositif Gorges consiste en somme à avoir intercalé entre les lames du collecteur de ce dernier une résistance purement ohmique don-., nant passage aux extra-courants et supprimant les étincelles.
- Le dispositif Heyland a le désavantage d’en traîner une dépense supplémentaire d’énergie pour produire l’excitation, il nécessite de plus une construction anormale et compliquée du rotor et exige l’emploi d’un auto-transformateur pour l’alimentation à tension réduite et réglable du circuit excitateur. Ces deux derniers inconvénients sont dii reste communs aux dispositifs Gorges et Heyland.
- Ces deux systèmes de compensation ne peuvent être envisagés que s’il s’agit de nouveaux moteurs à construire, leur adaptation à des machines existantes entraînant des difficultés à peu près insurmontables. Ils ne résolvent donc qu’imparfaitement le problème industriel de la compensation, ce que confirme le'nombre très limité de leurs applications.
- c) Dispositif de M. Leblanc. ' :
- Ainsi que nous l’avons tpentionné plus haut, c’est en 1899 que M. Leblanc présenta un nouvel appareil qu’il appela « récupérateur » et dont le principe était le suivant :
- Si un conducteur libre est placé dans un champ magnétique fixe et qu’on l'alimente avec du courant alternatif, il prend un mouvement vibratoire et agit comme un condensateur par rapport au courant qui le parcourt.
- Le dispositif fut breveté et construit, mais 011 rencontra dans sa mise au point de multiples difficultés, si bien qu’il nereçut pas, sous sa forme première tout au moins (conducteur circulaire avec contacts en mercure), d’applications industrielles.
- M. Leblanc ne s’en tint pas là, s’inspirant des recherches de M. Gorges, il eut l’idée de produire la force électromotrice déwattée (décalée en avant) dans une excitatrice spéciale séparée du moteur asynchrone à compenser. Cette excitatrice se compose essentiellement d’un induit à tambour muni d’un collecteur alimenté par les courants rotoriques du moteur principal. Le stator en anneau de cette excitatrice présente la particularité de n’avoir pas d’enroulements, il a pour simple fonction de diminuer autour de l’induit à tambour la réluctance du champ magnétique ; de plus, en fixant la position de ce dernier, indépendamment des courants de l’armature, il permet d’obtenir une commutation satisfaisante.
- La possibilité d’utiliser ce genre d’excitatrice
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- pour la production d’une force électromotrice déwattée aux bagues des moteurs asynchrones provient du fait que la force électromotrice déwattée qu’on peutobtenir dans ces excitatrices sans bobinage au stator est du même ordre de grandeur que la force électromotrice nécessaire à la compensation rotorique des moteurs asynchrones;
- Le fonctionnement de l’appareil Leblanc peut être expliqué très simplement en reprenant le principe de l’inducteur en tambour imaginé par M. Gorges et décrit plus haut ;
- Supposons que l’armature de l’excitatrice munie de ses trois balais de 120° soit connectée aux bagues d’un moteur asynchrone triphasé. Quand elle est au repos, cette armature agit coipme une simple bobine de réactance triphasée; les courants qui la parcourent produisent un champ tournant H de pulsation F correspondant à la fréquence des courants fournis aux balais. La force électromotrice E à ces balais et le courant I peuvent être représentés par la figure 4 a dans laquelle RI est la composante ohmique et e la composante de la force électromotrice déwattée produite par le champ tournant, ç’èst-à-dire la force électromotrice de self induction.
- Entraînons l’appareil dans le sens du champ tournant : la pulsation F est indépendante de la
- vitesse de rotation de l’anneau puisque les points d’alimentation restent fixes dans l’espace. 11 s’ensuit que, lorsque l’armature est entraînée à
- Fig. 4 b.
- la vitesse F tours dans le même sens que H, la vitesse relative du champ H est nulle, ainsi que la force électromotrice de self induction. Les
- vecteurs E et I sont dans ce cas représentés par la figure 4Ô c’est-à-dire que le courant est en phase avec la force électromotrice. Si l’armature est entraînée à une vitesse supérieure à F, la composante e de la figure 4 a change de signe et le diagramme prend la forme de la figure 4 c c’est-à-dire que le courant est en avance de phase sur la force électromotrice. On peut régler
- Fig. 4 ç.
- l’angle d’avance en agissant sur la vitesse d’entraînement de l’anneau.
- Le dispositif compensateur que nous venons d’expliquer est adopté dans quelques installations.
- Le mérite de M. Leblanc, dans cette question comme dans tant d’autres, est d’av°ir vu juste dès le début en imaginant le principe des deux genres de compensateur appelés par la suite à résoudre économiquement et techniquement le problème de l’amélioration du cos f des réseaux triphasés.
- Le principe du conducteur vibrant dans un champ magnétique fixe et agissant comme condensateur a été repris par M. Kapp qui est parvenu à mettre au point et à lancer sur le marché un « vibrateur » qui donne de bons résultats. D’un autre côté, M. Scherbius et la Société Brown Roveri ont basé sur le second principe Leblanc (excitatrice avec induit en tambour, sans inducteur), la construction d’un appareil compensateur de phase auquel on a apporté divers perfectionnements faisant l’objet de brevets spéciaux. Ce compensateur a justifié le succès qu’il a eu dès son apparition par les résultats techniques remarquables qu’il a permis d’obtenir,
- M. Walker, enfin, a construit en Angleterre un appareil analogue.
- Nous allons reprendre en détail la théorie et la construction du vibrateur de Kapp et du compensateur Brown Boveri.
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- d) Appareil vibrateur de M. Kapp.
- Le principe du circuit oscillant dans un champ magnétique fixe et agissant comme condensateur peut être démontré de la manière suivante :
- Soit un champ magnétique fixe et constant <p
- Fig. 5.
- (fig. 5) à l’intérieur duquel peut se déplacer un induit en tambour de machine à courant conLinu, muni d’un collecteur et de deux balais et mobile autour de son axe O.
- Si nous envoyons dans cet induit un courant continu d’intensité I, nous réalisons un moteur ordinaire à excitation indépendante. Ce moteur, sous l’influence d’un couple proportionnel au llux<I> et au courant I, se mettra à tourner dans le sens indiqué par la règle de Fleming. En même temps et par le fait que l’induit se déplace dans un champ magnétique, il s’induira dans l’enroulement mobile une force électromotrice proportionnelle à la vitesse et au flux cp.
- Supposons maintenant que nous alimentions l’induit avec du courant alternatif à basse fréquence, i ou a périodes par exemple (ordre de gra'ndeur de la fréquence des courants ro toriques d'un moteur synchrone en charge normale). Cet induit va se mettre à tourner tantôt dans un sens tantôtdans l’autre, réalisant ainsiuri mouvement
- vibratoire dont l’amplitude dépend à la fois de l’intensité du courant, de la fréquence et de la; masse M de l’induit mobile. Corrélativement, en raison du mouvement, il s’induit dans l’armature une force électromotrice alternative dont la valeur à chaque instant est proportionnelle à la vitesse, puisque le champ magnétique reste constant.
- Comme le déplacement du système mobile ne met pas en jeu d’autre travail mécanique que celui de l’accélération et du ralentissement de sa masse M (abstraction faite des frottements), il va, tantôt absorber de l’énergie, tantôt en restituer, c’est-à-dire qu’il fonctionne alternativement comme moteur et comme génératrice.
- Ces remarques faites, cherchons quels seront la valeur et le sens du décalage de la force électromotrice induite parla rotation, par rapport au courant alternatif alimentant l’induit. Pour cela considérons la variation du courant. Quand ce dernier croît de O jusqu’à son maximum, l’induit fonctionne en génératrice entraîné par sa masseM et restitue de l’énergie électrique au circuit qui l’alimente; sa vitesse diminue; elle s’annule quand le courant est maximum. A partir de ce moment, le couple résultant change de signe, l’induit inverse son mouvement et marche en moteur ; il accélère sa masse en absorbant de l’énergie au circuit : sa vitesse croît et atteint un maximum pour lequel le couple résultant„change encore de signe. Puis l’induit fonctionne de nouveau en génératrice, entraîné par sa masseM et restitue de l’énergie au circuit tandis que sa vitesse décroît et arrive à O. Le mouvement s’inverse à nouveau et ainsi de suite. 11 est à remarquer que, pendant la durée d’une période, l’induit marche deux fois en moteur et deux fois en génératrice. Comme la force électromotrice induite dans le circuit d’alimentation par la rotation est en phase avec la vitesse de l’induit, on déduit du raisonnement précédent que le cou-' rant de ce circuit et la force électromotrice induite sont en quadrature et que, de plus, cette force électromotrice est décalée en avant. Le petit induit mobile agit donc comme condensateur par rapport au courant qui le parcourt.
- M. Kapp a basé sur le principe qui vient d’être exposé un appareil appelé « vibrateur », constitué par trois petits induits, bobinés en tambour, oscillant librement et mécaniquement indépendants, que l’on connecte aux trois bagues d’uq
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- / K
- 12 Août 1916.
- mo.teur triphasé. L’ensemble des trois armatures est monté sur une carcasse commune, l’excitation se faisant par une source unique à courant continu.
- Le calcul de la force électromotrice induite pour la rotation des induits s’elTectue aisément, il conduit à l’équation
- K. *T>2. re2.1
- E = —Tï-------
- dans laquelle on voit que la force électromotrice maximûm de compensation E (qui est, à un facteur constant près, également la force électromotrice efficace) est proportionnelle au courant du rotor I et inversement proportionnel à la pulsation (o du glissement du moteur asynchrone.
- Or, on sait que, dans le rotor de tels moteurs, le courant et le glissement sont sensiblement proportionnels ; il en résulte que E variant peu, aux faibles charges l’âction compensatrice sera énergique, ce qui està apprécier pour les moteurs asynchrones, dans lesquels le cos y diminue avec la charge. Nous examinerons de façon détaillée, <lans l’étude que nous faisons plus loin du compensateur de phase Brown Boveri, comment se modifient les conclusions et le tracé du diagramme bien connu d’Heyland pour le moteur asynchrone, quand on produit aux bornes du rotor une force électromotrice dewattée.
- Le vibrateur de Kapp se connecte généralement ainsi que l’indique la figure 6, après le démarreur, ce qui évite l’emploi du commutateur qui serait.nécessaire pour déconnecter le vibrateur lors du démarrage du moteur, si l’appareil étaitbranché entre les bagues etledémarreur (tension maximum du rotor en démarrage). Cette disposition a toutefois l’inconvénient de nécessiter une construction anormale du démarreur (phases ouvertes). Elle augmente en outre pendant le démarrage la self induction du rotor, car le vibrateur, en raison de la fréquence trop élevée, reste inactif et se réduit à une self induction ; le facteur de puissance du moteur serait donc abaissé mais cet effet est en réalité assez faible.
- La construction du vibrateur ne semble pas avoir présenté de difficultés spéciales. On s’applique à réduire au minimum l’inertie des induits en les exécutant très longs par rapport à leur diamètre.
- i ni
- Un de ces appareils connecté à un moteur de 3oo chevaux et compensant jusqu’à la valeur i le cos tp en charge de ce moteur (cos s — o.86 sans vibrateur) était constitué par 3 petits induits bobinés en tambour de a6 centimètres de longueur et de i3 centimètres de diamètre. Chaque induit faisait 3 inversions par seconde et 3 tours environ entre deux inversions.
- Les avantages propres au vibrateur sont de ne pas exiger de moteur de commande etd’avoir un courant d’excitation facilement réglable. De plus, la force électromotrice déwattée induite dans
- Fig, 6.
- une phase dépend de l’intensité dans cette phase et reste indépendante de l’intensité dans les autres (avantage que l’on accorde du reste également aux machines synchrones).
- Les inconvénients que.l’on peut signaler et qui sont du reste d’importance réduite sont : nécessité de disposer d’uue source à courant continu pour l’exci tation. Démarreu r à prévoir avec phases ouvertes (ou nécessité d’avoir un commutateur tripolaireà i directions). Obligation d’avoir trois collecteurs et 6 jeux de balais.
- Cet appareil, très intéressant, est appliqué avec succès; toutefois comme son apparition sur le marché date de quatfe ans à peine, on ne possède pas encore de résultats concluants, basés sur une marche industrielle prolongée.
- [A suivre
- PllïIUiF. DUMARTIN,
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- !V LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Série). —Jï# 33,
- PUBLICATIONS TECHNIQUES
- ÉLECTROTECHNIQUE GÉNÉRALE
- Sur leu ntyouis magnétiques de Righi, — te, iveu.
- s '
- En 1908, le professeur Righi ('), de l’Université de Bologne, a décrit quelques éfîets observés dans un tube de Geissler de forme spéciale quand la décharge est influencée par un champ magnétique intense. Il a donné à ces effets le nom de rayons magnétiques et étudié leurs propriétés dans un livre intitulé : La Materia Radiente e i Raggi Magnetici.
- La forme du tube en verre utilisé est repré-
- Fig. 1.
- sentée sur la figure 1 : BD est un long tube de
- 1 à 2 mètres de long et de 5 centimètres environ de diamètre disposé horizontalement. L’anode A et la cathode C sont situées dans un petit tube latéral; leur distance est d’environ 8 centimètres. Le solénoïde R à noyau de fer produit, dans le voisinage de la cathode, un champ magnétique d’environ 2 000 unités C. G. S. Le courant entre A et Ç de l’ordre d’un milliampère est généralement obtenu au moyen d’une batterie de
- 2 640 accumulateurs,
- Pour empêcher le courant dans le tube d’atteindre une valeur trop élevée qui brûlerait les électrodes, on dispose en série, entre la batterie et le tube, une résistance de 5oo 000 ohms. La pression de l’air est de quelques dixièmes de-millimètre de mercure.
- Quand aucun champ magnétique n’agit,
- \ * .
- (*) Rend. d. R. Accad. dei Lincei, 2 février 1908 ; Mem. d. R. Accad. dell. Sci. Bologne, 1908.
- â
- l’aspect du tube latéral AC est celui du tube d’un Geissler ordinaire : une lueur rose -stratifiée, au voisinage de A et une lueur bleu violacé au voisinage de C. Quand on fait croître graduelle^ ment l’intensité du champ magnétique, le nombre des stries roses va en augmentant et la lueur se déplace jusqu’à remplir en entier l’espace sombre de Faraday. Quand l’intensité du champ magnétique atteint une certaine valeur qui dépènd de la pression de l’air dans le tube, les stries se resserrent et ferment une lueur rose continue pressée parle champ magnétique contre le bord du tube. A ce moment, la décharge dans le tube latéral devient périodique, émettant une note. En même temps, une lueur cathodique bleue apparaît dans le tube longitudinal BD, s’étendant de C vers B.
- A l’extrémité la plus éloignée de la lueur bleue apparaît une lueur violacée et au delà de celle-ci une nouvelle lueur bleutée ou blanchâtre.
- Ainsi, en allant de B vers D, on rencontre d’abord une courte lueur bleuetée, puis un long .pinceau rose, et finalement une lueur bleu blanchâtre s’étendant de F à D. La courte lueur bleue est, soit attii'ée, soit repoussée par le pôle nord d’un aimant auxiliaire et détermine une tache de fluorescence à son point de rencontre avec le tube. On peut donc supposer qu’elle est constituée par un flux de particules cathodiques. La lueur rose est courbée vers le haut parle pôle nord d’un aimant auxiliaire et la lueur bleutée ou blanchâtre prend une courbure inverse (à convexité tournée vers -le bas). Le sens de ces courr bures semble indiquer l’existence d’un courant dirigé de F vers E d’un côté de F, et de F vers D,’ de l’autre côté de F. Righi donne au point F le nom d’anode virtuelle. Après More etMauchly (') il donne au faisceau lumineux compris entre E et D le nom de « faisceau induit ». L’auteur préfère adopter le nom de « faisceau de Righi »
- (l) Phil. Mag., t, XXVI, p. 252-267 ; 1913.
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- 13 Août 1916.
- ijui pts suppose rien sur son origine. Righi admet qu’il prend naissance sous l’inflüence de la courte lueur bleu violacé s’étendant de B vers È. Pour Righi, cette lueur bleu violacé est constituée par des rayons magnétiques, tandis que More et Mauchly admettent qu’elle est formée d’un flux d’électrons.
- L’auteur propose de donner au faisceau compris entre E et F le nom de lueur positive à cause dé sa ressemblance avec la lueur positive d’un tube de Geissfer ordinaire, et au faisceau compris entre F et I) le nom de lueur négative,
- La théorie de Righi est la suivante : il suppose que, sgus l’action du champ magnétique, union positif et un électron s’unissent pour constituer un do'nblet neutre, ou étoile double, dans lequel l’électron gravite autour de l’ion positif, Ces étoiles doubles, sous l’action du champ magnétique, se déplacent le long des lignes de force et constituent ainsi les rayons magnétiques. Quand elles atteignent les parties où le champ magnétique devient faible, on suppose qu’elles se désintègrent, produisant des ions positifs et négatifs, et les ions positifs ainsji formés constituent l’anode virtuelle,
- Une telle action explique la périodicité constatée dans lk décharge, puisque^ les étoiles doubles doivent alternativement se former et se détruire.
- Dans un travail récent, Righi (') a montré que pour produire les phénomènes précédents, il est nécessaire d’avoir : J0 un ohamp magnétique au
- voisinage de la cathode dirigé suivant l’axe du tube longitudinal ; a0 un champ magnétique dirigé à angle droit au voisinage de l’anode. Dans l’appareil utilisé par Righi ces deux conditions sont remplies par une seule bobine- En réalité, les champs pourraient aussi bien être fournis par deux bobines séparées.
- Les rayons magnétiques ont été étudiés par Thirkell (2), More et Mauchly, et d’autres. Tous ces savants ont abouti à la conclusion qu’ils sont formés par des particules électrisées négativement se mouvant en spirale le long des lignes de force magnétique, et ils considèrent que toutes les particularités des rayons de Righi, et, en particulier, la lueur positive, la lueur négative, l’anode virtuelle et la périodicité de la décharge
- (') Physikalische Zeitschrift, tome XV, pp. 5-6; 1914.
- (*) Proc-. Soy, Soc, LXXXIJI A, pp. 3?4'334> *910,
- 15!)
- peuvent être interprétées par cé flwx de parti* * cnl.es négatives se déplaçant dans la direction de l’axe du tube longitudinal, En fait, More et Mao-chly ont trouvé que tous les effets Righi peuvent être observés sans champ magnétique, par l’emploi, d’une cathode de Wehnelt portée au rouge: cette cathode dqnne naissance à une production intense d’électrons dans le tube de Righi d’où résultent les effets signalés.
- L’auteur a répété la plupart des expériences de Righi et a obtenu des résultats concordants.
- Il a modifié la forme du tube et lui donne celle qu’on a représentée sur la figure a, L’anode A est constituée par un fil de platine et la cathode C par un fil de platine ou d’aluminium, La cathode peut être entourée jusqu’à jq millimètres de son extrémité par un tube de verre afin de limiter la décharge à l’extrémité,
- Au cours de ses recherches’, Ives a mis en évidence les faits suivants :
- Supprimant la communication entre le tube latéral et le tube longitudinal et fermant l’ouverture par un robinet de verre, il a étudié l’action du champ magnétique sur la décharge dans le tube latéral- A l’aide d’un miroir tournant pour observer la décharge, il a trouvé que, pour une intensité déterminée du champ magnétique, la décharge dans le tube devient périodique, la fréquence allant en décroissant à mesure qu’aug-mente l’intensité du champ etvariantde plusieurs octaves. Pour une certaine valeur du champ la décharge s’éteint, Ces résultats montrent que la périodicité de l’effet Righi est en moyenne due à l'action du champ sur le tube latéral et ne dépend pas de la présence du long tube B. D.
- g II a trouvé que la fréquence de la note émise par le tube quand le faisceau de Righi existe
- Fig;, a.
- dans BD dépend de la capacité électrostatique du tube. Par exemple, la présence de la main contre le tube diminue la fréquence de la note. Une bande de cuivre bb (fig. 2) de 10 centimètres de large enroulée autour du tube et reliée au sol
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- diminue considérablement la hauteur; pour une largeur double de la bande la hauteur est sensiblement réduite de moîtié.'Ces résultats montrent bien que les phénomènes dépendent de la capacité du tube.
- 3° En examinant le tube longitudinal quand il est le siège de l’effet Righi, à l’aide de l’électros-cope à balle de sureau, il l’a trouvé chargé négativement.
- 4° Le résultat le plus important est que tous les effets dé Righi peuvent être obtenus sans champ magnétique à condition de disposer un éclateur convenable dans le circuit à haut potentiel qui comprend le tube et la batterie. Avec le circuit qu’il a utilisé, l’auteur a trouvé que l’éclateur doit être disposé entre le pôle positif de la batterie et l’anode; en le disposant entre le pôle négatif de la batterie et la cathode on n’obtient pas l’effet Righi.
- Les éclateurs peuvent être en zinc, en cuivre ou en laiton. Ceux que l’auteur a utilisés sont cylindriques, terminés par des faces planes<; et ont ii millimètres de diamètre. Si l’intervalle des deux extrémités de l’éclateur est trop faible, on n’obtient pas l’effet Righi; à mesure que cet intervalle augmente, la longueur du faisceau de Righi va également en augmentant. La fréquence de la décharge diminue si l’on augmente l’intervalle de l’éclateur. En'appliquant i 5oo volts au tube monté en série avec une résistance non inductive de 800000 ohms environ, le faisceau Righi le plus brillant a été obtedu pour un intervalle de o mm. 3.
- Ces résultats semblent indiquer que, pour le circuit utilisé par l’auteur, la chose essentielle, pour l’obtention de l’effet Righi, est une interruption périodique du circuit à potentiel élevé, déterminée du côté anodique du tube.
- L’effet de cette interruption doit être sans doute de produire une charge périodique négative du tube. Après que l’étincelle a jailli à travers l’éclateur, à l’extérieur du tube, il doit y avoir une neutralisation plus ou moins complète de cette charge négative à l’intérieur du tube et passage de l’électricité.
- (Th$ Physical Revietv, mars 1916.)
- Sur les grandeurs électromagnétiques.
- Les discussions qui ont eu lieu ces dernières années dans la Commission électrotechnique internationale, ét principalement dans les Comités spéciaux de la Nomenclature et des Symboles etplus spécialement certaines propositions, qui se sont fait jour à la suite de ces discussions, m’ont confirmé dans l’opinion que, encore aujourd’hui, la clarté est loin d’être atteinte sur la façon d’interpréter, ou tout au moins d’exposer les bases fondamentales de la théorie des grandeurs électromagnétiques sur lesquelles on s’appuie pour définir les unités électriques.
- ïlne me paraît donc pas inutile de-tenter de rectifier les jugements sur ce point en exposant quelques ’ considérations propres à mettre en relief certaines erreurs que l’on rencontre dans beaucoup de publications qui traitent de cette question et qui ont successivement vu le jour depuis le Congrès de 1881 jusqu’à aujourd’hui.
- Systèmes absolus. —- L’expression système absolu est souvent employée dans un sens limité et impropre pour qualifier des systèmes où l’on a adopté comme grandeurs fondamentales arbitraires la longueur, la masse et le temps; on réduit même souvent la signification de cette expression en l’appliquant aux systèmes qui ont pour unités fondamentales le centimètre, le gramme et la seconde. La locution unité absolue n’a, au contraire, été introduite dans le langage scientifique que pour l’opposer à une autre locution: unité arbitraire. On doit donc entendre par système absolu tout système d’unités dérivées dans lequel, conformément aux relations que les lois physiques expriment et en dehors de toute hypothèse ou de toute relation arbitraire, le nombre des unités arbitraire se trouve réduit au minimum possible.
- Pour les grandeurs de la dynamique ce nombre d’unités peut être limité à trois; mais il n’est, pas nécessaire que ces trois unités soient la longueur, la masse et le temps; à toutes ou à quelques-unes d’entre elles on peut, par le moyen des équations disponibles, substituer des grandeurs mécaniques quelconques. Chaque terme de grandeurs choisi constitue un système absolu spécial et les relations, soit entre les unités définies dans les divers systèmes, soit entre les dimensions des grandeurs en fonction des grandeurs fondamentales qui ont été adoptées, sont
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- contenues dans les équations qui expriment les lois de la dynamique.
- ‘ On eut tout d’abord l’illusion que trois unités fondamentales dussent suffire pour définir les grandeurs électriques et aussitôt le monde fut submergé sous une abondante littérature qui affirmait et confirmait une fausse opinion qui n’a pas encore disparu des traités. Telle fut l’origine des incertitudes et des erreurs dont je vais maintenant m’occuper.
- Grandeurs de la, dynamique. —- Avant d’aller plus loin, il convient de s’arrêter un moment à quelques considérations qui serviront à mieux éclairer la signification des équations de l’élec-tromagnétisme au point de vue de là définition des grandeurs et des unités.
- Les équations de dimension servent à exprimer deux choses : i° les dimensions des diverses grandeurs par rapport aux grandeurs fondamentales; a0 la définition des *unités dérivées en fonction dés unités fondamentales. Dans le premier cas, les symboles MLT, par exemple, n’indiquent rien autre que la nature des grandeurs fondamentales ; par lè*moyen de leurs exposants ils peuvent, par exemple, servir à vérifier l’homogénéité des équations; dans le second cas, ces mêmes symboles indiquent les grandeurs que l’on prend arbitrairement comme unités de mesure des fondamentales (par exemple de la masse, de la longueur et du temps) ; ils représentent donc des grandeurs dont la valeur numérique est l’unité.
- Écrivons les équations de dimension pour quelques-unes des grandeurs de la dynamique, choisissant la masse, la longueur et le temps pour fondamentales, et par suite les unités qui leur correspondent comme unités arbitraires :
- i) Masse............[M] = [M]
- a) Densité..........[§]==[ML—3]
- 3) Foixe............[F] == [MLT-*]
- 4) Énergie..........[W]= [ML*T~*]
- 5) Module d’élaslieité. . [E] = [ML—,T—a]
- 6) Coefficient d’élasticité [K] = [M—'LT4']
- (A)
- Au moyen d’une de ces équations on peut éliminer de toutes les autres une des grandeurs fondamentales et y introduire à sa place la grandeur contenue dans le premier membre de l’équation choisie.
- Système S LT. — L’équation* (a) peut donner la masse en fonction de la densité :
- A
- [M] = [S L3]
- En substituant cette expression à M dans les autres équations, on établit un système dans lequel les trois grandeurs fondamentales deviennent (S LT) au lieu de (M L T). Un tel système possède pour unité arbitraire de densité la densité d’un milieu normal arbitrairement choisi et qui peut être, ou réel, comme l’air, par exemple, dont la densité sera numériquement exprimée par un, ou idéal, un milieu imaginaire, par exemple, ayant une densité cçnt fois plus grande que celle de l’air. La densité de l’air s’exprimera numériquement par o,oi et l’unité de masvse aura pour définition : la masse de l’unité de volume du milieu normal.
- Les équations de dimension deviennent à leur
- tour : , la) [M] = [S-LJ
- 2a) ' [3 ] = [S]
- 3a) [F] = [ÎL*T-a]
- 4a) [W] = [SL6T—*]
- '* ^a) [EJ = [âL*T-*]
- Sa) [K]== [S-,L-*T*]
- Une considération évidente, mais qu’il est utile de signaler en passant, est suggérée par la comparaison des deux systèmes (A) et (B). On voit du premier coup d’œil que la substitution de § à M a altéré les dimensions de toutes les grandeurs par rapport aux autres grandeurs fondamentales; la force, par exemple, qui dans le système (A) avait les dimensions ret i par rapport à la longueur et au temps, a, dans le système (B) les dimensions 4 et 2.
- Il s’ensuit que : si, dans deux systèmes différents, les dimensions, par rapport à quelques-unes des grandeurs fondamentales, sont différentes, cela dépend uniquement de ce que, dans ces deux systèmes, les autres grandeurs, choisies pour fondamentales, sont de nature différente.
- En rapprochant deux quelconques des équations des groupes (A) et (B), on obtient simplement :
- [5] = [ML-’].
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- LA ^LUMIÈRE ELECTRIQUE T. miV (2« Série). - 11* 3S.
- Système E L T — Établissons encore un troisième système E L T éliminant M au moyen de la, (5) qui nous donne :
- (M) = (ELT*).
- Dans ce système, on prend le module d’élasti-cité (que nous appellerons l'élasticité pour abréger) comme une des grandeurs fondamentales, et pour unité d’élasticité, l’élasticité d’un milieu normal, réel ou idéal, arbitrairement choisi.
- Les équations de dimension sont alors :
- **).
- a b)
- 3*)
- 4a)
- 5 6)
- 6 b)
- Le second membre d’une quelconque de ces équations étant comparé avec celui qui lui correspond dans la série (B), c’est-à-dire posant à nouveau la condition que les grandeurs aient à conserver leurs dimensions quel que soit le système considéré, ou encore que le rapport entre deux grandeurs homogènes soit un nombre abstrait, on arrive à l’équation :
- [E3-‘] = [L2T-S]
- c’est-à-dire à l’équation de dimension qui correspond à l’équajion de Newton :
- •-V?
- qui donne la vitesse du son dans un milieu possédant les constantes E et 8. Dans le système E L T, l’unité de densité se définit comme la densité d’un milieu qui, étant doué d’une élasticité égale à un, transmet le son avec une vitesse égale à un; et l’unité de masse, comme la masse de l’unité de volume de ce milieu.
- Nous avons choisi ces deux exemples, abstraction faite de l’utilité pratique que peuvént offrir les nouveaux systèmes, afin de mettre en relïèf une étroite analogie, tout au moins formelle, qui existe avec les deux systèmes dénommés électrostatique et électromagnétique.
- [M] ==[ELT2]
- [ S ] = [E L-2T2] [F] = [EL2] [W] = [E L3]
- [E] = [E]
- [K] = [ET*]
- (C)
- Notons toutefois que nous arrivons à noè conclusions en posant pour unique condition que, dan* un système quel qu'il soit, les mêmes grandeurs aient les mêmes dimensions. Il suffit d’étendre cette condition aux grandeurs de l’ëlectroma» gnétisme pour que les principes de cellé-ei acquièrent aussitôt la clarté et la simplicité que nous venons de montrer dans ceux des grandeurs de la dynamique.
- Grandeurs électriques. — C’est Cev que, le plus souvent, on n’a garde de faire. Sur les dimensions de certaines grandeurs, on fait au contraire des hypothèses aussi arbitraires qu’inutiles et on arrive à supprimer arbitrairement les symboles de ces grandeurs dans les équations de dimension. Il en résulte des systèmes d’unités absolument incompatibles les uns avec les autres. • Revenons aux deux systèmes (B) et (C) cités plus haut, les grandeurs de la dynamique;' si nous admettions arbitrairement que la densité 8 dans le système (B) est un nombre abstrait, nous de-> vrions en conclure que dans ce même système (B) l’énergie possède les dimensions (L8 T); si, de plus, en établissant le système (C) nous admettions que le coefficient E est un nombre abstrait,-nous devrions encore en conclure que l’énergie, dans ce système, est douée de dimensions L3, ce qui impliquerait que le rapport entre deux grandeurs de la même espèce, par le seul fait qu’elles sont exprimées en deux systèmes différents, peut avoir les dimensions du carré d’une vitesse. Evidemment,, une semblable conclusion ne pourra pas être accueillie sans répugnance par un élève habitué à s’entendre affirmer que le rapport entre deux grandeurs de la même espèce ne saurait être autre chose qu’un nombre abstrait.
- Or, tandis que plusieurs auteurs se bornent à observer très correctement que le rapport entre les grandeurs prises comme unités dans les deux systèmes électrostatique et électromagnétique est numériquement égal à une certaine puissance' d’une vitesse, un grand nombre d’autres, après avoir donné les dimensions des grandeurs électromagnétiques en fonction seulement de LM T, affirment explicitement que « le rapport entre « une grandeur exprimée dans le système élec-« trostatique et la même grandeur exprimée dans « le système électromagnétique les a dimen-« sions d’une vitesse ou d’une puissance d’une « vitesse ». Au contraire, l’observation faite plus haut suggère simplement que, si les dimen-
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- 12 Aôût 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE : . 163
- sioris, dans lès deux systèmes, se trouvent différentes par rapport à L M T, c’est que, en plus de L M T, il doit ÿ avoir âu moins une quatrième grandeur tacitement choisie comme fondamentale dans lè système électromagnétique. Cette quatrième grandeur peut être une grandeur quelconque, prise parmi celles qui entrent dans lés équations qui expriment les lois de l’électro-magnétisme.
- Dans le système électromagnétique, on choisit d’ordinaire comme quatrième grandeur fondamentale la perméabilité magnétique, et cOthme unité de perméabilité magnétique, la, perméabilité de l’espace vide; ou bien encore, ôn fait égal à l’unité le coefficient de la formule de Coulomb rapportée aux masses magnétiques agissant daüs le vide ; une telle pratique est tout à fait légitime puisque le choix des unités pour les grandeurs fondamentales est arbitraire.
- Mais comment ne pas s’étonner quand on lit dès assertions comme celle-ci. « Si, . dans l’éqüation qui exprime l’unité de masse magnétique ën fonction des quatre grandeurs fondamentales L M T et t». (perméabilité), on prend pour Unité dè perméabilité celle de l’espace Vide, c’est-à-dire, on fait [A = i, on peut supprime f (A dans VéquàtiOn symbolique. » Or, dans l’équation symbolique, (Atout aussi bien que L M et T représente des unités; par conséquent, si l’ôn peut supprimer le symbole (a parce qu’il est égal à i on peut aussi, et pour la même -raison, supprimer les trois autres.
- Ailleurs encore on peut lire que lè coefficient [a, supposé égal à l’unité, peut fort bien être supprimé « pour débarrasser le terrain d’un facteur encombrant». Certes, voilà un commode procédé de simplifications ! Mais ce peu respectueux qualificatif si légèrement lancé contre la perméabilité,On peutaussien frapper le courant électrique ou la résistance, puisque, en introduisant dans les équations une autre quelconque des grandeurs électriques ou magnétiques, on peut en éliminer la perméabilité.
- De telles simplifications ne peuvent être tolérées que par ceux des 'mathématiciens purs qui n’ont pas grand souci de là signification physique des symboles.
- D’ailleurs, si les équations de dimension servent à montrer comment une unité dérivée peut varier avec les variations des unités fondamentales, la grandeur des unités doit être définie
- pâr lés valeurs des unités fondamentales et non pas par leurs dimensions ; laisser én évidence ces dernières, ou en d’autres tèrmés conserver complètes les équations de dimension, n’engendre aucune complication sensible et ne change en rien les définitions; par contre cela évite toute hypothèse arbitraire.
- La confusion entre les Valeurs numériques et les dimensions a fait naître plusieurs autres de ces erreurs qui désorientent l’élève, non seulement parce, qu’elles le disposent à croire que les rapports entre des grandeurs de la même espèce ne sont pas des nombres abstraits mais en outre que, dans certains cas, deux grandeurs qui ont les mêmes dimensions dans un système en ont de différentes dans un autre.
- Ainsi, dans le système électromagnétique (incomplet), on trouve pour l’intensité du courant :
- [T] = [m * L* T—1]
- pour la puissance d’un feuillet magnétique : [P] = [m j h' T—‘j
- tandis que, dans le système électrostatique, on aurait :
- [I] = [m^L* T-*]
- [P]^[m*L^]
- résultat qui pourrait' induire à supposer que le principe de l’équivalence entre le courant et le feuillet est valable dans un système et ne l’est plus dans un autre, c’est-à-dire que la validité d’une loi physique dépend du système choisi pour les unités de mesure.
- Il n’est pas moins extravagant de prétendre que les inductances, liées comme elles le sont par leur nature même à des phénomènes de caractère si essentiellement électromagnétiques, puissent se mesurer avec le mètre parce qu’elles sont homogènes avec les longueurs, et que la résistance électrique soit susceptible d’être évaluée en mètres par seconde parce qu’elle est homogène avec les vitesses.
- L’extravagance serait-elle plus choquante si l’on s’avisait de mesurer la hauteur d’une montagne en henrys ou la vitesse d’un train en ohms?
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2' Série). — fï° 33.
- Les tentatives ingénieuses n’ont du reste pas manqué pour expliquer le fait que la résistance électrique est une vitesse ! Entendre exprimer les inductances ou les capacités en centimètres, pour qui a l’habitude de ces considérations, heurte autant l’oreille qu’entendre évaluer des poids en litres ou des distances en kilogrammes.
- Et pourtant, grâce à la convention d’appeler un la densité de l’eau, et, moyennantles unités du système métrique, un poids( peut effectivement ,être numériquement égal à un volume, ce qui ne veut pas dire cependant que la <|ensité est un nombre abstrait ni qu’un poids est un volume.
- Pour les mêmes raisons on peut considérer plus erronée qu’inopportune la proposition que l’induction magnétique est une grandeur homogène avec un champ magnétique ; une équation de la forme
- B = H -f- 4itJ (a)
- peut exprimer exactement une égalité numérique dans un système de mesures donné; elle ne peut aucunement exprimer une loi physique générale, car elle n’est plus vraie dès qu’on change le système de mesures.
- Autant en peut-on dire des autres relations :
- [/, — i + 4ic k I = P
- où P est la puissance d’un feuillet magnétique.
- Ces équations ne sont pas homogènes ou complètes ; les équations complètes et homogènes qui leur correspondent sont
- B = (jl0H —j— 4 7r J t*. — m ~1“
- v-
- où |J.0 est la perméabilité de l’espèce vide et X la constante électromagnétique.
- Quel que soit le système d’unités que l’on veuille adopter, celui, si l’on veut, qui rend valable l’équation numérique (a), on ne saurait y employer la même unité pour des quantités hétérogènes entre elles. C’est pourquoi l’on ne peut pas prendre en considération la proposition, qu’on entendait présenter au Congrès d’électricité de San Francisco, en 191$, de désigner du même nom les unités de champ et d’induction magnétique.
- Dans le dessein de faire disparaître toutes les erreurs que nous venons de signaler, cer-
- tains auteurs en sont venus à la conclusion un peu trop radicale que les dimensions n’ont aucune importance ; qu’elles n’ont aucun rapport avec la nature physique des grandeurs. Une telle assertion ne peut être fondée que pour les cas où l’on n’aurait choisi qu’un nombre insuffisant de grandeurs fondamentales, et où on aurait remplacé celles qui faisaient défaut par des relations arbitraires ; il est toutefois plus correct de dire que les diriiensions n’ont point de signification, tant que le nombre de grandeurs fondamentales, arbitraires n’a pas àtteint le nombre minimum qui se concilie avec les relations qui expriment des lois physiques, et que chaque grandeur conserve ses dimensions dans n’importe quel système, même si elle est douée de dimensions différentes par rapport aux grandeurs fondamentales individuelles, selon la nature de celles qui ont été adoptées comme telles.
- 11 résulte de ce qui précède que le meilleur moyen d’éviter tous les inconvénients qui viennent d’être signalés, et le moyen le plus correct d’exposer les principes sur les grandeurs électromagnétiques est celui de laisser en évidence, dans les équations de l’électromagné-tisme, les symboles de toutes les grandeurs et de réduire le nombre des grandeurs fondamentales au minimum.
- En agissant ainsi, on n’arrive pas, comme quelques-uns l’ont affirmé, à modifier les systèmes d'unités : ceux-ci dépendent uniquement de la nature des grandeurs fondamentales et des unités choisies pour les mesurer.
- Les lois expérimentales, dont on part ordinairement quand on Veut définir les systèmes d’unités, sont celles qui expriment la force électrique et la force magnétique (Coulomb), la force électromagnétique (Biot et Savart) et l’identité entre les courants de convection et ceux de conduction iRowland).
- Les quatre équations bien connues :
- (U
- (3)
- (4)
- force = l ™ s h
- force
- force
- X mm' i m I
- x T Q
- t
- lD)
- contiennent trois coefficients physiques : la
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- 12fÀoftt 1916,
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ponstante diélectrique^, la perméabilité magnétique p. et la constante électromagnétique X. On peut déduire de ces équations deux formes pour l’équation de dimension des diverses grandeurs. Des équations (i) et (4) • on déduit pour I :
- [I] = [y M* I.
- (*)
- qui est là définition électrostatique du courant de convection.
- De (3) et (a), on déduit
- [I]=[xp *M* L' T-‘] (c)
- qui est la définition électromagnétique du courant de conduction.
- Erifin, en rapprochant les équations (6) et [c), on obtient :
- ' [rj = = m
- quiié'st la traduction sous forme d’équation de dimension de l’expression bien connue de la vitesse de propagation d’une onde électromagnétique dans un milieu dont les constantes sont £[/.:
- . X u = /— y/ep.
- loi tout à fait analogue à celle qui a été rappelée précédemment qui, dans le système des quatre équations fondamentales, pourrait être substituée à une des (D) à titre de nouvelle loi expérimentale.
- Onjvoit donc que, loin de trouver que le rapport entre les dimensions de deux grandeurs homogènes est une grandeur douée de dimensions, on arrive en résumé à l’expression d’une loi physique d’ailleurs démontrable et susceptible de vérification expérimentale.
- En plus des trois grandeurs bien connues (L M T), les équations (D) contiennent encore six grandeurs de caractère électromagnétique : e, Q, p, m, X et I ; ces équations ne peuvent définir que quatre de ces grandeurs en fonction des oeux autres et de L M T ; et puisque toutes les
- autres équations que l’on a, en outre des (D), introduisent autant d’inconnues nouvelles, il s’ensuit que l’on ne peut en aucune manière /aire dépendre des autres grandeurs les deux grandeurs qui sont restées indéfinies.
- Le nombre minimum des grandeurs fonda-j mentales qui définissent un système absolu, basé | sur les équations susdites, est donc de cinq et \ uou pas de trois seulement ; si trois de ces cinq j sont M L r, les deux autres doivent être prises: i parmi les autres grandeurs électromagnétiques.
- D’une façon générale, rien ne peut limiter le ‘ choix des deux grandeurs et l’on serait fondé à se demander si le choix qui a. été fait pour définir les systèmes entrés en usage (X et e dans l’élec-. trostatique et X et p. dans l’électromagnétique) a vraiment été le plus opportun.
- Il faut noter que les trois coefficients, p, set X entrent dans les équations (D), tandis que nous ne connaissons que deux des propriétés des milieux qui serventàla transmission des actions électromagnétiques : les propriétés électriques et .. les propriétés magnétiques, que deux coefficients caractéristiques suffisent à définir.
- Pour cette raison, si l’on admet que e et p représentent, non des nombres abstraits, mais des grandeurs physiques, il cesse d’être nécessaire de conférer les mêmes attributions à X et il n’y a rien d’arbitraire à lui donner les qualités d’un nombre abstrait. Ce coefficient pourrait donc disparaître des équations de dimension.
- Mais il a été observé plus haut qu’il n’est pas légitime de déduire de l’hypothèse p = 1 la conséquence que les dimensiqns de p. doivent être nulles; de même faire l’hypothèse que X ait des dimensions nulles n’équivaut pas à déclarer qu’il est nécessaire de poser X = 1, l’hypothèse que les dimensions de X soient nulles permet de supprimer X dans les équations de dimension; supposer X = 1 conduirait à éliminer aussi X des équations numériques.
- Afin de conserver toute sa généralité à l’exposition, il serait donc, opportun que le symbole X ..figurât dans les équations numériques et dans -les équations de dimension.
- (.4 suivre.) " .
- M. Ascoli.
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- U3«
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2» Séria). — N«33,
- HYDRAULIQUE
- La houille blanche et l'industrie des transports. — Lewiss B. Stillwell.
- La question des applications de l’électricité à la traction est extrêmement vaste et ne peut être envisagée que partiellement dans cette étude.
- Les avantages que présente l’emploi des forces hydrauliques pour la traction électrique varient essentiellement suivant le*s régions, les prix de revient de la force motrice hydraulique comparée à l’énergie produite par le combustible sur les locomotives.
- Coût nu combustible roun les locomotives.
- Nous reproduisons ci-dessous des statistiques intéressantes concernant le coût de la traction à vapeur, extraites du rapport de Y Interstate Commerce Commission du 3o juin 1914 :
- rience, donne les indications résumées dans Te tableau II pour les dépenses d’exploitation com> , parative.
- D’après ce tableau, on arriverait par l’électri-' fication à réduire de 18 % les dépenses d’exploitation, dont un tiers pour le combustible seul.
- Sur l’ensemble des chemins de fer américains, les achats de combustibles représentent 208 mil-! lions de dollars sur un total de dépenses d’exploitation de 2 milliards 200 millions dé dollars, soit 9,5 %. Les dépenses pour combustibles sont s beaucoup plus élevées sur les réseaux de l’Ouest des Etats-Unis, par suite de l’éloignement des mines de charbon. Sur le Pensylvania Railroad, le chiffre est de 6,9 % ; il atteint 1.2,7 % sur Chicago Milwaukee and Saint-Paul Ry.
- On a souvent constaté que la valeur dé la force motrice hydraulique se mesure d’après le prix
- fi
- Tableau I. -— Coût du combustible sur les chemins de fer réalisant plus de 500 000 fr. de bénéfice par an.
- région de l’Est région du Nord région de l’Ouest TOTAL
- Longueur exploitée Coût du combustible •» 62 780 $ 104 620 28a 1 004 620 282 10 ,45 % 46 587 $ 33 o5a 970 3.48 295 i36 9,5° % i36 257 $ io5 286 696 847 *397 741 12,40 % 245 624 $ 242 800 799 2 200 3i3 r5g, 11 ,o5 %
- Dépense totale d’exploitation.. . % de dépense de combustibles.
- En chiffres ronds, les dépenses de combustibles atteignent donc 2/,3 000 000 dollars ou 1 milliard 200 millions de francs par an.
- Si donc on arrivait, grâce à l’électricité, à réduire de 5o % les achats de combustible, cela représenterait 5,5 % de réduction dans les dépenses d’exploitation. Il ne faut pas oublier cependant que la traction électiique ne pourrait être réalisée qù’après de vastes travaux qui exigeraient des capitaux considérables. Il semble que l’économie de combustible ne suflirait pas à couvrir l’intérêt et l’amortissement de ces dépenses. t
- Une étude, présentée par l’auteur sur la comparaison de la traction à vapeur à la traction électrique pour les années 1901-1903 et dont les chiffres se sont trouvés confirmés par l’expé-
- Tableau II.
- MOYENNE DE 5 ANNÉES DÉPENSES PRÉVUES APRÈS ÉLECTRIFICATION
- Entretien de la voie 21 oo3 22 354
- Entretien du matériel... 19 S24 12 587
- Locomotives 9 451 4 710
- Combustible I 1 292 5 702
- Eau pour locomotives. . . 0 634 OOO
- Huile, etc 0 38i
- Traction 1 537 I OOO
- Télégraphe 1 780 2 OOO
- Pertes, dégâts I I 12 0 750
- Accidents de personnes. . 1 086 I OOO
- Accidents 0 246 0 200
- 68 046 5o 553
- - «. *? > •—. . ...
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- A3 Août I9lé. LA LUMIÈRE ELEC TRlQÜfe ièl
- de revient de l’énergie thermique dans la région,
- . e’est-4bdire que dans les endroits où le charbon est e'her, la valeur de la houille blanche est aussi plus élevée. D’autre part, les chutes les plus intéressantes se trouvent précisément dans les montagnes, où les lignes de chemins de fer ont le profil le plus accidenté et nécessitent le plus de force motrice.
- La question de l’économie à réaliser par l’électrification. d?une ligne de chemins de fer dépend de multiples facteurs dont le coût de l’énergie ri’est pas toujours le principal.
- Il peut arriver par exemple que, grâce à l’électricité, on puisse adopter pour une ligne de montagne des déclivités beaucoup plus fortes qu’avec la vapeur, d’où une économie de construction qui se trouve, il est vrai', compensée par le coût des usines hydro-électriques et de l’équipement de la ligne.
- On doit, de plus, tenir compte des progrès incessants qui ont été et qui seront réalisés dans la construction des locomotives et dans le rendement des machines produisant l’électricité à la vapeur; une turbine à vapeur actuelle consomme 20 % de moins de charbon que les machines installées il y a quinze ans et leur coût par kilowatt installé s’est abaissé de 180 francs à 60 francs; d’un autre côté, l’utilisation plus intensive des machines permet de réaliser encore de notables économies.
- La houille blanche et la traction sur les voies
- NAVIGABLES.
- La création simultanée de chutes et de voies navigables au moyen de barrages échelonnés sur le cours d’une rivière est un sujet beaucoup trop vaste pour pouvoir être envisagé ici. On peut dire seulement que la valeur de la force motrice ainsi produit^ dépendra surtout du prix de revient en ce même endroit, de l’énergie thermique et des besoins de la région en énergie. En ce qui concerne la création de la voie navigable, cette questioh doit être examinée séparément dans chaque cas particulier. C’est d’ailleurs un problème d’intérêt général où entrent en ligne de compte la concurrence des voies ferrées et le coût des transports par voie de terre; il y a lieu de considérer, non seulement les lignes existantes, mais également les lignes qu’il serait possible de construire avec un capital équivalent à
- celui qui aurait été investi pour la création de la voie navigable.
- En ce qui concerne les avantages accessoires que la construction de barrages permettrait d’obtenir pour la navigation fluviale, ils dépendent absolument de considérations locales. 11 ne semble pas qu’un réseau de canaux puisse faire concurrence au réseau des chemins de fer la preuve en est l’abandon, aux États-Unis, de près de 15oo milles de canaux construits pendant la première moitié du xixe siècle. Le chemin de fer a des avantages que le canal ne peut réaliser, ce dernier est beaucoup moins souple que la voie ferrée et ne peut atteindre aussi facilement les agglomorations. Il est intéressant de constater que le gouvernement des États-Unis n’a fait établir, jusqu’à ce jour que i 4oo milles de canaux à un prix moyen 80000 dollars par mille. Une ligpe de chemin de fer coûte en moyenne 35 000 dollars par mille pour voie simple et 60000 dollars pour double voie.
- Pour comparer les résultats d’exploitation (vitesse, consommation d’énergie) entre un chemin de fer et un canal avec traction électrique, on supposera que les péniches ont une capacité moyenne de ioo tonnes (’).
- Longueur du canal : 106, 2 milles.
- Nombre d’écluses : canal Lehigh 48, canal Delaware *2j total : 70.
- Péniches : longueur 87 pieds; profondeur 10 pieds; tirant d’eau 5 pieds.
- Poids des péniches : vides 24 tonnes (2), chargées n3tonnes; total : 137 tonnes.
- Énergie consommée par tonne-mille (trains de 4 péniches): 23 watts-heure.
- Energie consommée par tonne-mille .(de chargement) de 4 péniches : 33 "watts-heure.
- Trafic du canal : 40 minutes d’intervalle entre chaque train de bateaux soit 72 péniches par journée de 1.2 heures = 8 i5o tonnes; vitesse maximà entre écluses chargées, 3 milles, vides 4 milles par heure. Durée totale du trajet : chargés 85 heures pour 106 milles, soit 1 mille, 25 par heure en moyenne ; vides 75 • heures pour le retour soit 1 mille, 42 par heure en moyenne.
- () Les renseignements ci-dessus Ont été donnés par M. Putnam à l’auteur de la conférence, en mars 1908; ils concernent le canal de la Lehigh Coal and Navigation Cy de Coalport à Bristol (Py).
- (4) Tonnes de a 000 livres.
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- Iê8 LA LUMIÈRE
- La consommation d’énergie par tonne-mille a été déterminée par des essais.
- Sur la ligne de traction électrique de New-York, New-Haven and Hartford Railroad, en octobre et novembre 1914, la consommation d?énergie a été de 27,'! watts-heure par tonne-mille en vitesse réduite (ïo,85 milles à l’heure) et de 28,5 watts-heure avec une vitesse de 18,2 milles à l’heure. Sur cette ligne, les stations sont relativement plus nombreuses que sur l’ensemble des chemins de fer américains, d’où une plus grande dépense d’énergie. On peut donc estimer que laconsommation d’énergie électrique Jpar tonne-mille est à peu près la même poùr une péniche marchant à 1 mille aS à l’heure que pour un train marchant à 18 milles à l’heure.
- Quant au débit, le canal de Lehigh (avec des
- . ^ V,.':. • .yV v-i ' y >
- È LE C T RI Q U E t XXXÎV (2* S(ft4ê).
- -------------;-----------—------------: : •••• .1'.- • U -.1-f .•
- écluses à 4 bateaux), assure un irafie: de 8 i5o tonnes, tandis qu’avec une ligne .dé. fche-, min de fer, il suffirait de 5 trains de 1600 tonhes de chargement pour arriver au même résultat. Avec une ligne à 2 voies, on arriverait à obtenir,’ dans chaque direction, un débit quintuple de celui du canal. On arriverait même, en espaçant les trains de i5 minutes, à décupler le débit du canal.
- lies chiffres montrent que les canaux ne peuvent que dans certains cas concurrencer lès chemins de fer et qu’à plus forte;raison, la création de voies navigables ne justifie pas Nécessairement l’aménagement d’une chute au moyen dè barrages. „
- (American Institute of Electrical Engineers.)
- 9 ‘.
- 1
- BIBLIOGRAPHIE
- Commentaire pratique de l’impôt sur les bénéfices de guerre et la patente des fournisseurs de l’Etat, loi du ier juillet 1916, par Paul Bougault, Avocat 4 la Cour d’Appel de Lyon, i vol. Prix, 5 francs. Editeur, Jules |Rey, à Grenoble, j
- La loi sur les bénéfices de guerre, après de laborieuses discussions à la Chambre et au Sénat, vient de paraître au Journal officiel du dimanche 2 juillet 1916.
- On comprendra pour quels motifs pratiques, l’auteur a cru devoir préciser les différentes obli-gâtions que crée la loi nouvelle, quand on lira le ? simple résumé des remarques suivantes :
- i° La déclaration est obligatoire pour tous les patentés : il est donc utile de connaître comment la loi définit les bénéfices imposables, comment elle admet qu'on les calcule .par la comparaison des bilans des années antérieures, comment elle permet de remplacer ces derniers par un forfait basé sur la ..patente, etc.
- 20 Le taux est uniforme et très élevé puisqu’il atteint 5o % du bénéfice imposable et il est majoré de 10 % dans certains cas.
- 3° La commission a un droit de contrôle : l’intér ressé doit être appelé à fournir des justifications : il peut s’y refuser, et il est intéressant-de savoir ce qu’il encourt dans ce cas.
- 4° Il a le droit de faire appel par mémoire devant une commission supérieure qui siège à Paris,.et ce mémoire lui sert de plaidoirie écrite.
- 5* Il a droit à des délais de paiement, notamment s’il justifie qu’il a employé une partie ou la totalité de ses bénéfices à dès améliorations dans son industrie.
- 6° La patente de l’industriel peut être gravement modifiée, puisqu’il va être taxé à raison de 25 centimes par 100 francs du montant annuel de ses fournitures et, si ce tarif donne un chiffre moins élevé que sa patente afférente à son comemrce ordinaire, la règle bien fiscale du tarif le plus; élevé lui sera imposée.
- Enfin le texte, comme cela arrive toujoürs dans des lois hâtivement élaborées, contient des obscurités pour lesquelles il paraît bon de faire connaître au moins les solutions qui peuvent être acceptées.
- Tel est le but que l’auteur s’est proposé.
- La reproduction des articles de la Lumière Electrique est interdite.
- Pari*. — uunntERK lkVé, 11, rur cas»btt«; ‘fie titrant J«iB. NMiwr. •
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- T rente-h al t!im« année
- SAMEDI 19 AOUT 1916.
- Tome XXXIV (S* série). N» 34
- SOMMAIRE
- • . . • • v
- . %
- ,H. PARODI. ;-r Etude sur la résistance des trains........................................... 169
- P. DDMARTIN. — De l’amélioration du fac-teur de puissance (cos <p) dans les installations électriques industrielles (Fin)........... 17<»
- Publications techniques
- Electrotechnique générale
- Sur les grandeurs électromagnétiques.
- M. Ascoli (Fin)..................... i85
- Mesures et essais
- Mesure de très hautes résistances d’isoFement
- dans les câbles. — J. Fischer Hinnen.... 190
- Résistance électrique du sol et corrosion élec-
- trolytique. ............................ 191
- Renseignements Commerciaux ............. 192
- Adjudications.................-.,......... 192
- ÉTUDE SUR LA RÉSISTANCE DES TRAINS
- Nous commençons dans ce numéro la publication d'un important travail de M. Parodi sur la résistance des trains. . \ .
- Dans les pages qui vont suivre, Vauteur entreprend successivement l'examen détaillé de chaque espèce de résistance; il envisage, dans chacun des cas, le problème sous sa forme'la plus générale avant d’en faire Vapplication à la marche des trains.
- Les deux premiers chapitres que nous donnons aujourd’hui sont consacrés à l'étude delà résistance au roulement èt celle due aux frottements dans les paliers.
- Introduction. *
- L’étude du. mouvement réel d’un mobile dans l’air, mobile libre dé se mouvoir dans trois directions comme les aéroplanes ou astreint à se mouvoir le long d’une courbe fixe comme les trains de chemin de fer, exige la connaissance complète des résistances qui s’opposent au mouvement à vitesse constante, c’est-à-dire pendant les périodes où le régime de marche est établi. . L’elïort de traction total développé par le ou les moteurs sera employé partiellement à vaincre ces résistances, et le reste de la puissance disponible sera utilisé pour produire l'accélération du système et vaincre les résistances occasionnelles.
- Nous nous proposons d’examiner ici quels
- sont les résultats acquis dans l’étude d’ensemble de ces résistances en nous attachant tout spécialement aux données intéressant la traction sur voie ferrée. Nous avons cru toutefois pouvoir présenter quelques considérations générales sur la résistance de l’air pour les vitesses balistiques estimant que la connaissance de l’influence de la forme sur la portée d’un projectile ferait mieux comprendre le rôle joué par l’air dans la résistance globale des trains.
- Nous nous bornons ici à indiquer les résultats acquis sans nous attacher à décrire les méthodes théoriques ou expérimentales qui ont permis de les obtenir, méthode de mesure directe, ou d’interprétation mathématique d’observations complexes. ~
- L’exposé de ces méthodes nous aurait entraîné
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- 170 LA LUMIÈRE
- trop loin, et aurait exigé des développements mathématiques sortant entièrement du cadre de cette étude.]
- Nous examinerons d’abord les éléments constitutifs de la résistance : frottements internes, frottements dans les fusées, frottement de roulement, frottements dus aux mouvements secondaires; résistance de l’air, etc., puis rtous passerons en revue les différentes tentatives faites tant en France qu’à l’étranger pour représenter en « bloc » la résistance totale à la traction d’un train de composition donnée sur une ligne en palier et alignement droit.
- Nous verrons ainsi comment, faute d’essais systématiques prolongés, il'est difficile d’effectuer une répartition correcte çles pertes de puissance correspondant à chacune de ces résistances. Nous verrons enfin comment, grâce aux méthodes statistiques utilisées dans les installations électriques modernes, notamment grâce à l’emploi généralisé d’appareils de contrôle et de mesure de la consommation individuelle des tracteurs, nous pourrons disposer bientôt de résultats d’exploitation suffisamment détaillés pour permettre d’en déduire des renseignements précieux sur les valeurs pratiques de la résistance de traction dans des conditions déterminées.
- Rappelons, avaritd’entrer dansl’étude détaillée de chaque espèce de résistance, les principes des méthodes de mesure permettant de déterminer les efforts résistants correspondant à une vitesse donnée.:
- i° Méthode d'accélération ou de retardation. — Le mobile à étudier, véhicule isolé ou train complexe, est abandonnéàlui-même lelongd’uneligne en pente ou en alignement droit suivie d’une partie en rampe ou en palier, —r et on enregistre les variations de vitesse en fonction du tempsi sous l’action des deux forces : pesanteur et résistances diverses au roulement. L’étude de la courbe d’accélération ou de retardation permet de calculer l’effort moteur ou résistant total à chaque instant et d’obtenir [par différence la résistance globale au roulement. En faisant varier les conditions de l’expérience (locomotives avec mécanisme accouplé ou désaccouplépar exemple) on peut arriver à séparer les pertes et à calculer chaque résistance isolément.
- i» Méthode du wagon dynamomètre. — Le
- wagon dynamomètre es t un véhicule spécial muni d’appareils enregistreurs permet tout de tracer
- ELECTRIQUE T. XXXIV (2« Série). — N° 34.
- en fonction du temps ou de l’espace parcouru, les efforts de traction au crochet d’attelage, les accélérations, les vitesses, le travail dépênse àu crochet. L’étude de ces graphiques permet^ dé calculer en fonction de la vitesse la résistance à la traction des véhicules placés en arrière du wagon dynamomètre.
- 3° Méthode de mesure de la puissance dévie-loppée par le tracteur (locomotive à vapeur ou électrique). — Cette méthode consiste à transformer en wagon dynamomètre le tracteur lui-même en y installant des' appareils appropriés. Cette méthode peut donner des résultats très exacts dans le cas de la traction électrique puisque,par simple lecture du courant et du voltage absorbés à vitesse constante par le tracteur sur une ligne en palier et alignement droit, on peut déterminer l’effort moteur à la jante des roues motrices; si un wagon dynamomètre est en outre placé après la locomotive, on peut, toujours dans une marche à vitesse constante, déterminer l’effort de traction correspondant à l’ensemble du train au moyen des appareils de mesure du tracteur et à la partie du train placée derrière le wagon dynamomètre au moyen des appareils de mesure de ce dernier.
- Avec les locomotives à vapeur on peut procéder d’une façon analogue en mesurant là puissance développée par la vapeur dans les cylindres au moyen d’indicateurs de Watt, mais la précision de la mesure est beaucoup moindre.
- Méthodes spéciales des laboratoires'd'essai américains pour l'étude des locomotives. — En Amérique, notamment aux laboratoires de Purdue, (Université d’Illinois), d’Altoona (Pennsylvania Railroad), d’Albany (New York Central Railroad), on essaie les locomotives au point fixe en reliant leur crochet d’attelage à un dynamomètre fixe et eii faisant tourner les roues motrices et porteuses sur des galets montés eux-mêmes sur des axes fixes auxquels on applique des couples variables par l’intermédiaire d’un frein hydraulique ou d’une génératrice électrique débitant sur des résistances.
- Ces essais au point fixe sont excessivement instructifs parce qu’ils permettent de séparer les pertes.
- Bien entendu, dans ces essais, on fait entièrement abstraction de la résistance de l’air.
- Méthodes spéciales pour la. mesure de la résistance de l’air. — Pour mesurer la résistance oppo-
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- 19 Août 1916.
- . I;
- LA LUMIÈRE
- sée par l’air au déplacement d’un solide de forme variable on emploie différentes méthodes consistant* les unes à enregistrer les efforts supportés par un corps en mouvement dans l’air en repos, les autres à mesurer directement la poussée produite par l’air en mouvement uniforme sur le ' corps maintenu fixe.
- Dans les laboratoires d’Eiffel ou de l’Institut Aérotechniqùe on emploie l’une et l’autre de ces méthodes seldn les cas; à noter toutefois que les mesures faites en chute libre par Eiffel, avec un chariot automoteur par Maurain, sont parmi les plus intéressantes et les plus précises.
- PREMIÈRE PARTIE
- ' V - • " / •
- Résistance au roulement.
- La résistance au roulement résulte de la compression du rail par les roues: sous l’action de la charge, le métal constituant le rail et celui constituant la roue se déforment de manière à se toucher suivant une surface de contact plus ou moins. grande suivant la charge. Si les substances constituant les roues et les rails étaient absolument' incompressibles et indéformables, il n’y aurait pas de résistance au roulement.
- Au moment d’un déplacement de la roue vers
- Fig. r.
- la droite la rotation instantanée ne se produira pas autour du point A, mais autour d’un certain point B différent et l’effort de traction F transmis par les plaques de garde à l’essieu et nécessaire pour pi’oduire le mouvement sera tel que le moment de F par rapport à B soit égal au moment de rotation P X AB (en appelant P le poids supporté fiar le rail).
- Si â désigne la hauteur très., petite AC repré-
- ELEC|TRIQUE
- 171
- sentant la compression di\ jinétal, on aura
- AB^^a/’S et F/' = P\/2rS
- la ligne OB étant sensiblement perpendiculaire à F ; d’où :
- F = — /aî.
- ' V '
- Si par analogie avec lefrottement de glissement nous définissons le coefficient de frottement de roulement cp par la relation F — P<p, nous aurons :
- : T=v/?-,-.
- La valeur de. S qui dépend de la nature du métal constituant le rail et de la roue ainsi que de leur mode de. construction, a été trouvée égale à 0,00000018 pour des rails ordinaires et des roues de 1 mètre de diamètre.
- Le coefficient de frottement correspondant à cette valeur de 0 est alors de :
- \J 1 X 0,000 000 18 v/o,5
- = 0,000 85.
- On admet généralement la valeur cp = 0,001 pour un diamètre d’environ 1 mètre. Pour des diamètres différents on calcule le coefficient par application de la formule ci-dessus de proportionnalité de cp à 7—’/« (formule de Dupuit).
- Pour obtenir directement la valeur de ce coefficient cp, Wood a mesuré le chemin parcouru en palier et alignement droit par un essieu monté lâché sur ûne pente d’inclinaison i pendant un temps t.
- En «appelant a la résistance à la jante, K, le rayon de giration de l’essieu et en négligeant complètement la résistance de l’air on peut écrire
- (K.2
- — est en général voisin de 1/2
- Avec des roues de o, m. 87 Wood a trouvé pour cp une valeur comprise entre 0,001 et 0,001 6.
- En opérant sur des essieux montés Jsolés tirés à petite vitesse par l’intermédiaire d’un dynano-
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- 172 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Série). — N»<34?
- mètre, M. Poirée a obtenu o, 0009 pour des roues debm.90; en faisant varier le diamètre deoni. 9 1 m. 200 il a obtenu des résultats qui semblent confirmer l’exactitude de la loi de Dupuit :
- K
- . r t
- Certains ingénieurs font jouer un rêle important dans l’évaluation de la résistance au roulement à la flexion des 'rails et au fléchissement élastique des traverses et du ballast.
- Le professeur Reynolds Wilson évalue cette résistance par la formule
- h
- P /• == I 020 —,
- •ta.
- h ... '
- dans laquelle - représente l’inclinaison maxima
- prise par un rail au passage d’un essieu (fig. 2).
- , M. J. Aspinall attribue à cette inclinaison une
- valeur d’environ -—, M. Mallock la valeur-—, 600 25')
- on admet en général ----.
- 4 00
- A cette valeur correspond par application de
- t* — — ------ - *-
- Fig. 2.
- (c’est-à-dire de l’ordre du carré de la section ou du poids du rail au mètre courant) on voit quelle influence peut exercer sur la résistance • au roulement la constitution delà voie,le poids dès ràils/’ l’écartement des traverses,la nature du ballast,etc. ainsi qüe l’entretien même de la voie et notamment le soin apporté, au bourrage périodique des traverses.
- DEUXIÈME PARTIE
- Résistance due aux frottements dans les paliers.
- Le frottement de glissement des véhicules sur le rail est transformé, par l’intermédiaire des roues, en un autre frottement de glissementd ans les paliers. "
- En appelant P le poids d’un véhicule, p le poids des essieux montés, R le rayon de la roue,
- / le rayon des fusées d’essieUx, le travail de frottement de glissement effectué dans les coussinets " sera: 2it/,/'(P—p), en appelant/"le coefficient de frottement des surfaces en contact.
- L’effort F à appliquer à la voiture pour vaincre cette résistance de frottement, sera tel que :
- aicRF ±=2ic/\/’(P—.p'
- d’où
- F==ït/'(P_/J)
- L’effort résistant par tonne de véhicule sera enfin :
- la formule de Wilson une résistance en kilo-. „ 1020 ».
- gramme par tonne de h / : ------ = 1 kg. 2&.
- 2 X 4 00
- Aux faibles vitesses, entre le passage de chaque essieu le rail a le temps de reprendre sa formé originelle, aux grandes vitesses l’inclinaison des rails est partiellement conservée pendant tout le temps du passage du train.
- La flexion statique des rails entre deux tra-
- P ( 2 d) ^
- verses supposées fixes est de la forme : ^ ^—
- dans laquelle P représente la charge; 2dl’écar-tement des traverses; Mie moment fléchissant; E le^module d’élasticité du métal. Le moment M étant une fonction homogène des quatrièmes puissances des dimensions linéaires de profil,
- Pour réduire cette résistance il faut donner aux quantités ^ et / les valeurs les plus petites possibles.
- Le rapport — ne peut être diminué à volonté,
- les fusées d’essieux devant avoir unè section suffisante pour porter sans fatigue le poids de la voiture et permettre un bon graissage. Ce rapport
- est compris en general entre — et —-.
- 10 iîj
- Le coefficient de frottement / varie entre des limites beaucoup plus étendues pour des raisons
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- 173
- >l^Août 1916. * LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- diverses sur lesquelles nous allons fournir quelques précisions.
- Coefficients de frottement. — Le frottement de glissement entre solides est régi par la loi de Coulomb R = i* P :
- [xçoefficiéntde frottement ;
- P pression entre les corps frottants.
- Mais cette loi n’est plus applicable quand le frottement a lieu entre solide ei? liquide ou plus exactement à l’intérieur d’un fluide ; dans ce dernier cas la formule suivante, due à Newton, est seule valable :
- en appelant :
- ï) le coefficient de viscosité du fluide ;
- s la surface frottante ;
- v la vitesse ;
- n l’épaisseur de fluide ;
- R la force en dynes (').
- Le coefficient de viscosité d’un fluide est lui-même défini par la vitesse de passage de ce fluide dans un tube capillaire sous une pression donnée.
- La relation liant le coefficient de viscosité à la pression p, au diamètre du tube capillaire r, à la longueur l du tube, au volume de liquide de V, à la durée t de passage est :
- % prt
- ~~ 8 7v '
- (La viscosité absolue de l’eau est égale à yj = o,01797 cm—' g sec-').
- téux, Breuil, Grossmann, Som*merfeld,etc.,etdes développements mathématiques de l’équation de Newton dus particulièrement à Rayleigh, à Stokes et à Sominerfoid. Toute cette théorie repose sur l’hypothèse qu’il existe une couche continue de fluide entre les surfaces en contact et que le coefficient apparent de frottement p, dépend alors uniquement de la viscosité yj (').
- Le coefficient p. est défini en fonction des paramètres :
- v vitesse, 8 épaisseur de la couche d’huile, r rayon, s surface par l’expression p. — r q s
- D’après la théorie de Sommerfeld, les variations du coefficient de frottement en fonction de la pression et de la vitesse, se produisent conformément à une loi représentée graphiquement par le réseau de courbes de la figure 3.
- La surface [x.= © (Y, P) est représentée par des lignes de niveau P = Cle = 1, a, 3, etc. Ces courbes coupent toutes l’axe des p, (V = o) en un même point, [a — p,0 elles' passent ensuite par des minima correspondant tous à une même valeur du coefficient [a, |x,„ = o,9'|3 [x0 et à des valeurs de la vitesse données par l’équation
- Y
- m —
- 8(i) 2
- 15.1 Y) rï
- P.
- Les courbes en question s’éloignent ensuite'à l’infini en devenant asymptotes à une série de droites passant par l’origine et par des points ayant respectivement comme coordonnées
- t>.a — 0,416 |A0 et Y a = Vm.
- * *
- La théorie actuelle du graissage résulte des expériences de Beauchamp Tower, de Striebeck, des recherches systématiques de Petroff, Mar-
- (i) D’après Petroff on aurait plus exactement :
- c v
- |i = rrii) ------------
- ^ X, r X2
- en appelant Xi et X2 les coefficients extérieurs de frottement : X, huile-palier, X2 huile-fusée d’essieux, mais pour les liquides mouillant les surfaces en contact, on peut admettre qu’il y a adhérence parfaite et entraînement total et que par suite que X,, X, sont très grands et par suite
- TTj 7^2 .
- -f- — négligeable devant o.
- Xi X2
- Les expériences de Striebeck, effectuées dans le but de vérifier la théorie de Sommerfeld, ont donné des résultats conformes à la théorie en ce
- (!) On sait qu’en pratique on compare entre elles les qualités lubrifiantes des huiles en mesurant leur « coefficient de viscosité » par rapport à l’eau, dans des viscosimètres des types d’Engler, Saybolt, Nedwood, Barbey, etc., dans lesquels on compare les durées de passage dans un tuba capillaire d’un même volume d'huile et d’eau à 2°C.
- Le degré Engler E est lié au coefficient de viscosité absolu par la relation :
- f ^ 3 5i3\
- »l = \ 4 07a E------g—J 0,01797.
- Pour les huiles de graissage E est compris entre 1/4 et i/5.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2° Série) . — N# 34,
- qui concerne l’allure générale des courbes, mais il subsiste des divergences importantes dont l’explication reste encore à trouver. La figure 3 qui reproduit les courbes expérimentales de Striebeck (Z. V. D. /., 1902, n° 46, p. 341) permet de faire la comparaison.
- Le coefficient de frottement à vitesse nulle est bien le même pour toutes les pressions mais il est 25 à 3o fois plus grand que le coefficient minimum ; les coefficients de frottement croissent bien régulièrement au delà du minimum vm mais beaucoup plus lentement que ne l’indique la
- C’est en vue de diminuer ce frottement « sec » i que l’on a proposé d’employerun mélange d’huile et de graphite au lieu d’huile pure, le graphite étant réduit (procédé Acheson) à l’état de poudre extraordinairement fine (d’après les mesures d’Alexander les particules de graphite auraient des dimensions de l’ordrede 10-10 centimètres).
- En pratique, on admet comme coefficient de frottement pour'des surfaces graissées à l’huile 0,01, et à lagraisseo,o3 et, si on veut tenircompte grossièrement de l’influence de la température et de la pression on peut faire usage de la for-
- ce io
- <! /
- 0.006
- 0.00 ¥
- Courtes théoriques Courèes experimentales
- — Variations du coefficient du frottement en fonction des vitesses et des pressions.
- Fig. 3.
- théorie et les asymptotes des courbes à pression constante ne passent pas par l’origine. Le rapprochement des courbes théoriques et expérimentales montre nettement les différences existant entre la théorie et la pratique.
- Ces divergences peuvent s’expliquer grossièrement en admettant que, pour les faibles vitesses, inférieures à vm, il y a frottement au moins partiel de solide contre solide, la couche lubrifiante étant rompue en certains points. Cette absence locale de graissage, qui entraîne le contact direct des surfaces solides de l’arbre et du coussinet, est prouvée par le passage sans perte de l’électricité du palier à la fusée.
- mule proposée par Lasche [Z. V. D. Steinmann (1905) (*).
- V-
- 2 ' pt
- ou
- 9. = a
- Xe
- pl§
- T., igoS) et
- (i) Huiles normalement employées dans les chemins de fer poids spécifique : 0,90 à 0,94.
- Huile d'été. Huile d’hiver.
- Fluidité 2o°C : 40 à 60 à 45
- » ij 5o°C : 7 à 10 ‘ 4>5à7,5
- Point d’inflammation : 160 i45
- Pour trains rapides : huiles supérieures.
- Point d’inflammation : 195°.
- Fluidité ioo°C 6,72 Point d’inflammation 3oo
- Pour la locomotive à vapeur surchauffée.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQ|UE
- 175
- 19 Août 1916.
- qui est .valable dans les limites suivantes :
- <C P < i5kg-cm. -, i" t < üo"G im < v < 20 m/sec.
- : y
- L’application de cette formule au cas des locomotives pour une vitesse dans les paliers de 4 mètres par seconde, une pression p — 20 à 5o kilogrammes, une température t = 3o° C.
- I ^
- donne .a = —.. Dans le cas des voitures pour 3oo
- une vitesse v = 10 mètres par seconde, une pression p = 15 kilogrammes, une température
- t = 5o° C. Elle donne : u. = ——.
- 225
- Paliers à rouleaux et à billes. '
- Pour diminuer les frottements, on a essayé d’employer pour les voitures de chemin de fer des paliers à rouleaux et à billes analogues, aux dimensions près, à ceux universellement adoptés pour les automobiles et les bicyclettes.
- Les résultats obtenus ont été assez satisfaisants, mais le bénéfice résultant de la réduction de dépense d’énergie ne paraît pas, quanta présent, justifier la généralisation de ces roulements.
- Leistmann et von Boris indiquent, d’après des essais comparatifs effectués sur les chemins de fer allemands, les valeurs suivantes :
- Tableau I.
- Résistances moyennes en kgs par tonne (déduites <Texpériences de ralentissement).
- VITESSE 10 KM 30 KM 50 KM
- Paliers ordinaires. 0 ,63 1 ,65 3,07
- » à rouleaux.. 0 ,3i 1,12 2,20
- » à billes 0 ,3o I ,IO 2,10
- k
- * *
- En résumé, au point de vue pratique, on peut admettre que la résistance spécifique en kilo-
- grammes par tonnes correspondant aux résistances de frottement de roulement et de glissement est de la forme
- A + BV
- cette formule est valable dans de larges limites et vitesses (*).
- La constante A, déterminée expérimentalement, semble comprise entre 1.7λ et 6 kilogrammes par tonne : les essais de Zossen et ceux du New-York central ont montré que A variait de 1,75 à 2,5 pour des voitures de 80 à 90 tonnes portant sur 12 paliers.
- Pour des voitures plus légères, le coefficient A augmente comme nous le verrons plus loin et les variations de A semblent pouvoir être représentées par une expression de la forme :
- A étant exprimé en kilogrammes par tonne P en tonnes. Les valeurs corrélatives de P et A sont les suivantes :
- p s=î lût 2O1 3ofc 4Go1 8ol IOÛ*
- À = 7b£,5G 5,36 4\37* 3,79 a,io 2,65. ak£,4
- Le coefficient B varie de 0,010 à 0,020 suivant le type des voitures et l’état de la voie.
- Nous verrons plus loin, dans l’étude des formules représentant les résistances globales, quelles sont les valeurs les plus probables pour ces coefficients suivant les conditions d’expériences.
- (A suivre.)
- H. Parodi,
- Ingénieur, chef du 'service électrique de la Compagnie des Chemins de fer d’Orléans.
- (t) Pressions admissibles dans les paliers :
- Coussinets des essieux moteurs... 20 kgs-cmq.
- » tenders ... 25 »
- » wagons ... 20 »
- Tige de piston................ 100 »
- Tiroir......................... 15 »
- Articulations.................. 40 >>
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV(2e Série). — JI*34;
- r 9
- DE L’AMÉLIORATION DU FACTEUR DE PUISSANCE (COS <p) -
- DANS LES INSTALLATIONS ÉLECTRIQUES INDUSTRIELLES {Fin)(1)
- Le compensateur de phase Brown-Boveri est bien connu et a déjà été décrit. L’auteur applique à ce dispositif les principes qu’il a exposés dans le début 'de cet article, en étudiant le fonctionnement comparé d’un moteur avec et sans compensation et en évaluant l’économie réalisée dans la production du courant à la centrale.
- Compensation du cos cp au moyen de dispositifs individuels adjoints aux moteurs asynchrones eux-mêmes-
- e) Compensateur de phase Brown-Boveri.
- Reprenant le premier principe de M. Leblanc, consistant à employer une excitatrice spéciale, avec induit en tambour, sans stator, M. Scherbius établit un appareil perfectionné construit par la maison Brown-Boveri. La figure 7 montre un de
- Fig. 7. —- Compensateur Brown-Boveri par moteur ^synchrone de 3oo chevaux.
- ces appareils compensateurs destiné à un moteur asynchrone de 3oo chevaux.
- L’article publié par la Lumière Electrique du a8 mars 1914 donne une description complète de l’appareil et de ses particularités constructives ; nous y renvoyons le lecteur. Ajoutons que le perfectionnement que représente le compensateur Brown-Boveri comparativement à l’appareil Leblanc consiste surtout dans la saturation des circuits magnétiques. Cette saturation permet, ainsi que nous le démontrerons plus loin, d’aug-
- {*) Voir Lumière Électrique du 5 août, p. 124, du 12 août, p. 151.
- menter sensiblement l’efficacité du compensateur de phase pour les charges réduites du moteur, c’est-à-dire celles pour lesquelles le cos cp est le plus défectueux.
- THÉORIE DU COMPENSATEUR BROWN-BOVERI
- Fonctionnement. — Le mode d’action dü compensateur Brown-Boveri peut se représenter de la manière suivante.
- Supposons, pour plus de facilité, que le rotor du moteur principal possède un enroulement diphasé avec 4 bagues. Le compensateur qui lui sera connecté portera 4 lignes de balais, 1, a, 3, 4 comme le représente la figure 8, ces balais étant fixes.
- Le collecteur et l’inçluit tournent, |ce dernier porte les encoches dans lesquelles l’enroulement en tambour,est ménagé.
- Considérons le compensateur, seul, déconnecté du rotor, et envoyons du courant continu dans les balais 1 et 2. Le champ magnétique fixe créé par le courant circulant dans les conducteurs d’induit est représenté par, les lignes de force h. Corrélativement, le déplacement de ces conducteurs dans ce champ fixe, induit dans chacun d’eux une force électromotrice doiit il sera facile de mesurer la valeur totale au moyen d’un volt-mètrebranché entre les balais 3 et 4. Inversement, si on envoie du courant dans les balais 3 et 4, il s’induira entre les balais 1 et a une force électromotrice de même ordre.
- Ceci posé, branchons le compensateur aux bagues du rotor biphasé. Nous rappelons que dans ce rotor le courant dans" une des phases sera maximum au moment où il sera nul dans l’autre et réciproquement, en raison des propriétés des courants biphasés. Par suite, au compensateur, quand le courant sera maximum entre les balais
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- i et 2, le flux qu’il crée dans l’induit tonrnant le sera également ainsi que la tension induite entre 3 et 4 ; au même moment le courant des balais 3 et 4 sera nul, le flux qü’il engendre, ,aussi, de même que la force électromotrice induite entré
- • Y *
- les balais i et à. Inversement, quand le courant sera maximum dans les balais 3, 4, la force électromotrice induite entre i, 2, le sera également, alors que le courant est nul dans ces derniers balais.
- En résumé, on voit, que lorsque le compensa-
- 20 fois plus élevée que celle du champ tournant.
- Nous avons omis volontairement, dans le raisonnement ci-dessus, l’effet de la self indüction de l’armature ; cet effet peut en effet être négligé en raison de la périodicité très faible des courants du rotor.
- Si maintenant, nous prenions un moteur tri-, phasé avec enroulement normal triphasé au rotor, on arriverait, par un raisonnement un peu plus complexe mais identique, aux mêmes conclusions que précédemment.
- asynchrone
- Fig. 8. — Schéma du fonctionnement du compensateur Brown-Boveri.
- teur avec induit tournant et balais fixes est connecté aux bagues du rotor diphasé du moteur asynchrone considéré, les courants au rotor et les tensions induites dans le compensateur sont en quadrature, c’est-à-dire décalés de 90° l’un par rapport à l’autre. Pour que ce décalage soit en avant et que le compensateur joue le rôle d’une capacité, il suffit de se reporter à ce que nous expliquions au sujet du déphaseur Leblanc, à savoir, qu’il suffit que l’induit mobile tourne dans le sens du champ tournant engendré parle courant qui l’alimente,
- La vitesse angulaire à laquelle 011 entraîne le compensateur est, suivant les types, de 10 à
- Le courant et la tension étant constamment en quadrature dans le compensateur, il n’y a, aux pertes près, aucune énergie mise en jeu dans l’appareil, ce qui s’explique puisqu’il n’y a pas de stator et que par suite aucune force mécanique ne peut s’exercer sur le rotor.
- MODIFICATION QU’APPORTE AU DIAGRAMME DU CERCLE DES MOTEURS ASYNCHRONES J,’ADJONCTION DU COMPENSATEUR DE PHASE.
- Puisque nous venons de voir comment était produite la force électromotrice déwattée aux bagues du rotor, examinons maintenant comment se modifient les diagrammes vectoriels et en par-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE, T. XXXIV (2* Série). — N° 34.
- ticulier le diagramme du cercle d’un moteur asynchrone lorsqu’on lui adjoint un compensateur de phase.
- Supposons d’abord un moteur sans dispersion ni pertes (fig. 9) non inuni d’un compensateur.
- Fig. 9. — Diagramme d’un moteur sans compensateur.
- Si nous appelons lm le courant magnétisant (qui représente également à une échelle différente le flux magnétique existant dans le moteur), nous pouvons considérer cé courant comme la résultante'géométrique des deux courants (ou des deux flux produits par ces courants) du stator L et du rotor L. Au rotor la tension Er engendrée par <I>,« est, étant donné que l’enroulement est en court-circuit, à 90° en arrière du flux et le courant ainsi que la chute ohmique R,. Ir sont en phase avec Er. Au stator la tension U est égale et opposée à la force électromotrice due au flux <!>,„, elle est donc décalée de^go0 en avant de ce flux. I* et Ir se composent pour donner I,„.
- Le décalage du courant sur la tension au stator du moteur est représenté par l’angle <p.
- Le 4iagramme tournerait autour du point O à la vitesse ta du synchronisme du moteur.
- Supposons maintenant qu’on adjoigne un com-
- pensateur au moteur, le diagramme, toujours sans perte et sans dispersion, est alors représenté par la figure 10. La chute de tension, purement ohmique, c’est-à-dire wattée, au rotor est R/ Ii- et la tension déwattée appliquée parle compensateur est E k. La tension E/-que devra engendrer le glissement du moteur sera un peu plus grande que dans la marche sans compensateur, ce qui revient à dire que le glissement sera légèrement augmenté du fait de l’adjonction du compensateur. Nous reviendrons du resté plus loin sur ce point particulier.
- Le diagramme montre clairement la diminution de l’angle <p au stator. On conçoit facilement que si la tension de compensation E k est suffisante, l’angle cp se réduira à O ou même changera de sens; le courant ls devenant alors décalé en avant par rapport à la tension aux bornes U.
- Si nous examinons, d’autre part, le triangle
- ,1 ^
- A'
- Fig. 10. — Diagramme du même moteur avec compensateur
- O AB nous voyons qu’il reste semblable à lui* même lorsque la charge du moteur varie. C’est à-dire lorsque le courant I/- se modifie (la tension aux bornes U restant constante). Nous pouvons en effet supposer, en première approximation
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- 19 Août 1916.
- tout au moins, que la force électromotrice déwattée de compensation est proportionnelle au coürant \r (vitesse constante et fer du compensateur non saturé). L’angle a est donc constant et si I/- augmente, A vient en A', B en B' et Is en I's. Le point B se déplace sur la droite OBetle point Is sur la droite Im Is, l’angle <p s’est encore réduit. (Il ne faut pas oublier que dans les moteurs asynchrones le courant magnétisant Im et le flux correspondant <1mi restent sensiblement constants quelle que soit la charge du moteur).
- Si pour les fortes charges le cos cp est amélioré
- Supposons le moteur seul, sans compensateur. Le diagramme circulaire d’Heyland dans ce cas serait celui représenté par la figure 1i dans lequel
- <!>,„ (produit par ;Im courant magnétisant) est le flux existant dans l’entrefer du moteur.
- Y], et y]3 les coefficients de dispersion au stator, et au rotor (dont la valeur varie de 0,93 à 0,97 suivant les cas).
- <I>S et‘Iv flux existant dans le stator et dans le rotor;
- 1.5 etlr courants au stator et au rotor ;
- I's et I',- courants au stator et au rotor produi-
- Fig. 11. — Diagramme de Heyland pour un moleur sans compensateur, en tenant compte de la dispersion.
- sant les flux non dispersifs correspondants et tels que
- très sensiblement, pour les très faibles charges et à vide, par contre, le cos cp n’est pas sensiblement modifié par rapport à la marche sans com- 1 pensation. Ce léger inconvénient est du reste commun à tous les appareils de compensation individuelle.
- Nous avons supposé dans les diagrammes précédents que le moteur asynchrone n’avait ni pertes ni dispersion. Or l’influence de , cette dernière, dans les moteurs d’induction comme dans les transformateurs, est très importante ; nous allons donc reprendre les diagrammes en tenant compte de la dispersion, tant au rotor qu’au stator du moteur, mais en continuant d’admettre les pertes comme nulles.
- U est la tension aux bornes.
- Le décalage au stator est donné par l’anglecp.
- Le lieu de l’extrémité' du vecteur O quand I,., et par suite la charge du moteur, varie, est une demi-circonférence construite surOPcoinme diamètre. De mêmelsM étant menée parallèle à O <!>,., le lieu de I.ç, quand la charge du moteur varie, est une demi-circonférence construite sur <I>SM comme diamètre.
- 1.5 <I>*, au facteur constant y]2 près, représente le courant du rotor.
- La distance de Is à l’axe OM représente, aux pertes près, la puissance du moteur.
- Voyons maintenant comment se modifie ce diagramme quand on adjoint un compensateur de phase au moteur asynchrone.
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- 180 LA LUMIÈRE
- Le diagramme devient tel qu’il est représenté dans la figure 12.
- Le flux résultant reste 4>e dans l’entrefer, <!>« dans le stator et <t>r dans le rotor. Ce dernier donne la force électromotrice E,. qui est plus grande qu’avant l’adjonction du compensateur parce qu’elle est la résultante d’une tension OV égale à la chute ohmique R/-1/• du rotor et d’une tension chargée d’équilibrer la tension déwattée ek livrée par le compensateur. OE/' est naturellement décalé de 90°en avant du flux qui l’engendre.
- ELECTRIQUE T. XXXIV (2* Série). -4‘îP‘fiï'
- ainsi qu’il est aisé de le vérifier sur la figure (l’angle centralOO'P = 2 p et |3 =ic—a).
- Du pointIs menons une parallèle à O <!>/•, elle rencontre O *l>s prolongé en M. L’angle <J<s Is M est égal à P par construction étle lieu du point Is est une circonférence dont le centre N s’obtient, comme pour O', en construisant les angles N<I>sM etNM‘l>.v égaux entre eux et à a.
- On voit donc que le demi-cercle du tracé Hey-land (fig. 12) est remplacé par un cercle de plus grand rayon et de centre surélevé. Ceci a pour
- Le triangle O ErV reste semblable à lui-même quand le courant, c’est-à-dire la charge du moteur, varie, pour les raisons déjà données en étudiant le diagramme de la figure 11. L’angle E,. O Y ou a est donc constant.
- Si nous prenons maintenant l’angle O <ï>rP, ou p nous voyons qu’il est complémentaire de l’angle a en raison de la position respective des côtés de ces deux angles ; l’angle |3 est par suite constant quelle que soit la charge, et le lieu du points?’ sera qne circonférence passant par O et P. Le centre O' en sera tel que les angles P O O' et O P O' sont égaux entre eux et égaux à l’angle a,
- Fig. 12. — Diagramme de Heyland pour un moteur muni d’un compensateur, en tenant compte de la dispersion.
- résultat immédiat la diminution de I's à Is du courant statorique et la réduction corrélative de l’angle 9 de décalage entre le courant est la tension, angle dont le cos, nous le rappelons, est le facteur de puissance lui-même.
- Nous devons mentionner qu’en réalité le rapport de la longueur 0‘ï>f à <I>*M est très petit (de
- l’ordre —, — ) et le point <!>* très rapproché de O. i5 20/
- La compensation du décalage est donc plus accentuée que ne semble l’indiquer la figure, si bien qu’avec une force électromotrice déwattée ek, suffisante, le cercle N arrive réellement à couper le vecteur OU, ce qui revient à dire que non seulement le décalage se réduit à O, mais encore peut changer de signe. Le courant L est alors en avant de la tension U et le moteur restitue au réseau une certaine puissance déwattée.
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- On pourrait compléter le cercle N en portant sur la droite L T les chutes de tension ohtniques du stator et du rotor et en traçant les circonférences des couples et des puissances sur l’arbre selon la méthode habituelle et connue, imaginée par M. Heyland. Ce tracé ne présentant pas de difficultés particulières du fait de l’adjonction du compensateur, nous n’y revenons pas.
- Pour tenir compte des pertes par frottement, ventilation, hystérésis, volontairement négligées dans lè raisonnement précédent, il suffit d’opérer
- compréhension des diagrammes,.que l’angle a restait constant, c’est-à-dire que la force électromotrice déwatté fournie par le compensateur était proportionnelle au courant rotorique. Or comme nous l’avons déjà dit, en réalité, et afin d’améliorer les conditions do la compensation, on prévoit les circuits du compensateur de phase très saturés,ce qui est facile étant donnée l’absence d’entrefer. L’angle a devient par suite plus petit, lorsque la charge croit, puisque ek n’augmente pas sensiblement, comme l’indique la figure
- A__________
- U.______-/a ouïr B,
- --------r-j
- Fig. i3. — Diagramme du fonctionnement lorsque l’angle a n’est plus supposé constant.
- <î
- comme d’habitude en déterminant le courant à vide du moteur et en ne mesurant les couples et les puissances sur l’arbre du moteur qu’après en avoir défalqué les valeurs respectives du couple et de la puissance à vide.
- L’examen du diagramme de la figure 12 fait comprendre pourquoi le couple de décrochage du moteur est très sensiblement accru par l’adjonction du compensateur. Ce couple qui est représenté dans le cercle d’Heyland par la hauteur CD est en effet devenu C'D.
- Dans tout le raisonnement précédent nous avons supposé, afin de rendre plus accessible la
- A chaque angle a correspond un cercle différent, et sur ce cercle un seul point de fonctionnement caractérise le régime que l’on considère.
- Nous avons dessiné dans la figure i3 la courbe de magnétisme du compensateur à une certaine échelle de manière à obtenir directement tous les éléments intéressants du diagramme. A un certain courant Ir au rotor correspond une force électromotrice de compensation ek, un angle à et un cercle de centre N donnant le point de fonctionnement S. Si Ir augmente nous avons e’k peu différent, l’angle a' plus petit et un cercle de centre N' donnant le poigtde fonctionnement
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXlV (2e Série). — Nq 34i
- S'. En effectuant cette construction pour différentes charges on obtient une courbe beaucoup plus favorable que lp cercle au point de vue compensation. Il est, en effet, facile de vérifier que l’on peut obtenir un angle de décalage cp voisin de O pour des charges déjà très petites et jusqu’à des surcharges assez élevées.
- Un décalage en avant du courant statorique sur la tension peut également être obtenu facilement si le compensateur est dimensionné convenablement. Il est néanmoins recommandé de ne pas exagérer la surcompensation en raison de l’aug-
- augmente moins vite. Au total, la perte de puissance due à ces (juatre effets ne dépasse pas 15 à 20 % de la puissance perdue par effet Joule dans le rotor seul; elle est la plupart du temps largement compensée par la diminution des pertes par échauffement résultant du courant statorique plus faible après compensation.
- En ce qui concerne la commutation des compensateurs de phase, la saturation des circuits jointe au dimensionnement judicieux des organes permet de l’assurer de manière très bonne. En particulier, pour les moteurs soumis à de fortes
- Fig. 14. — Compensateur de phase Brown-Boveri pour les grandes intensités.
- mentation corrélative des courants d# stator et du rotor qu’elle entraîne.
- L’adjonction d’nn compensateur de phase à un moteur asynchrone augmente la composante wattée au rotor, des quantités suivantes :
- Chute de tension dans les bagues et connexions ;
- Chute de tension ohmique dans les enroulements du compensateur;
- Chute de tension dans les balais du rotor et du compensateur;
- Chute de tension inductive dans le compensateur (très faible, car la périodicité est très faible).
- Les deux premières chutes de tension croissent proportionnellement au courant, la troisième
- surcharges (moteurs de laminoirs, par exemple la saturation empêche la tension de commutation d’augmenter au moment de l’à-coup et la commutation continue d’être excellentè.
- Construction du compensateur Brown-Boveri.
- Tous les détails intéressant la construction, ainsi que le schéma des connexions du compensateur Brown-Boveri ont été donnés dans l’article de la Lumière Electrique du 28 mars 1914 auquel nous renvoyons le lecteur.
- Les quelques modifications qui ont pu être apportées par la suite n’infirment pas les dispositions fondamentales présentées dans l’article précité.
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- Nous ajouterons seulement quelques mots au sujet de la possibilité d’obtenir pour les moteurs asynchrones un glissement additionnel, malgré l’adjonction d’un compensateur de phase. Dans certains cas particuliers (commande de laminoirs, machines#avec volants, etc.), il est nécessaire que le moteur asynchrone ait un glissement assez élevé entre la marche à vide et la marche normale. On arrive à ce résultat en montant des résistances dans le circuit du rotor. Il est encore possible, dans ce cas, de connecter un compensateur de phase au moteur pour en améliorer le cos (p. On peut ainsi atteindre des glissements en charge de 7 à 8 %, valeur qu’il est bon de ne pas , dépasser car on sait que le rendement du moteur se réduit d’autant.
- L’efficacité du compensateur est quelque peu amoindrie par l’adjonction des résistances car dans le triangle O AB de la fig. 10, la composante wattée Rr \r augmentant, l’angle a diminue et l’effet compensateur également.
- Calcul économique.
- Rappelons les résultats du calcul économique établi lorsque nous avons comparé entre eux les moyens utilisés pour améliorer le cos <p d’ün réseau (moteurs asynchrones et condensateurs).
- Le kilowatt-heure de puissance gagnée par la compensation revenait à :
- o fr. 042 dans le cas du moteur synchrone servant uniquement à la compensation ;
- o fr. o38 dans le cas du moteur synchrone fonctionnant principalement comme compensateur et accessoirement comme moteur ;
- o fr. o3o dans le cas du moteur synchrone fonctionnant principalement comme moteur et accessoirement comme compensateur ; o fr. o35 dans le cas du condensateur. Appliquons maintenant la solution avec compensateur de phase Brown-Boveri.
- La puissance du lieu d’utilisation est de 800 kilowatts sous cos tp = 0,8 sa puissance appa-, 800
- rente étant de —— = 1 000 kilovolts-amperes.
- 0,8
- Parmi ces 800 kilowatts nous pouvons supposer que 200 kilowatts sont utilisés dans des petits moteurs auxquels il n’est pas économique d’adapter des compensateurs. Les Goo kilowatts restant alimentent par exemple 2 moteurs de 200 kilowatts et 1 de 400 kilowatts, que l’on
- munit de compensateurs, Au moyen d’une sur-compensation du moteur de 400 kilowatts on peut arriver finalement à ce que le cos y du lieu d’utilisation soit 1.
- Le prix des 3 compensateurs nécessaires, y compris leur appareillage, peut être estimé à 5 5oo francs, ce qui donne une dépense annuelle de 36o francs si on amortit en i5 ans.
- La puissance gagnée par la compensation est de 200 kilowatts desquels il nous faut défalquer les pertes des compensateurs de phase. Ces pertes qui comprennent celles par échauffement, frottement et ventilation peuvent être prises, dans le cas présent, égales à 4 kilowatts. Corrélativement, l’amélioration du facteur de puissance des moteurs compensés améliore leur rendement de o,5 % à 0.6 % c’est-à-dire permet de gagner o,oo5 X 600 = 3 kilowatts. Les pertes se réduisent donc en réalité à :
- 4 — 3 = 1 kilowatt.
- Pour une durée de marche annuelle de 3 000 heures et un prix de revient réduit du kilo-wat-heure de o fr. o3 la dépense annuelle résultant des pertes est de
- 1 X 3 000 X o,o3 — 90 francs.
- La puissance réellement gagnée est 200 — 1 = 199 kilowatts.
- Le total des frais annuels résultant de la compensation est donc de
- ù 36o -|- 90 = 45o francs.
- La puissance gagnée par an est de 199 X 3 000 = 597 000 kilowatts-heures et elle coût© (en supposant le kilowatt-heure à o fr. o3).
- 597 000 X o,o3 = 17 910 francs.
- Pour obtenir ces 199 kilowatts supplémentaires, il a fallu dépenser au total
- 17 910 -J- 45o =£ 18 36o francs
- ce qui donnepourle kilowatt-heure de puissance gagnée, un prix de revient égal à
- 18 36o
- ------ = o,o3o Irancs.
- 597 00.0
- Ces calculs, faciles à adapter aux-particulari-tés de la plus grande partie des installations que
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE Î.XXXlV.(à' Série)^-N»34.
- l’on rencontre industriellement, montrent les avantages que présente la compensation individuelle des moteurs au moyen du [compensateur Brown Boveri, par rapport à ceux des systèmes qui l’ont précédé : aux avantages économiques importants viennent s’ajouter ceux plus- particulièrement techniques que nous avons mentionnés au cours des pages précédentes.
- Adjonction d’un compensateur de phase a un réseau de 25o kilowatts.
- Nous allons donner en" passant les résultats d’exploitation d’un des premiers compensateurs de phase mis en service.
- officiellement constatés et qui nous furent communiqués ont été les suivants :
- A. — Mesures faites skr le réseau lui-même;
- VOLTS AMPÈRES KW TOTAUX GOS <p
- 22 I 220 320 55o 114 210,4 • 0,g3 / avec 1 ( compensateur
- " 219 218 216 425 600 645 111,2 i83 ,2 J97 o,6q \ 0 St > sans ’ ( compensateur 0,82 J
- B. -— Mesures faites sur le moteur de 200 kilowatts seul.
- VOLTS AMPÈRES KILOWATTS TOTAUX GOS ? *
- 220 245 95 0,98 décalé en avant
- 220 285 99 0,98 » » )) 1 aVec
- 220 385 i5ü ,5 0,96 » » ))• | compensateur
- 220 44o 174 ' 0,96 )) » » J
- 218 35o IOO 0,76
- 218 355 102 0,76 sans
- 218 54o I72 0,845 ! compensateur
- Ce compensateur de phase a été installé à Drammen (Norvège) dans les usines de cellulose Mjôndalen pour l’amélioration du coscp, d’un petit réseau de 25o kilowatts. Ces usines payaient à la centrale dont elles étaient tributaires, l’énergie consommée, non au kilowatt, mais au kilo-volt-ampère, ainsi que cela se rencontre fréquemment en Norvège. La compensation du décalage présentait par suite pour elles un intérêt pécuniaire immédiat.
- Les a5o kilowatts du lieu d’utilisation étaient utilisés ; 200 kilowatts dans un moteur de papeterie et les 5o kilowatts restant dans différents petits moteurs et pour l’éclairage.
- Le Compensateur de phase fut naturellement connecté au moteur de 200 kilowatts, qu’on surcompensa légèrement afin d’amener le coscp total de l’installation à 1.
- xAprès plusieurs mois de service, les résultats
- Ainsi qu’on le voit, dès que le compensateur est connecté, l’installation travaille avecun coscp, qui est pratiquement égal à 1 pour toutes les charges.
- Grâce à l’économie réalisée sur les kilovolts-ampères consommés, le compensateur est entièrement remboursé au bout d’un temps généralement très court.
- Les caractéristiques du moteur compensé étaient les suivantes : 200 kilowatts 600 tours, 2.3o volts, 5o périodes, cos <p 0,84 (sans compensateur).
- Le groupe compensateur adjoint, du type 2, comporte un compensateur entraîné directement par un moteur de 0,6 chevaux, 1 5oo tours. La puissance déwattéé fournie au moteur par le compensateur est de 170 kilovolts-ampères.
- PlERltE DUMAIITIN.
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- 10 AMifi6. : 1 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 189
- : ' PUBLICATIONS TECHNIQUES
- . . . .. ..
- ÉLECTROTECHNIQUE GÉNÉRALE
- Sur les grandeurs électromagnétiques. — Mi Ascoli (Fin) (*).'
- Equations de Vélectromagnétisme. — Voyons maintenant quelle forme vont prendre les diverses équations de l’électromagnétisme quand on y conservera en évidence et les coefficients s et i* et la constante X,
- Ces équations seront générales a’u plus haut degré ; elles seront, en outre, valables pour tous les systèmes d’unités qu’on pourra adopter.
- Ce n’est pas ici le lieu de développer complètement telle proposition ^autant vaudrait écrire un traité sur l’électromagnétisme. Contentons-nous donc d’un résumé et omettons des déductions qui se pourraient faire d’ailleurs suivant des procédés bien connus.
- Il nous est loisible d’adopter les équations suivantes en substitution des quatre fondamentales (D) : (J)
- i O2
- 1) Force..................... f = - jL
- \ o ,. i m2
- 2) Porce..................... /=[7,F •
- 3) Travail................... W = — nz I
- ^ f
- 4) Vitesse................... u — ^Z}1
- X
- dont dérivent directement à titre de définitions les suivantes :
- 5) Champ électrique... .
- 6) Champ magnétique. .
- 7) Potentiel électrique..
- 8) Potentiel magnétique
- 9) Flux du vecteur F. . .
- 10) Flux du vecteur H...... d*/, ~ — ni
- 11) Déplacement électrique.. D = eF
- iî) Induction magnétique,. .. B = p.H
- 13) Flux du vecteur D...... = 4%m
- 14) Flux d’induction magné- ,
- tique.................. <I> = 4 %m
- 15) Moment magnétique...... ml
- 16) Intensité magnétique ou
- mom.de l’unité de volume J = ^
- l2
- 17) Puissance d’urt feuillet ma-
- gnetique............... P = J l — —
- 18) Capacité électrostatique.. C = zl.
- Dans ces équations, l signifie une longueur ou une expression qui a des dimensions d’une longueur; par suite l est mesurable en unités de longueur.
- Le potentiel magnétique d'un’ feuillet de puissance P, déduit de l’expression générale
- prend la forme :
- (t9) • vm = ipo,'
- où 0), angle solide, est un nombre abstrait.
- L’énergie de potentiel d’un feuillet dans un champ magnétique, dû à un système électromagnétique quelconque, déduit de l’expression générale
- W-fVmclm',
- prend la forme :
- (20) W =• P <t>„
- où <i>/, est le flux du vecteur H, provenant du champ ettraversant le feuillet. Voudrait-on intror duire le flux d’induction lié au contour du feuillet, l’expression (20) deviendrait :
- <ï>
- (21) W P -. —....: “
- (*) Voir La Lumière Electrique du 12 août, p. 160. (2) Voir La Lumière Electrique du 12 août, p. 164.
- V
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- 186
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Série) . 34.
- Dans le cas où le flux proviendrait d’un second feuillet P', son expression se déduit de celle du potentiel :
- Vm = £ P'.o
- et du champ normal au premier feuillet :
- X diù
- h„ = - - F ™
- p dn
- Le flux est :
- - fH-iS=-lp'fÊdS
- où l’intégrale a des dimensions d’une ligne; on peut donc poser :
- — - P'I
- et l’équation (20) devient alors :
- (22) W
- - PP', t*
- La longueur l est la longueur que l’on exprime au moyen de l’intégrale double :
- ÏPr
- ds ds' = l
- (d)
- à laquelle on a donné le nom de coefficient d’induction, assez improprement d’ailleurà, bien qu’on puisse quelquefois s’en servir pour calculer ce coefficient. En tout cas, cette intégrale diffère du coefficient par lequel il faut multiplier le produit PP' des deux puissances pour avoir l’énergie réciproque.
- Inductance. — Passons maintenant &\i principe de l'équivalence entre feuillets magnétiques et courants électriques et rappelons-nous que ce principe établit l’identité du champ magnétique d’un feuillet simple et de celui d’un courant d’intensité déterminée qui en parcourt le contour.
- Dans l’équation (19) du potentiel du feuillet, entrent comme facteurs, <0 qui est\simplement numérique, et un facteur qui n’est pas seulement la puissance P, mais qui contient en outre le
- coefficient - qui a rapport au milieu. La loi de P*
- l’équivalence établit aussi la proportionnalité entre la puissance du feuillet et l’intensité du courant, lequel, en tous les points de l’espace antérieur, possède le même potentiel. Le coeffi-
- cient de proportionnalité dépendra de p, ainsi que d’une constante de caractère électromagnétique qui est celle que nous avons désignée parX dans l’équation (8) et dont, précisément, la valeur peut être déduite du principe de l’équivalence. C’est ce qu’exprime l’équation :
- (23)
- P _ 1 p X
- laquelle doit être substituée à l’équation incomplète et hétérogène I = P qu’on emploie si souvent sans faire de réserves.
- L’équation (19) donne immédiatement le poten-» tiel du courant I équivalant au feuillet de puissance P :
- v ir 1
- (24) Vm — - (V.
- L’équation (21) donne l’énergie d’un courant dans un champ d’induction magnétique :
- (25) W = {*.
- À
- L’équation (22), au contraire, donne l’énergie réciproque de deux courants I, T équivalant aux deux feuillets P P' :
- U»
- p = xI.
- P' — - 1' X
- (26)
- À
- Cette équation, comparée à l’équation (2$), indique que le flux provenant du courant I' et lié au courant I est exprimé ainsi :
- (27)
- Suivant l’équation (25) la force électromotrice induite par les variations du flux d’induction 4* est :
- (28)
- E
- X d<b :X di’
- Les trois relations (26), (27), (29) se substituent à celles qui servent généralement à définir l’inductance ; moyennant les conventions ordinaires (X = 1), les trois définitions sont coïncidentes ; elles ne le sont plus quand les expressions sont complètes. D’après l’équation (26), l’inductance se définirait un coefficient par lequel il faudrait multiplier le produit des deux
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- 19 Août 1916 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 187
- courants pour obtenir l’énergie réciproque ; ce coefficient est exprimé par :
- (3o)
- où / est donné par l’équation [d\. D’après l’équation (29), l’inductance se définit : le coefficient par
- dV
- lequel il faut multiplier la dérivée^- pour obtenir
- la force électBomotrice induite. Ce coefficient coïncide avec celui que donne l’équation (3o). Mais si l’on veut définir le coefficient d’auto-in-duction comme le flux d’induction magnétique lié au circuit parcouru par l’unité de courant, on obtient alors une définition qui ne coïncide généralement pas avec les deux précédentes :
- £
- II
- à moins pourtant qu’on ne fasse X.= i. On préférera évidemment la première définition basée sur le phénomène de l’induction électromagnétique auquel ces coefficients se rapportent.
- On ferait toutefois coïncider ces trois définitions si, au lieu de considérer le vecteur B, induction magnétique, on considérait le vecteur^ que
- l’on pourrait appeler induction électromagnétique. Le flux de ce vecteur serait
- X X2
- qui remplacerait l’équation (27).
- L’équation (28) serait remplacée par :
- d<P' dt
- E =
- üfp.
- X2
- Ainsi l’inductance serait encore définie comme le flux d’induction électromagnétique lié à un circuit parcouru par l’unité de courant.
- Equations de Maxwell. — L’équàtion de la circulation appliquée au courant de déplacement est :
- MD dt
- ou
- s/tt" =/“* w
- celle de l’induction
- dHn
- E — ___ - ^
- X dt
- X
- rdHn
- J dt
- d S
- ou
- Ud-£‘is=fF‘ds
- (à)
- qui donnent immédiatement les équations du champ électromagnétique de Maxwell ; lesquelles, appliquées au cas d’un champ magnétique en tous points perpendiculaire à une direction et constamment uniforme dans les plans perpendiculaires à cette dernière, conduisent à l’équation :
- |A dm _ X dm
- X dt2 s dx%
- dm Ht2
- XM2H
- ixedx2
- qui est l’équation de propagation d’une onde plane dans la direction x et animée d’une vitesse
- -yrr. On y arrive sans qu’il soit nécessaire d’in-VV*
- troduire, comme on le fait d’ordinaire, aucun coefficient qui dépende des unités.
- Il résulte clairement de tout ceci que la complication négligeable qui résulte de la conservation des coefficients dans la rédaction des formules complètes est abondamment compensée par une notable simplification dans le raisonnement et dans les déductions, ainsi que l’élimination absolue de toute possibilité d’équivoques ou de faüsses interprétations.
- Coefficient X. Système Qi.# kg. m. s.]. Terminons ces considérations en réunissant, pour quelques-unes des plus importantes grandeurs, les équations des dimensions où nous aurons conservé en évidence le coefficient X :
- [Q] —— [x t*' [I] = [x[,. [H] = [|T
- [b]=y
- [<!>] = [1**
- 0
- M2 L
- M2 L2 T-
- M2 L 2 T-'
- M2 L
- M2 L2 T
- r-]
- -]
- (E)
- [E] = | X-1 |a2 M2 L2 [R] = [X-yLT—<] [L] = [X-VL]
- [G] = [X2 [/.-* L-1 T!
- •]
- Ces équations qui contiennent aussi X per-
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- 188
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Série). — N* 34.
- mettent, même en le considérant comme un nombre abstrait, de voir comment varient les valeurs numériques des grandeurs et de leurs unités de mesure avec les variations de la valeur numérique du coefficient X. Elles pourraient servir, par exemple, à déterminer la valeur qu’il faudrait attribuer à X pour trouver des valeurs d’unités de masse et de longueur, telles que les unités de grandeurs électriques qui en résulteraient fussent celles du système pratique.
- Le système pratique est un système absolu qui a pour unités de longueur et de masse io9 centimètres et io—11 grammes. On^sait que, dans le système où l’on adopte le mètre et le kilogramme pour unités de longueur et de masse, ou io2 cent, et io3 gr., l’unité d’énergie ou de puissance est le joule et le watt (il y a plus : la même unité de puissance et d’énergie s’obtient généralement dans tous les systèmes où les unités de longueur et de masse sont des multiples du centimètre et du gramme, en puissance a et p de io telles que aa + (î = 7).
- Or, le rapport entre les unités pratiques et le système c. g. s. sont : •
- -lO-'
- I0+8 I09 IO9 IO~9
- Si les unités pratiques dérivent du système kg. et m. et non du gr, et du cm., le rapport entre les unités de masse devient io—14 au lieu de io—11 et le rapport entre les unités de longueur io7 au lieu de io9. Par suite, les rapports entre les unités deviennent :
- _ ü_j_i _ i
- io ‘ ‘ = io pour Q et I
- 14 ,71 7
- 2 ' 2 ? -,
- *o = io pour E
- io1 pour R io7 pour L io“7 pour C.
- Mais les équations (E) montrent que les exposants de X dans les dimensions de ces grandeurs sopt -{-i — i — i par conséquent les
- grandeurs des unités seront les mêmes dans le système p. m. kg. s. que dans le système pratique
- = m 2| pour Q et I
- I 1 27
- = io 2 ' pour E
- — io9 pour R
- = io9 pour L
- = io—9 pour C.
- si l’on a soin de choisir pour X la valeur numérique
- X = X 0
- = 3162,
- tout en conservant pour l’espace vide p. — i, ce qui revient à ne pas altérer les valeurs de la perméabilité du système pratique. De même, la
- force électromotrice induite ~ se trouve
- X dt
- exprimée en volts ;'par contre, la trôisième définition de l’inductance ne coïncide pas avec les autres; elle est 3 162 fois moindre.
- Nous pouvons donc affirmer que l’ohm, le coulomb, l’ampère, le volt, le farad, l’henry et la perméabilité de l’espace vide sont des unités d’un système électromagnétique absolu p. "m. kg. s. tant que l’on donne àXla valeur numérique 3 162.
- On n’a parlé ici de cç système qu’afin d’illustrer par un autre exemple combien il est utile de conserver dans les équations le coefficient X. Ajoutons seulement que ce système p, m. kg. s. est fondé sur les mêmes principes et sur les mêmes positions que le système p,0 cg. s., et qu’il n’en diffère que par l’attribution à X d’une autre valeur numérique que l’unité.
- Dans quelques notes importantes qu’il a publiées de 1901 à igo3 ('), M. Giorgi a proposé et développé un système au moyen duquel il atteignait.ee qu’on a appelé la rationalisation; il adoptait, en outre, comme unités fondamentales arbitraires le mètre, le kilogramme, la seconde et l’ampère international (ou tout autre des unités de Chicago). '
- La perméabilité magnétique de l’éther n’est plus adoptée comme unité; elle acquiert la valeur 4 u 10—7 (où toutefois 4 77 s’entend pris comme un nombre qui coïncide avec 4 tc dans la même mesure d’approximation que les unités interna^ tionales coïncident avec les unités théoriques). Grâce à ce système, il est loisible de supprimer le facteur 4 tc dans plusieurs formules de l’élec-tromagnétisme où sa présence, sans offri? rien d’irrationnel, est inutile, et peut être considérée comme assez embarrassante. L’inconvénient de ce système est de donner aux perméabilités des valeurs très incommodes; M. Giorgi propose d’y remédier en substituant le terme inductivité magnétique à celui de perméabilité qu’il réserve au rapport entre l’inductivité d’une substance et
- (’) Y. « Atti » de la A. E..I., 1901, 1902 et 1903.
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- 19 Août 1916. ; LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 199
- l’inductivité de l’éther ; ce procédé fait de la perméabilité un nombre abstrait. ,.
- Le système que nous avons développé, lequel n’a aucun besoin de cette complication, montre qu’il y a d’auttes moyens d’atteindre le but et d’introduire les unités, mètres et kilogrammes, sans altérer lès unités pratiques principales.
- Résumé.
- Les considérations que nous venons d’exposer ont pour objet de dissiper certains doutes et d’écarter certaines erreurs qui résultent de la' façon généralement radoptée pour définir les grandeurs de l’électromagnétisme, ainsi que les unités et les dimensions de ces grandeurs par rapport'aux grandeurs fondamentales. ®
- Le moyen le plus simple d’atteindre ce but est de ne hasarder aucune hypothèse arbitraire spéciale sur la nature des grandeurs, et en même temps de toujours Conserver en évidence dans les formules tous les coefficients que comportent les lois générales; ce n’est qu’ainsi qu’on, arrive à des relations qui expriment des lois et donnent naissance à des définitions tout à fait indépendantes du système des unités de mesure, le choix duquel reste, par conséquent, parfaitement libre. .
- Ce n’est pas en faisant des hypothèses spéciales sur les grandeurs qu’on établit les différents systèmes, mais en choisissant des grandeurs de nature diverse, comme grandeurs fondamentales. Les dimensions des diverses grandeurs doivent être exprimées en fonction de toutes les grandeurs fondamentales que les lois physiques connues obligent à considérer comme étroitement nécessaires à la définition des dérivées.'
- Ainsi, les dimensions d’une grandeur restent les mêmes, quel que soit le système d’unités adopté pour la mesurer.
- Les dimensions, par rapport à chaque unité fondamentale particulière, peuvent, au contraire,
- se montrer différentes dans deux systèmes différents, si ces deux systèmes contiennent une ou plusieurs grandeurs fondamentales de nature différente.
- C’est pourquoi le rapport entre les dimensions d’une même grandeur dans des systèmes différents s’exprime toujours aü moyen d’un nombre sans dimensions; cet état de fait donne lieu à des relations spéciales qui existent entre les grandeurs de nature physique différénte prises comme grandeurs fondamentales dans les ’ divers systèmes exprimant des lois physiques.
- On ne peut juger de l’homogénéité de plusieurs grandeurs que par l’examen des équations complètes, et de cet examen déduire, s’il est possible ou non de les mesurer, avec la même unité de mesure, ou opportun de donner le même nom aux unités que l’on emploie pour les mesurer.
- Conserver dans les équations toutes les grandeurs fondamentales n’altère aucunement ni la valeur des unités définies, ni les valeurs numériques des grandeurs mesurées, cçla permet seulement d’émettre un jugement sur l’homogénéité. C’est à tort qu’on affirme que, dans le système électromagnétique, le champ magnétique et l’induction magnétique sont des grandeurs que l’on puisse mesurer avec la même unité; à tort que l’on prétend que, vouloir distinguer lajnature de ces deux grandeurs l’une de l’aiitre, et par conséquent vouloir établir deux noms différents pour les unités qui leur 'correspondent, équivaut à vouloir modifier les principes établis sur les mesures électriques . ou les systèmes actuellement reconnus d’unités.
- Bien au contraire, c’est d’éviter la confusion entre les équations simplement numériques et les équations d’homogénéité qu’il s’agit; ce que l’on a cherché, c’est de mettre en relief à quel point ces appréciations fautives dépendent précisément de l’habitude pi’ise de considérer les équations de dimension incomplètes (mais seule ment en M L T).
- M. Ascoli.
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- 190 v,“.'r‘- :' .. LA LUMIÈRE ELECTRIQUE T. XXXIV(2» Série);>£vN«'34.
- MESURES ET ESSAIS
- Mesure de très hautes résistances d’isolement "dans les câbles. — J. Fischer-Hinnen.
- Voici.une méthode très simple pour mesurer les résistances d’isolement de câbles, spéciale-, ment dans les cas où le galvanomètre n’est pas assez sensible. Le principe en dérive de la méthode connue de Siemens.
- Supposons qu’un électromètre soit relié à l’enveloppe d’un câble de capacité C, chargé à un voltagevE0. La charge s’écoule suivant la loi :
- ' (0
- Q = Q0e ~’c
- entre ces quantités, les équations suivantes :
- i
- P
- f-rn r„ r
- et de l’équation (4) nous pouvons déduire la suivante :
- où Q0 est la charge initiale; e = a,718 ;
- t, est le temps en secondes depuis l’arrêt du courant;
- r, est la résistance d’isolement.
- Mais
- Q0 = E0.C par suite, '
- t
- E = E,e~’rc. (-2)
- A l’instantf4, le voltage estjdonné par l’équation :
- R, = E0.e ’’c.
- D’où
- t,
- G.log (E0/E.)
- (3)
- (4)
- L’objection à cette méthode est qu’elle nécessite un essai préalable pour déterminer la capacité C, enêore inconnue. Pour obvier à cette nécessité, on peut procéder comme suit :
- Répétons l’expérience précédente en ajoutant à l’éleçtromètre un shunt de résistance connue >„. Alors, le voltage tombera naturellement plus vite à une allure correspondant à la plus grande conductivité. Soit E2 volts le voltage au bout d’un temps t, ; soit, d’autre part, Ë'° le voltage initial, et r' la résistance totale. Nous avons,
- En général E2 sera égal à Et, mais ces voltagès peuvent être différents si la charge se fait en courant alternatif et non en continu car alors cette charge dépendra de l’instant de .la rupture.
- Des équations (4) et (6), nous déduisons :
- r« ~f~ r £i log (E'0/E2)
- l'n f2 log. (Efl/E,)
- Ri log (E>0/E2) _ I
- U 'log (Eo/E0 XJ-
- (7)
- Si possible, il sera bonde choisir les voltages tels que
- E\>
- E,
- Eo
- E,
- E, — E,.
- (8L
- En ce cas, il suffira de mesurer f2, temps qui s’écoulera jusqu’au moment où le voltage sera tombé à la valeur voulue; la résistance d’isolement sera donnée par l’équation :
- ' '• = ^ (i — 0 (9)
- Quant à rn> voici à peu près son ordre de gran-
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- 19 Août 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 191
- deur, Soit à déterminer la résistance d’isolement d’un câble de 5 kilomètres de longueur, ayant une résistance nominale d’isolement de 3o mégohms et une capacité de i microfarad. Nous déterminons le temps nécessaire pour que le voltage tombe au quart de sa valeur initiale. De l’équation (4), nous tirons alors :
- 1, = r.Gxi,ÎXlog = 3o. io6 X —B X 2,3.log 4-
- IOb
- Soit environ 42 secondes. Si nous supposons, par exemple, que t3 = 14 secondes, de l’équationfo), nous déduirons :
- i\ =------ - 15 mégohms.
- , Z ~ 1
- Le « Silit •> est probablement la meilleure matière à employer pour la résistance, parce que ces résistances tiennent peu de place et que leurs valeurs restent assez constantes sous d’aussi faibles courants.
- L. D.
- «I
- (E. T. Z.t a août 1916.)
- Résistance électrique du sol et corrosion électrolytique.
- »
- L’intensité des pertes d’une voie de chemin de fer ou de tramway ou d’autres conducteurs dépend pour beaucoup delà résistance électrique du sol. Cette résistance, essentiellement variable, échappe à tout contrôle ; d’ailleurs, la plupart des ferlins ne sont pas homogènes. Le sujet mérite, néanmoins, d’être étudié. Par ordre du Bureau of Standards des Etats-Unis, il a été l’objet d’une recherche de MM. Burton Mc. Collum et K. II. Logan qui ont mesuré les résistances des terrains par trois méthodes différentes.
- La première méthode de Wenner— consiste à percer, à l’aide d’une tarière de 38 millimètres, une série de trous dans le terrain, trous dont la profondeur est double de l’écartement. On met[un peu d’argile au fond du trou et l’on enfonce dans ce tampon une borne constituée par un simple manchon nu de 3a millimètres
- de longueur et un bouchon vissée à l’extrémité d’un tube de i3 millimètres, tube peint et garni d’un ruban isolant. Les mesures doivent être répétées un certain nombre de fois en permutant les bornes ; en général, on fait 9 séries d’observations.
- La seconde méthode a été imaginée par M. O. S. Peters, du Bureau of Standards. Deux tranchée^ sont creusées parallèlement dans le sol, juste assez larges pour qu’un homme y puisse travailler ; entre elles, on ne laisse qu’une paroi de terre de 75 à 100 millimètres, tout au moins, réduit-on à cette dimension l’épaisseur de terre interposée entre des disques métalliques formant électrodes et qu’on fixe à la paroi au moyen d’argile humide. L’un des disques est plein, l’autre présente un anneau isolant séparant le centre [du disque — diamètre, 7G millimètres — de la périphérie. Entre le disque «central et l’anneau périphérique, on interpose des résistances réglables et un téléphone ou un galvanomètre à vibration. On règle alors les résistances de manière à rendre silencieux le circuit shunt.
- Pour éviter la polarisation, il faut, dans ces mesures, employer le courant alternatif.
- Les deux méthodes ont néanmoins l’inconvénient, inhérent à toutes celles dans lesquelles on opère sur place, d’exiger le transport d’un matériel encombrant. C’est pour l’éviter qu’on a essayé d’une troisième méthode, de laboratoire, celle-là, dite méthode par compression.
- L’échantillon de terre pris sur place au fond d’une excavation est introduit dans un tube cylindrique en verre de 75 millimètres de diamètre environ. Les extrémités du cylindre de terre sont recouvertes d’amalgame de sodium et de disques en cuivre, après quoi, le tube est mis dans un tuyau en fer pour comprimer le bouchon de terre.
- Les résultats fournis par les trois méthodes se sont trouvés parfaitement concordants ; l’essai par compression a été pratiqué sur 90 terres- différentes de localités diverses.
- Les résistances mesurées varient entre 1 000 et 5 000 ohms ou plus par pouce carré (i55 et 775 ohms par centimètre carré). La pression a été poussée jusqu’à 70 kilogrammes par centimètre carré mais, en général, une pression de 3,5 à 5 kg. 25 par centimètre carré est suffisante. Les fortes pressions doivent être appliquées lentement mais il n’y a qu’une différence de 5 % entre
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- 192 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2° Série);^È%34^
- les expériences exécutées en quelques minutes et celles durant une couple d’heures.
- La résistance décroît quand la pression augmente jusqu’à 7 kilogrammes par centimètre carré environ, puis elle croît, mais les résultats sont surtout ipfluencés par l’humidité du sol. Un sol.sec a, naturellement, une grande résistance; l’humidité, réduit cette dernière au minimum. L’eau expulsée parla compression doit être évacuée.
- La conductibilité est principalement due aux pellicules d’eau imprégnée de sel qui s’interposent entre les grains que toute pression met en contact plus intimëvUn sable humide en apparence peut être plus sec qu’une argile sèche, mais un sable gorgé d’eau sera plus mauvais conducteur qu’une argile non saturée parce que l’argile est riche en sels solubles. Les gadoues, toujours riches en matières organiques et inorganiques, rendent le sol très bon conducteur, surtout parce qu’elles sont généralement jetées dans des excavations humides ; pour la même raison, les marais salants ont un sol à faible résistance. La roche est un meilleur isolant que le ciment humide ; le gravier
- ou la roche cassée qui sert de ballast est égalé,-ment un bon isolant, à moins d’être gorgé d’caü et colmaté par la boue. A cet égard, il ne convient pas de laver les rails pour que l’oxyde à haute résistance ne puisse se former à leur surface car cette opération entraîne la crasse dans le ballast.
- Le coefficient de température du sol est négatif; au-dessus du point de congélation, une variation de quelques degrés importe peu mais au-dessous, la résistance croît énormément par suite de formation de glace. Des expériences
- -2°C — 5,5°C — i2°C —ig°C
- g4o 4 34o 21 7OO 49 OOO ohms
- Comme le dégel et l'assèchement des couches profondes du sol s’opèrent très lentement, les conditions atmosphériques des dernières semaines doivent être prises en considération dans les mesures de résistance du sol.
- L. 1).
- (.Engineering, 14 juillet 1916.)
- ont donné : à
- résistances ) absolues )
- RENSEIGNEMENTS COMMERCIAUX
- Institut Polytechnique de l’Université de Grenoble.
- A la suite des examens de la session de juillet 1916) ont obtenu le diplôme d’ingénieur-électricien de l’Université de Grenoble. I.E.G.
- MM. Acher, Antoine, Baron, Démirkapoulian, Coman-dré, Heredia, Ivossowsky, Marin, Pagnon, Rivet, Ronze, Rosa, Telloglou, Tripier, Vernet.
- École Supérieure d’Électricité.
- LISTE DES ÉLÈVES REÇUS AU CONCOURS FIN d’aNNÉE 1916
- MM.’Simas, Aralla Pinto, Adam, de la Serna, Lavanchy, Lafon, Cornudet, Weiss, Coquet, de Septenville, Springer, Peîgnian, Podliasky, Givelet, Deshayes, Dvoskine, Beinet, Courcoulas, Markous, Dubois, Chauvet, de Lonlay, Gillet Jacques, Millanitch, Davit, Gillet Edmond, Chertemps, Pinatel.
- ADJUDICATIONS
- L’Administration des chemins de fer de l’État a l’intention d’acquérir :
- Une cisailleusc-poinçonneuse du type dit « universel », avec moteur électrique et accessoires, pour courant triphasé 2i5 volts, 5o périodes, permettant de cisailler des tôles jusqu’à 12 millimètres d’épaisseur, de toutes longueurs et largeurs et des fers profilas.
- Cette cisailleuse devra pouvoir également poinçonner les tôles et fers admis pour le cisaillage.
- Le moteur devra être, autant que possible, attenant-au bâti de la machine.
- Les industriels désireux de concourir à cette fourniture peuvent se renseigner immédiatement, à cet égard, au bureau de la division « Entretien » du service de la traction, 44, rue de Rome, à Paris (8e), les mardis et vendredis, de i5 à 17 heures.
- La reproduction des articles de la Lumière Electrique est interdite.
- Paris. — imprimkrib levé, 17, aub cassbttb.
- Le Gérant: J.-B. Nowet.
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- Trente-huitUme année SAMEDI 26 AOUT 1916. i Tome XXXIV (2« série). N» 35
- La Lumière Electrique
- SOMMAIRE
- H. PAEODI. — Étude sur la résistance des trains (Suite).......................... 19'i
- MAURICE LEBLANC, fils. — Emploi de l’arc à vapeur de mercure en T. S. F........... 209
- Publications techniques
- Hydraulique
- Sur les coups de bélier ; exa men d’une conduite.
- — Ch. Camichel.................... 212
- Transmission et distribution Réglage de tension dans les réseaux de distribution................................... 213
- Une nouvelle méthode pour la mesure du cos cp dans les circuits monophasés. — T. Fiorani. 2i5
- ÉTUDE SUR LA RÉSISTANCE DES TRAINS (Suite)™
- Nous donnons aujourd’hui, dans son entier, Vimportant chapitre de Vétude de M. Parodi, qui est relatif à la résistance de l’air.
- Après avoir discuté les valeurs des coefficients de résistance relatifs aux diverses formes des surfaces en mouvement, notre collaborateur, dont les brillants états de service comme officier d’artillerie ne sont pas ignorés de nos lecteurs, examine en détail le cas des vitesses balistiques. Puis il termine en appliquant ces théories à l’action du vent sur les véhicules suivant leur forme.
- TROISIÈME PARTIE
- Résistance de l’air.
- L’action de l’air sur les corps en mouvement est excessivement complexe, et une théorie complète des phénomènes qui se produisent pendant le mouvement est encore à faire. Quelques résultats expérimentaux à peu près certains semblent seuls susceptibles d’interprétation physique, mais les recherches des plus grands savants n’ont pu jusqu’à présent permettre d’établir rationnellement, même d’une façon approchée, les quelques coïncidences révélées par l’observation.
- Aussi nous abstiendrons-nous, pour le moment, de tout développement théorique, et nous nous
- (!) Voir La Lumière Électrique du 19 août, p. 169.
- bornerons à exposer les faits expérimentaux qui paraissent bien établis d’après des essais répétés de différents observateurs. Nous indiquerons tout d’abord les résultats obtenus par Eiffel, Stanton, Kernot, Maurain, etc., etdonnant en fonction de la vitesse, des dimensions et de la forme des corps étudiés la valeur de la poussée de l’air; nous exposerons ensuite les résultats principaux des recherches faites par les balisti-ciens aux vitesses des projectiles d’artillerie, vitesses très notablement supérieures à celle des trains les plus rapides (3 000 à 4 5oo kilomètres à l’heure).
- Translation d’une suriiace plane perpendiculai-
- «* REMENT A SON PLAN.
- La résistance opposée par l’air au .déplacement d’un disque plana été trouvée sensiblement pro-
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- 194
- LA LUMIÈRE ÉLECTRÎQUÈ T. XXXIV (2e Série);' —if*âï?
- portionnelle à la surface et au carré delà vitesse; elle est donc de la forme : •
- R = KSY2 (i)
- L’étude des valeurs du coefficient K, pour différentes dimensions ou formes de surfaces planes,
- Pour des plaques carrées, de côté a, on a trouvé pour K : (fig. 4)
- Valeurs de a en mètres carrés :
- 0,10 o,i5 o.a5 0,357 o,5oo 0,707 1,000 i,5oo 3,000.
- Valeurs de K (*) :
- o,o65 0,066 0,067 0,0716 0,0746 0,077a 0,0789 0,080 0,081. Cette variation du coefficient K est donc de
- JC tend sens/ilement vers O.OSZ pour c/e grandes surfaces.
- 0 0.1 O.ZS 0.5
- Fiç. 4- — Variation du coefficeint K = pour différentes dimensions d’un plan mince carré.
- montre que la loi exprimée par la formule (1) n’est pas rigoureusement exacte et que l’on ne peut notamment appliquer eu toute rigueur le principe de similitude à la détermination du coefficient K au moyen d’essais effectués sur des modèles réduits. C’est ainsi que les expériences d’Eiffel, Stanton, etc., qui ont porté sur des surfaces d’aires et de contours variés ont décelé des fluctuations régulières du coefficient K.
- 21 % pour une variation des aires dans le rapport de 1 à i 000 environ.
- Pour des surfaces planes de formes diverses Eiffel obtient les valeurs indiquées dans le tableau II ci-dessous :
- (’) Les 7 premières valeurs K bnt été déterminées par Eiffel (Recherches expérimentales sur la résistance de l’air) et les 3 dernières par Stanton (Proceedings of the Institution of Civil Engineers, 1908).
- Tahlbau II.
- SURFACES — m2 16 0,00^5 lm> 8 o,n3 m2 6,58 o,i5a I m2 4 o,a5o 1 - m2 a o,5oo 1 m2 _ 1 m2
- Cercle 0,068 0,071 O ,074 0,077
- Carré l Rectangle - — 1 e 0 >°^i 0 ,0716 — 0 ,0746 0 ,077a O ,0789
- — 0 ,073 0 ,075 — — —
- l Rectangle - =4 N l 0^,070 0,074 — — •— —
- Treillis - — a * e 0 ,0878
- p.194 - vue 198/348
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- •26 Août 4946. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 498
- ;(' •.,„
- Skrfaces superposées.
- DISTANTS DE SURFACE EN M2 \ K
- 2 cercles parallèles de sur- I*-: 0,125 0 ,806
- face S de diamètre d,.*' ’ h = d _ 3d 0, i>5 0 ,0593
- i . 0,125 0,0527
- 2 rectangles, parallèles de
- côtés a et 20. a. 0 ,a5o 0,076
- 2 treillis plans de côtés a e t an a 0 , ! 5*2 0,980
- 2 Rectangles parallèles de côtés a et 2a, le supérieur
- plein,, l’inférieur ajouré. a 0,l52 0,0768
- rience g l’accélération de la pfesanteur, on aura :
- R = X - SV2. g
- i,a5o kg à i5° et 760 m/m
- 9,8i
- R =0,64-SV».
- S
- Sous cette dernière forme la formule demeure invariante quand on change les unités de longueur, de force et de temps.
- La comparaison des résultats indiqués ci-des-sus nous montre que, pour une surface plane unique se déplaçant normalement à son propre plan, la formule (1) représente approximativement les faits, la constante K ayant la valeur 0,080 ('). Dans cette expression R est exprimé en kilogrammes, S en mètres carrés, V en mètres par seconde,1 autrement dit l’air exerce sur un plan de 1 mètre carré une pression dé 80 grammes à la vitesse de i mètre par seconde.
- Quand la température et la pression de l’air varient, on admet que toutes choses égales d’ailleurs, R varie proportionnellement à la densité de l’air. En appelant A le poids d» mètre cube d’air à la température et à la pression de l’expé-
- (*) Les recherches effectuées par différerits expérimentateurs avaient donné pour K des valeurs très différentes.
- Le lieutenant de vaisseau .Thibaut avait trouvé en 1828 pour les voiles de navire 100 grammes par mètre carré.
- En 1890 Smeaton indique 122 grammes, Hulton 80 grammes.
- D’autres mesures effectuées avec des appareils de laboratoire en forme de manège et entachés par suite d’erreurs dues au mouvement circulaire avaient fait assigner à K les valeurs suivantes :
- Goupil et Marey.............. 0,125
- Manesmann.................... 0,120
- Lôssl........... ............ o,io3
- Reichel...................... 0,096
- Langley . . ................. 0,081
- Hagen................ ....... o ,076
- Les expériences faites par Cailletet et Collardeau à la tour Eiffel, par l’abbé Le Dantec au laboratoire des Arts et Métiers, par Canovetti à Brescia et enfin celle de Eiffel et Stanlon ont permis d’assigner à K des valeurs comprises entre 0,070 et 0,082;
- Translation d’une surface plane dans une
- DIRECTION OBLIQUE PAR RAPPORT A SON PLAN.
- La résistance au mouvement de la surface est encore proportionnelle à la densité de l’air et au carré de la vitesse, mais elle dépend du contour de la surface. Si ce contour est circulaire l’orientation ne joue aucun rôle, si le contour est rectangulaire la résistance est maxima quand la direction de la vitesse est perpendiculaire au grand côté.
- Pour les petites inclinaisons la résistance varie proportionnellement à sin i (et non à sin2 i) tant que i reste inférieur à une valeur i0 (voisine de 3o° dans le cas du rectangle) et demeure sensiblement constante pour des inclinaisons plus grandes.
- Ri = X R 90° sin i pour 1 < 3o°
- Ri = R 90° pour 90° ^ i ~^> 3o°
- avec R9o° = 0.G4 - SY2.
- §
- Dans le cas de carré on a X = 1,9.
- Rt- = 1,28 - SV2 sin i, i -< 3o°
- g
- Ri = 0,64 - SV2 90 > i î> 3o°.
- g
- Dans le cas d’un rectangle très allongé (rapport des côtes 1 à 5 ou G) attaquant l’air par son grand côté on a X = 3 environ, et
- A’
- Ri = 2 - SV2 sin i.
- g
- Dans le cas d’un rectangle très allongé (rap-
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- 196
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE T. XXXIV (2e Série). — 38.
- port des côtés i à 5 ou 6) attaquant l’air par son petit côté on a X = i et
- A
- Rz' = Rg0 sin i = 0,64 - SV2 sin i.
- L’étude et la poussée de l’air dans le cas de surfaces planes ou légèrement incurvées comme celle des ailes d’aéroplanes se fait maintenant d’une façon systématique au laboratoire de Meudon de l’Institut aérotechnique. Ces essais sont effectués en entraînant à vitesse constante la surface à étudier placée sur un chariot électrique circulant sur rail. Dans ce chariot sont placés les appareils et enregistreurs servant à la détermination des composantes horizontales et verticales de la poussée.
- Chacun de ces efforts est mis sous la force
- P,= Ka,SV*
- Pv = K„ SV2
- et nous donnons dans le tableau ci-dessous les valeurs trouvées par MM. Maurain et Toussaint pour une surface plane de 7 mètres de long sur a mètres de large :
- Tableau III.
- SURFACE PLANE
- INCLINAISON i K x K y K.r « y a
- 2 0,00196 0 ,ooi5 J
- 0 0,00198 0 ,0096 0,20Ç) 00 e
- 2 0,00210 0 ,0171 0,123 7°o
- h 0,00202 0,0260 0,101 5°77
- 6 0,003.82 0 ,082.5 0,102 5°82
- 8 0,00455 0 ,0402 0,114 6"5o
- IO 0,00670. 0 ,0478 0,140 7°97
- I 2 0,00940 0 ,o55o 0,171 9°7°
- 14 0,01160 0 .0695 0^95 1 2°o3
- 16 o,pi370 0 ,0610 0,225 12^68
- 18 0,01590 0 ,0592 o, 269 i5°o5
- 20 0,01800 0 ,0676 0,3 13 i7°38
- 22 0,02040 0 ,0569 0,359 19°75
- 24 0,02290 0 ,0570 0,400 2 i°8o
- 26 0,02550 0 ,0575 0,443 23'‘90
- 28 0,02840 0,0079 0,490 26°8o
- 3o o,o3o2.o 0 ,o583 0,517 2 7°3o
- \
- Les figures 5, 6, 7 représentent pour 3 formes d’ailes d’aéroplane l’une plane, l’autre incurvée
- de ———, la dernière incurvée de ——, les valeurs. 2 000 t a 000
- K.^
- des coefficients K.a;, K y et des rapports de la
- ' K y .
- résistance horizontale à la poussée verticale.
- 0.030
- O Z Z
- ooh
- ooz
- O OOO
- «" e a
- w iz i6 ia eo zz zn ze zs ao‘z.
- Fig. 5.
- L’examen de ces courbes montre quels avan tages procure l’emploi d’ailes légèrement courbes en ce qui concerne la diminution de la résistance et l’augmentation de la force sustentatrice.
- Ces expériences permettent de trouver empiriquement la position du centre de poussée qui varie avec l’inclinaison et d’étudier la variation de ce poinf.
- Avanzini et Joessel, Rayleigh, Lilienthal, Lan-gley, Soreau, etc., ont proposé diverses formules permettant d’exprimer la distance du centre de poussée au bord d’attaque. La formule de Joessel, indiquée ci-dessous, semble donner des résultats corrects pour les petites valeurs de l’angle d’attaque.
- En appelant a le petit côté de l’aile et i l’inclinaison,
- x = a [o, 2 -f-o, 3 sin z'J.
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- 197
- 26 Août 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Translation d’un coups De forme quelconque.
- Des essais systématiques de détermination des coefficients de résistance de corps de formés
- géométriques diverses ont été effectués par Eiffel, Kernot, Rateau, Maurain etc... Dans quelques-unes de ces expériences, on a laissé le corps à étudier fixe et on l’a soumis à l’action d’un cou-
- Ky
- 0.080
- 0.070
- 0.0 60
- 0.0 SO
- 0.030
- 0 010
- 46? 43? 20° 2Z0 24° 26° 28
- 0 -2'
- -*• 2° Û‘ Z * 6 6 10 i2 16 18 10 22 20 26 28 3t. '
- Hg. 7.
- rant d’air de vitesse uniforme mais réglable à volonté.
- Sphères. — Les expériences, effectuées par Maurain et Toussaint sur des sphères de différents diamètres, ont montré que le coefficient K variait avec la valeur V de la vitesse et le rayon r des sphères. Les résultats trouvés sont rassemblés dans le tableau 1Y ci-dessous :
- La figure 8 représente les variations du coeffi-cientKen fonction du produit/’. V. pour les diamètres de 5,07-6,92 et 9,85 centimètres.
- Cylindres. — Pour des cylindres Eiffel a trouvé les valeurs suivantes par des expériences faites en chute verticale (tableau IV bis).
- Tahleau IV.
- valeurs de K
- Diamètre des sphères en centimètres 1, 363 1,700 2,915 3,2/|5 3,400 5,07 6,92 9,85
- 1 ( ° 0,027 0,0278 0,0263
- l I O 0,0263 0,0282 0,0262 0,0261 0,0260 0,026s 0,0265 0,0186
- Vitesses v \ 14 — — — — 0,0258 0,0208 o,oio5
- 1 18 0,0262 0,0245 0,0237 0,021I o,oao5 0,0226 0,0152 0,0096
- \ 22 1 _ — — 0,0192 0,0108
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- Tableau IV bis.-
- • ' ‘ SURFACE DES BASES DIAMÈTRE DE LA SECTION DROITE HAUTEUR : . SV2 :
- •“ f1""^ Cylindres-(*)........... 0,125 mâ d — 0/99 h = 0,200 . 0,0713 -.
- 0,125 m2 d — 0,399 h — 0,400 0,0687
- 0,125 ni2 d - : 0,399 h = o,6oo 0 ,o5o8
- Cône.../............ 60 ’ p A ‘ ; •VIT- Cône, termine par une 0,125 m2 d = 0/99 & h = o,35o • 0,015 2
- ’ ^ demi-sphère 0,125 m2 d = 0/99 h = o,5oo 0,0174
- (E±E
- O
- HAUTEUR DIAMÈTRE K expérimentateur
- Demi-sphère concave.. . o,i4i O ,282 o,5oo o,o836 Eiffel.
- o,a5o 0,07-18
- dj 2 d 0,1000 Renard.
- Demi-sphère convexe.. . dj% d o,o3oo Renard.
- Cylindre terminé par deux calottes sphé- •
- riques d d 0 ,013 Renard.
- 2 d d 0,007 Pour de très
- 2 d d 0 ,004 grandes sections.
- Cylindre se déplaçant ‘
- transversalement d o,o5oo Renard. f Pour de très grandes sectioné.
- ' S?
- Cube
- itnf
- Parallélipipèdes
- U-> 4,-.5, Pyramides.
- CED .
- .7;
- 0,9 du carré
- y
- a
- a
- 2 g
- 3 a a
- 2
- a
- 2 a
- 3 a
- a
- a
- 3 a.
- Cylindre Cône.. . .
- h
- Sphère..............
- Demi-sphère creuse.. .
- (-
- VALEURS DE K o,o8, m
- 0,064 o ,o56
- o ,072
- o ,072
- .0,064
- O ,0416
- 0,0400
- 0,0288
- 0,0288
- 0,0920
- (i) Les valeurs de K trouvées pour des cylindres allongés pay M. Eiffel concordent sensiblement avec, celles déduites des mesures balistiques sur lesquelles nous donnons plus loin quelques indications :
- A - . ......~ . .. _. , . « « a2
- R= - a2<p (v) v2 en prenant pour A la valeur i,a5o è i5°G et 760 % de pression. R = K
- vù.
- K = 0,158 <p (v).
- rj ...... 4
- Or dans la table balistique de Gavres on trouve pour 9 (l>) la valeur cp (t>) = 0,214; K — o,i58 X 0.214 o,o34
- pour'un projectile cylindrique ayant une longueur de 2,5 calibres environ soit 5 rayons.
- M. Eiffel trouve pour des cylindres ayant une longueur en fonction du rayon de : 1 r 2 r 3 r 4 îv 5 ;
- Valeur de K (Eiffel).4. ............................................... 0,071 0,069 o,o5i — —
- Valeur de K (balistique).. ............................................ — —
- o,o‘34
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- 2(5 Août 1916a LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 199
- s Résistance de l’aie.
- Cas des vitesses balistiques.
- La résistance de l’air pour les vitesses des projectiles d’artillerie a été déduite de l’observation des tirs de canons de tous calibres et de mesures de variations de vitesse pendant des parcours
- o.osor
- o. ois.
- ooto
- J'ro cCi/i t /i X V
- Fig. 8. — K =
- Variation du coefficient de résistance
- de sphères de diamètre différent.
- de xoo à i ooo mètres entre panneaux reliés à des chronomètres enregistreurs.
- Comme dans le cas des faibles vitesses, on admet que l'effort retardateur exercé par l’air sur le projectile peut être exprimé par la formule suivante :
- R = — «2F (e) g
- en appelant F (c) une fonction de la vitesse
- dépendant de la forme et des dimensions des projectiles.
- L’accélération négative correspondante est
- * = (i)
- Si pour chaque projectile il fallait recourir à l’expérienCe pour trouver la fonction F (c) correspondante il serait impossible de faire aucune prédétermination de tables de tir et de prévoir les conditions de fonctionnement d’un canon et d’un obus de caractéristiques données.
- La critique méthodique des nombreuses expériences effectuées dans tous les pays avec des projectiles cylindriques terminés à l’avant par des surfaces ogivales plus ou moins aplaties, a permis de classer les résultats obtenus et de préciser empiriquement la forme de la fonction
- F (<’)(')•
- En appelant avec Siac-chi f (e) la fonction de T la vitesse figurant daqs 4\m l’équation (i) pour un “j obus ayant la forme indiquée ' ci-contre, dite forme type, on pourra toujours mettre F (e) sous la forme :
- F (<’)=/»*(<’)
- en appelant la fonction i (e) « l’indice de forme » du projectile considéré.
- L’expérience montre que ces fonctions i (y) se réduisent sensiblement à des constantes :bien
- (*) Tous ces résultats ont été déduits des expériences des Bashforth en Angleterre, de N. V. Majesky'en Russie, de Krupp en Allemagne, de Jlôjel en Hollande et des essais très nombreux et très méthodiques effectués en France notamment par la Commission de Gavres.
- Ces expériences ont été effectuées sur des projectiles de forme et de vitesse initiales spécifiées sommairement dans le tableau ci-dessous.
- L*.__ __calibres_______ _ __ _
- < r. tsrw
- {0.90* tXZcJ
- DATES DES ESSAIS OU DE LEUR PUBLICATION NOMS DES EXPÉRIMENTATEURS CALIBRES DES PROJECTILES EMPLOYÉS HAUTEUR d'ogive EXPRIMÉE EN CALIBRES LONGUEUR TOTALE EXPRIMÉE EN CALIBRES LIMITES DE VITESSE EN MÈTRES PAR SECONDE
- 1866-1870 Hushfortli, 76 à 220 X I ,12 2,54 230 tt 520
- 1869 Majesky. divers 0.9 2 17a à 409
- 1879-1896..... F. Krupp. divers 1 à i,3i 2,8 à 4 i5o à 900
- I$84 y Hôjel. • Commission de G a- 80 à 400 X . i ,3i à 1,33 2 ,5 i 4 i.iiS à O60
- 1893-1899 1 Vres. — — jusqu’à 1200
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- 200
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- que dans certains cas i(f) varie lentement mais nettement avec la vitesse.
- i°) Coefficient balistique. — Dans tous les cas où la fonction i (v) peut être considérée comme constante, on voit que, dans l’expression de la
- T. XXXIV (2e Série).“-^ N0 3S: '
- ___________________" -
- •••
- sidéré et un coefficient sensiblement constant que l’on appelle le « coefficient balis-
- A a*i 1 rr
- tique » du projectile étudié et que nous désignerons par c.
- i? -100 KO 300 fOO 300 €00 700 600 300 -fOOO ffOO 7600 7300
- Vitesses en mètres psr seconde..
- 9-
- retardation
- la résistance de l’air sera définie par la fonction f[y) indépendante de la forme du projectile con-
- Dans ces conditions on a :
- g c'
- R en kgs
- R en mètres par sec5 =
- -/(<’)
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- 201
- 26 Août 1616
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Fonction f (v).'— Cette fonction'/"(c) correspondant au projectile type est mise sous la
- 1,1 fW) ”
- forme = <p (f) et la figure (9) représente la courbe ••
- y (>a
- Cette courbe passe par un minimum pour v = 180, par un maximum pour v = 480 et elle présente en outre un point d’inflexion pour v ==: 33o ou vitesse du son dans l’air.
- Après le maximum la courbe s’abaisse lentement en s’infléchissant et elle tend à devenir parallèle à l’axe des vitesses; elle parait avoir
- ZOO 300 ¥00 S00 000 7008009001000
- Vitesses en mètres par seconc/e
- Fig. 10.
- Cette courbe a, d’après Siacchi comme équation empirique :
- T . / (»*) _ 106
- = —- j 0,2002 v — 48,o5 -(-
- Y K (
- /,---7TTÜ-----;---i-------a 1 0,0442 f> ((> - 3oo)
- V(<>, 1 €>48 V — 47,95)2 + 9,6 -J------------
- 37, + ( -L) \200/
- pour asymptote la droite parallèle à l’axe des vitesses passant par le point d’inflexion.
- La figure (9) représente également la fonction f[v) elle-même et il apparaît que sous cette forme, beaucoup moins propre à montrer les variations de résistance, la fonction f{v) peut être représentée approximativement par une ligne droite
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- 202 ' LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXÏT (2” Série)’. ~ N®35.
- Tableau V.
- LIMITES DÉ VITESSE FONCTION aVn SE CONFONDANT SENSIBLEMENT AVEC f(v)
- EN MÈTRES PAR SECONDE DANS L’INTERVALLE CONSIDÉRÉ
- r»o < v < 240 R = o,oi 4o- u2 R2 — 1,100
- 0.1, o <; c < 295 R = o,o5834 u3 TC R2 ——= ' 1,200
- - A
- 295 .< v < 375 R = 0,06709 f>° ,.WK
- 375 < v ; < t\ "9 R = 0,09404 o3
- 419 < F. < 55o R = 0,0394 u2 t * "R 1,206
- 55o < v < 800 R = 0,2616' u1’70 jR! —
- 1,^00
- R = 0,7 i3o A
- ,800 < v • < i 000 isR2 1,206
- à partir d’une valeur 3oo mètres. R = .',0 V de la vitesse égale à — 10 000. vitesse) on peut déterminer les valeurs numériques du coefficient balistique (ou de l’indice de forme) et on obtient les résultats indiqués dès le
- tableau VI ci-dessous :
- Chapel avait indiqué R — V — n ooq.
- La formule représentant la courbe dans son ensemble étant trop compliquée on la remplace pour les calculs des tables de tir par une série de formules binômes d’un maniement plus facile : c’est ce qu’on appelle la « compensation » de la courbe de résistance de l’air.
- Sur la figure (io) on a tracé la courbe y —f (v) en prenant des échelles logarithmiques pour v et f (u) afin de mettre en évidence le mode de détermination des courbes de compensation binômes de la forme a v ” valables entre certaines limites de vitesses. ,
- C’est ainsi que l’on a pu obtenir la série de formes binômes a vn susceptible de représenter approximativement la résistance de l’air (tableau Y) :
- i kg. 206 étant le poids du mètre cube d’air à i5° et 75o millimètres de pression, état hygrométrique 1/2.
- Valeurs nu coefficient balistique.
- Eh, nous plaçant toujours dans le cas où l’indice de forme demeure invariant (ce qui est réalisé dans des limites assez étendues de
- Tableau VI.
- Coefficients balistiques dé quelques types de projectiles.
- NATURE Dll PRO.l ECTILE COEFFICIENT BALISTIQUE \ INDICE DE FORME
- * Balle de shrapnell 0,034
- Boulet rond 0,170
- Balle de fusil 0,280
- Balle LebelD (Desaleux). 0,445 «
- Balle S allemande 0,700
- Obus de campagne. ..... i,5oo
- Obus de gros mortier. .. 5,ooo
- Obus de rupture"gros ca-
- libre 7,000 0,675
- Tracé du projectile :
- Ogive de i,3 calibre 1 £ 0.37 a2 0,87 à 0,90
- Ogive de 1,1 calibre P_ a I
- Ogive de 0.5 calibre 1 £ 1,29 a2 1,29
- Ogive ellipsoïdale _I_ £ 1,2 a2 1,2 env.
- Boulet cylindrique (ogive — P 1=1,87 (Helie)
- très aplatie) :. . . . 1 1,87 a2 i=i,48(Krupp)
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- 26 Août 1916,
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 203
- La valeur du coefficient balistique pour les projectiles ogivaux a été trouvée par Helie sensiblement proportionnelle à sin y en appelant y l'angle ogival du projectile (fig. n).' Ceci revient,à dire que le
- Fig.
- coefficient balistique est proportionnel à sin y et que, par suite, l’on pourra représenter par un
- courbe unique ~ —• la fonction permettant de sin y
- . calculer la retardation d’un projèctile de tracé donné.
- Dans le tableau ci-dessous sont indiqués pour des valeurs de la vitesse comprise entre ioo et i 200 centimètres les valeurs correspondantes de - la fonction © (v) pour des pro-iJjfK —W®* jectiles cylindriques et dè la fonc-
- .. ----- " . m ($>) ‘
- tion —— pour les projectiles Fig. ii bis. .sin y
- originaux, (fig. ii bis).
- (Les projectiles cylindriques en question sont constitués par des cylindres terminés à l'avant par une calotte sphérique de 20 millimètres de flèche).
- f
- Tableau VII.
- fi
- Retardation due à l'air :
- Il existe de nombreuses* formules empiriques permettant de trouver la valeur approximative de l’indice de forme en fonction de la forme de l’ogive pour les projectiles à culot plat.
- «9 + T
- 60
- La formule de Jacob : i =
- (y angle ogival en degré).
- La formule i =z 0,392 -[- o,oi3 35 y.
- La formule d’Hélie : i = 1,35a sin y (qui semble être erronée pour les petites valeurs de l’angle ogival).
- La formule de Desaleùx : i = 1,475y/tgy/». cette dèrniëre formule se met sous la forme sui-1 043
- vante : i = —,
- \/h
- en désignant par h la hauteur de l’ogive en calibres.
- Pour les projectiles à ogive incomplète se terminant par un méplat, on a, en appelant h la hauteur restante de l’ogive et m le diamètre du méplat exprimé en calibre :
- 1 o43
- v/:
- +
- ou encore
- 9e (VJ projectiles cylindriques,
- » projectiles ogivaux d’angle ogival y.
- P j. <tAv) <p(y) sin y P 9cp » <p P sin y
- 100 0,214 0,123 ^OO o,5565 0,345
- i5o 0,221 0,121 3 750 o,56i 0,335
- 200 0,236 0,122 800 o,565 o,568 o,3258
- 25o 0,275 o,i34 85o o,3i8
- 3oo o,33i 5 o,i865 900 0,570 o,3i 1 5
- 35o 0,402 °, 3og 95o 0,572 o,3o68
- 400 0,460 0,371 I OOO 0,574 3 0,574 6 o,3o3 5
- 45o 0,396 0,390 5 ( o5o o,3oi
- 5 00. 0,519 0,390 I IOO 0,577 0,2996
- 55o o,53.4 5 o,38o8 1 15o 0,578 0,2986
- 600 65o 700 o,544 5 o,55i5 o,556 5 o,368 5 o,356. 0,345 I 200 0,5785 0,2975
- i — 0,392 -j- o,oi235 © -)- i,255 m3
- (en appelant cp le demi-angle d’attaque).
- Pour les projectiles profilés à l'arrière (comme la balle Lebel, type Desaleùx), on peut prendre comme valeur de l’indiGe de forme un nombre' produit de l’indice de forme f, correspond dant à un projectile de même angle ogival y et à un culot plat, par un second indice de forme, z2, dit indice de culot, dépendant du tracé de l’arrière de l’obus. Cet indice de culot a une valeur d’environ o,g3 pour un projectile à culot plat mais sans ceinture et une valeur d’environ 0,70 pour une forme de culot plus effilée.
- Variation de l’indice de forme.
- D’après Von Eberhardt, ingénieur de la Société Krupp, l’indice de forme devrait être représenté.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE T. XXXIV (2« Série), -r' N0,35. "
- en fonction de la vitesse par des expressions de la forme
- sans méplat
- i(f>) =
- 1 I •
- « — P + V»’.
- e
- i M =
- ! 31
- 47.7
- -f- 0,000 3i6 6e,
- .J-’n ÿect '/es iy/S/} driq
- iûO 150. 200 250 300 350 400 4SO 500 550 600 650 700 750 800 850 900 9S0 iOOO 10S01/00
- Vitesses en métrés par seconc/e.
- Pour un angle ogival de 33°3k' : avec un méplat de o,36 calibre
- i (0) =------—
- 58,2
- 1,320 6-----------0,000 102 4 c,
- v
- avec un méplat de 0,25 calibre i (e)v=--------
- ,ivj 9
- 40,6
- 0,000 3i6 6e,
- Pour un angle ogival de 2k°3T : *»=----------
- i,436 2 —
- 73>4
- 0,000 316 6e,
- Pour un angle ogival de 16°0' :
- 122,68 , „
- 1,41 o—---------(-0,000591 5 e,
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- 26 Août 1916
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE'
- 205
- Pour une vitesse de 5oo mètres (correspondant
- au maximum de la courbe -—- les différentes
- e2
- formules proposées donnent :
- Angles ogivaux : Formule de Jacob : Formule d’Eberhardt
- 33° 34' 24° 37 i6°4o
- 0,87 O,73 o,60
- o,836ào,866 0,810 0,69
- tementsurlcs clichés le sillagé dii projectile qui affecte la forme d’un cène dont l’angle ou sommeta serait tel que l’on ait approximativement (en appelant t> la vitesse de projectile)
- 33o
- Considérations sua l’établissement rationnel des
- FORMULES DE RÉSISTANCE DE l’AIR.
- La résistance que l’air oppose au mouvement d’un mobile est le résultat de phénomènes excessivement complexes, frottements, tourbillons, condensation de l’air à l’avant du projectile, raréfaction à l’arrière, etc., et il ne faut pas songer à exprimer cette résistance par une formule simple comportant par exemple la sommation d’actions élémentaires sur les parois du projectile.
- La force vive du projectile est partiellement employée à créerdes ondes aériennes, à échauffer le milieu, etc., mais la retardation ne résulte aucunement d’une poussée appliquée en chaque centimètre carré delà section normale au mouvement.
- Les ondes produites se déplacent avec la vitesse même du son dans l’air (340 m. par seconde), elles précèdent le projectile si la vitesse propre de celui-ci est inférieure à celle du son, elles l’accompagnent suivant une loi encore assez mal définie dans le cas où la vitesse du mobile est plus grande que celle du son.
- Hugoniot a émis l’hypothèse que l’air rencontré par le projectile se condense le long d’une certaine surface accompagnant l’obus et constL tuant en quelque sorte le sillage de cet obus : cette zone de condensation doit être dans un état tel que la vitesse depropagation d’une onde dans un milieu, situé dans les mêmes conditions de température et de pression, que la zone considérée soit précisément égale à celle du projectile.
- L’existence de ces ondes de condensation a été mise en évidence par Mach qui est parvenue à photographier un projectile en mouvement : la condensation de l’air provoquant au changement l’indice de réfraction du milieu, on perçoit net-
- Riemann, Hugoniot ont montréque la vitesse de propagation d’une discontinuité dans un milieu compressible caractérisée par une différence finie de pression (P, — P0) et une différence finie des dilatations (z, — z0) est donnée par l’cxprèssion ’
- tv —
- 1 P1-P0
- P 0 -Si — z0
- Cette vitesse dépend de la compressibilité de milieu c’est-à-dire de la relation existant entre la pression et le volume. La modification du milieu pouvant être considérée comme adiabatique, l’équation de compressibilité
- p/(i + Zi)m = c*« = pq (1 + z0y,
- semblerait devoir être valable dans le cas considéré, mais l’application de cette loi conduit à des résultats s’éloignant beaucoup des résultats expérimentaux. Hugoniot a montré que dans le cas d’une 1 discontinuité » l’équation caractéristique statique cessait d’être applicable et qu’elle devait être remplacée par une expression de la forme : ,
- p __ p a(* +Zo) — (m ~ 0(*t ~ Zq)_
- 2 ( ! -(- za) -j- (m -f- 1 ) (-Zi — z»)
- OU
- Pî — Pq _ _ m (zt — z0) P, + Po 2 + zq + Zl
- La valeur de la vitesse de propagation devient alors :
- w“ \/~bn+w
- En donnant à w une valeur égale à celle de la vitesse du projectile on obtient pour la suppres-
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- 206 - LA LUMIÈRE
- • «i
- sion, c’est-à-dire pour la résistahce moyenne par centimètre carré de surface, les valeurs suivantes que nous comparons aux résultats expérimentaux, obtenus par Gibert en 1895 (Mémorial de l'artillerie de marine).
- VITESSE DU PROJECTILE RÉSISTANCE EN KGS PAR M2 MESURÉE COMPRESSION DÉDUITE DE LA FORMULE (4) RÉSISTANCE CORRESPONDANT A LA FORMULE ô,o8ap2S .
- 4oom I ,25 i,58 1,32
- 600 3,26 3,78 2,95
- 800 6,23 6,85 5,25
- I OOO 10,i5 10,81 8,20
- I '200 i5,oi 15,64 11,80
- Certains auteurs parmi lesquels il convient de citer Lorentz et Sommerfelde, ont essayé d’établir une analogie entre les phénomènes que pro-vôque le déplacement d’un projectile dans l’air et ceux qui accompagnent le mouvement d’une particule électrisée dans l’éther.
- On sait que, dans ce dernier cas, la répartition d’énergie entre le mobile et l’éther varie avec la vitesse et que l’énergie nécessaire pour imprimer une vitesse v à un ion est d’autant plùs grande que cette vitesse est plus voisine de celle de la lumière, c’est-à-dire de la vitesse de propagation d’une perturbation dans le milieu incompressible éther : pour une vitesse égale à celle de la lumière l’énergie serait infinie, l’ion se comporterait comme une sorte « d’emporte-pièce » découpant dans le milieu éther un cylindre de' longueur infinie de même section que lui.
- Sommerfelde admet que la résistance de l’air comprend deux parties : l’une correspondant au frottement de la forme Kc2, l’autre correspondant à la production d’ondes de condensation
- de la forme A (en aPPe^anl; $’u la vitesse
- du son dans le milieu). Il admet de plus que le dernier terme s’annule pour toutes les valeurs de la vitesse inférieures à c0. fU>) '
- La courbe — ayant comme équation :
- présente un
- maximum pour la valeur de j> égale
- ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Séide). — N» 35,;
- à o0y/2 = 34o \j% — 480 mètres et reproduit bien' en gros l’allure de la fonction considérée, mais elle ést insuffisante pour la représenter exactement.
- Nous ne connaissons pas, quant à présent, de théorie complète, permettant de retrouver rationnellement l’ensemble des résultats expérimentaux que nous venons d’indiquer, mais nous espérons être prochainement à même de revenir sur celte' question pour y apporter des précisions nouvelles.
- Relation entre la foiime d’ùne voiture e? sa
- RÉSISTANCE DE TRACTION.
- Des essais fort intéressants ont été entrepris en 1905 par 1’ « Electric Railway Commission » dans le but de déterminer l'influence de la forme des voitures sur leur résistance à la traction. Ces expériences furent réalisées en plaçant sur un châssis de voiture d’environ 1 o mètres de longuéur, muni de bogies Baldwin de type M. C. B, équipés électriquement, différents panneaux de têtè et
- < - - /
- __________________1
- Forme normale
- |- AÜJ8__^ >
- Forme parahpttyue coupe - yent
- Fig. i3.
- de queue ayant l’une des formes représentées sur la figure (i3). Le poids de cette voiture était d’environ 35 tonnes.
- Les mesures étaient faites en alimentant à voltage constant (mais réglable) une portion de ligne, en palier et alignement droit et en notant les
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- 26 Août 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 207
- valeurs du courant absorbé et de la force élec-trpmdtjrice aux bornes quand la vitesse était pratiquement constante;
- Les résultats obtenus dans ces essais sont représentés par les 6 courbés tracées sur la figure ( 14), correspondant respectivement aux dispositions suivantes de l’avant et de l’arrière dé.la voiture :
- 10 HO 30 W 50 60 70 80 30 100
- V/fesses en ICm -H.
- Fig. i4.
- Courbe A avant : plat, arrière : forme normale.
- — A' — forme normale, — plat.
- — B avant : coupe-vent, arrière : forme normale.
- — B' — forme normale, — coupe-vent.
- — C avant : parabolique. arrière : forme normale.
- — C' — forme normale, — parabolique.
- \
- Des essais analogues avaient déjà été effectués sur les réseaux français, notamment à l’Etat etau P.-L.-M.
- A l’État, on a comparé au point de vue de la consommation de1 charbon une machine armée de tôles en forme de coupe-vent et une machine ordinaire, en faisant faire à ces a locomotives des services identiques et en alternant même les mécaniciens pour donner plus de garantie d’exactitude aux résultats; on a obtenu les résultats globaux suivants déduits d’essais prolongés
- pendant six mois CONSOMMATION DE CHARBON
- PAR IOO TONNES KM
- Marliine armée 5k,7ao
- Machine ordinaire 6k,75o
- L’emploi des dispositifs coupe-vent entraîne donc une économie de \i à i3 % . En fait l’économie doit être plus considérable eh pleine marche, les allumages, démarrages, etc., entraînant des dépenses de combustibleindépendantes de la vitesse et delà résistance de l’air.
- La surface offerte au vent varie avec la nature du véhicule et l’on peut, pour le matériel européen; admettre les chilfres suivants :
- SURFACE POIDS A VIDE
- Wagon plat de 1,0 tonnes... . mètr.carr. 3>7 tonnes 6
- Wagon à charbon de lotonnes. 4,3 6
- Wagon couvert de 10 tonnes.. 7,5 8
- Voitures à voyageurs....... 8,5 i5
- Wagon plat de i5 tonnes.... 4,5 6,5
- Wagon à charbon de 15 tonnes. 5,8 7>5
- D’après Goss, la résistance totale due à l’air serait égale aux valeurs suivantes , pour différents types de véhicules :
- C — 0,09 V2 pour locomotive S = 12 mq.
- C = 0,043 V2 locomotive et tender.
- C = 0,010 V2 dernière voiture d’un train de marchandises.
- t C'= 0,013g V2 dernière voiture d’un train de voyageurs.
- C—- 0,0039 V2 voiture intermédiaire d’un train de marchandises.
- C — 0,9077 V2 voiture intermédiaire d’un train de voyageurs.
- Action du vent sur les véhicules suivant la
- MACHINE.
- L’air agit non seulement sur les véhicules de tête mais encore sur les wagons suivant la machine, la masse d’air comprise entre deux véhicules n’étant pas entièrement entraînée dans le mouvement du train.
- D’après les expériences de de Pambour, on admet que pour chaque véhicule non soumis à l’action directe du vent il convient de compter une surface supplémentaire de 0,100 mètre carré et de l’ajouter à la surface de la machine de tête dans l’évaluation de la résistance totale.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2® Série). —N° 38?
- Certains auteurs indiquent les coefficients ci-dessous pour le calcul de la résistance globale des trains.
- Surfaces fictives.
- NATURE DES VF-I^CULES FORMULES DE FRANK FORMULES FRANÇAISES
- * môtr. carr.. mètr. carr.
- Fourgon à bagages.. ...... 2 1 )7
- Voitures à voyageurs ou wa-
- gons couverts 0,56 o,5
- Wagons plats à vide 1,62 X
- Wagons plats chargés 0,32 o/|°
- Par voiture à voyageur ou wagon couvert suivant un 1
- wagon plat. I
- Action du vent.
- Bien entendu, dans l’application des formules on doit tenir compte de la vitesse du vent, qui, si elle tend à s’opposer au mouvement de train, peut produire une augmentation de résistance énorme; la vitesse des vents violents étant du même ordre de grandeur que celle des trains les plus rapides.
- Nous reviendrons plus loin sur cette question.
- VENT LATEHAL
- Le vent latéral augmente la résistance non seulement parce qu’il entraîne une augmenta-
- tion de la pression des boudins contre les rails, mais encore, comme l’ont remarqué Ricour çt Desdouits, parce que la niasse d’air comprise entre les véhicules et à laquelle il faut- transr mettre la vitesse du train est plus fréquemment renouvelée.
- Si h désigne la hauteur du véhicule, e l’intervalle entre a véhicules, u la vitesse de l’air; v celle du train, la masse d’air renouve^je par seconde est : h e u. -
- L’énergie dépensée par seconde pour communiquer à cet air la vitesse e du train sera en appelant n le poids du mètre cube d’air.
- 1 - h e u v2 et l’effort moyen correspondant au
- 2 S
- parcours de v pendant une seconde sera :
- ,. ' i
- f —-----h e u v,
- 2 £•
- en faisant t\ h =2m,5o e =. i,u,3o, u.= 8m (forte brise), on trouve environ 15 kilogrammes par véhicule.
- Soit :
- o kg. 93 par tonne pour un wagon plat de io tonnes à pleine charge ou un wagon de charbon ;
- o kg. 83 par tonne pour un wagon couvert;
- o kg. 70 par tonne pour un wagon plat de 15 tonnes à pleine charge.
- (A suivre.)
- H. Pauodi,
- Ingénieur chef du service électrique de la Compagnie des Chemins de fer d’Orléans.
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- 26 Août 1916. LA LUMIÈRE ELECTRIQUE 209
- EMPLOI DE L’ARC A VAPEUR DE MERCURE EN T. S. F.
- Uauteur, après avoir rappelé les difficultés auxquelles se sont toujours heurtés les expérimentateurs dans l’emploi de l’arc à vapeur de mercure en T. S. F., décrit de nouveaux essais effectués par M. Liebowitz, en vue de produire des oscillations stables dans un circuit oscillant.
- On s’est efforcé à maintes reprises (') d’utiliser l’arc à vapeur de mercure en T. S. F., soit pour le redressement des ondes au poste d’arrivée, soit pour leur émission au poste de départ.
- En ce qui concerne particulièrement cette dernière application, les propriétés connues de l’arc à vapeur de mercure permettaient, d’espérer que l’on arriverait avec lui plus facilement à la production de phénomènes réguliers qu’avec n’importe qu’elle espèce d’autre arc, qu’il s’agisse d’émission d’ondes amorties ou d’émission d’ondes entretenues.
- Le phénomène semble e,n effet devoir être' plus simple : Tare à vapeur de mercure est produit dans le vide entre électrodes de mercure; on n’a donc pas à craindre de phénomènes secondaires dus à la présence de l’atmosphère qui l’entoure (air ou hydrocarbure) ou aux produits de décomposition des électrodes, comme dans les autres espèces d’arc; les électrodes qui se détruisent par vaporisation se reforment par condensation.
- On peut en outre maintenir les électrodes à une température bien déterminée et la pression de vapeur à une valeur constante.
- En réalité, les résultats obtenus ont été décevants et on n’a pu arriver à l’utilisation pratique de l’arc à mercure. La plupart des expérimentateurs ont attribué leur échec à la difficulté d’obtenir un vide constant. Quelles que soient les précautions, prises pendant la fabrication, les parois de l’ampoule ne sont point purgées suffisamment de gaz et en dégagent peu à peu dans (*)
- (*) De Glatzel. Annuaire de T. S. F., tome II, igo8, p. 65 ; A. Espinosa de los Montehos. Annuaire de T. S. F., tome I, 1908 p. 480; Simon et Reicii. Physikalische Zeitschrift, ier avril igo3; R. de Valbkeuze. Eclairage Electrique, 18 juillet 1903; Eledrical Review N. Y., tome XLII, p. 264-67, 21 février igo3, analysé dans l'Eclairage Electrique du i5 août 1903.
- En outre de nombreux essais, sur lesquels rien n’a été publié, ont été effectués par MM. Cooper Hervitt, Marconi, Galetti, etc,.
- la suite; en outre, dans le cours d’une même expérience, sous l’effet de l’élévation de température, les parois et le mercure dégagent des gaz qu’ils réabsorbent par refroidissement. En dehors de cette difficulté, il y en a bien d’autres : les points de départ de l’arc se déplacent sur la surface des électrodes, la longueur de l’arc et par suite sa résistance varient sans cesse, 1’êxtrémité négative de l’arc dans ses déplacements plus ou moins rapides se refroidit plus ou moins, la chute de tension à cette électrode varie constamment. Si on fixe l’arc sur une pointe métallique émergeant légèrement de la surface du mercure, c’est, tantôt la pointe, tantôt le mercure qui sert d’électrode, d’où des variations dans •la chute de tension à l’électrode ; cette pointe , est en outre amalgamée ou volatilisée rapidement, etc..
- Toutes ces difficultés ne rebutent cependant pas les chercheurs, et nous résumerons sommairement ci-dessous de nouveaux essais dus à M. Benjamin Liebowitz et décrits dans la lJhysi-cal Review.
- L’auteur rappelle, ce qui est bien connu, qu’on peut obtenir avec l’arc, trois types différents d’ocillation auxquels il propose de donner d’après Nasmyth les norps de Duddell, Poulsen et Wien.
- Dans les oscillations «Duddell » le courant du condensateur est toujours plus petit que le courant continu d’alimentation et par suite le courant total dans l’arc ne s’annule jamais. Les oscillations « Poulsen » et « Wien » consistent en décharges de condensateur d’amplitude relativement grande, alternant avec des périodes d’extinction de l’arc.
- Dans les oscillations « Poulsen » les décharges du condensateur sont de simples pulsations d’une seule direction, tandis que les oscillations « Wien » sont des oscillations -amorties de la forme commune.
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- 210
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV(2” Série). — N° 35.
- Les pretniers essais de M. Liebowitz ont été guidés par la pensée qu’en mettant en série avec un arc à vapeur de mercure une inductance suffisamment grande il devait toujours être possible de réàliser des oscillations du type « Dud-dell ».
- tions stables dans ces conditions échouèrent, ' Une investigation mathématique de la question fut faite : ^
- L’équation
- d2q dt2
- dq
- dt
- Le diagramme des connections est celui de la figure i.
- Le condensateur C du circuit oscillant reçut des valeurs comprises entre
- •i X io—8 et 2 X io'10 farads,
- l’inductance l varie depuis l’inductance des conducteurs jusqu’à 0,006 henry.
- L’interrupteur P çommande un circuit auxiliaire qui sert à allumer l’ampoule par basculement à la manière habituelle.
- Le voltage d’alimentafion de 240 volts dans les premiers essais fut plus tfjird porté à 5oo et même 750 volts.
- Le courant d’alimentation varie de o,5 à 2,5 ampères, étant d’environ 1 ampère dans la plupart des essais.
- La valeur totale des inductances en série avec l’arc était d’environ 5 hhnrys.
- On utilisait 10 bobines de même axe. Elles avaient un diamètre intérieur de 23 cm. 5, un diamètre moyen extérieur de 32 centimètres et une épaisseur moyenne de 5 centimètres.
- Dans quelques essais, les ampoules étaient refroidies par immersion dans l’huile, dans d’autres ellqs étaient préalablement échauffées en les faisant traverser par un courant de forte intensité; enfin dans d’autres expériences aucune disposition n’était prise pour contrôler leur température.
- Tous les efforts faits pour obtenir des oscilla-
- fut appliquée à l’ensemble du circuit oscillant et de l’arc en faisant les hypothèses que le passage^ de l’arc de l’état conducteur à l’état non conducteur était pratiquement instantané, que lorsqu’il était conducteur il obéissait à la loi d’Qhm et enfin que l’inductance en série était très grande. Les résultats obtenus montrèrent que la force contre-électromotrice moyenne P est, donnée
- P +<>,1 (, + K} »...
- 2
- que la valeur moyenne du courant,d’alimentation
- 1 • a 1 1 1 E
- doit etre plus grande que -
- Le rendement ne peut dépasser 5o %.
- Pour que les oscillations soient stables, le voltage d’oscillation doit être plus grand que (éo (1 -h K) où ç0 est la tension de rupture de l’arc, e, le voltage après allumage et K le rapport du temps de décharge au temps de charge du condensateur.
- Oscillateur à double cathode. — Le schéma
- Fig. a. — Dispositif expérimental.
- du dispositif expérimental est représenté sur la figure 2.
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- '26 Août 1916. LA LUMIÈRE
- Un tube (à vapeur de mercure T est muni de deux cathodes en mercure Li et K2 et d’une anode en'fer ou en graphite A.
- Entre les cathodes est installé le circuit oscillant comprenant une inductance l, un condensateur c, une résistance /• et un interrupteur Q.
- Pour l’allumage, l’interrupteur P permet de connecter soit la cathode K* à l’inductance 4 ou à l’anode A.
- Dans cette dernière position, le tube est allumé par basculement à la manière habituelle. Ceci étant fait, l’interrupteur P est refermé vers la droite et Pampoule est de nouveau basculée ce qui allume la décharge à travers K2 sans l’éteindre à traVers Kj. Durant ces opérations préliminaires, l’interrupteur Q qui commande le circuit oscillant doit rester ouvert.
- Si les inductances lt et 4 sont suffisamment grandes et s’il n.’y a pas trop de capacité distribuée, les deux décharges en parallèle entre les deux cathodes et l’anode commune sont très stables.
- Quand on ferme l’interrupteur Q, cette stabilité disparaît, mais si certaines conditions sont remplies, on peut obtenir un régime permanent d’oscillations soit du type « Pulsen », soit du type « Wien ».
- Les oscillations sont de forme presque exactement sinusoïdale, elles ne sont, par suite, analogues à celles de « Pulsen » que parce que la tension de rupture est la même pour chaque alternance. Si ceci n’a pas lieu, c’est-à-dire si le premier passage du courant ionise suffisamment la vapeur pour que plusieurs étincelles puissent passer avant que la tension aux bornes du tube reprenne sa valeur primitive, on a des oscillations du type « Wien ».
- En réalité, les oscillations produites étaient toujours d’amplitude variable, et la fréquence des variations d’amplitude était au-dessus de la perception auditive. Ceci était observé en accouplant le circuit oscillant de façon très lâche à un récepteur d’Armstrong et en observant les caractères de son produit.
- ÉLECTRIQUE ' 211
- Si les oscillations avaient? été d’amplitude constante, une note claire aurait été produite dans ce récepteur; actuellement, ce résultat n’a pu être obtenu que rarement et seulement pour peu de temps.
- En remplaçant le récepteur par un audion ordinaire, le son produit était un sifflement continu, indiquant que la fréquence .des variations d’amplitude était au-dessus de la perception auditive.
- Les capacités employées variaient de 0,002 microfarad à 0,0002 microfarad, les rapports - correspondants variaient de io7 à io8; valeurs extrêmement élevées.
- Ces grandes valeurs de - limitent le courant
- oscillatoire dont la valeur effective ne dépassait pas 1,25 ampère dans ces expériences.
- Ceci ne signifie pas forcément que le courant de fréquence produit est trop petit pour être utilisable car en accouplant d’une manière serrée le circuit oscillant avec un autre pour lequel la
- valeur de - est plus petite, le courant utilisable
- peut être multiplié plusieurs fois.
- La fréquence des oscillations ne dépassait pas 80 000 parce que des oscillations régulières ne purent pas être obtenues avec une inductance inférieure à 0,020 henry.
- Du côté des fréquences basses, les essais ne furent pas poussés au-dessous de la fréquence 5o 000. Quoique la puissance et le rendement aient toujours été très petits, l’aspect général du phénomène incite l’auteur à penser que ce procédé peut prêter très bien à la production de grandes puissances; '
- Le procédé diffère de l’oscillateur à arc parallèle de Duddell et Nasmyth en ce que, dans ce dernier système, le courant passe à travers les arcs en série tandis que dans le procédé que nous venons de décrire le courant passe directement entre les cathodes.
- Mauhice Leblanc fils.
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-
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- 212
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE T. XXXIV. (2* Série) N» 35 "
- PUBLICATIONS TECHNIQUES
- i
- HYDRAULIQUE
- Sur les coups de bélier : examen d’une conduite. — Charles Camichel.
- Dans les laboratoires d’hydraulique et dans l’industrie, il est nécessaire d’avoir affaire à des conduites bien définies, c’est-à-dire complètement purgées d’air ou contenant des poches d’air de volume connu, en des points déterminés.
- L’objet de cette note est d’indiquer brièvement quelques-uns des moyens qu’on peut employer pour déterminer l’état d’une conduite.
- i° La méthode de la dépression brusque que j’ai décrite (*) permet de déterminer la vitesse a de la propagation de l’onde. Si la valeur trouvée pour a concorde avec la formule de M. Allievi, la conduite peut être considérée comme entièrement purgée d’air.
- On peut donner une explication simple des graphiques obtenus. Soient l la longueur de la conduite, y9 la pression' statique à l’extrémité aval de celle-ci, s la vitesse de l’eau et yx la pression à l’extrémité de la conduite au moment du
- maximum de dépression (époque o) ; y%, ÿ.2. _
- désignant les valeurs de la pression aux époques
- il il il
- — , i X - , 3 X —,
- a a a
- on démontre qu’on a
- ae a at lai
- yi=?Jo——, î/2 = l/o + — > Z/3 = Z/o--,
- La dépression revient donc à l’extrémité aval changée de signe et doublée.
- a" Pour déterminer la position d’une poche d’air, il suffit d’utiliser la propriété suivante : la dépression provoquée à l’extrémité aval de la
- (') Comptes rendus, tome CLXI, .1915, p. 4>2> et Lumière Electrique du 3o octobre 1915. n° 42, p. 117.
- conduite, rencontrant uue poche d’air, se réflé-chitavec changement de signe sur celle-ci. Cette méthode permet de localiser avec précision les poches d’air. M. Joukowski a indiqué un procédé assez voisin de celui-ci.
- 3° L’emploi des fermeturescomplètes^dedurée
- inférieure à — , permet également de savoir si la a
- conduite est complètement purgée; dans ce Cas,
- la suppression doit être égale à —-, v0 désignant
- K
- la vitesse de l’eau dans la conduite au moment.de la fermeture.
- D’ailleurs, le coup de bélier dû à une fermeture instantanée se transmet intégralement le long de la conduite, tandis que la présence, à l’extrémité aval de la conduite, d’une poche d’air de volume suffisant [pour que la compressibilité du liquide et la dilatation de l’enveloppe soient négligeables donne, comme je l’ai montré (*), une répartition linéaire du coup de bélier, le long de la conduite, pourvu que celui-ci soit faible vis.-à-vis de y0.
- En raison de l’importance actuelle de cette remarque, il est nécessaire de citer un exemple : une conduite de io5 m. 24 de longueur, de 80 millimètres de diamètre et de 5 millimètres d’épaisseur (en fer) (cette épaisseur est constante sur toute la longueur delà conduite), était munie de
- I manomètres, placés, l’un, A, au premier tiers amont, où la pression était 13 m. 5o d’eau; l’autre, B, à l’extrémité aval, où la pression était 16 mètres d’eau. Une fermeture brusque a provoqué, à l’extrémité aval, un coup de bélier de
- II m. 60 enregistré par le manomètre B; le manomètre A a indiqué un coup de bélier de 21 m. 5o.
- Dans une autre expérience, la même conduite a été munie, à son extrémité aval, d’une poche d’air de 6 600 centimètres mesurés à la pression
- (’) Comptes rendus, loc. cil.
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-
- 213
- 26 Août 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- de 7&o mm. a et à 2.10 C. ; une fermeture brusque adonné les-coups de bélier suivants :
- Extrémité aval (mano- m m m
- mètre B)............ —1—3,18 —2,33 4*a,65
- Premier tiers (amont, manomètre A)............. -j-i,oG —0,7!! +0,9’i
- Rapport . .... 3,o 3,18 2,86
- On peut dire, par conséquent, que les fermetures instantanées dans une conduite cntière-mentpurgée son t extrêmement dangereuses pour les portions supérieures de celle-ci; une poche d’air placée à l’extrémité aval a un rôle efficace pour leur protection.
- 4° La méthode de l’analyse d’une conduite par un robinet tournant que j’ai indiquée ('), permet de rechercher les différentes périodes d’une conduite ; elle est utile dans les laboratoires, mais ne doit être employée dans l’industrie qu’avec la plus grande prudence, en raison des surpressions qu’elle peut donner.
- [Comptes rendus des Séances de l'Académie des Sciences, 3i juillet 191G. Note présentée par M. Boussinksq.)
- (*) Comptes rendus., tome CLXI, igi5, p. 412.
- TRANSMISSION ET DISTRIBUTION
- Réglage de tension dans les réseaux de distribution.
- •
- Dans les systèmes de distribution à plusieurs sous-stations fournissant de la force et de la lumière il n’est pas possible d’obtenir un réglage convenable de la tension depuis l’usine génératrice. Il est nécessaire d’agir dans chaque réseau de lumière pour maintenir un voltage constant chez le consommateur ou tout au moins variable dans de faibles limites.
- Les lampes à incandescence sont en effet très sensibles aux variations de tension, à cause de l’accroissement ou de la diminution de la température du filament qui en résulte. La lampe de tungstène est la meilleure à ce point de vue à cause de son coefficient positif élevé de résistance avec la température. Les variations ne doivent guère dépasser 2,5 % dans les deux sens et le voltage normal des lampes employées doit être choisi convenablement, ce qui implique la surveillance des installations d’abonnés par les compagnies de distribution d’énergie..
- Pour la force, l’importance du réglage de tension est moins grande; toutefois le couple d’un moteur, sa puissance, son courant absorbé varient avec le voltage appliqué, ce qui se traduit par une augmentation de température- 'lorsqu’on s écarte de la tension normale. 11 en est de même pour les transformateurs et autres appareils.
- Réglage. — Le réglage du voltage dans un réseau est affecté par le réglage des machines et appareils qui s’y trouvent aux divers échelons,
- parles lignes, et par la nature de la charge, c’est-à-dire par des conditions très diverses et changeantes. Le réglage ne sera donc pas le même dans toutes les parties du système et le problème consiste justement dans un réseau d’éclairage à choisir le point convenable pour l’installation du dispositif de réglage, et l’amplitude des variations.
- En choisissant une sous-station, on peut admettre qu’un voltage convenable pourra toujours être appliqué aux enroulements à haute tension des transformateurs. Ceux-ci sont en effet généralement munis de prises permettant d’ajuster de temps à autre le voltage secondaire, lorsque le voltage d’alimentation change par suite de la charge des lignes; et d’autre part l’usage est de survolter les génératrices pendant les heures de pointe. Le problème se réduit donc au réglage de la sous-station elle-même et des lignes qui en partent. Pour le faciliter on réunira dans un. même circuit des charges de même nature,, et on adoptera pour les lignes des sections convenables pour les charges qu’elles ont à supporter. La compensation maxima à assurer, avec un facteur de puissance de 0,8, ce qui est la moyenne dans un réseau de lumière, s’établira ainsi :
- Ligne de transmission............... 3 %
- Transformateur abaisseur............ 3 %
- Ligne de distribution............... 4 %
- Transformateur de distribution , __3_. %
- Total............. 13 %
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- 214
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE T. XXXIV (28 Série). — N° 35.
- Un régùlateur pour ± io % sera donc amplement suffisant d’autant que l’on peut régler le secondaire du transformateur abaisseur à un voltage à vide un peu supérieur à la normale, un excès étant plus facilement contrôlable à la station génératrice qu’un manque.
- Régulateurs de tension. — Ainsi, dans les conditions exposées, il'est possiblé de maintenir le voltage constant en un point donné en dépit des variations dans la tension de l’usine génératrice et dans la chute de tension de la ligne, comme c’est le cas lorsque celle-ci transmet de l’énergie pour la force motrice en même temps que pour la lumière. Une station ou sous-station sera rendue ainsi indépendante, pourvu que le type et la capacité du régulateur soient choisis convenablement pour répondre à l’amplitude et à la fréquence des variations; le réglage pourra d’àilleurs se faire automatiquement ou à la main.
- Dans certains cas (en particulier sur les lignes longues où la section est insuffisante aux heures de pointe mais suffisante aux heures normales et où par suite la dépense d’une augmentation de cuivre ne se justifierait pas entièrement) il est intéressant d’installer des régulateurs du type sur poteau'en des points situés au delà du rayon d’action des régulateurs de stations.
- Cela est le cas lorsqu’un feeder traverse un quartier.d’affaires pour aboutir en un quartier de résidence. Au début de la soirée, il est très chargé dans son premier parcours et pour obtenir un voltage convenable dans le quartier d’habitation, il faudrait survolter l’autre. Le régulateur sur poteau sera placé à la sortie du quartier des affaires et permettra d’avoir partout la tension requise. Il évitera l’emploi onéreux d’un feeder pour chaque quartier.
- 11 existe sur le marché deux types de régulateurs de potentiel : le type à induction et le type transformateur.
- Le type à induction a un meilleur rendement que l’autre et différents détails de construction qui le lui rendent supérieur, mais par suite du poids et de l’inertie delà partie mobile, il nécessite un certaincoupleetestrelativementlent dans son action. Son emploi est donc indiqué lorsqu’il n’y a pas de variations soudaines de voltage.
- ' Il se fait mono et polyphasé et peut être en caà de besoin suppléé par un moteur asynchrone ordinaire à rotor bobiné.
- Le type transformateur dont la partie mobile
- consiste seulement en un commutateur connectant plus ou moins de spires du secondaire d’un transformateur est plus rapide en son action et convient dans le cas de variations brusques et de grande amplitude, par exemple dans la traction etdansles installations de gros moteurs à démarrages fréquents et à charge variable.
- Le régulateur de voltage sera de préférence choisi monophasé, et un appareil sera installé dans chaque phase sur un réseau polyphasé, car le déséquilibre des phases nuit au bon fonctionnement d’un régulateur polyphasé. Sa taille sera déterminée parle pourcentage du réglage dans les deux sens et par le courant qui doit le traverser. Comme, elle varie assez peu avec le pourcentage de voltage à compenser, il y a intérêt à le prévoir pour quelques pour cent de plus, de façon à lui permettre de répondre ultérieurement à des changemements possibles des conditions de fonctionnement du réseau.
- L’entretien d’un tel appareil est à peu près nul, car il est très robuste et fatigue pei|. Il ne faut toutefois pas oublier de le protéger contre les troubles de tension, comme les autres appareils à induction. Le bobinage secondaire qui se trouve en série avecla ligne reçoit en effet toute' la violence du choc et la transmet à l’enroule ment primaire, avec grand danger de claquage de l’isolant des deux, car les conditions sont idéales pour l’établissement de très hauts voltages. Des parafoudres offrent une protection partielle, mais ils peuvent agir avec un certain retard et, au moment où l’onde est réfléchie, ils sont insuffisants.
- Il est plus recommandable d’employer un by-pass consistué par une soupape électrolytique à aluminium shuntant le bobinage en série avecla ligne et réduisant par suite à zéro pratiquement la réactance de l’enroulemént secondaire. Un parafoudre installé entre la source et le régulateur complétera la protection. ,
- En résumé, dans les conditions exposées, l’emploi des régulateurs de potentiel présente les avantages suivants :
- Meilleur service et meilleur éclairage, donc clientèle plus satisfaite et réglant par suite ses notes plus vite et plus régulièrement.
- Fonctionnement meilleur des dispositifs nouveaux dont l’usage s’accroît dans les habitations, par exemple des appareils de chauffage électrique.
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- âé Août I9lè. LA LUMIÈRE ÉLECTR1QÜË
- U&c
- Précision plus grande des compteurs et appareils de mesure.
- Augmentation dans la vente du courant, car si le voltage baisse, le pourcentage de la puissance consommée par les lampes diminue comme le double du pourcentage de la baisse de tension.
- Diminution des frais de remplacement des lampes, car si la tension est trop élevée les lampes s’usent plus vite. (Au cas où c’est le elient qui paiéles lampes et non la compagnie, les ruptures prématurées l’indisposent, ce qui est encore au détriment de cette dernière.) M. B.
- (The General Electric Review, juillet 1916.)
- Une nouvelle méthode pour la mesure du cos <f dans les circuits monophasés. — T. Fiorani.
- Cette méthode est basée sur le fait que, si on fait varier avec continuité l’inductance du circuit voltmétrique d’un wattmètre, la résistance de ce circuit restant constante, le couple passe par une valeur maximum, laquelle est fonction de la valeur du cos cp cherchée. La self variable employée par l’auteur est constituée par deux bobines, l’une fixe et l’autre qui peut tourner autour d’un diamètre commun aux deux.
- Soit :
- V = V sin (et la tension aux bornes du circuit voltmétrique du wattmètre.
- i — I sin (ü>£— cp) l’intensité du courant dans les bobines fixes du wattmètre.
- R la résistance du circuit voltmétrique.
- L l’inductance de ce circuit.
- ü)L ,, , , ,
- 0 = arc tg — 1 angle de retard du courant iv K
- dans le circuit voltmétrique sur la tension v.
- La valeur de i0 est donnée par
- Y- V
- iv = — sin (w£ — 0) — - cos 0 sin (w£ — 0).
- y/R2 + w2L2 K
- Le couple moyen qui fait dévier l’équipage mobile du wattmètre a la valeur :
- VI
- G = a — cos 0 cos (cp — 0)
- R
- quand le courant i retarde sur la tension et VI
- G = a —- cos 0 cos (cp —0)
- R
- quand le courant i avance * sur la tension. La valeur maximum de C s’obtient en posant
- dG fi rf0 =6-
- D’où
- ?
- = - et
- V_I
- R
- 2 <P
- COS2 -
- dans le premier cas et
- % cp
- ~-------et
- a a
- VI . 2 *
- a — sin2 -R a
- dans le second cas.
- Soit Li la self du circuit voltmétrique qui donne la déflection maximum 0max au wattmètre. On aura donc
- 0max arc tg
- (oL,
- TT'
- Théoriquement, il suffirait par conséquent d’une seule lecture au wattmètre pour déterminer la valeur de cos ç. Mais, comme les courbes C (courbes de la figure 1) sont
- assez aplaties dans le voisinage de Cmax, il faudrait déterminer deux valeurs 0, et 02, l’une d’un côté et l’autre de l’autre, côté du maximum, qui donnent la même déflection au wattmètre.
- 0 1 0
- Et on obtiendrait 0 ------a.
- 2 v
- En outre, il faudrait connaître la pulsation o>, la résistance R du circuit voltmétrique et les valeurs de L pour chaque position de la self variable.
- L’auteur a donc développé sa méthode de manière à la simplifier.
- En posant dans les expressions de Cmax
- cp 1 -j- COS cp
- COS* - =
- a
- l’on obtient
- • . , cp 1 — cos q> ou sin2 - = ---------------
- Cmax — a p"
- VI I -f- COS cp
- VI I — COS cp
- ^max — Cl — .
- R 2
- Et comme C0, couple correspondant à la puissance consommée dans le circuit d’utilisation, est donné par
- VI
- C° = u cos cp - ~
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- 216 - LA LUMIÈRE ÉLEC TRIQUE T. XXXIV (2° Sérié). — N“ 3S.
- l’on obtient
- C
- max —
- Ço
- COS
- I -)- COS cp 2
- ou
- C0 i — cos <p
- COS Cp 2
- D’où
- COS <f =
- OU COS <p
- 2 Cm!lx -f- C0
- Comme les couples sont proportionnels aux puissances indiquées par le wattmètre 6n a
- cos ? — ———p
- 2 1 max - *
- ou cos 9
- 2 Pmax + P
- étant exclue; l’autre Pmax est celle qu’on obtient en insérant la self dans ce circuit et en la faisant varier jusqu’à obtenir la déflexion maximum. Et il n’est pas nécessaire de connaître les valeurs de la fréquence, de la self et de la résistance du circuit voltmétrique.
- Il est facile de décider si le courant est en retard ou en avance sur la tension car, comme le montre la ligure i, dans le premier cas, quand on fait augmenter la self, la déflection augmente d’abord, atteint un maximum et diminue ensuite ; dans le deuxième cas, au contraire, la défléction diminue d’abord, passe par le zéro, augmente en sens contraire, atteint un maximum négatif et ensuite il diminue de nouveau.
- Tout ce qui a été dit jusqu’à maintenant est
- où P est la puissance réellement consommée dans le circuit d’utilisation et Pm,,x, qui ne correspond à rien de réel, est la puissance maxima indiquée par le wattmètre quand on fait varier l’inductance du circuit voltmétrique.
- Ces deux formules montrent que, pour déterminer la valeur de cos <p, il suffit de faire deux lectures au wattmètre : l’une P est celle qui donne la puissance consommée dans le circuit d’utilisation, la self dans le circuit voltmétrique
- valable si les deux courants du wattmètre sont tous les deux sinusoïdaux.
- Dans le cas oïi l’un seulement de ces courants est sinusoïdal, la méthode exposée fournit le cos cp entre le courant sinusoïdal et l’harmonique fondamental du courant déformé. Dans le cas où l’un et l’autre des deux courants ne sont pas sinusoïdaux la méthode exposée fournit la valeur de cos cp pour les sinusoïdes équivalentes. E. B.
- (Electroleenica du 5 juillet 1916.)
- La reproduction des articles de la Lumière Electrique est interdite.
- Paris. — impbimbrik levé, 17, rue cassette.
- Le Gérant : J.-B. Novbt.
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- . SAMEDI 2 SEPTBMBRE 1916.
- Tom« XXXIV (2* série). N« 36
- . *
- La Lumière Electrique
- . SOMMAIRE
- H. PARODI. — Étude ^pur la résistance des r trains (Suite)......................... 217
- P. BOUGAüLT. — La discussion au Sénat de la loi relative à l'établissement d’une contribution extraordinaire sur les bénéfices de* guerre (7'Yrt)........................ 227
- 1 Publications techniques
- Electrométallurgie
- Four électrique de laboratoire. — Dr O.-P. Watts ................................ 2'io
- L’aluminium............................... 2Îi
- Electrochimie
- Notes sur la galvanisation. — S.-Y. Thorp. . . 233
- Le fer électrolytique. — 0,-W. Storev...... a3G
- Notes industrielles
- Vision industrielle. — Victor Cambon....... 237
- Renseignements Commerciaux .................. 239
- Adjudications................................ 240
- ÉTUDE SUR LA RÉSISTANCE DES TRAINS (Suite)™
- Dans les trois premiers chapitres de son étude, M. Parodi a analysé successivement et à un point de vue général, les différents éléments, résistance au roulement, résistance aux frottements dans les paliers, enfin résistance de Fair qui interviennent dans la résistance totale à la traction des véhicules.
- Uauteur, en terminant, passe en revue les formules qui ont été proposées en France et à l'étranger pour représenter les résistances propres d'une locomotive et de un ou plusieurs wagons.
- Il indique enfin les formules adoptées par certains réseaux ou certaines Sociétés de construction pour la prédétermination de la. résistance globale d'un train. Cette dernière partie du travail de M. Parodi fera l’objet de notre prochaine publication.
- QUATRIÈME PARTIE
- Formules empiriques représentant la résistance totale d’un train.
- Les formules empiriques permettant de calculer la résistance totale d’un train ont été déduites des résultats déjà obtenus par diverses compagnies de chemin de fer avec des trains remorqués par locomotive à vapeur et d’expériences effectuées en Allemagne, en France et en Amérique avec des trains électriques.
- (') Voir La Lumière Electrique du 19 août, p. 169, et du 26 août, p. 193.
- Les essais de trains électriques les plus intéressants sont ceux de : .
- 1900, du Buffalo-Lackport Ry ;
- 190a, les chemins de fer de l’État prussien sur la ligne d’essais de Marienfeld à Zossen ;
- 1904, de 1’ « Electric Railway Commission » ; 1905-1906, du New-York central Railroad sur les
- lignes d’essais de Shenectady avec une locomotive électrique ;
- 1906 de la General Electric C° sur les lignes de Shenectady ; __
- 1905, du Sqbway de New-York;
- 19x0 de l’Université [d’Illinois (essais dynamométriques du professeur Schmidt).
- L’étude de ces essais montre que la résistance totale d’un train peut être exprimée en kilo-
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- 218
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ------- ' T,------
- T. XXXIV (2* Série). ~ N* 30.!
- gramme par tonne de train au moyen de formules de la forme :
- A V*S
- -rzz + BV -f- C -5-; ou encore :
- y/P p
- A + BV + C-[. + !44i}
- Ubv + c-[. + ^];
- ou encore :
- v/p
- en appelant n le nombre des véhicules semblables du train*.
- L’application aux essais de Zossen delà formule américaine (General Electric C°)
- R =
- 24
- y/P
- o,oi V -f- o,oo3 5
- SV* (
- ~r\'
- conduit à une série de valeurs représentée par la
- c/eduifes aïe la fbr/nule: ft=?&+O.OfV+O.OÛ3SS£* j
- Za formule Ps+V*
- o s Z c 5&cn
- 0 20 40 60 80 -100 -/2Q -f4û -/60 -i80_ 200 220
- Fig. i5. — Essais de Zossen (igo3). Voiture motrice de g3 tonnes.' Surface transversale 12,07 mètres carrés.
- courbe pointillée de la figure i5 ci-dessus, et on voit que la formule américaine donne pour
- une voiture unique des résultats sensiblement exacts aux grandes vitesses et approchés par excès d’environ 1 kilogramme par tonne pour lei petites vitesses. ,
- La résistance de la voiture essayée à Zossen peut être représentée d’une façon très approchée
- •par la formule 2 -)---.
- a 000
- Vitesses en kmh. 86 60 76 100 160 800
- Essais de Zossen... 2, 2 3,4 5 7,2 «3,4 22,5
- V* Fonmule a —.. 2,3i 3,a5 4,82 7 i3,25 22
- 2 000
- Cette première indication étant donnée nous allons passer en revue les différents types de formules qui ont été proposés en France et à l’étranger pour représenter les résistances propres d’une locomotive à vapeur, d’un ou plusieurs wagons ou voitures, et nous indique-! rons pour terminer les formules adoptées par certains réseaux ou certaines Sociétés de
- a ,
- constructions pour la prédétermination ’ de la résistance globale d’un train de composition donnée.
- RÉSISTANCE PROPRE DES LOCOMOTIVES A VAPEUR
- La résistance propre des locomotives a été déterminée au moyen d’essais de ralentisse-, ment sur des lignes en palier et alignement droit, sous l’action des frottements intérieurs du mécanisme, des paliers, des roues sur les rails, et de la résistance de l’air.
- Des locomotives de rapide lancées à 100 kilomètres à l’heure ont ainsi parcouru du fait de la vitesse acquise plus de 7,5 kilomètres avant de s’arrêter en un temps d’environ 10 minutes. Pour des locomotives à marchandise lancées à 5o kilomètres-heure la distance parcourue n’a été que de 900 mètres environ en 3 minutes..
- Les résultats de quelques-üns de ces essais sont rassemblés dans le tableau VII ci-après.
- Le résultat à retenir de ces essais est que les formules approximatives suivantes sont valables pour des locomotives de construction européenne :
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-
- 2 Bèptwnbre 191*. '1 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 219
- Tableau VII.
- Essais de ralentissement avec des locomotives (l).
- NATURE DU SERVICE CYLINDRES JUMELÉS OU COMPOUND DÉSIGNATION DU TYPE DE LOCOMOTIVE NOMBRE DÉ CYLINDRES VS H N 2 H * VS H ' S u 0 5 vs ° P O VS ! VITESSE 1 KM RÉSISTANCE MOYENNE KGS PAR TONNE FORMULES DE RÉSISTANCE
- A 2 TERMES A 3 TERMES
- 2 Bo 2 1980 IOO 6,4 3,2 V2/1 373 2,4 +V/80 -f-V2/2286
- - .V aBo 4 1980, IOO .5,2 3,5 -)-V2/io5o 2,35+V/27 +V2/i45o
- Rapides..... compound< ' 2 B 0 4 1980 IOO 7>2 3,8 +V2/i333 2,6 -f-V/29 —j—V2/2000
- . a B 1 4 1980 IOQ 8,9 4,1 t]-V2 /1018 3,6 +V/3o —[—V2 /1366
- i a B 1 4 1980 IOO 7>2 4,3 -j-V*/i273. 3 +V/29+VV1778
- compound a B 0 2 1730 , , IOO , 6>7 4,6 H h-V2/ 778 3,2 - -V/78 +V2/ 95o
- 1 jumelé i B 0 2 1780 IOO 8,3 4,4 - -V2/1 110 2,2 - -V/17 —j—V2 / 2000
- Voyageurs... aBo ' 2 1730 IOO 5,2 2,05- -V2/I200 «,1 - -V/7 8 —V2 /1115
- | jumelés a Bo 2 i5go 75 7,6 5,3 - -V2/ 784 3 - -V/2I -f-V2/ 1125
- aBo 2 >590 75 8,0 4,8 H |-V2/ 670 3 -| pV/17 -]-V2/ii25
- Marchandises! .. 1 itimplA i C 0 2 i33o 60 i 8,5 5,6 -f-V2/ 400 3,7 +v/9 +VV 900
- ti, V 1. 1 Co 2 i33o 60 ~X- 8>85 5,75-j-V2/ 45o 3,7 +V/10-fV2/ 85o
- [compound 1 G 0 2 133o 60 10,4 7,6 -fV2/ 38o
- Marchandises 1 jumelé oD 0 2 i3a5 5o 10 6 +V2/ 33o 4,i +V / 7,5-j-V2/1200
- P. V. 'compound f D 2 ia5o 5o 10,8 6,2,-j-v2/ 770 3,9 +V/6.7+V2/ 5oo
- Type 2 B i, bogie à l’avant, a essieux couplés, t porteur à l’arrière : 4 -f- V8/iooo.
- Type i C o,bissel à l’avant, 3 essieux couplés: 6, 5 -j- V2/4oo.
- Type o D o 4 essieux couplés : 7 -f- V2/3oo.
- Les Sociétés de construction américaines calculent approximativement la résistance des locomotives de la manière suivante :
- Les frottements et la résistance du mécanisme sont comptés au taux uniforme de II kg. 1 par tonne pour le poids adhérent.
- Les frottements et résistance au roulement du poids non adhérent et du tender sont comptés comme faisant partie de la résistance des remorques et évalués en kilogramme par tonne par les formules correspondantes.
- La résistance due à l’action de l’air est comptée en multipliant la surface normale en mètres carrés par 0,009 V2 (v en kilomètres à l’heure).
- Certaines compagnies françaises adoptent (Compagnie d’Orléans) des valeurs de résistances suivantes :
- 12 kilogrammes par tonnes pour les machines à roue libre.
- .(1) Theoriteht LêhrbucR du Lokomotivbahnes, LetZMVnn et ron Borries. *
- i5 kilogrammes par tonne pour les machines
- 2 essieux couplés.
- 18 kilogrammes par tonne pour les machines
- 3 essieux couplés.
- 20 kilogrammes par tonne pour les machines
- 4 essieux couplés.
- M. Desdouits, à la suite d’essais effectués en 1881 sur des machines du chemin defer de l’Etat, propose pour le train élémentaire (machine, tender et fourgon de tête :
- R = 2,5 +'V2/5oo2
- [Au cours de ces essais, M. Desdouits a trouvé que la résistance du mécanisme représentait environ 5 % de l’effort théorique des cylindres.]
- M. Vuillemain au chemin de fer de l’Est (1888, et M. Welkner représentent les résultats qu’ils ont trouvé par les formules des tableaux VIII ci-après. Dans ces mêmes tableaux sont indiqués des comparaisons entre les valeurs numériques déduites de ces diffé-renteSjformules ainsi que des résultats d’essais complets effectués sur des locomotives à deux essieux couplés en vue de séparer les pertes.
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- 440
- LA LUMIÈRES ÉLECTRIQUE T.’XXXIV(2*-8érie)i ^M5ï36'
- Tableau VIII. ...’* - :-V;.
- VUILLEMAIN WBLKNKR
- Pour machines à roues libres Pour machines à 3 essieux couplés Pour machines à 4 essieux couplés. 4.35 -j- o,i8V 5.35 + 0,24 V 8,3o -|- o,ai V 6 -}- 0,004 4 V* 8 -f- 0,004 4VS 12 -|- 0,004 4VS
- Comparaison de ces formules pour la vitesse V = 50 km.
- • MACHINES A ROUES LIBRES a ESSIEUX COUPLÉS 3 ESSIEUX COUPLÉS 4 ESSIEUX COUPLÉS
- Chemin de fér dé l’Est : 5o kg . . i3,a5 - » .7,35 19,85
- Chemin de fer d’Orléans 12 i5 l8 20
- Formules allemandes de von Bornies : 5o kmh » 7 12,7 i5,3o
- — — — 6o kmh 1> 8,* 15,5 J9
- Chemin de fer de l’Est : machine seule 9 à io 11 à ia i5 a5
- Résistance.spécialement due au mécanisme.. ..’ 5 7 9 i4
- Machine et tender 8 io,5 12,5 20
- Formules de Welkner à 5o km »7 «9 a3 »
- — — 3o km io 1 2 lf> »
- Résistance de locomotives à 2 essieux couplés
- VITESSES B TOTALE ÉSISTANCE PAR T ROUES DÉSACCOUPLÉES ONNE TIROIRS DESACCOUPLÉS TOTALE ROUES DÉSACCOUPLÉES TIROIRS DÉSACCOUPLÉ.S RÉSISTANCE DE l’air Y2/i68q
- 20 km. 5 2,5 3,1 3,8 2 2,5 o,a4
- 40 7 3,8 4,6 5,3 3 3,8 °,95
- 60 * 9,3 5,4 6,7 - 7,5 4,5 5,5 2,76
- 80 ta 7-4 . 9,2 io,5 6,2 7,7 3,8a
- IOO i4,5 10,0 12,8 ») » 5,96
- Machine de rapide. Machine de train de voyageurs.
- Résistance propre de la locomotive EN FEU.
- \
- Quand les locomotives sont en feu et produisent un travail effectif, on constate que leur résistance propre augmente considéra-
- blement du fait de l’augmentation considérable des pressions entre les pièces en mouvement. Von Borries propose une formule de la forme
- R = a -f- iv1 -f- ca*
- où v représente la vitesse en kilomètres, a l’admission dans les cylindres en % .
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-
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ^ Septembre 1916.
- Résistance par 'tonne voiture vio/e.
- Résistance par tonne
- voiture chargée
- Résistance totale voiture vide
- -Résistance totale voiture chargée
- -10 Aç
- Poids en charge des voitures
- Fig\ 16. — Résistance des wagons de marchandises.
- Résistance des bemorques. — Influence du poids
- A VIDE ET DE LA CHARGE DES VOITURES.
- Le poids à vide des voitures, ainsi que leur charge, ont une influence capitale sur la résistance. Pour une voiture donnée, la valeur de la résistance totale au roulementdiffèrepeu à vide et en charge. Ce fait est nettement mis en évidence dans le graphique 16 ci-dessus emprunté au Bulletin n° 1001 de l’American locomotive Woi'ks de Shenectady, dans lequel la valeur de la résistance approximative est donnée en fonction du poids du véhicule chargé-
- La figure 17 donne des renseignements analogues déduits des essais effectués en Amérique par le Pennsylvania Railroad et le Ghicago-Bru-
- Pour une machine à 2 essieux couplés de trains rapides du type 2 B 1, von Borries indique les valeurs suivantes :
- V2 a2
- R = 3,7 -4~------1------.
- 880 1 a5o
- ADMISSION RÉSISTANCE AUX VITESSES DE î
- a ea % 0 5o km 100 km
- 0 % 3,7 6,3 , 15,1
- 4» % 5,° 7,6 16,4
- CO 0 8,8 11,6 20,2
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2* Série). — N° 36
- ^ Résistance totalepar votlure
- --------R , 3ï,S P % fci/ogs —
- >ar tonne
- Chtcago Burlington <f
- Poids des voitures en charge
- Fig. 17. — Matériel américain. American locomotive C°, Bulletin 1001, Penn. 1910.
- V/tesôes en JC/lomètres à l*heure.
- fFig 18, —- Résistance à la traction des trains de marchandises eh fonction du poids moyen de chaque wagon (Expériences
- de TUniversité d’Illinois ; pr Edward [C. Schmidt).
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- 2 Septembre 1916.
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 223
- Influence du nombre de voitures.
- lington et Quincy Railroad et la figure 18 donne,
- ' en fonction delà vitesse,la résistance au roulement de véhicules de poids moyen donné (matériel américain à bogies, trains de marchandises), déduits . des expériences dynamométriques effectuées à l’Université d’Illinois par M. Schmidt en 1910.
- Les expériences effectuées par les chemins de fer allemands (essais de chute de vitesse de wagons lancés sur une ligne en palier et alignement droit) ont montré (Leitzmanet von Borries) que des wagons plats pesant 8 tonnes à vide et d’une capacité de i5 tonnes avaient comme résistance au roulement des efforts en kilogramme par tonne satisfaisant aux relations :
- Wagons plats à vide (tare 8 t.) 0,9 -(-0,00264 Y2.
- (En charge) 0,9 -}- 0.00141 Y*.
- Pour des wagons couverts on a dans les mêmes conditions (ensemble de 5 wagons) :
- Tare (9 t. 6) avide 1,2-(-0,00200 V2.
- Tare(iot.6)encharge(i5tonnes) 1 -(-0,00069 V2.
- Les valeurs trouvées expérimentalement sont totalement différentes quand les wagons font partie d’un train et sont placés derrière une locomotive. Dans le tableau ci-dessous nous don- 1 nons pour des wagons plats et des wagons couverts les valeurs expérimentales trouvées.
- Wa gons plats.
- PLACÉS DANS UN TRAIN
- ISOLES (rame de 3o wagons)
- VITESSES - —
- vides chargés vides chargés
- IO lk °>7 2,3 1,2
- 20 2 x,5 3,3 1,3
- 3o 3 2^2 4,3 i,5
- 40 5,3 3,t 5»7 i,85
- 5o r 4 2,2
- Wa.gons couverts.
- ISOLÉS PLACÉS DANS UN TRAIN
- (rame de 5 wagons) (rame de 3o wagons)*
- VITESSES
- vides chargés vides chargés
- I O 1,3 °-9 1,0 ))
- 20 2,0 1,2 i,6 a
- 3o 3,o 1,6 2,0 ))
- 40 4,3 2,6 yt
- 5o 5>7 a>7 3,4 »
- Le nombre de voitures entrant dans la composition d’un train a une influence considérable sur la valeur de la résistance à la traction et on peut dire d’une façon générale que plus le nombre des voitures est grand plus la résistance spécifique par tonne de poids total est petite.
- Les nombreux essais effectués en Amérique avec des voitures de grande capacité, montées sur bogies, ont mis en évidence cette proposition
- -Locomotive seule
- ’iO *û 50 60 70 SO 30 100 1tO 1X0 130
- Vitesses en Xï/omètres à ?'heure
- Fig’. 19.— Essais du New-York central. Résistance d’un train de ia voitures.
- et les courbes représentées sur la figure 19 indiquent le mode de variation de cette résistance dans le cas des voitures de voyageurs du New-York central remorquées par une locomotive électrique à courant continu de 2 000 chevaux. Ces courbes sont déduites de 140 parcours effectués pendantles essais d’endurance de la première locomotive du type 6 000 du N. Y. C. Railroad comportant une marche de 80 000 kilomètres environ.
- Les ingénieurs américains admettent que les résistances spécifiques de frottement sont les mêmes quel que soit le nombre de voitures, mais que les résistances totales dues à la poussée de l’air n’augmentent que de 10 % par voiture remorquée, dans ces conditions le terme en V2 prend alors la forme suivante :
- Si Ton a affaire à un train électrique automoteur
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2« Série). — N« 3&
- dont toutes les voitures sont semblables on a P = np, | '
- et la résistance spécifique en kilogrammes par tonne des poids total se met sous la forme
- a+4„'+G!£Y,+î=j')
- pn \ io J
- ou
- , C SV2 / , q\
- a + bv -\-------( x
- io p \ n)
- Les essais effectués .en Allemagne pour déterminer l’influence du nombre dés essieux sur la résistance spécifique ont donné des résultats tout à fait ahalôguës que nous résumons dans le tableau IX ci-deSsous.
- sur la dépense d’énergie afférente à la traction
- , 7 . o. -,
- Fig. ao. — Variation des dépenses moyennes mensuelles de cliarboh pdr ido T. K. (Réseau ftanéàià).
- des trains ; et même dans nos régions tempérées
- Tableau IX.
- Trains rapides ou express.
- NOMBRE d’essieux J i g t* g x 3 a * « g A H w O A w u) rt À H fit O £ « P co Z (0 - S U M RETARDATION FORMULE RÉSISTANCES MOYENNES Vo2 V m = 3,93 —
- PAR VOITURE ffi „w S A O g 1 2 § -j 3Ë 0. o !>• PU < eti a 5 k < S parcours/ temps t a + AV2 locomotive seule véhicules seuls ensemble du train
- or» 89 87 120 a38 o, 725 0,365 80 80 5 ioo 8 33o 12,46 17,53 !»9 + o,8 -|- Y2 5,44 5,44 4,56 2,14 4,93 3,02
- % 4° 1 85o V2
- 2 OOO
- 3 00 321 Oj 3l 80 8 65 0 18 !,x5 + V2 5,44 2,07
- 2 180 2j91
- 4 là ibj 93 x o/|3 1(10 9 065 i4V « + V2 2 436 5,74 2,93 4,34
- 4 io5 i63 0,644 IOO 9 7So i5'55 » 5,74 2,9° 4,02
- 4 4o io5 345 3#3 IOO 1 x 58o i8'6 » 5,74 2,63 3,39
- 4 6o !o3 485 0,2X2 loo x* 858 i8'49 1 j * + V2 5,74 ’ a,49 3,o6
- 2 800
- *' • •»- ... , as— — *«’ > * » —' -X --
- Influence des conditions atmosphériques.
- La température, la pression, la vitesse et la direction du veut ont une influencé Considérable
- on constate dès variations importantes de la consommation de combustible avec les saisons.
- La figure ao donne pour un réseau français
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- 2 Septembre 1916. LA. LUMIÈRE
- la variation des consommations moyennes mensuelles de combustible par ioô toques kilométriques pour les différents mois de l’année. L’examen de cette figure nous mqntre que la dépense de charbon v^rie par rapport à la moyenne 4 kgs. 8 de -}- ip % en hiver à —: 10 % en été.
- Dans certaines régions où les variations de températures sont plus considérables qu’en France les fluctuations de Ja consommation seront encore plus importantes: à titre desimpie
- - Température > + pas de vent — 20*pas de vent. - - — pas de vent. • vent violent I
- - 20*>--- c/‘.
- ZO ' 30 M 50
- Poids o/es voitures en Tonnes.
- Fig. ai. — Variations de la résistance spécifique de traction avec les conditions atmosphériques. Essais du « Chicago-Burlington et Quincy Railroqd ».
- indication nous indiquons (fig. ai) les variations de résistance spécifique à la traction constatées sur ses lignes par le réseau américain : Chi-cago-Burlington et Qqincy Rd. Dans ce cas la résistance à la traction varie de plus de 100 % dans des conditions particulièrement défavorables.
- La résistance des trains étant plus grande en hiver qu’en été, c’est-à-dire, quand les paliers sont froids que quand ils sont légèrement chauds, on s’explique que la résistance diminue un peu après ; quelques minutes de fonctionnement qt aoit plys fajble en pleine marche qu’au moment de la reprise du service.
- Les figures 22 et a3 ci-contre empruntées au Bulletin N° 50 de V Université d’Illinois sont très instructives à ce sujet: elles mettent en évidence la diminution de la résistance après quelques kilomètres de parcours.
- ÉLECTRIQUE tU
- La^figure a4 donne en fonction de la vitesse la poussée par mètre carré de surface normale au vent en admettant pour la pression du vent les deux expressions : o, 12 Y2 et 0,08 Y2.
- jVJ
- S&Km après te commencement c/e service
- très SûKm de parcours
- Vitesses en /Cm-h-
- Fig. 22.
- Fig. 23. — Distance parcourue depuis le commencement du service.
- Sur le même graphique sont indiquées pour chaque intervalle de vitesse les désignations normales de force des vents ainsi que la probabilité », pour nos climats , d’existence réelle d’un vent de force plus faible que celui considéré.
- Cette même probabilité est exprimée sous une autre forme par le nombre de jours par an N où il y a des chances d’avoir un vent plus faible.
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- 226 'A LA LUMIÈRE ELECTRIQUE T. XXXIV (2è Série). — N® 36.'
- . ‘ ' ‘ ' ' * ** • • '-T •' •• • :
- ^ Très faible, légère brise, o. ienle un ci rapt bu. J\f- 39 p Lj Faible, petite brise, agile les petites branches. N - -it/
- Assez fort, 2>onne brise, agile les grosses branches
- ^ jort-, bon /rais. ~ s T*%
- Violent, coup de vent JV= 325 -y‘30%
- Tempête
- Fig. a4.
- (A suivre.) H. Parodi,
- Ingénieur, chef du service électrique de la Compagnie des Chemins de fer d’Orléans.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- «27
- LA DISCUSSION AU SÉNAT DE LA LOI RELATIVE A L’ÉTABLISSEMENT D’UNE CONTRIBUTION EXTRAORDINAIRE SUR LES BÉNÉFICES DE GUERRE
- • (Fin)
- Notre collaborateur Paul Bougault termine (*) aujourcV hui ses articles sur la loi relative à l’impôt de guerre par les observations que Von va lire sur les patentes relatives aux fournisseurs de l’Etat et les Administrations publiques.
- La simple lecture de la loi indique que le législateur a voulu lui donner deux.caractères bien définis : dans la Tremière partie il traite de l’impôt extraordinaire qui frappe les citoyens plus heureux que d’autres qui ont vu leurs bénéfices augmenter pendant la guerre, ce qui est parfaitement compréhensible et légitime, ainsi que nous l’avons vu.
- Il nous reste à indiquer quelle est la portée de la dèrnière partie, relative à des mesures fiscales ; mais il est essentiel auparavant de reproduire le texte des articles 22 et 23 de la loi.
- Art. 22. — Pour l’application des droits de patente auxquels est soumise la profession de fournisseur, il est fait état de toutes ventes d’objets ou marchandises quelconques consenties aux Administrations publiques ou aux établissements publics, même si ces ventes sont effectuées sans adjudication, ni marché préalable.
- Les fabricants qui fournissent aux Administrations publiques ou établissements publics, dans les conditions ci-dessus indiquées, des objets ou marchandises provenant de leur fabrication, sont imposables au droit fixe de patente, soit d’après le tarif afférent à leurs opérations industrielles, soit d’après le tarif prévu pour la profession de fournisseur, à raison de 35 centimes par ioo francs ou fraction de 100 francs du montant annuel de leurs fournitures, suivant que l’un ou l’autre mode de taxation donne le chiffre le plus élevé. La taxe calculée d’après le montant des fournitures peut être valablement établie par voie d’imposition supplémentaire, sous déduction du droit fixe antérieurement imposé.
- Art. 23. — Les droits de patente applicables à raison des fournitures faites aux Administrations publiques ou aux établissements publics pendant la période comprise entre le i,r août 1914 et Ie jour de la cessation des hostilités pourront être valablement imposés jusque dans la deuxième année qui suivra celle de cette cessation. Ces droits seront réglés conformément à la législation existante telle qu’elle est complétée et modifiée dans l’article précédent.
- Observations générales sur les articles 22 et 23. — La loi que nous étudions a classé dans un
- (*) Voir La Lumière Electrique du 22 juillet, p. 77, et du 29 juillet, p. 106.
- titre spécial tout ce qui concerne les modifications à la législation actuelle des patentes des fournisseurs : le simple fait de grouper les deux derniers articles de la loi sous la rubrique « mesures concernant la législation des patentes » nous fait pressentir que cette législation va être modifiée par des mesures entièrement nouvelles, et cette indication est exacte. Nous nous trouvons en présence de différentes innovations graves et assez difficiles à exposer graves, parce que bien des marchés passés par des commerçants ou des industriels vont se trouver changés après coup par un impôt qui n’est pas établi comme le précédent sur un bénéfice supplémentaire, mais frappe aujourd’hui le montant total du marché, sans que le vendeur ait pu prévoir cette modalité toute nouvelle; difficiles à expliquer, parce que toute modification à une législation suppose connue cette législation primitive; or, il n’y a pas de point juridique plus ignoré des industriels eux-mêmes que la question des patentes qui, cependant, les intéresse de si près.
- Pour procéder avec le maximum de clarté, nous résumerons tout d’abord, sauf à entrer ensuite dans les détails, la portée des deux articles précités.
- i° La première innovation consiste dans ce fait que toute fourniture faite aux Administrations publiques et aux établissements publics, alors même qu’elle serait intervenue sous la forme d’une vente ordinaire, sans marché écrit, et, à plus forte raison sans adjudication, tombe sous le coup du droit fixe de la patente spéciale de fournisseur (25 centimes par 100 francs du montant du prix de la fourniture faite à l’administration).
- 2° La deuxième innovation se trouve dans ce fait que les fabricants, qui sont soumis d’après le tarif actuel à une patente qui leur est propre, deviendront soumis à la patente spéciale des fournisseurs dès qu’ils auront fait une fourni-
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE T. XXXIV .(2* Série). —>< 36:
- ture à l’État, pi cette patente spéciale des fournisseurs est plus profitable au trésor que leur patente propre.
- 3° La troisième innovation permet à l’administration des contributions directes de faire des rôles supplémentaires pour cette patente de fournisseurs jusqu’ài’expiration de la deuxième année qui suivra celle de la cessation des hostilités,
- Etude de la première innovation. — Elle consiste, comme nous l’avons dit, dans l’extension de plein droit à tout fournisseur des établissements publics, même sans marché ou sans adjudication, de la patente qui était réservée à certains fournisseurs limitativement énumérés dans les tarifs actuellement en vigueur.
- Si nous ouvrons aujourd’hui le tarif officiel des patentes, dans lequel sont classées par lettre alphabétique toutes les professions assujetties', nous voyons figurer une liste de certains fournisseurs qui est la suivante : i « Fournisseur de fourrage aux troupes;
- « Fournisseur de la paille pour le couchage des troupes;
- « Fournisseur de vivres ou subsistances de chauffage, d’éclairage aux troupes de terre ou de mer, dans les hospices civils et militaires ou autres établissements publics;
- « Fournisseur d’objets concernant le grand et le petit équipement. » .
- Et cette énumération étant limitative, l’Administration est désarmée quand il s’agit de taxer une fourniture qui n’y est pas comprise : elle doit alors recourir à la procédure des arrêtés préfectoraux d’assimilation, c’est-à-dire solliciter du préfet une décision qui lui permet de considérer le fournisseur non désigné dans le tarif comme assimilable au fournisseur de la marchandise qui se rapproche le plus.
- Avec le texte nouveau du premier paragraphe de l’article 22, cette obligation de l’arrêté d’assimilation disparaît : « Pour l’application des droits de patente auxquels est soumise la profession de fournisseur, il est fait état , de toutes ventes d’objets ou de marchandises quelconques consenties aux administrations publiques. » Le service des contributions directes a voulu conquérir par ce moyen le droit d’avoir ses coudées franches pour la taxation de toute marchandise vendpe même en dehors de la liste des fournisseurs ci-dessus reproduite.
- Et la seconde partie de l’innovation se trouve .
- dans ces mots qui suivent immédiatement,... <1 même sioes ventes sont effectuées sans adjudication ni marché préalable ». En effet, si l’oh consulte le tarif actuel, on voit que la patente de fournisseur est égale à i5 centimes par 100 francs du montant des adjudications ou des marchés ; donc s’il n’y a pas adjudication (c’est-à-dire vente au plus fort rabais), ou au moins contrat passé par écrit, ce qui s’appelle un marché, la taxation ne doit pas se faire.
- L’administration des contributions a saisi l’occasion de la loi nouvelle pour faire insérer dans le rapport une étude qu’elle a fournie toute faite au Sénat, dans laquelle elle dit : « Les achats au comptant effectués par l’administration milir taire sont très fréquents et représentent des .sommes considérables : on ne comprendrait pas qu!ils pussent échapper à la patente ; on ne voit aucune raison de distinguer au point de vue fiscal entre des opérations qui procurent aux vendeurs des avantages entièrement comparables, et il n’y a point de raison pour ne pas leur appliquer indistinctement un mode de taxation permettant de tepir compte de l'importance des affaires traitées par les patentables intéressés. »
- Etude de la deuxième innovation. — Elle consiste dans l’assujettissement au droit fixe, prévu pour la patente de fournisseur, de tout fabricant qui a fait à une administration publique une fourniture des objets par lui fabriqués ; il suffit pour cela que la patente de fournisseur (o fr. 25 par 100 françs du montant du prix de la fourni-ture)’donne un résultat plus élevé que la patente propre du fabricant.
- On sait qu’aujourd’hui les fabricants sont en général groupés au tableau C qui leur impose un droit fixe calculé, soit d’après les objets nécessaires à leur fabrication, soit d’après le nombre de leurs ouvriers. Par exemple le détenteur d’un moulin qui fabrique de la farine est imposé au droit fixe de 5 francs par paire de meules ; un fabricant d’acier est imposé au droit fixe de 40 francs par fourneau de fusion ; un tourneur par procédé mécanique est imposé au droit fixe de 4 francs par ouvrier.
- La jurisprudence admet (notamment depuis un arrêt du Conseil d’Etat du 5 août 1910) que, si ce fabricant fait une fourniture même par marché à une administration publique, il ne tombe pas sous le coup de la patente spéciale de fournisseur : la raison de décider ainsi se trouve
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- 2 Septembre 1918. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 229
- dans le fait que l’on'n’a point à se-préoccuper de la personne à laquelle la marchandise est destinée, puisque la partie imposée est spécialement l’organe même de la fabrication.
- Et cependant dans bien des cas la patente serait très supérieure si, au lieu de la taxe par ouvrier ou de la taxe par objet nécessaire à la fabrication, on prenait la patente spéciale du fournisseur, c’est-à-dire 25 centimes par ioo francs du montant de la fourniture..
- Il est facile de le démontrer en prenant un exemplè.
- Supposons un tourneur par procédé mécanique, ce que l’on appelle quelquefois un polisseur, qui occuperait 5i ouvriers, et qui aurait rççu l’ordre de fairë une fourniture d’obus se montant à 353 ooo francs.
- Au tarif actuel, ce polisseur va payer :
- i* Une taxe fixe afférente à sa profession, soit......................... 5 francs
- 2° Une taxe de 4 francs par ouvrier
- soit pour 5i................... 204 francs
- Au total............. 209 francs
- Tandis qu’au contraire, si l’on calcule la patente d’après le tarif du fournisseur, le même assujetti devra payer :
- 0 fr. 25 par 100 francs sur 353 000 francs c’est-à-dire 882 fr. 5o : cette taxation apportera au Trésor un supplément de 673 fr. 5o.
- On comprend aisément que l’Administration des Finances ne pouvait laisser passer inaperçue cette occasion de majorer ses perceptions, et c’est pour ce motif qu’elle a fait insérer, dans le deuxième paragraphe de l’article 22, cette phrase qui maintenant devient pour nous très claire : Les fabricants qui fournissent aux administrations publiques... des objets ou marchandises provenant de leur fabrication, sont imposables au droit fixe de patente, soit d'après le tarif afférent à leurs opérations industrielles, soit d’après le tarif prévu pour la profession de fournisseur,... suivant que l’un ou Vautre mode de taxation donne le chiffre le plus élevé.
- En effet, il se pourrait que le Trésor eût intérêt à conserver, même en présence d’une fourniture faite, le tarif ordinaire des opérations industrielles auxquelles se livre l’assujetti ; par exemple dans l’hypothèse ci-dessus envisagée, si le tourneur n’avait eu à faire qu’une fourniture de 4 3oo francs, l’application du tarif de fournisseur n’aurait procuré au Trésor qu’une
- taxe de 10 francs et quelques centimes : celui-ci fldppciptérêt à laissersubsisterla taxe ordinaire.
- On [nous demandera peut-être ce que devient, dans les cas que nous envisageons, le droit proportionnel de l’assujetti, c’est-à-dire la taxation qui est basée sur la valeur locative de l’établissement industriel : la réponse est facile; la loi ne parlant que du droit fixe, le droit proportionnel ne change point: il reste établi d’après la profession initiale de l’assujetti, conformément au tarif du tableau C.
- Etude de la troisième innovation. — Elle consiste à permettre au fisc de faire des rôles supplémentaires, jusque dans la deuxième année qui suivra celle de la cessation des hostilités, pour ne laisser échapper aucune des fournitures faites aux Administrations publiques pendant la période comprise entre le premier août 1914 et le jour de la cessation des hostilités.
- Nous n’aürions rien à dire sur le délai suppléa mentaire que se fait donner l’Administratipn, s’il ne nous apparaissait point qu’il pourra être la cause d’erreurs de calcul dans les frais généraux à porter dans les bilans qui seront établis à la fin des hostilités.
- Nous devons, par conséquent, mettre en garde l’assujetti contre cette chance d’erreur, en faisant observer ce qui suit.
- Nous savons que la législation nouvelle sera appliquée sur les bénéfices réalisés depuis le icr août jusqu’à l’expiration du douzième mois qui suivra celui de la cessation des hostilités.
- D’autre part, nous avons vu ci-dessus que l’article 23 donne au fisc le droit de faire des rôles supplémentaires jusque dans la deuxième année qui suivra cette cessation.
- Il se pourrait donc queTindustriel, au moment où il établira son dernier bilan, pendant la première année qui suivra la cessation des hostilités, ne pensât point à faire entrer dans le calcul de ses frais généraux, toutes les patentes qu’il aura à payer, simplement parce qu’il n’aura point reçu encore les feuilles d’avis, étant donné que l’on oublie souvent les chapitres de dettes qui ne sont pas accusés par une pièce palpable.
- 11 y aura lieu, à notre avis, . de faire entrer dans le calcul des frais généraux le montant de cette patente dont le paiement incombe au dernier exercice considéré.
- Paul Bougault,
- Avocat à la Cour d’Appel de Lyo».
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV(2* Série). — N*36./
- »
- PUBLICATIONS TECHNIQUES
- ÉLECTROMÉTALLURGIE
- Four électrique de laboratoire. — Dr Oliver P. Watts.
- Pour la fusion des métaux au laboratoire, l’auteur décrit un four rectangulaire de 4 kg. 5 de capacité nominale, basculant et chauffé par arc électrique.
- La carcasse du four est faite de tôle d’acier de 3 mm. a d’épaisseur et mesure 420 millimètres de large, 445 millimètres de hauteur sur la façade et l’arrière et 295 millimètres sur les petits côtés. En raison du service particulièrement rigoureux auquel est soumis le four, le
- Fig. 1. — Four électrique de laboratoire à garnissage de magnésie.
- creuset est entièrement en briques de magnésie de 57 millimètres d’épaisseur. Les angles sont remplis d’un ciment de magnésie fondue électriquement et gâchée avec une solution de silicate de soude, en sorte qu’il ne peut y avoir, à la coulée, aucune déperdition de métal dans la paroi.
- Le creuset mesure 222 X i52 X 178 millimètres. Normalement, il peut recevoir jusqu’à 5 kg. 5 de métal; mais en relevant les électrodes cette capacité est portée jusqu’à 8 et 9 kilogrammes. La yoûte du four est formée d’une dalle de magnésie fondue électriquement, sciée aux dimensions de ao3 X 280 X 67 millimètres, dans un bloc.
- La grande conductibilité thermique de la brique de1 magnésie comme de la magnésie fondue, à température élevée, nécessite un iso-, lement calorifuge spécial. A cet effet, on s’est servi de chaux éteinte à l’air; dans l’enveloppe métallique, au fond du four, on a donné une épaisseur de 5o millimètres de cette chaux et c’est sur ce revêtement qu’a été établi le Creuset en briques de magnésie.
- L’intervalle entre le creuset et l’enveloppe métallique, qui est de 5i millimètres sur les petits côtés et de 76 millimètres sur les grands, est garni de la même façon. Une gouttière en magnésie, franchissant cet intervalle, relie le creuset au bec de coulée. Elle est jusqu’à 6 millimètres de la paroi métallique, recouverte par le couvercle en magnésie fondue.
- Ce couvercle est protégé extérieurement contre les déperditions de chaleur par rayonnement au moyen d’une couche de chaux éteinte de 5i biil-limètres et d’une feuille d’amiante, le tout maintenu par une toile métallique.
- Le poids de ce four est de i5o kilogrammes environ. Le garnissage en a été fait, à titre d’exercice, par les élèves mêmes de l’Université de Wisconsin où l’appareil est en service.
- Le porte-électrode est représenté dans la figure 2. C’est un manchon en bronze, alésé pour laisser passage à une électrode de 38 millimètres et fondu suivant la génératrice supérieure. Deux vis assurent le serrage de l’électrode dans ce manchon. Pour la réfrigération, on a pratiqué deux évidements dans le manchon et on les a garnis d’ajutages en cuivre auxquels aboutissent
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- 2 Septembre 1Ô16. La LUMIERE
- des tuyaux de caoutchouc. L’un des tuyaux relie les deux manchons l’un à l’autre; par les autres tuyaux, dont les extrémités sont pourvues d’accouplements métalliques, on assure l’arrivée et le départ de l’eau de refroidissement.
- Les électrodes sont déplacées par vis, pignons et manivelle. Comme il est souvent désirable, dans la fusion des métaux, d’opérer sans scorie, on n’a pas adopté la disposition verticale habituelle aux électrodes de four d’aciérie; au contraire, on a incliné ces dernières de telle façon
- Fig. 2. — Porte*électrode u réfrigération par circulation d’eau.
- qu’elles font entre elles, au-dessus de la charge, un angle de 90°. Cette disposition donne satisfaction, à condition toutefois de ne pas pousser trop avant dans le four de l’une des électrodes.
- Celles-ci traversent les parois dans des garnitures d’amiante. Pour une énergie consommée ne dépassant pas 20 à 25 kilowatts, les électrodes sorif en charbon ; de 25 à 3o kilowatts, elles sont en graphite.
- Quand on fond des métaux, il convient de chauffer le four avant d’y introduire la charge, pour réduire le temps d’exposition du métal k l’altération par le charbon des électrodes ou par oxydation.
- L. D.
- (Metallurgical aticl Chemical Engineering, i5 juin 1916.)
- ÉLECTRIQUE 231
- L’aluminium<
- Ce métal est, comme on le sait, très abondant dans la nature et constitue environ i5 % de l’écorce terrestre ; néanmoins, le seul minerai qui se traite industriellement, à l’heure actuelle, est la bauxite dont la teneur eh alumine varie de 38 à 80 %. Un autre minerai, qui intervient dans la production de l’aluminium est la cryolite qui contient 12 % d’aluminium. Le corindon en contient 53,oi % mais il ne constitue pas un minerai, en raison de sa rareté ; pour sa dureté, on l’utilise comme abrasif.
- Métal léger par excellence, l’aluminium est utilisé dans l’aéronautique, dans la fabrication d’ustensiles de cuisine, d’objets de campement et de fusées d’obus (en Allemagne et en Autriche). Il sert aussi dans les transmissions électriques, et trouve d’autres applications dans les peintures et, sous forme de feuilles minces, comme substitut du papier d’étain.
- De 17000 tonnes en 1908, la production mondiale de ce métal était passée, en 1914, à 68 200 tonnes.
- L’outillage nécessaire à cette fabrication comporte couramment 4°o fours électriques de 1 m. 20 à 1 m. 5o de largeur, 1 m. 80 à 4 mètres de longueur, et 60 centimètres de profondeur. Ces fours, en acier, garnis de briques réfractaires, ont une sole formée de blocs de charbon reliés au pôle négatif d’une génératrice, tandis que les anodes, également en charbon, sont suspendues à l’intérieur du four. Parfois, anodes et cathodés sont faites de coke de pétrole, résidu de distillation. Broyé puis chauffé dans un four pour en éliminer toute trace d’huile, ce coke est ensuite pulvérisé et aggloméré à la presse hydraulique après addition de goudron, puis les blocs sont cuits à haute température.
- Chaque four absorbe 20 000 ampères sous 7 volts et est placé aussi près que possible de la source de courant pour éviter les pertes en ligne. La réduction consiste en l’électrolyse de l’alumine pure dissoute dans la cryolite ; le métal extrait, se rassemble au fond de la sole. Mais la première opération est d’extraire l’alumine des bauxites chargées d’impuretés que n’éliminerait pas l’électrolyse. Divers procédés sont pour cela en usage.
- Le procédé Bayer consiste à dissoudre le minerai dans une solution concentrée de soude qu’or
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- filtre et dilue ensuite. L’alumine précipitée est filtrée et séchée. Le dissolvant, régénéré par addition de ch&ux, sert indéfiniment.
- .Le procédé Hall implique une opération préliminaire an fo»r électrique en présence de charbqp ; il réduit le fer, la silice et les antres impuretés de la bauxite en un ferro-alliage et laisse l’alumine libre,
- Il existe d’autres méthodes encore, dues à Péchinney, Péniakofï, Verge, Serpek, etp.
- La réaction d’électrolyse de l’alumine est :
- A12 O3 + 3C =±= 2 Al + 3Co.
- En pratique, la çryolite est également dissociée en partie et il y aurait dégagement de fluor gazeux à l’anqde et dépdt 4® sodium à la cathode. Cette réaction se produit quand l'e bain s'appauvrit en alumine et, çqjnme la çryolite est chpre et. le sodium nuisible à l’aluminium, il faut ajouter de l’alumine au fur et à mesure de la décomposition de celle-ci.
- Pour abaisser la température de fusion, on fait, de plus, des additions de fluorures d’aluminium et de calcium et de chlorure de sodium.
- Le mélange de çryolite avec 8 à io % d’alumine fond 9 i opo° et ce point de fusion se refève rapidement quand la teneur du bain en alumine augmente. Celle-ci peut atteindre 3o % et la température ne plus dépasser 8oo à 85o“, par le fait d’une addition de fluorure d’aluminium. L’addition à ce dernier mélange d’une cerlaine quantité de chlorure de sodium abaisse la température de fusion à 700°. Quoique ce dernier sel se volatilise rapidement, il facilite beaucoup la mise en route du four.
- En ajoutant les fondants ci-dessus, on maintient le bain à la température favorable de 800 à 900° et l’on peut travailler avec une tçnsiqn dp 7 à 8 volts aux bornes et une densité de courant de 7 000 à 8 pop ampères par mètre cube d’anode.
- Au point de vue de la production de l’alumi-nium, les Etat^Upis se placent en tête avec 35 000 tonnes en ?9!4 contre 128 kilogrammes en i885- Il existe de grandes usines de production aux Niagara FalJs, à Masspna (New-Yor)k), §aint-Louis (Illinois) ainsi que dans la Çaroline 4n Nord et le ïennesc§. Un§ compagnie américaine possède aussi des usines à Shawinigan Falls, province de Québec, dont la production a été
- réquisitionnée par }e gouvernement. La production canadienne en 1914 a atteint 6 109 tonnes.
- La France tient le premier rang des pays d’Europe pour la métallurgie de l’alumiqium, grâce à ses gisements de bauxites à 60 ef 80 % d’alumine, qui ac trouvent sur les rives méditerranéennes.
- Sa production en 1914 a été de 18 000 tonnes. L’Italie pe progresse guère et ses usines de Legnanp, Pppoli et Bussi, n’ont fourni que 874 tonnes en igi3 contre 900 en 1910.
- La Suisse avait une petite usine d’aluminium à Neuhausen,dès 18895 elle en cqmpte une seconde à Çhippis. L’entreprise de Neuhausen a fondé upe succursale dans le Valais, upe autre à RHeinfelden et d’autres enqor.e à Lepd Gastien . (Autriche) et Lissa (Silésie).
- L’Allemagne, grosse çpnsomUîUtrice d’aluini" nium en temps de paix, éprouve des difficultés à s’en approvisionner en temps 4e guerre ; aussi les prix sopt-ils triples de ceux cotés ep Angleterre. La production globale de l’Allemagne, de l’Autriche et de la Suisse en 1914, était de iï qoq tonnes- Qn trouve des dépôts de minerais en Hesse et Nassau (5o à 5a % d’alumine) et en Carinthie (Autriche) (55 %).
- La production de Grande-Bretagne et Irlande s’élevait en 1914 à 7 600 tonnes contre 2 220 tonnes en 1909. Les deux grands producteurs sont la British Aluminium Company et l’Aluminium Corporation : usines à Foyers et Loeh Leven (Ecosse) ; laminoirs à Stoke-upon-Trentetdans le pays de Galles. En Irlande, une usine à Larne travaille des minerais à 40-45 % .
- En Norvège, la production d’aluminium devient importante. On trouve des usines à Stangfjord-, Vigeland (B, Vennesta, Arendal, ChrisTian-sand, etc.La bauxite est importée de France après un premier traitement.
- En Guyane anglaise, de grands dépôts d’une sorte d’argile résultant de la décomposition de granités archéens et de gneiss contient bien des silicates d’alumine et de l’alumine, mais la séparation de l’alumine des silicates reste une difficulté. «
- L. D.
- (Engineering, 7 juillet 1916.)
- (') Voir La Lumière Electrique du 25 septembre 1910, n° 37, p. 298.
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- ÉLECTROCHIMIE
- Notés Sür la galvanisation. — S.-V< Thôrp.
- Force électromotrice nécessaire à la galvanisation. — La force électromotrice qui doit intervenir dans la galvanisation doit être, pour le moilis, supérieure à celle dfe polarisation de l’électrolyte; pour l’eaq, par exemple, elle doit dépasser i v. 5. Le voltage pour les divèrs bains peut vàrier entre cèrtainês limites pour une même catégorie d’opérations ; voici, pour quelques bains, les voltages à employer :
- Tableau I.
- Voltages approximatifs pour divers bains.
- MÉTAL - VOLTS
- or... . .'.... n à
- Argent o,5 à 2
- Cuivre (bain acide).. , , i à 2
- Cuivre (bain cyanuré) 2 à 5
- Laiton. 2 à 6
- Platine. 5 à 6
- Nickel, commencer à 5 volts, et
- réduire entré... j ;. i ,5 et 3
- Intensité nécessaire. — La quantité de métal déposé dépend de la densité du courant, mais on ne saurait formuler de règles précises, car chaque métal nécessite des densités de courant variables avec la nature dé l’électrolyte employé, la teneur en métal de la solution, le degré d’agitation du bain et sa température. En général, quand la densité de courant est faible, la vitesse de déposition est faible aussi, mais le dépôt est. dur et à grain fin; si la densité de courant croît, la vitesse de déposition croît, mais la couche de métal déposée est plus tendre et d’aspect plus cristallin. Quand l’intensité devient excessive, le dépôt est sans cohésion. Ci-desSoüs, les densités de courant à employer poür divers bains non agités.
- Tableau IL — Densités de courant à employer.
- MÉTAL AMPÈRES PAR DÉCIMÈTRE CARRÉ DE CATHODE
- Or. , 0,08 à o, 16 0,16 à 0,43 o ,54 à 2,15 0,32 à o,43 ô,3-i à 0,43 0,21 à 0,86 0,32 à o,65
- Argent
- Cuivre (bain acide),. Cuivre (bain cyanuré) Laiton
- Nickél ;
- Étain ..., .,... .,.
- En solution agitée, l’inténsîtè peut être dou blée.
- Agitation de Vèlectràlyte. — On Sait que, dans la galvanisation, l’anode est du métal —• fondu ou laminé — qui doit être déposé sur l’objet placé à la cathode. Normalement, en se dissolvant, l’anode créé autour d élie, au sein de l’électrolyte, une zone plus riche en métal dissous que ne Test le reste du bain ; plus la vitesse de dissolution est grande, c’est-à-dire, plus est grande l’intensité du courant, plus cette différence de saturation augmente, et, d’autre part, plus est rapide le dépôt du métal sur la cathode. Si la vitesse de déposition dépasse la vitesse de diffusion dans le bain dü sel métallique formé â l’anode, le courant arrivera à décomposer les autres éléments de l’électrolyte. Le radical SO* s’unira à l’hydrogène de l’eaü en donnant un dégagement d’oxygène qui se déposera sur l’anode sous forme d’oxyde insoluble; d’où accroissement progressif de résistance intérieure du bain jusqu’à arrêt complet de la dissolution de l’anode.
- De cela, il résulte que dans un bain au repos la vitesse de déposition, donc l’intensité du courant d’électrolyse, sont limitées par la vitesse de diffusion du sel métallique dans le bain. Or, cette diffusion peut être favorisée, d’unepart, en maintenant chaude la solution — à 25* C ehvi-
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- ron —et, d’autre part, en l’agitant (mécaniquement ou par souillage).
- Dans la fabrication des galvanos cuivre et dans le nickelage, on a pu réduire à une heure des opérations qui, antérieurement, en prenaient trois, et cela en agitant le bain, doublant l’ampérage et portant de i à 3 volts la tension aux bornes.
- Dynamo. — Les produits chimiques à employer en galvanoplastie, et dont le plus important est le cyanure de potassium, doivent être purs. La dynamo est la seule source de courant utilisable industriellement. Elle doit être nécessairement dhm type-spécial à faible voltage et grand ampérage, ce qui implique des difficultés de construction.. En effet, on ne peut obtenir un assez bas voltage qu’en réduisant l’enroulement d’induità quelques spires où en employant un faible élec-tro de champ ; cette dernière solution donne des étincelles aux balais et réduit la machine à quelques conducteurs massifs et à un petit nombre depièces au collecteur.
- Il faut apporter un soin particulier à l’aménagement des balais et porte-balais. On se sert presque toujours de balais en toile de laiton, car la chute de tension en est moitié moindre que pour les balais en charbon, ce qui a son importance avec un aussi bas voltage. Les porte-balais doivent être faciles à nettoyer et régler.
- La question de la vitesse est essentielle ; une dynamo à vitesse modérée est de construction plus coûteuse, mais aussi de plus longue durée qu’une machine rapide de même puissance.
- Lorsqu’on dispose du courant d’un réseau, il, y a avantage à se servir d’un groupe moteur-générateur. En certains cas, la dynamo de galvanoplastie est à excitation indépendante, ce qui assure la possibilité de réglage du voltage à toutes les charges. Le groupe moteur-générateur se prête admirablement à l’adjonction d’une petite excitatrice montée sur l’arbre de la dynamo. Quand, en raison d’un fort ampérage, la surface du collecteur doit être très grande, on dote la dynamo de deux collecteurs reliés en parallèle.
- Equipement de. l'atelier de galvanisation. — Sauf dans les petits établissements où l’on peut gçouper le finissageetle polissage dans un même atelier, on séparera, en général, les ateliers de polissage, galvanisation, finissage et brunissage.
- Les tours à polir avant galvanisation seront à
- grande vitesse avec capots recouvrant les meules et aspirateur de poussière. Toute imperfection de polissage subsiste après galvanisation et est impossible à faire disparaître ensuite.
- Dans l’atelier où sont les cuves de galvanisation, de lessivage et de rinçage, un faux plancher doit être aménagé pour la circulation des ouvriers etle sol doit présenter une pente suffisante à l’écoulement des eaux. Le chauffage des bains se fait aù gaz — plus économique — dans les grands.
- Le brunissage s’effectue au moyen d’outjls en acier promenés sur la pièce recouverte d’une pâte épaisse de savon et d’eau. Cette opération est suivie d’un lavage à l’eau chaude, d’un séchage dans la sciure de bois et d?un polissage à la peau de chamois.
- Cuves. — Les cuves sont en bois ou en fer. Pour le nickel, l’argent, le laiton, le cuivre ou le zinc, on emploie des cuves de bois de pin ou sapin, d’épaisseur convenable, assemblées à rainure et languette et maintenues par des plaqués en fonte et des boulons. L’intérieur est garni de plomb chimiquement pur. Les joints ne sont pas soudés à l’étain en raison de l’effet d’électrolysë qui en résulterait entre ce métal,et le plomb ; ils le sont au chalumeau. A l’intérieur, un coffrage en bois avec un jeu suffisant pour qu’il puisse gonfler lorsqu’il est imbibé.
- Pour les solutions chaudes de cuivre, laiton, étain et zinc, la cuve est en fonte et munie, au fond, d’un serpentin de chauffage à vapeur de dimensions variables avec le volume de la cuve et la pression de vapeur. Un cadre de bois, placé sur la cuve, reçoit des isolateurs auxquels sont fixées les barres de cuivre servant à la suspension des objets à galvaniser et les anodes.
- ' La cuve de grattage et de lessivage, en bois doublé de plomb, doit être alimentée d’eau en permanence. Les cuves de décapage sont en poterie. La cuve à potasse est en fonte de la meilleure qualité pour supporter un chauffage constant. Les bacs à sciure sont à double fond pour y maintenir de l’eau et humidifier la sciure chaude afin d’éviter son inflammation.
- Décapage. — Quand la pièce polie a reçu son fil de suspension, elle est plongée dans la potasse puis passée à la poudre de ponce et à l’eau. Comme les objets en cuivre peuvent s’être recouverts d’une mince pellicule d’oxyde, on les décape par immersion d’une ou deux secondes
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- dans une solution d'e cyanure ; pour les articles en fer ou acier, on emploie l’acide chlorhydrique et, pour la fonte, l’acide sulfurique.
- Le décapage électrique à chaud, à l’aide de sels spéciaux et d’anoderf*de charbon, a donné de bons résultats. Il consiste à produire tout d’abord, à la surface des pièces, un dégagement rapide de gaz qui entraîne au-dessus du bain la graisse et la crasse. Dès que les pièces paraissent décolorées, on inverse le courant pour enlever l’oxyde formé, ce qui rend les objets propres et brillants. Après un lavage à l’eau et une immersion rapide dans un acide, les pièces sont portées dans la cuve de galvanisation.
- Nickelage. — Les objets, lavés et frottés dans la soude caustique bouillante, sont ensuite rincés à l’eau courante, passés à la poudre de ponce et à l’eau, opération après laquelle l’eau doit adhérer à toute la surface comme le ferait l’huile.
- Une immersion d’une à deux secondes dans l’acide chlorhydrique, -s’il s’agit de pièces en acier, puis un rinçage sont suivis du transport dans le bain. La durée de galvanisation à froid est de trois heures ; elle est réduite de moitié si le bain est agité. Les pièces, au sortir de la cuve, sont rincées à l’eau et séchées dans la sciure.
- Pour certains articles soignés, on fait précéder le nickelage d’un cuivrage.
- Quand une pièce doit être renickelée, il faut soigneusement enlever le nickel encore adhérent, soit par polissage, soit par électrolyse dans une solution dissolvante où l’objet joue le rôle d’anode, la cathode étant de charbon ou de plomb.
- Cuivrage et laitonnage. — Même préparation que pour le nickelage. Comme électrolyte, on emploie soit la solution acide, au sulfate de cuivre, soit la solution cyanurée au carbonate de cuivre et cyanure de potassium.
- La première convient parfaitement au cuivrage d’objets en cuivre, laiton, plomb, matières métallisées, mais non à celui de l’acier, du fer, de l’étain, du zinc ou des alliages qui sont électro-positifs par rapport au cuivre. En ce dernier cas, on commence la galvanisation dans le bain cyanuré et on l’achève dans le bain acide. Le premier absorbe plus d’énergie mais agit à une vitesse double de celle du second. Le bain cyanuré s’emploie à chaud — environ 57°C — à cause de sa très grande résistance à la température ordinaire.
- Le laitonnage s’obtient par a'ddition de carbonate de zinc à la solution, mais se fait sur un premier dépôt de cuivre soigneusement gratt-brossé.
- La solution de cyanure étant un poison violent doit être manipulée avec précaution, en évitant soigneusement, sous peine d’empoisonnement, d’y plonger les mains si l’on s’est coupé ou écorché.
- Argenture et dorure. — L’argenture se fait au chlorure d’argent dissous dans le cyanure de potassium. La pièce, préparée comme il est dit plus haut, est plongée, pendant quelques secondes, dans une solution formée de sels de mercure jusqu’à devenir blanchâtre; elle est ensuite rincée à l’eau et placée dans le bain. On l’en retire après quelques minutes, on la rince, la grattebrosse, puis on la replonge dans la solution mercurielle et l’on poursuit la galvanisation.
- L’électrolyte employé à la dorure varie avec le genre de travail, la couleur désirée, etc. Il se compose généralement d’une solution de chlorure d’or dans le cyanure de potassium. En raison de leur prix élevé, les anodes d’or sont très petites, aussi est-il nécessaire de renforcer, en cours d’opération, le bain qui s’affaiblit. Certains bains sont employés froids, d’autres chauds; la teneur en or varie en chaque cas.
- Avec un électrolyte froid, le métal déposé est d’autant plus foncé que le courant est plus fort; avec les bains chauds, c’est la température qui détermine la nuance.
- Galvanisation au zinc. — Elle se fait à chaud ou à froid. La galvanisation à froid pour protéger les métaux contre la rouille est la plus courante.
- Galvanisation au tonneau. — La galvanisation mécanique de petites pièces dans un tonneau tournant à i5 ou 3o tours par minute — suivant forme et dimension des pièces — est très économique. Il faut une charge suffisante dans le tonneau pour que les objets puissent rouler les uns sur les autres sans toutefois être entraînés dans la rotation du récipient. Les tonneaux sont ordinairement garnis de fonds en bois et de côtés en celluloïd, perforés à une ouverture telle que les pièces ne puissent tomber.
- Le frottement continuel et mutuel donne aux pièces un haut degré de poli, au dépôt un grain plus serré et plus de résistance. L’anode doit avoir une aussi grande surface que possible, eu égard à la surface totale des objets. Le séchage
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- le fait souvent au tonneau, dans la sciure.
- Galvanisation partielle. — Oh galvanise, par exemple, l’intérieur dé récipients en les rèmplis-sant d’électrolyte dans lequel on plonge l’ânode tandis que le récipient forme cathode.
- Pour rétoiichër les bords, parfois défectueux, ou ün point non récouVert, on enveloppe l’anode d’étoffe, ôn l’irtiprègne d’électrolÿte et on la promène sur les parties défectueuses de l’objet relié au pôle.
- Enfin, oh conriâît l’art dë fâirë des réserves siir une pièce en la vërnissant, ainsi que d’obtenir des parties matés au jet dé sable.
- L.D.
- (The Electrical Review, 21 juillet 1916.)
- Le fer électrolytique. -- O.-W. Storey.
- Dans une note présentée à la American Electro-chemical Society, M. O.-W. Storey établit qué le fer éîectrolytique, quand il est dépôsé par les méthodes usuelles, est cassant, ce qui semble dû à l’hydrogène présent. Sous cette forme il est très friable et peut être même facilement réduit en poudre. Par échauffement du fer au rouge, l’hydrogène est éliminé, le fer devient ductile, la ductilité allant en croissant à mesure que s’élève là températurè du recüit.
- Le fer éîectrolytique, quand il vient d’être déposé, est très soluble dans les acides, beaucoup plus rapidement que le zinc. Le recuit rend ce fer plus résistant aux acides que ne le sont les fers ordihaires .ftt les aciers. Ceci montre que le fer éîectrolytique peut être utilisé pour la fabrication de l’hydrogène par l’action des acides, à la place du zinc et des autres variétés de fer.
- La friabilité du fer et sa pureté en font une
- matière idéale pour la fusion dans les creusets, l’hydrogène occlus ayant en outre là propriété dè constituer unè atmosphère réductrice.
- La grande pureté du fer lui permet de lutter avec le fer de Suède# dont il a approximativement le même prix de revient. Il peut être également utilisé pour la préparation de composés pharmaceutiques à base de fer; ici encore la pureté est un facteur important. ,
- L’emploi du fer électrolytique pour les bésôins électromagnétiques semble devoir ptendré une importance commerciale. Tandis que les qualités magnétiques du fer électrolytique semblent supérieures à celles deS fers au silicium dh commerce, sa grande conductivité neutralise cettte propriété favorable.
- Le fer éîectrolytique est utilisé comme substance première pour les recherches scientifiques où la pureté est indispensable à l’obtention de données précises. Il peut être également utilisé comme substance première pour les alliages à base de fer pur.
- ( Les procédés électrolytiqtleS convienneht parfaitement pour l’obtention de tubes ,et de tôles de fer; dans les tubes à parois minces obtenus par des procédés mécaniques, il y a souvent des différences d’épaisseur et on peut espérer que ces défectuosités disparaîtront par la fabrication éîectrolytique.
- Le coût de la préparation du fer éîectrolytique dans la grande production, avec une installa-i tion de 1 ooô kilowatts et uhe production de 8 6/Jo tonnes paf an, serait, d’après M. C.-F. Burgess, de a5o francs environ par tonne dp fer raffiné. C’est là une estimation très large mais dans laquelle n’entre pas l’intérêt du capital. Le prix de la matière première est d’environ 5ôo fr.
- ; par tonne, ce qüi porte le prix de revient du fer à 7&o francs environ.
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- £Sej>teml>r« 1916; LA LUMIÈRE ELECTRIQUE. 237
- NOTES INDUSTRIELLES
- VISION INDUSTRIELLE
- C?estlùne étrange usine que celle où j’ai été dernièrement appelé,' Cependant sa description sera plus profitable aux industriels que bien des préceptes. On me l’indiqua à l’extrémité d’un faubourg encombré où de pauvres masures s’entassent sans ordre et sans hygiène. Un chemin y conduit, étroit et parsemé, de fondrières, d’une viabilité déplorable, le seul cependant qui'desserve la fabrique éloignée de 3 kilomètres du 'chemin de fer. Il longe un vieux bâtiment lézardé dont les vitres sont, les unes brisées, les autres si malpropres que le jour a peine à les traverser. C’est l’usine cherchée.
- D’un peu partout giclent des fuites de vapeur dont la condensation ronge les murs, indice certain d’un entretien défectueux. Un peu plus loin se montre un portail en bois où l’on accède par un mauvais tournant; aussi l’un des butte-roues est-il arraché. A côté, une petite porte de Service. Un vieux bonhomme en haillons l’ouvre lentement et voici une cour peu spacieuse au fond de laquelle, à droite, est un tas de houille adossé au mur. Un ouvrier y charge du combustible dans>une brouette et leitransporte à travers la cour jusqu’à une poète basse sous laquelle l’homme et la brouette disparaissent.
- Ce perpétuel va-et-vient garnit le sol d’une large traînée de poussière noire qui se disperse peu à peu à travers toute la cour; on marche ainsi sur un lit de charbon gaspillé.
- Je me dirige vers un modeste bâtiment sur lequel est écrit Bureaux. Un employé se dérange pour savoir ce qui m’amène, me tend une chaise très fatiguée et me laisse dans un couloir étroit aux murs noircis parde la très anciennepoussière; pas d’autre lieu d’attente pour les visiteurs. Des membres du personnel vont et viennent sans cesse et me dérangent. De longues minutes d’attente me donnent le temps d’inspecter à travers un vitrage les 10 ou n employés qui travaillent dans le bureau. Certains sont assis à
- des tables encrassées et écrivent, d’autres debout devant de hauts pupitres écrivent aussi, avec des plumes. Pas de machines à écrire. Ces employés sont diversement éclairés, les uns.à contre-jour, lés autres gênés par le soleil. Sur un meuble, dans une encoignure, j’aperçois une presse à copier, un appareil téléphonique, beaucoup de papiers épars et un Bottin suranné. Cette pièce est trop exiguë pour le personnel qu’elle contient ; le plafond est bas, et, comme il n’y a aucune ventilation, il y règne une odeur désagréable.
- Enfin je suis introduit auprès du directeur; son bureau est plus petit encore, aussi mal éclairé, non moins malpropre. J’observe que sur le secrétaire devant lequel ce chef est assis il n’ÿ a ni lettres, ni dossier ouvert, mais seulement un journal déplié. J’ai donc attendu uniquement parce que M. le |Directeur en achevait la lecture. On ignore ici la formule : «Vos instants sont aussi précieux que les nôtres. » Ce sècrétaire est un capharnaiim dont la description serait longue. Il y a là, dispersés, des fioles inégalement ^remplies de liquides divers, des paperasses manuscrites entremêlées de prospectus imprimés, des échantillons dans des boîtes, uh buvard sillonné de coups de canif, des agendas de toutes grandeurs, un dictionnaire, un vieux manuel technique. Le meuble est surmonté d’une quadruple pile de cartons verts. Sur le mur une carte de France hors d’âge.
- A peine ai-je commencé à parler qu’un jeune homme frappe, entre et annonce à son chef qu’on l’appelle au téléphone; celui-ci se lève et sort. Combien de minutes perdues pour ces deux hommes à chaque coup de téléphone ? Pourquoi ce directeur n’a-t-il pas un appareil sur son bureau ?
- Si j’étais espion, que d’investigations ne pourrais-je pas faire, à travers ses papiers, pendant qu’il converse au téléphone ! —
- Détail à noter : du bureau directorial on n’a
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- pas la moindre vue sur les ateliers de fabrication.
- De retour, M. le Directeur m’explique que’l’établissement date de 1857, que le fondatéur s’était à cette époque installé dans des bâtiments construits pour un tout autre usage, qu’on y avait, depuis lors, ajouté de multiples annexes, mais qu’à cette heure, tout le terrain disponible étant occupé, aucune addition nouvelle n’est plus possible; nonobstant, on y construit pour plus de 1 Sooooo francs d’appareils chaque année. Les Français ont tendance à se vanter de l’ancienneté de leur maison, les Américains et les Allemands au contraire de. sa jeunesse.
- L’objet de ma visite m’appelait à circuler dans les ateliers. Chemin faisant, nous nous rencontrons avec une lourde pièce fabriquée que l’on transporte de l’atelier à la cour, pour la charger sur un camion. L’espace est juste suffisant à son passage; un chef de poste et 7 hommes s’exténuent avec des pinces, des crics, des longrines et des rouleaux à la faire progresser sur le sol.
- « Pourquoi n’avez-vous pas un poftt roulant? » demandai-je au directeur. « L’emplacement ne s’y prêteras »,me répond-il,et nous croisonsavec peine ce monument en marche, qui pèse, me dit-on, a 600 kilogrammes.
- Dans le hall aux vitres cassées, c’est un entassement de machines-outils, de foürs de séchage, de forges portatives, d’appareils en construction ou en montage ; tout cela sans plan défini au hasard de là' place libre. Je me demande comment on peut là dedans faire circuler les pièces à usiner; je découvre bientôt le procédé : chaque objet qu’on y apporte ou qu’on en évacue force quelques ouvriers à quitter, puis à reprendre leur travail. Vers la cabine des contremaîtres, située à l’une des extrémités, plusieurs hommes font queue pour demander des explications; leurs outils chôment pendant ce temps, eux aussi.
- Le long du mur, recoupé de poteaux de bois passablement vermoulus, courent deux transmissions d’une longueur interminable. Je serais curieux de vérifier le parallélisme des paliers. Ces transmissions sont surchargées de poulies et d’autant de courroies. Que de poulies! Que de éourroies! dont la moitié au moins n’entraînent que des poulies folles; c’est une débauche de force perdue.
- Pourquoi ne pas électrifier tout cet outillage ? On me répond qu’il n’y a pas de place à côté de la jftachlne pour loger une-génératrice !
- Dans le milieu de l’atelier sont les séchoirs à vapeur; les .purgeurs automatiques fonctionnent mal et de vapeur folle s’échappe en brouillard, tandis que) l’eau de condensation est stagnante sur le sol çp terre battue ; on patauge dans de la boue. ,
- On me conduit aux chaudières et aux machines ; 70 mètres séparent les générateurs des séchoirs à vapeur; les tuyaux ont été jadis'isolés par un enduit calorifuge, en partie disparu aujourd’hui.
- Beaucoup de fuites à ces tuyaux; autour de chacune se montre une concrétion calcaire, preuve qu’il y a entraînement d’eau dans lés tubes.
- Le générateur— unique — est une vénérable chaudière à foyer intérieur sans bouilleur, ni éçp-pomiseur, qui occupe à peu près complètement un bâtiment isolé, sans fenêtre, uniquement éclairé par la porte. Je me demande comment op en peut ramoner les carneaux. Le directeur m’avoue qu’elle est trop faible pour la vapeur qu’on lui demande; aussi le malheureux chauffeur ringarde et charge-t-il presque constamment sa grillé sur laquelle s’élève une masse inégale de combustible d’au moins 4<> centimètres de hautéur ; pendant que le gueulard est ainsi ouvert, aucun registre ne modère le tirage, l’air extérieur entre violemment et refroidit le corps cylindrique ; on croirait, que c’est à dessein.
- La hauteur de l’eau dans la chaudière atteint le sommet du niveau, le dôme de .vapeur est très bas;Jl’entraînement d’eau doit être énorme.
- Rien de tout cela n’émeut le directeur. Il ne dit rien; tout lui semble .donc normal, sauf la qualité de l’eau qu’il déclare détestable.
- « L’avez-vous fait analyser ? lui demandai-je.
- — Non; mais j’ai essayé ‘sans succès toutes sortes de tartrifuges; ces drogues : ne valent rien», me répond-il, sans se douter que la composition d’un tartrifuge doit être fonction de la nature des sels dissous dans l’eau. Diéu seul sait-ce qu’il doit y en avoir au fond de son générateur! Dieu seul sait encore à quelle température partènt dans la cheminée les gaz de la combustion.
- En nous retournant dans la demi-obscurité, nous manquons renverser l’homme à la brouette de charbon, qui va et vient du matin au soir du tas de la cour à la chaudière, 200 mètres de chemin au bas mot par voyage.
- Enfin nous voici dans la salle de la machine;
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- 2.Septembre 4916 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE , 239
- machine d’un modèle imposant et cliquetant de toutes parts ; vieille d’une cinquantaine d’années, monocylindrique, munie d’un énorme volant, à longue course, elle abat ses 70 tours à la minute, bruyamment, car il y a du jeu partout.
- En présence de cètte lenteur et du peu d’espace qui règne autour de l’engin, on comprend pour- quoi on n’a pu installer là une dynamo.
- Tout à côté une trappe Recouvre un trou noir comme une oubliette; c’est là au fond que gît le condenseur; comment le visite-t-on ? Mystère.
- La vue d’une telle machine fait penser à Fiiltoh.
- .. En revenant dans la cour, nous retrouvons les sept hommes occupés à manutentionner l’appareil de a 600 kilogrammes; il sera bientôt arrimé sur le camion; il y a près de a heures qu’ils ont'commencé ce travail, de plus, ils ont cassé une longrine et faussé un cric. Voilà un chargement qui coûte beaucoup plus de ao francs. Avec
- un pont roulant, deux hommes l’eussent effectué en cinq minutes.
- Je frémis et j’hésite à calculer ce qui se gaspille d’efforts musculaires, de combustible et de temps dans une telle usine.
- On m’a demandé souvent en quoi consiste le système Taylor, je viens de montrer en ces quelques lignes quel en est l’opposé !
- Et le directeur, avec une admirable inconscience, me fournit la morale de cette visite.
- * Avant la guerre, me dit-il, la concurrence allemande me talonnait fort malgré les droits de douane; je songeais à réformer quelques parties de mon matériel; mais maintenant que les pro-^ düits boches vont être prohibés, je serai heureusement tranquille et je n’entrevois plus la nécessité d’y rien changer. »
- Victor Cambon,
- Ingénieur E. C. P.
- RENSEIGNEMENTS COMMERCIAUX
- Prix de l’Académie des Sciences.
- Mathématiques.
- Grand prix des sciences mathématiques. — L’Académie avait* mis au concours la question suivante : appliquer les méthodes d’Henri Poincaré à l’intégration de quelques équations différentielles linéaires, algébriques, choisies parmi les plus simples. Aucun mémoire n’a été déposé au secrétariat. Un prix de 2 000 francs est attribué à M. Nœrlund, professeur à l’Université de Lund, particulièrement, pour ses travaux sur les équations linéaires aux différences finies.
- Mécanique.
- Prix Monthyon (700 franc?).— M.fcE. Mérigeault, professeur de l’École des mines de Saint-Etienne , pour sa Théorie des ventilateurs et pompes centrifuges, ainsi que pour sa Théorie des moteurs à gaz et à pétrole.
- Prix H. de Parville (1 5oo francs). — M. Leonardo Torrès y Quevedo, membre de l’Académie des sciences de Madrid, pour la machine à calcul résolvant les équations algébriques, qu’il a réalisée, et pour les autres mécanismes de son invention.
- Prix H. .de Parville (2 5oo francs). — Prix de 1 000 fr. à M. Auguste Barbey, expert forestier à Montcherand-sur-Orbe (Suisse), pour son ouvrage intitulé Traité d'entomologie forestière. — Prix de 5oo francs à M. Louis Raveneau, secrétaire des Annales de Géographie pour sa Bibliographie géographique annuelle. — Prix de Soo francs à M. Daniel Bellet, pour son ouvrage intitulé la Mer et l’Homme. — Prix de 5oo francs à M. E. Mon-toriol, inspecteur-des Postes et Télégraphes, pour son*
- ouvrage intitulé la Technique télégraphique en France depuis l’origine.
- Prix Houllevigne (5 000 francs). — M. Edmond Bor-dage. chef de travaux à la Faculté des sciences de Paris, pôur l’ensemble de ses travaux.
- Prix Jean-Reynaud (10 000 francs). — Feu Henri Amagat, membre de l’Académie, pour l’ensemble de son oeuvre. . , -
- Concurrence aux produits allemands et austro-hongrois.
- Russie. • i
- L’Office national du Commerce extérieur qui a déjà consacré de nombreux « Dossiers commerciaux n à la Russie, revient une fois de plus sur l’importance des perspectives commerciales qui s’ouvrent dans ce pays à nos fabricants et exportateurs. Tous les pays producteurs s’agitent en ce moment en vue d’être prêts pour la reprise des affaires. Des délégations de négociants et industriels se rendent actuellement en Russie pour étudier, dans les principaux.centres commerciaux et manufacturiers, les besoins à satisfaire après la guerre et les fournitures qui pourraient être faites dès maintenant.
- On ne saurait donc trop inciter les commerçants et industriels français à profiter de l’occasion unique qui se présente pour eux de prendre la place laissée vacante par nos ennemis.
- Chili.
- La- Chambre de Commerce française de Santiago dü Chili a établi un rapport très documenté pourrecherchei' les articles d’importation allemande et austro-hongroise
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- 240 L'A LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2« Série)
- susceptibles d’être remplacés par des articles'français.
- L'Office* du. Commerce extérieur publie ce rapport dans les a Dossiers commerciaux » et nous -apprend que le’matériol d’appareillage électrique est exclusivement fabriqué en Allemagne. Les grosses maisons allemandes ont des succursales installées au Chili et de ce fait enlèvent toutes les affaires du ressort de l’industrie électrique. De plus, les Allemands accordent à leurs clients de grandes facilités de paiement (jusqu’à a ans sans intérêts) ; leur matériel de bonne qualité est très bon marché, cela plusspécialementpour les grosses machines, moteurs, dynamos, tramways, etc...
- Enfin le règlement gouvernemental,concernant les installations électriques, est basé sur le règlement des ingénieurs allemands pour le même objet.
- Au Chili, le courant continu de 220 volts est le plus employé pour la lumière et celui de 44° volts pour la force motrice. A leur défaut, il est fait usage de courant alternatif triphasé à 110. et 220 volts.
- En résumé là place à prendre par nos constructeurs et fabricants français est importante et intéressante : elle vaut,bien qu’un effort soit tenté dans ce sens.
- Egvpte.
- Office nous signale qu’en Egypte, et notamment à Alexandrie, la guerre a arrêté complètement tout com-, merce avec l’Allemagne et l’Aulriche-Hongrie. En même temps les maisons allemandes et autrichiennes d’importation qui, au début de la guerre, n’avaient pas été entravées dans leur commerce, ont été peu à peu amenées à fermer ou ont été piises en liquidation par ordre.
- Le commerce austro-allemand ayant perdu ses sources d’approvisionnement et ses intermédiaires, le moment est opportun pour le commerce français de profiter de la situation, mais les circonstances actuelles ne permettant pas à nos fabricants et exportateurs de répondre suffisamment aux demandes de la clientèle égyptienne, ils n’ont qu’à poser des jalons pour l’avenir.
- En ce qui concerne l’industrie électrique, l'Office signale plus particulièrement « les lampes de tous genres et parties de lampes, les instruments de précision, appareils électriques, téléphoniques, télégraphiques, etc... »
- Maroc.
- L’Office publie dans ses « Dossiers commerciaux » une intéressante communication de M. Lucciardi, consul honoraire chargé du vice-consulat de France à Tétouan, au sujet du commerce français au Maroc et plus particulièrement sur le marché de Tétouan. Il fait remarquer par suite de la suspension des services bi-mensuels de navigation, que le commerce de cette localité se trouve actuellement dans l’impossibilité défaire venir de France ou d’Algérie les articles et les produits qui lui sont nécessaires et ceux qu’ils se procuraient chez nos ennemis.
- ADJUDICATIONS
- L’Administration des chemins de fer^ de l’Étal a l’intention d’acquérir :
- Une machine à percer à colonne, pour l’emploi des aciers rapides, pouvant percer jusqu’à 5o millimètres;
- Une machine à percef sensitive pouvant percer de i à i3 millimètres;
- Une machine à affûter à l’eau les forets hélicoïdaux, jusqu’à 5q millimètres dp diamètre ;
- Un étau-limeur à outil fixe de 65o millimètres environ de course longitudinale, i m. ao environ de course transversale, avec support de la table ;
- Une machine à meüler double avec meule et lapidaire de 600 millimètres de diamètre, protecteurs de meules, supports inclinables;
- Deux auges en fonte complètes avec meule en grès de 1 m. aoo X 200.
- Chacune de ces machines devra être disposée pour commande électrique et fournie avec son moteur et ses acpp'pn^ns pour courant triphasé ai5 volts, 5o périodes.
- Le moteur devra être, autant que possible, attenant au bâti de la machine.
- Les industriels désireux de- concourir à cette fournir' ture peuvent se renseigner immédiatement, à cet égard, au bureau de la division « Entretien », du service de la traction, 44, rue de Rome, à Paris (8e), les mardis et vendredis, de i5 à 17 heures.
- L’Administration des chemins de fer de l’État a l’intention d’acquérir :
- Deux tours parallèles, à charioter et fileter, l’un de 35o millimètres environ de H. D. Pi. et 2 m. 5o environ E. P., l’autre de 200 environ de H. D. P. et 1 m. 5o environ E. P. *
- Ces deux tours devront être disposés pour commande électrique et livrés avec leurs moteur- et accessoires pour courant triphasé 2i5 voltsy 5o périodes. Le moteur devant être, autant que possible, attenant au bâti du tour.
- Les industriels désireux de concourir à cette fourniture peuvent se renseigner immédiatement, à cet égard, au bureau de la division « Entretien » du service de la traction, 44, rue de Rome, à Paris (8e), les mardis et vendredis, de i5 à 17 heures. 1
- L’Administration des chemins de fer de l’Etat a l’intention de faire procéder à la fourniture et à l’installation de canalisations électriques d’éclairage et de force à la gare d’Angei s-Saint-Serge.
- Les industriels désireux de concourir à cette fourni--ture peuvent se renseigner immédiatement, à cet égard, dans les bureaux du service électrique (2e division), 43, rue de Rome, à Paris (8e), le mardi et le vendredi, de i5 à 17 heures, jusqu’au 12 septembre 1916. '
- La reproduction des articles de la Lumière Electrique est interdite.
- Paris. — imprimerie levé, 17, rue, cassette.
- Le Gérant : J.-B. Nouet.
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- Trente-huitième année
- SAMEDI 9 SEPTEMBRE 1916.
- Tome XXXIV (2* série). N» 97
- La Lumière Electrique
- SOMMAIRE
- C. CAMICHEL. — Sur l'amplitude des harmoniques impairs dans les conduites forcées. 241
- H. PARODI. — Étude sur la résistance des trains (Fin)............................. 248
- Publications techniques
- Radiotélégraphie et radiotéléphonie
- Brevets récents de radiotélégraphie et de radiotéléphonie. — W. Ecoles............. 256
- Sur le fonctionnement des galènes employées comme détecteurs.—Mlle P. Collet.......... 261
- Applications mécaniques
- L’électricité dans la cuisson des aliments; état
- de la question en Amérique............ 262
- Renseignements Commerciaux.............. 264
- SUR L’AMPLITUDE *DES HARMONIQUES IMPAIRS DANS LES CONDUITES FORCÉES
- M. Camichel a entrepris, depuis plusieurs années, en collaboration avec M. Eydoux, ingénieur des Ponts et Chaussées, des travaux d’hydraulique dans les grandes usines pyrénéennes de la Compagnie des Chemins de fer du Midi. Il a été amené, pour préciser certaines qnestions, à faire à l’Institut Electrotechnique et à l'Usine à Gaz de Toulouse, des études préliminaires sur les coups de bélier. L'article que nous publions aujourd’hui est rela tif aux recherches sur l’amplitude des harmoniques impairs des coups de bélier. M. Camichel démontre, en particulier, que cette amplitude au moment de la résonance est indépendante de l'ouverture du distributeur et qu'elle est égalé au double de la pression statique.
- I. — Vérification de l’état d’une conduite. — Méthode de la dépression brusque.
- Dans les recherches d’hydraulique, il est nécessaire d’avoir affaire à une conduite bien définie, complètement purgée d’air ou contenant des poches d’air de volume connu, en des points déterminés.
- Pour m’assurer qu’une conduite est complètement purgée d’air, et en même temps pour déter-
- miner la vitesse a de propagation de l’onde dans la conduite, j’emploie la méthode de la dépression brusque, que j’ai décrite dans les Comptes rendus de l'Académie] des Sciences (tome CLXI, p. 412, igi5).
- Soit l la longueur de la conduite depuis la chambre de mise en charge jusqu’à l’extrémité aval, où se trouve un petit robinet; on ouvre celui-ci pendant une durée très faible vis-à-vis %l
- du tepips — = t, que l’onde met pour aller et
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- LA L U MI ÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2* Série). — N® 31:
- revenir de l’extrémité aval à la chambre de mise en charge. La diminution dépréssion est inscrite par un manomètre, qui enregistre énsuite cette variation de pression, réfléchie par l’extrémité amont (chambre de mise en charge), et changée de signe, et ainsi de suite. On obtient ainsi dans le graphique de la pression une série d’encoches, tantôt dans un sens, tantôt en sens inverse, qui permettent de déterminer très commodément la vitesse a. Lé temps est mesuré par un diapason ayant comme période un centième de seconde, ou par une horloge qui permet d’actionner un signal. La période de l’horloge est i seconde oi et le signal est mis en mouvement deux fois par période.
- Pendant cette détermination, la conduite étudiée reste fermée et les vannes compensatrices n’interviennent pas. Nous avons appliqué cette •méthode avec M. Eydoux à des conduites de i m. 20 de diamètre et de plusieurs centaines de mètres de longueur.
- La figure i indique l’enregistrement des varia- (
- mité aval, mais elle est changée de signe ; on a, à cette extrémité de la conduite, une vitesse nulle, puisque le robinet est fermé et une pression y2 donnée parles équations :
- y, = y, + F, - f„ o = -a- (Fï + F,)
- • O
- d’où
- Fa =
- as
- »
- g
- yi — y» + a ~-
- On voit que la dépression brusque change de signe et que sa valeur absolue est doublée; c’est ce que l’expérience vérifie complètement comme il est facile de s’en rendre compte sur la figure i.
- En considérant de même les valeurs y3, yiy...
- il il
- de la pression aux époques 2 X —, 3 X —> etc.,
- \r
- Fig. 1. — Méthode de la dépression brusque.
- tions de pression. On voit à la partie supérieure du cliché l’inscription du diapason, au-dessous se trouvent les dépressions et surpressions que nous venons de signaler.
- Soit ?/0 la pression statique : 17 m. 3 d’eau, soit s la vitesse de l’eau et y 1 la pression à l’extrémité de la conduite, au moment du maximum de la dépression; on a, en adoptant la méthode de M. Allievi
- Vi ~ Vo -f- Fi e = — ^ F,
- d’où :
- „ a e as
- F. = -_ r. = r.-7.
- il ,
- A l’époque —, la dépression revient à l’extré-
- CL
- on a de même :
- Vi — y$ + f3 — f2, F3 -}- Fa = o,
- d’où
- d’où
- F,.
- as
- T 2/3
- ae
- '•-'7
- y*
- y<> -f- F4 — F„ F* F3 — o,
- F,
- a e g
- , 2 as.
- yi — Vù H——
- 5
- La deuxième encoche a une hauteur double de la première; à partir de la deuxième, toutes les encoches sont pareilles : c’est bien ce qu’indique la figure 1.
- Les valeurs trouvées par cette méthode concordent bien avec la formule de M. Alievi :
- 9 900
- SJ48,3 + K -
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-
- 9.Septembre 4916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 243
- ~ $ -------- ; : ----------------------------------------------------------------
- dans laquelle K — 0,5 pour le fer, d est le diamètre et e l’épaisseur de la conduite.
- Des expériences ont été faites à l’usine à gaz de Toulouse (‘[..La conduite de l’usine à gaz de Toulouse avait i54 m. 5o de longueur, 8o millimètres de diamètre, 5 millimètres d’épaisseur;
- IL — Môme méthode. — Observation au milieu de la conduite.
- On peut appliquer la même méthode en plaçant le manomètre au milieu de la conduite et provoquant, comme dans le premier cas, la
- Fig. a. — Dépression brusque, observation au milieu de la conduite.
- la pression statique y0 Vo était égale à 4 mètres d’eau. La méthode de la dépression brusque a donné une vitesse de i 280 mètres [par seconde.La vitesse tirée de la formule d’Alievi était ' 1 3i5 mètres'.
- D’autres expériences faites à l’Institut Electrotechnique de Toulouse sur une conduite ayant la même épaisseur et le même diamètre que la pré-
- dépression brusque par la manœuvre d’un robinet situé à l’extrémité aval.
- On obtient alors le graphique (cliché n“ 2), qui comprend d’abord une dépression; celle-ci, après réflexion sur la chambre de mise en charge, change de signe et devient compression ; après réflexion sur l’extrémité aval, elle conserve son signe et reste compression. La réflexion sua
- >
- Fig. 3. — Conduite sans poche d'air.
- cédente et 186 m. 8 de longueur, la pression statique ye étant 17 m. 3o a donné :
- if
- a
- — o',57
- la chambre de mise en charge change ensuite son signe, etc., on explique ainsi le graphique 2, qui sert comme le précédent à la détermination de la vitesse.
- d’où
- III. — Application, détermination de la position d’une poche d'air dans une conduite.
- a = 1 3i2 mètres par seconde. (*)
- (*) M. Versepuy, directeur de cette usine, a bien voulu mettre à ma disposition, avec une extrême obligeance, plusieurs conduites de fer, de vastes emplacements et un matériel très précieux; je tiens à le remercier tout particulièrement. M. Versepuy est en même temps qu’un ingénieur éminent un savant [remarquable ; il considère avec raison qu’il est indispensable de réserver dans l’usine moderne une certaine place aux laboratoires de recherches. Il faut souhaiter de voir de pareilles idées se généraliser dans le monde industriel.
- L’expérience a porté sur une conduite de n5 m. 7 de longueur ; le graphique de la dépression brusque a donné (fig. 3) :
- 4T 24
- a 67,5
- d’où, en adoptant comme vitesse 13oo mètres
- 1 3oo X M
- 4 X 67,5
- 115m,6;
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-
-
- Î44
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2* Série).— N* 37i
- ---------------------:--------:------:-«----1-
- on provoque en un point de la conduite une poche d’air et on répète l’expérience de la dépression brusque, en désignant par V la distance de cette poche d’air à l’extrémité aval de la conduite on a :
- 4£ i4 a 5a
- (’0 désignant la vitesse initiale de l’eau dans là
- conduite,
- d’où :
- av »
- TJ _ " ' o , a Vq
- F._-, ÿ,_y. + _.
- Le coup de bélier est donc : h =
- ?
- Fig. 4. — Conduite avec pocha d’air.
- d’où :
- 3..XU=;,
- 4X5» ' ’
- la distance réelle est 86 m. 5.
- M. Joukowski dans son important travail sur lés coups de bélier avait indiqué une méthode analogue.
- IV. — Fermeture brusque et complète.
- Indépendamment de la méthode précédente, on .peut aussi se rendre compte de l’état de la conduite, en provoquant des coups de bélier de fermeture brusque, c’est-à-dire ayant une durée ol
- inférieure à—, telle que la fermeture soit ter-
- En désignant par y2 la pression dans la con-
- , . . il
- duite a 1 epoque —
- ÿî — Vo + Fa ~ F|, o — v0 — ^ (Fs -{- F,), d’où ;
- F? = o, y2 = y0 —
- av o
- on aura de même :
- av o
- f3=^ ys = yo + a-%,
- TT 'iVo .
- F* = o, y4. = y0-—, etc.
- 5
- Fig. 5. — Fermeture brusque et complète.
- minée quand l’onde revient à l’extrémité aval.
- Les formules de la fermeture brusque sont les suivantes : en désignant par y0 la pression statique, on a à la fin de la fermeture (époque o) une pression yt dans la conduite satisfaisant aux relations :
- yi = yo + F1} O = p0—- F,,
- CL
- Le cliché 5 donne le graphique correspondant aux formules précédentes.
- Les expériences faites à l’usine à gaz et à l’Institut Electrotechnique ont montré que le coup de bélier était bien représenté par la formule :
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-
-
- 9'Septembre 1916.
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 245
- - Je citerai les expériences suivantes : Expérience IE 112-6.
- Jaugeage : 5o secondes ; masse d’eau écoulée : 26 25o grammes.
- Tare : i2o5o grammes.
- On a pris :
- a — i 3o5 mètres.
- La vitesse est :
- Co — o m. o568.
- Le coup de bélier calculé est :
- h —
- 3o5 X o,o568 9»8
- :7“,56;
- sur le graphique 24 mm. 8 correspondent à 16 m. 85 de pression ; le coup de bélier observé correspond à ii mm. 2 d’où :
- h ==
- i 1,2 X i6,85 24,8
- 7m,59.
- Expérience t E 112-7.
- La fermeture de la conduite a été faite par un petit robinet latéral.
- Jaugeage: 100 secondes; masse d’eau écoulée: 29 200 grammes.
- Taré: 12o5o grammes.
- La vitesse :
- t'o = o m. o344-Le coup de bélier calculé est:
- _ o,o34.4 X 1 3o5
- ~ '9,8 '
- h observé = 4m,7-
- Expérience IE 112-9.
- Jaugeage : 100 secondes; masse de l’eau
- écoulée : 3i 25o grammes.
- Tare : 12 000 grammes.
- La vitesse de l’eau est:
- e0 = o m. o 385.
- Le coup de bélier calculé est :
- 7 o,o385 X 1 3o5
- h = -1------------- = 5™, .27
- 9)8
- /robservé = 5m,28.
- Remarque. — On peut remarquer que, dans
- chaque série d’expériences, .on prend comme valeur a celle qui est donnée par la méthode de la dépression brusque ; cette valeur convient suffisamment pour la représentation des phénomènes étudiés : nous laissons systématiquement de côté, dans le travail actuel, les modifications de l’onde du fait de sa propagation ; les valeurs de a diffèrent légèrement, elles sont tantôt 1 3oo, 1 3o5, 1 3,io. L’étendue considérable de la conduite (186 mètres de longueur) ne permet pas de réaliser des conditions tout à fait comparables d’une série à l’autre, les diversès séries étant faites à des époques différentes de plusieurs mois.
- Dans ces expériences et dans celles qu’on va expliquer, il est essentiel d’éviter de provoquer des coups de bélier supérieurs à ya ; il faut donc ouvrir la conduite ou la fermer avec lenteur. Si, par exemple, on réalise une fermeture brusque telle que
- 7 af,o^ h = — > yo,
- la pression devient négative dans la conduite, voir figure 5; il se produit donc des rentrées d’air et des dégagements d’air dissous, la conduite ne peut plus être utilisée, elle donne pour a des valeurs erronées et beaucoup trop faibles. Il faut arrêter l’expérience et purger la conduite; à mesure que l’air disparaît les valeurs de a augmentent et se rapprochent de la valeur théorique. Pour éviter les coups de bélier trop forts, c’est surtout à la fin de la fermeture qu’il faut ralentir le mouvement du robinet; ceci est conforme à la formule de M. de Sparre qui a montré qu’une fermeture brusque réduisant la vitesse de Va à vt donne un coup de bélier h :
- h
- a v0 — v,
- g
- 1 +
- avt
- Nous aurons l’occasion de revenir sur ce point ultérieurement, à propos des fermetures brusques partielles.
- Indépendamment des procédés que nous venons de décrire, le clapet automatique que nous signalerons plus loin indique par sa période si la conduite est complètement purgée.
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- 246
- LA LUMIÈRE
- V. — Analyse d’une,conduite. — Résonance des divers harmoniques.
- Quand une conduite est bien purgée d’air et qu’elle donne une vitesse a biqn constante, il est nécessaire d’en faire l’analyse et de déterminer la période fondamentale et les divers harmoniques qu’elle donne de préférence.
- J’ai indiqué (Comptes rendus de VAcadémie des Sciences, loc. cit.) la méthode qu’on peut utiliser dans ce but et qui m’a permis de mettre en évidence les divers harmoniques d’une conduite. On munit celle-ci à son extrémité aval, d’un petit robinet entraîné par un moteur dont on fait varier lentement la vitesse. Le manomètre
- ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2« Série). — N‘37,;
- enregistrées toujours à l’extrémité de la conduite. La ligne d’inscription des secondes étant en haut et la figure étant parcourue de gauche à droite, on trouve d’abord un premier minimum très net. Pour déterminer la période correspondant à ce minimum, on ne peut faire usage du graphique pris à l’extrémité de la conduite ; on a enregistré en même temps la pression en un poste situé à 28 m. 18 de l’extrémité aval de là conduite (ce graphique n’est pas représenté). Un contact, qu’on établit au début de l’inscription et qui correspond à un signal visible au début des divers graphiques sur la ligne des secondes, permet de faire correspondre entre elles les secondes marquées au premier poste et
- Fig. 6. — Résonance du fondamental.
- branché à côté de ce robinet met en évidence les diverses résonances.
- Les expériences ont été faites d’abord à l’usine à gaz de Toulouse ; la figure 6 représente la résonance du fondamental, les sinusoïdes qui apparaissent à la fin du cliché ont une période correspondant à 14 mm. 5. La seconde représentée en regard occupe 3o mm. 5 on a,
- 0; désignant la période du fondamental :
- 4 X l
- , «O,
- **»
- 4 X i54,5 X 3°,5
- 1 280 X i4»5
- = 1,016 au lieu de 1;
- on prend pour a 1 280 mètres comme l’indique pour la conduite de l’usine à gaz la méthode de la dépression brusque.
- au deuxième poste. On a, en se servant du deuxième graphique:
- e _ 8^ = 4 X »54,5.
- 2 36 x X 1 280’
- on a : x ==. 2,046 au lieu de 2 ; 02 désignant la période trouvée au deuxième poste.
- Donc :
- 02----.
- a
- Le tuyau comprend alors un ventre à chaque extrémité et un nœud au milieu.
- Le maximum qu’on trouve ensuite dans la figure 7 correspond au troisième harmonique; on trouve en effet que cinq sinusoïdes au voi-
- W
- -K------
- • —'''—v—|^-wv^A/\AAAAA^Ay\y\7\j\//\/\v^y)y)y^^/^y^y\y\/L/wvvvvvvvA,Jwwv-v~T-^--
- 1 Fig. 7. — Résonance du 2e, 3e et 4e harmoniques.
- Le tuyau présente alors un nœud à l’extrémité aval et un ventre à l’extrémité amont.
- Au moment de la résonance, l’oscillation s’épure et la courbe devient sinusoïdale ; la même remarque s’applique aux harmoniques.
- La figure 7 représente diverses résonances
- sinage du maximum occupent 2 > mm. 7, la seconde occupe 27 mm. 6. O11 a:
- 4 X l a X 63
- 4 X 164,6 X 5 X 27,5 i 280 X 21,7
- : 3,o6 au lieu de 3,
- 63 étant la période cherchée.
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- 9 Septembre 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 247
- En prenant pour a la vitesse i 3io mètres qui est la vitesse théorique, on aurait, au lieu de 3,o6, 2,98. , ;
- On voit donc que le maximum situé à droite sur le graphique n° 7 correspond bien à l’harmonique 3; on a alors un ventre à la chambre de mise en charge, un nœud au premier tiers amont, un ventre au deuxième tiers aval, et un nœud à l’extrémité aval de la conduite.
- On verra plus loin, à propos de l’amplitude des harmoniques, la répartition dés pressions produites dans la conduite par l’harmonique 3.
- Le minimum qui est situé tout à fait à l’extrémité du cliché 7 correspond au quatrième har-
- mum correspondent à mm» 3, une féconde correspond à 26 millimètres. On a :
- Ai
- 4 X i5/|,5 X 26 1 280 x-2,53
- •= 4,96 au lieu.de 5,
- 6e étant la période du cinquième harmonique.
- La conduite quand l’harmonique 5 résonne, présente trois ventres dont un à la chambre de mise en charge et trois nœuds dont un à l’extrémité amont.
- Remarque. — La.conduite dont nous venons de parler avait la forme d’une équerre rectangulaire ; le petit côté amont ayant 20 m. o, la longueur totale étant i54 m. 5. C’est à cette forme
- Fig. 8. — Résonance du 5” harmonique.
- \AAAMr\nnn/wvwwvw»
- monique;on a trouvé, en effet, qu’au voisinage de ce minimum 6 sinusoïdes correspondent à ao mm. 5, une seconde, correspondant à la même région à 28 mm. o, on trouve :
- «64.
- i54,5 X 6 X 28 1 280 X :>o,5
- = 0,989 au lieu de 1.
- C’est bien le quatrième harmonique. La conduite présenté alors trois ventres situés aux deux extrémités et au milieu et deux nœuds intermédiaires.
- La figure 8 montre la résonance du cinquième harmonique : 10 périodes au voisinage du maxi-
- simple et au fait que l’épaisseur de la conduite est constante d’un bout à l’autre qu’on doit attribuer la facilité avec laquelle se produisent les divers harmoniques pairs et impairs.
- Les divers harmoniques impairs peuvent être mis en évidence, non seulement par la méthode précédente, c’est-à-dire artificiellement, mais encore naturellement c’est-à-dire par exemple, par la simple fermeture d’une vanne ; nous reviendrons ailleurs sur ce point.
- (A suivre.)
- C. Casiichel,
- Professeur 5 la Faculté des Sciences, Directeur de l’Institut Electrotechnique de Toulouse.
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- 248
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2* Séria). N? 37.
- ÉTUDE SUR LA RÉSISTANCE DES TRAINS (Fin)™
- Dans cette dernière partie de son étade sur la résistance des trains, M. Parodi indique les formules adoptées par certains réseaux ou Sociétés de construction pour la prédétermination de la résistance globale d’un train de composition donnée.
- QUATRIÈME PARTIE
- Formules empiriques représentant la résistance totale d’un train {Suite et fin).
- FORMULES PRATIQUES UE RESISTANCE UES TRAINS.
- i° Formules françaises.
- Formules de la Compagnie de l’Est. (Expériences de Vuillemain, Gebarhdt et Dieu-donné.)
- v , i ( R=i,65+o,o5V(graissageàl’huile), I2<'' <i2krn-1 R=2,3o+o,o5V(graissageàlagraisse).
- V2S
- 32<V<5okm. R=i ,8o+o,o8V4o,oo9 -p-,
- V2S
- 5o<V<65km. R=i,8o+o,o8V+o,oo6 “p")
- S surface transversale maxima du train en centimètre carré.
- Formule d’Aspinall :
- <*
- R = i ,i3 +
- ye/3
- a5o + o,/|5 V
- ^longueur du train en mètres.
- 3° Formule autrichienne. Formule de Fink :
- V2
- R r= a 5 -j--------voie en bon état,
- i ooo
- R = 3,75 +
- V2
- -— vent fort, graissage à la graisse. 070
- V2S
- 65<V<8okm. R=i,8040,14V40,00044 -p-.
- Formule de la Compagnie d’Orléans :
- V2
- R = 1,5 ^1---:--= 1 5 + 0.000 01 Y2.
- 1 100
- Formule de la Compagnie du Nord. (Expériences de M. de Bousquet et Barbier.) Matériel ordinaire :
- R = i,6 + 0,023 V + 0,000 46 V2. Matériel à bogies :
- R = 1,6 + 0,004 56V + 0,000 456 V2. Trains de marchandises :
- R = i,/|5 + <1,000 8 Y2.
- a0 Formules anglaises.
- Formule de Harding (Expériences de Harding et formule de Scott Russel) :
- Y2S
- R = 3 ,44 -f 0,094 V'+ 0,004 84 —,
- ____.
- (') Voir La Lumière Electrique du uj août, p. 169, du 26 août, p. 19.3, et du 2 septembre, p. 217.
- 3° Formules allemandes.
- Formule de Franck, donnant l’effort total dé traction du train t
- R = /|P + /aQ + X (S. + S2) V2.
- P poids des motrices.
- Q poids des remorques.
- f2 = 0,0025 pour les voitures à voyageurs.
- f2 = 0,0029 pour les wagons.
- X = 0,1225.
- Si surface du front du train. S2 surface fictive des remorques calculée aux taux suivants :
- 1 m2, 7 par fourgon à bagages.
- o m2, 5 par voiture à voyageurs, ou wagons découverts.
- o m2, 4 par wagon plat chargé.
- 1 mètre carré par wagon plat vide.
- 1 mètre carré par wagon couvert ou voiture à voyageurs suivant immédiatement un wagon plat.
- Formules de von Jiorries et Leitzmann (tableau X) :
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- 249
- 9 Septembre 1916. ' LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Tableau X. (Formules de von Borries et Leitzmann).
- TRAINS
- FORMULES BINOMES
- a -f-
- FORMULES TRINOMES a -f* bu -f- cp2
- Rapides..................................
- Voyageurs................................
- Banlieue..............................
- Marchandises.............................
- Marchandises, train vide, wagons couverts...
- Marchandises, train chargé, charbon......
- Marchandises, train vide, wagons plats...
- R = 2,5 + R = 3 +
- R — 4,2 -}- R = î,j +
- 2 335 T 85o
- I 335
- I 11)0
- R
- R
- 2,2 +
- 1,6 -f
- 8oo
- i 600
- R = 3,6 +
- it »
- 2.9 -)- o,oo5(' -j- 0,000 5 v2
- 3.9 -j^o,oi6e -|- o ooo 56 v2
- *
- y> »
- 2 -j- 0,025 V -j- 0,000 7/1 V2 • . -T» . • »
- 2,8 o,o5oo -f- 0,000 8i v2
- Essais de Zossen :
- R 2 -\- 0,006 25 V -)- 0,000 525 V2
- Formules américaines (matériel à bogies) (*)•
- Formule de Davis. S(, S2, S3, surface des sections droites des voitures successives (y compris projection des roues, du châssis et du corps de voiture).
- (Formule déduite des essais du Bulïalo-Lack-pont Railway).
- R = a -f- bv -j- c -p [S( -f- m (S2 -j- S3 -j- S4 -j-... )].
- a) Résistance en kilogramme par tonne (frot-
- (') Surfaces approximatives des voitures américaines.
- POIDS SURFACE
- _ 18 tonnes 23 — 27 — 36 — 45 -54 - 8 mètres carrés 8 m2,7 9 m2j3 10 m2,5 ïi mètres carrés 11 —
- tements dans les paliers) ayant comme valeurs :
- 1,^5 pour wagons lourds chargés.
- 2 pour voitures à voyageurs grandes lignes et banlieue.
- 2,5 à 3 pour tramways ou véhicules graissés à la graisse. . 1
- b) Coefficient de V, résistance due aux frottements dans les paliers, rails, etc. :
- o,o35 pour voie lourde bien entretenue.
- 0,010 pour voie en état d’entretien moyen.
- c) Coefficient de V2, résistance due à la poussée de l’air :
- ! 0,0066 pour voiture à plate-forme ouverte.
- 0,0045 à 0,0057 pour voitures à couloir.
- Dans le cas où toutes les voitures sont sem-, blablcs, on a
- S, — S2 — S3 = s„.
- ?
- s^?
- R = a -j- ùc c -p- [ 1 -j- ( n — 1 ) ni\.
- j. Davis a trouvé que m était pratiquement égal à i/io.
- Les formules de Davis prennent les formes suivantes dans les cas les plus importants de la t pratique :
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-
- 250 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV(2* Série). — N»37.
- „ Tramways plateforme ouverte . Poids 8 à ao tonnes Surface s — 8 mètres carrés Vitesse maximum 5o kilomètres ! V® / Tl — I \ > R = 3 + o,o35V + o,o5a 5 — ( 1 -j —-— J.
- Voitures de banlieue Poids a5 à 4» tonnes Surface s — 9 m2,3 Vitesse maximum 100 kilomètres j / V2 / Tl —— l\ | R — a,S -j- 0,040V -j- o,o5a 5 — y 1 -| J..
- Voitures de banlieue à grande capacité ou voitures de grandes lignes Poids 40 à 5o tonnes Surface s — 10 mètres carrés Vitesse maximum iao kilomètres 1 R =’ a -j- 0,040 V -f- o,o58 — ^i+ —
- Trains de marchandises, wagons de 40 .tonnes chargés Surface s — 10 mètres carrés Vitesse maximum 60 kilomètres .R = 1,;5 + 0,040V + 0,067 p ('+ IO )'
- Formule de l’Université d’Illinois pour voiture ' unique [Harold Dunn, Bulletin n° 74 de 1914 de l’Université d’Illinois] : Formule de Clark : V2 R =
- SV2 R = a -(- 0,069V -j- o,oo3 4 -jj--. Formule de Searless :
- Formule d’Armstrong {General Electric Go) : R = 2,41 + V2 ^0,00096 + p J.
- / JX x \ R=—-—l-o,oi ào,o3V+o,007640,ooa5—-( 1 -1 ). / P p \ 10 / Formule de Wellington :
- Formule de Balch Blood (A. S. M. E. 1903) : n , V2 T ci 0,12 + 0,01 B„4 R — 2 + V2 0,00096 -| ^ .
- R=i ,75 à 3,5-]-0,037 à 0,04 7 V / 0,0484ào,077 5\ + ( o.ooo 3-j—2 p — JV1-8. Formule de l’Engineering News : R == 1 -f- 0,078 V.
- Formule de Smith :
- SV2 ~ R — i,5 -f- o,o5aV -j- 0,00a 37 “p-- Formule de Dood ; R = 3,5 + 0,062 2V.
- Formule de Mailloux : Formule de Baldwin :
- Vs R = 1,75 -j- 0,046 7 V -f- 0,022 — [1 -f- o,o8«]. R = i,5 + o,o5x 8V.
- Formule de Sprague : V2 R = 2 + 0,049 8V + °,029 3 "p • Formule de Gosshall : R = -f -f cV-f d — (1 -f 0,08 a).
- Y2
- R = 2 + 0,049 8V + °>°29 3 "p •
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- 9 Septembre 1916. ^ LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- l
- 251
- dans le cas de la marche d’untcain composé d’une voiture unique de 25, 5t. (fig. 25), 36 tonnes (fig. 26) et de trains composés de 5 voitures (fig. 27).
- Formules de résistance des trains de marchandises (locomdtive non comprise) :
- Formule de Dermis
- Formule d’Onderonk
- o,535 + 63 -
- Formule de Cole
- Formule de l’American Railway Association........................
- + 55 -
- Ô TtT zô 30 *0 \ sà so 70 80
- JCttomèim i l'/ieure ^
- Fig. a5. — Comparaison de diverses formules de résistance. Cas d’une voiture isolée de a5 tonnes.
- En moyenne on peut admettre
- Les figures 25, 26, 27 permettent de comparer entre elles, au point de vue numérique, les formules américaines que nous venions d’indiquer
- Les figures 28, 29, 3o, 3t donnent pour différents tonnages unitaires la résistance moyenne
- JCîi'o/n êtres per heure
- Fig, 26. — Comparaison de diverses formules de résistance d’un train d’une seule voiture de 36 tonnes.
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-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Série). — 37,
- \
- JKilomètrès par heure
- Formules diverses de résistance des trains de 5 voitures.
- Fig. 27.
- en kilogramme par tonne des trains composés de tion de la formule d’Armstrong qui paraît donner 1 voiture (fig. 28), 2 voitures (fig. 29), 3 voitures les résultats les plus corrects dans l’ensemble (fig. 3o), 4 voitures (fig. 3i) calculées par applica- des cas de la pratique.
- ?0 30 40 SO 60 70 80 30 J00
- K/?omètrès s'par heure
- Fig. 28. — Formule d’Armstrong. Résistance d’un train d'une seule voiture.
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-
-
- jFCtlomètres par heure
- Fig. 39. — Formule d'Armstrong. Résistance des trains de deux voitures.
- 1Po/dô c/tssÿe voito/ry: i8T
- JCttomèires par heure
- Fig. 3o. — Formule d'Armstrong. Résistance des trains de trois voitures.
- Fig. 3i. — Formule d’Armstrong, Résistance des trains de quatre voitures.
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-
-
- 254
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2« Série). — N° 37.
- La figure 32 donne pour des trains du New-
- York Central, composés de 1,2,3...9 voitures, la
- résistance spécifique moyenne en kilogrammes par tonne, locomotive comprise.
- dant les premiers moments du démarrage la résistance prend des valeurs considérables de 5,67 kgs et même quelquefois 10 à i5 kgs par tonne,.puis la résistance décroît très rapidement
- -Locomotive sente
- ? 3-
- Avec / remorque
- Avec Z____
- Avec 9
- 50 60 70 80 Si
- Kitom è très par heure
- Fig. 3a. — Formule d’Armstrong.
- La formule proposée par l’American Locomotive Work de Sherrestady est particulièrement intéressante en ceci qu’elle constitue la première tentative faite pour mettre en évidence algébriquement les variations de résistance aux petites vitesses. L’expérience courante montre que pen-
- pour passer par un minimum pour des vitesses comprises suivant la nature du matériel, entre ïo et 20 kilomètres.
- Le tableau ci-contre permet'de comparer les formules françaises, allemandes et américaines dans certains cas particuliers.
- Comparaison des formules de résistance des trains.
- 10 KM. 3o KM. 5o KM. 70 KM. 90 KM.
- NATURE [si PÛ h . —
- DU SERVICE S (0 5 w 0 u K -A Franck" Barlier Borries | U. S. A. | Franck | Barlier Borries [ U. S. A. Franck Barlier Borries U. S. A. Franck Barlier Borries U. S. A. Franck Barlier Borries U. S. A.
- Rapides 40 » )) 2, 55 3, 46 3,43 2 KK 4,28 5,4^ 4,6 5,62 _ O O
- 2.» 9 7,33 6
- Voyageurs .. , . 26 )) )) 3 3,5 2, 8 3,7 4,4 3 4,9 » 3,6 6,5 7-3 4j4
- )) »
- Banlieue I 2 » 4,i 2 3 3,9 6,1 < » 4,5 » » » 5,7
- 4? y 2.2 .
- Marchandises . . . Trains vides (wa- 5o 2, 54 2, 2 2,3 2, 2 2,9 3 3 3,2 3,7 4,4 4,4 4,4 » » > » » » » »
- gons couverts). 120 2,5/| )) 2, 3 » 2,9 » 3,45 » 3,6 » 5,1 » 4,5 » » )> 5,8 )) » ))
- Tr-ains chargés. . Trains vides (>va- 120 a,53 2, 02 ï.7. 2,1 2,8 2, 8 2,25 3,4 3,3 4,1 3, 25 4,2 4,i » » 5,2 5,i )) » »
- gons plats) . . . 120 2,67 » 3,35 » 4 )) 5,o » 7, 2 » 7.3 » 11,6 » )) )) 17,6 » » 1)
- x 1
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-
- 9 Septembre 1916. LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- 235
- Cette comparaison fait ressortirdes différences considérables entre jles résultats obtenus dans différents pays en Amérique et en Europe, et même dans un même réseau d’un essai à l’autre.
- En France et en Allemagne, les types, les dimensions,les capacités des voitures sont sensiblement les mêmes, et les formules appliquées sont en somme assez concordantes si on tient compte de l’imprécision des données.
- Les méthodës de construction et d’entretien du matériel de chemin de fer étant essentiellement différentes aux Etats-Unis et en Europe, les discordances que l’on constate n’ont rien de véritablement anormal.
- Certains problèmes, comme ceux de la remorque de trains de 4 ooo à 6 ooo tonnes, rendent nécessaires aux Etats-Unis la recherche et l’emploi de formules dans des conditions d’application qui ne présentent pas d’équivalent dans les chemins de fer européens. L’impossibilité de constituer des trains de pareil tonnage avec nos wagons et nos attelages, et surtout la nature du trafic de détail que nous avons à assurer qui n’a rien de commun avec les transports à grande distance de matières pondéreuses qui caractérisent le trafic américain, rendent difficiles les comparaisons de formules pratiques de résistance à la traction (*).
- (l) Pour des trains de très forts tonnages,le Pennsylvania Railroad et le Virginian Gy ont donné sur les essais effectués en juin 1909 les renseignements suivants :
- TONNAGE REMORQUÉ AU CROCHET DU TENDER VITESSE EFFORT 'DE TRACTION EN KG PAR TONNE DE TRAINS EFFORT DE TRACTION TOTAL AU CROCHET EN PALIER ET ALIG* DROIT
- 5 400 tonnes 28 km. 1,5 8 100 kg.
- 6 aoo — 1,45 8 800 —
- D’ailleurs l’emploi de machinées, ayant un poids adhérent de à 3o tonnés par essieu, alors que les règlements en vigueur en France tolèrent à peine 18 à 20 tonnes, entraîne des conditions d’utilisation des tracteurs très différentes des nôtres.
- Malgré ces divergences les écarts pratiques entre les résultats expérimentaux sont relativement faibles, et le matériel américain semble présenter une résistance à la traction à peu près égale à celle du matériel européen aux petites vitesses, inférieure aux grandes.
- Ces différences ne sont d’ailleurs probablement qu’apparentes, et elles disparaîtraient vraisemblablement si nous pouvions préciser toutes les conditions d’exploitation.
- Sur les lignes électrifiées, où, grâce à l’emploi de compteurs placés dans les sous-stations et les voituresil est possibled’analyserlespertes d’énergie et de déterminer avec exactitude le rendement de chaque élément de l’installation de traction, des renseignements précieux pourront être recueillis qui permettront sans doute de compléter les formules que nous avons indiquées.
- Pour le moment, nous ne pouvons que nous borner à enregistrer les résultats déjà obtenus, sans pouvoir songer encore à présenter des formules directement applicables dans le cas général.
- H. Parodi,
- Ingénieur, chef du service électrique de la Compagnie des Chemins de fer d’Otléans.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE T. XXXIV (2? Série). — N° 37.
- «
- PUBLICATIONS TECHNIQUES
- RADIOTÉLÉGRAPHIE ET RADIOTÉLÉPHONIE
- Brevets récents de radiotélégraphie et radiotéléphonie. — w. Ecoles.
- Dans ces dernières années, de remarquables progrès ont été constatés en radio-télégraphie et téléphonie, tant pour la génération que pour la détection des ondes. Le trait saillant dans les deux cas a été l’élaboration d’instruments et de méthodes basés sur les propriétés découvertes expérimentalementdes courants thermo-ioniques dans le vide élevé. La valeur d’avenir des courants ioniques et des flux cathodiques dans tous les domaines de la technique, où les courants de haute fréquence sont l’objet principal de la manipulation, était entrevue depuis des années; mais ce n’est que dans les deux ou trois dernières que les connaissances recueillies sur ces sujets dans les laboratoires dédiés à la science pure ont été transportées, avec un retard inutile et surprenant, dans les laboratoires techniques et changées avec succès en procédés pratiques d’un profit tangible pour l’humanité. '
- La sélection suivante des spécifications de brevets récemment publiés donne une image exacte de l’accession des courants thermoioniques à une importance pratique; on verra que les procédés et appareils utilisant les courants dans le vide forment une grande partie de cette sélection.
- I. — Transmission.
- F. di G. B. Marzi décrit un éclateur dont une électrode est maintenue humide. Elle est constituée-par exemple par un disque rotatif mouillé par un ajutage et frottant sur un tampon de feutre qui enlève l’excès de liquide. L’autre électrode est une tige d’aluminium touchant presque le disque. Un arc particulier à son aigu jaillit et engendre des trains d’onde presefue continus dans le circuit self-capacité habituel.
- L’éclateur constitué par un disque tournant et un tube dont l’axe est perpendiculaire au plan du disque est bien connu. Un de ses défauts est 1 usure rapide des bords du tube due à une mau-
- vaise répartition du courant d’air de refroidissement soufflé dans le tube, par suite d’une sorte de remous. E. Girardeau et J. Béthenod suppriment ce défaut en prenant un disque de même diamètre que le tube, le tout monté axialement dans un tube plus grand. L’air est soufflé dans celui-ci et aucune partie de l’arc n’échappe au soufflage. La distance x est sans importance, tandis que le diamètre d est important. On peut faire tourner les deux électrodes pour rendre
- Tz
- T' ~
- ——> Jj/» jd
- Fig. i.
- I usure uniforme ou bien faire tourner l’étincelle par un champ magnétique qui lui soit perpendU culaire. Dans ce cas, l’électrode disque constitue 1 extrémité d’un aimant cylindrique excité par un enroulement placé à l’extrémité éloignée de l’étincelle. Un moyen efficace est de connecter cet enroulement en série avec le circuit d’excitation de l’alternateur de sorte que le champ magnétique atteigne sa valeur maxima au moment propice. Une autre méthode est de produire le champ par une bobine traversée par le courant de haute fréquence.
- L’arc de Poulsen ne figure pas dans les nouveaux brevets autant que le grand développement de ce mode de télégraphie - pourrait le faire croire. • J.-A. Fleming protège cependant une simplification constructive de l’arc générateur; -l’électrode charbon émerge verticalement d’environ 20 millimètres d’une couche d’huile lourde et est recouverte d’un chapeau de cuivre. Quand l’arc jaillit, l’huile s’évapore et fournit l’atmosphère d’hydrogène dont la pression excessive est empêchée par de petits trous percés dans le chapeau. Plusieurs arcs semblables peuvent être disposés dans le même bac à huile et réglés
- ->
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-
- 9 Septembre 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- “257
- simultanément. Quatre arcs en série fonctionnent bien sous 200 à ï5o volts et huit arcs sous 45o à 5oo volts..
- R. Arno produit des-trains d’ondes pratiquement continus par une combinaison d’un transformateur statique de phase avec un transformateur statique de voltage, arrangée pour donner par seconde plus de 3o ooo étincelles équidistantes dans le temps et d’égal amortissement.
- l
- Fig-, i.
- Par exemple, sur la figure 2, un anneau magnétique porte un enroulement continu alimenté en diphasé aux points I, I et II, II. La tension en 4, 4 est décalée sur celle en I, I de 1/8 de période et le résultat est le passage d’un système diphasé à un système hexadécaphasé. Plus généralement dans un système à N phases, de fréquence /'avec K prises et un éclateur dans chaque circuit dérivé, le nombre total d’étincelles sera NK. On peut, pour obtenir un voltage assez élevé, transformer au préalable les phases d’arrivée ou munir le transformateur de phases de deux enroulements pour en faire en même temps un transformateur de potentiel. L’inventeur recommande un nombre impair de phases, par exemple trois phases transformées en neuf séparées alimentant chacune un circuit oscillant couplé avec l’antenne par un seul et unique transformateur pour les neuf circuits.
- Le tube à vide à trois électrodes est venu récemment en faveur comme générateur. Là figure 3 montre jun dispositif de Arco et Meissner : 3i, circuit fermé d’oscillation fermé de la self 3o et de la capacité 29; 2 cathode, 4 électrode de contrôle reliées à 3i par le circuit 7 en accouplant 8 et 3o ; 3i relié également à l’anode 3, et la cathode 2 par le circuit 9 ; 10 source d’énergie chargeant 29. Le circuit fermé 3i ainsi excité oscille à sa fréquence
- propre ; ces oscillations agissont sur l’électrode de contrôle, occasionnant des oscillations plus fortes dans le circuit amplificateur 9 et de là renforçant les oscillations originelles dans le circuit 3 c. L’amplification est limitée par l’absorption d’énergie dans le tube. La fréquence des oscillations est réglée en agissant sur 29, leur puissance dépend du voltage entre l’anode 3 et la cathode 2. En réalité, le courant ne passe que
- Fig. 3.
- vers la cathode et les oscillations du circuit 9 ne sont que des impulsions dans un seul sens. De plus, si la source 10 est alternative, les trains d’oscillations ne sont produits que par des demi-ondes et sont séparés par des intervalles vides pendant les demi-ondes de signe contraire.
- Le générateur décrit est employé surtout, non pour l’émission et la téléphonie mais pour la réception par hétérodyne. Une cathode couverte-d’oxyde donne une émission d’électrons plus copieuse mais la volatilisation de l’oxyde, lorsque le tube est employé avec une différence de potentiel élevée pour la production d’oscillations aussi fortes que possible, réduit rapidement le rendement du tube.
- II. J. Round et laMarconi’s Wireless Telegraph Cy ont breveté un arrangement similaire avec tube à deux anodes, circuit de contrôle et circuit réflecteur ou amplificateur, mais avec sources de force électromotrice et résistance de réglage dans les deux circuits. Dans la figure 4 : S grille ; F filament ; R, résistance ; B, source de force électromotrice réglable; K2 P2 circuit d’inductance et de capacité dont la fréquence propre détermine les oscillations ; K condensateur assurant la stabilité du courant et permettant le passage sans pertes des oscillations; K, P, circuit oscillant formant volant, accordé et accouplé à K2P2; G, source de potentiel élevé; R2 résistance
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- stabilisatrice réglée généralement au double de la valeur pour laquelle un arc jaillit dans l’ampoule R( et B, qui sont ajustées par tâtonnements. On peut employer plusieurs tubes à la.... fois, chacun d’eux ayant ses propres RaKaR^K et son rhéostat particulier pour le chauffage du filament par la batterie B.
- F. K. Yreeland a découvert que les oscillations d’un arc à mercure sont beaucoup plus énergétiques si l’arc est concentré dans un courant de gaz intense au lieu d’être diffusé à travers le
- Fig. 4.
- ube , la concentration pouvant être obtenue en admettant de l’hydrogène ou de l’azote en quantité convenable, ou par un çhamp dans le tube à électrodes de mercure qu’après l’établissement de l’arc. Le voltage s’élève et l’arc se concentre, mais le gaz disparaissant il devient de nouveau diffus. Une nouvelle petite quantité de gaz est introduite et ainsi de suite jusqu’à ce que l’absorption cesse et que l’arc reste concentré. La tension aux bornes varie avec la pression, mais les oscillations se produisent entre de larges limites de celles-ci : par exemple, tubes de 5 à io centimètres de distance entre anode et cathode, hydrogène à la pression de o, 5 à z millimètres de mercure (à froid), voltage 7?» à 5oo volts. Un tube de quartz de 5 centimètres de diamètre et i5 centimètres de lqng refroidi par courant d’air ou bain d’huile transmet un courant de io à iS'ampères par une çaine de 7 centimètres de long et moins de 5 millimètres de diamètre apparent. L’inventeur préconise l’emploi d’un arc double à 2 anodes et une seule cathode, un circuit oscillant étant mis en dérivation sur les anodes. Les deux arcs agissent sur ce circuit en sens opposés, lè courant augmentant dans l’un quand il diminue dans l’autre. Cette action simultanée aux extrémités opposées du circuit
- oscillant produit des effets cumulatifs. La cathode est éliminée du circuit oscillant et par suite la chute de tension à la surface de celle-ci , est évitée, ce qui est le principal avantage par rapport à l’arc simple.
- Ileyland propose un type intéressant d’alternateur à haute fréquence, dans lequel les surfaces actives du stator et du rotor sont divisées différemment de sorte que, lorsqu’une dent du rotor est en face d’une encoche du stator, la dent suivante est en face non d’une encoche mais d’une-dent du stator. L’enroulement aadans lequel est engendré le courant H F est connecté de manière qu’un courant constant qui y est envoyé rende les pôles du stator alternativement N et S. Les dents rotoriques bb ont un pas égal à la moitié du pas des pôles statoriques. Ainsi dans une position le flux quittant le pôle 3 trâverse les cornes des dents bb et pénètre dans les pôles a et 4, tandis qüe dans la jposition d’un demi-pas rotorique plus loin, et à part la dispersion, la seule communication magnétique èst celle de beaucoupjplus grande réluctance offerte par les
- dents et la masse du rotor. Le champ2duj rotor est neutralisé en plaçant un enroulement en cuivre dans les encoches du rotor ou encore (comme il est indiqué à droite sur la figure 5) en insérant les pièces de fer cc devant servir de ponts, dans un corps conducteur.
- La figure 6 montre une autre construction. Le stator a des dents alternées de largeur différente, et le rotor a un pas d’encoche égal au plus grand pas d’encoche du stator et double du plus petit.
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- Le circuit magnétique du pôle 4 se ferme par bb et les pôles 3 et 5, tandis que les circuits magnétiques des pôles a et 6 à travers la masse du rotor sont plus longs. Les conditions sont inversées si l’on tourne le rotor de son demi-pas. Le flux du pôle a oscille ainsi en opposition de phase avec celui du pôle 4, tandis que celui des pôles i, 3, 5 ne varie pas. L’enroulement aa sur les pôles %, 4, 6 est disposé comme si ces pôles étaient de polarité alternée et les forces électromotrices s'ajoutent. L’excitation est fournie par l’enroulement ee, i, 3, 5 devenant des pôles nord et -i, 4, 6 des pôles sud.
- Il ne se produit aucune force électromotrice dans cet enroulement puisque les pulsations du flux sont limitées aux pôles a, 4, 6. L’inventeur insiste sur l’avantage d’avoir dans ce dispositif des enroulements fermés surle rotor, les ampères-tours en opposition servant à réduire la dispersion du rotor et à supporter les courants de compensation correspondant à la charge.
- II. — Réception.
- Les brevets de détecteurs sont presque tous relatifs à des tubes à vide dans lesquels les courants sont transmis soit par des ions chargés de l’ordre de grandeur moléculaire, soit par des électrons ou corpuscules négatifs. Les deux types servent aussi bien de relais que de détecteurs; il est d’ailleurs souvent difficile de définir laquelle de ces deux fonctions remplit un tube dans un cas donné. Presque tous les tubes ont trois électrodes dont la cathode portée à haute température émet des électrons (émission thermoionique). L’électrode principale, primitivement une plaque métallique, est reliée au circuit où circule le courant amplifié, lequel se ferme par connexion à la cathode incandescente. On appelle quelquefois la troisième, électrode l’électrode auxiliaire, nom impropre puisque dans certaines méthodes elle est maintenue négative par rapport à l’ensemble; on l’appelle également la grille par suite de son apparence dans les premières ampoules, mais on peut aussi la désigner électrode de contrôle, pour la raison que des variations minimes de son potentiel par rapport à la cathode affectent et règlent les courants relativement intenses.allant à l’électrode plaque, bien que le courantpartant]de la grille soit inappréciable. La grille et la cathode sont générale-
- ment connectées à deux points .du circuit récepteur II F entre lesquels s’établit un haut voltage pendant là réception de signaux.
- Rappelons brièvement les propriétés de ces tubes quant à leur emploi en radiotélégraphie. Malgré beaucoup d’obscurités il semble |que le fonctionnement dépende en [grande partie du résidu de gaz restant dans le tube dit à vide. Dans un tube ordinaire à vide assez poussé, un courant de io micro-ampères passe sous 3o volts d’une cathode chaude à une anode en ne produisant qu’une inosa^tion négligeable du gaz résiduel. A un voltage supérieur la vitesse plus grande des électrons dans le champ électrique plus fort peut leur permettre de séparer « par collision » une molécule de gaz en un électron négatif et un ion positif de dimension moléculaire/ce qui produit dans un tube de Crookes la lueur bleue des rayons cathodiques. Lès nouveaux ions participent au transport du courant dès leur formation. Avec de plus hauts voltages et une plus complète ionisation la cathode devient l’objet, de la part des ions moléculaires positifs, d’un bombardement qui l’échauffe, la désagrège et libère les gaz occlus en gâtant ainsi le vide. On évite ceci par un vide initial extrêmement bon et la libération des électrodes de leurs gaz occlus ; il n’y a plus alors d’ionisation par collision.
- Le mode d’opération précis des tubes dans toutes les circonstances où on les emploie n’est pas encore entièrement compris. Suivant Lang-muir, la charge de l’espace entre anode et cathode — sorte de nuage d’électrons — une fois établie, limite le courant qui passe dans le tube. La grille est placée de manière que son champ électrique ait le plus grand effet possible sur celui de la charge de l’espace. Si la grille est négative, le départ des électrons de la cathode' est rendu encore plus difficile; si la grille est positive, leur départ est facilité par annulation plus ou moins complète du champ de l’espace. Si le courant entre la cathode et l’électrode d’amplification est porté surtout par des électrons, il est évident que des pulsations de courant seront produites en réponse aux variations potentiel de l’électrode de contrôle. Si, d’autre part,, il y a du gaz résiduel, le voltage extérieur élevé toujours appliqué au circuit plaque provoque l’ionisation par collision, ce dont on peut attendre une aide pour l’action amplificatrice. Cette explication de l’action de l’électrode de contrôle est cependant
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- incomplète, car elle néglige le fait cpie des électrons lents peuvent être libérés par l’anode et recueillis par la cathode, circonstance qui peut devenir d’importance capitale dans certains modèles de tubes.
- La General Electric Co d’Amérique communique une description de divers tubes d'Irving Langmuir pour la détection et l’amplification de courants haute et basse fréquence, la production d’oscillations et la [rectification de courants dé haut voltage et de fréquence quelconque. Le vide y est poussé très loin (quelques centièmes de micron de • mercure 1 d’où absence d’ionisation par collision, de bombardement cathode, de désagrégation de la cathode., .de fluorescence du verre et de lueur bleue (comme dans les ampoules à rayons cathodiques). Fonctionnement du tube plus régulier et plus facile à répéter que celui d’un tube à gaz.
- Le but principal dans le procédé d’évacuation est, comme dans la préparation des tubes Coolidge pour rayons X, l’expulsion des gaz occlus dans les électrodes. Pendant l’évacuation, le verre est chauffé autant qu’il est possible sans le ramollir, et l’on emploie les meilleures méthodes de vide en usage pour les lampes à incandescence. Puis, tandis qüe le tube est encore chaud, on utilise, pour extraire la vapeur et le gaz résiduels, une pompe moléculaire Gaede ou un moyen chimique comme la vaporisation électrique de calcium ou de magnésium.
- Avant ou pendant l’évacuation on chauffe l’anode spécialement quand les électrodes doivent agir à haute température dans le fonctionnement normal du tube terminé, auquel cas on élève leur température jusqu’à l’incandescence brillante pendant le vide. Quand celui-ci a atteint un degré avancé, on applique un voltage convenable entre deux des électrodes pour obtenir un bombardement par électrons, mais en évitant la lueur bleue pour qu’il n’en résulte pas une désagrégation de la cathode. En même temps, la pompe continue de fonctionner, et le voltage est augmenté progressivement jusqu’à atteindre une valeur supérieure à celle sous laquelle le tube doit fonctionner. S’il est prévu pour des courants intenses le bombardement doit être assez violent pour échauffer l’électrode. Lésiné taux ainsi traités peuvent être exposés à la pression atmosphérique sans réabsorber de gaz et, par suite, transportés dans d’autres tubes.
- Dans un tube amplificateur décrit par la G. E. C., la grille est constituée par un fil de tantale ou d’un métal réfractaire analogue enroulé sur un cadre de verre ou de quartz qui soutient un fil rectiligne de même métal maintenu par un ressort et constituant la cathode,. L’anode se développe en zig-zagsur des crochets autour des électrodes précédentes.
- Pour servir de détecteur un tube doit contenir une quantité très faible mais bien définie de gaz. Pour une pression convenable de vapeur ou de gaz dans le tube, la variation de courant dans le circuit amplificateur suit la variation de potentiel imprimée à l’électrode de contrôle, tout comme dans le cas de la décharge d’électrons pure; mais pour un certain voltage entre la grille et le filament, et dans de faibles limites, il existe Un état tel que, lorsque des oscillations à haute fréquence agissent sur l’électrode de contrôle, il s’ensuit une diminution soudaine du courant dans le circuit amplificateur. La cause de ce phénomène très net est restée encore obscure. Le résultat est le gain d’un détecteur très sensible. Pour obtenir exactement la pression du gaz nécessaire, on place dans l’ampoule, avant de la sceller, une petite quantité de matière vaporisable — par exemple un amalgame, ou du soufre, ou de l’oxyde de phosphore. Le mercure même donne une pression trop forte. Quand on emploie un amalgame, on place avant de faire le vide le métal à amalgamer, l’argent par exemple, dans l’ampoule et du mercure dans un tube latéral. Le vide étant fait, on laisse le mercure se diffuser dans le tube; à la température ordinaire un jour ou deux sont nécessaires pour l’amalgamation. La vapeur en excès est condensée dans le tube latéral par un mélange réfrigérant et le tube est enlevé après scellement. Le dispositif ainsi préparé doit dônner à la température ordinaire une décharge d’électrons pure entre anode et cathode sans ionisation des gaz, même si le voltage appliqué est porté à 400 volts.
- (A suivre). M. B.
- (The Elecirician, a8 juillet et 4 août 1916.)
- Dans cotte très intéressante élude, l’auteur ne mentionne presque aucunement les découvertes de la science française. Est-ce il dire que les savants et ingénieurs de notre pays se désintéressent de ces questions et que tous les progrès accomplis récemment en radio-télé-grapliie et téléphonie soient dus à des étrangers ? Non
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- pas, et nous pourrions ajouter bien des renseignements à ceux fournis par le physicien anglais. Mais dans les circonstances actuelles, la plupart des résultats nou-.veaux obtepus dans ces branches étant utilisés pour la défense nationale, il n’est pas désirable de voir publier encore les travaux de nos chercheurs et de nos industriels.
- Nous reviendrons sur la question après, la victoire.
- ' , .j (Note du traducteur,)
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- Sür lè fonctionnement des galènes employées comme détecteurs. — Mlle Paule Collet.
- Le présent travail est relatif à l’étude des propriétés dès galènes, tant naturelles que sensibilisées 'artificiellement, et à leur fonctionnement comme détecteur. Elles ont été étudiées soit avec pointe de platine, soit avec pointe de laiton. Les résultats sont les mêmes quelle que soit la nature du métal, et la pression de la pointe sur le cristal n’a pas d’effet sensible.
- L’étude faite a porté sur deux, ordres de phénomènes :
- \: Induction sut- un circuit comprenant le détecteur, et un galvanomètre à cadre mobile. — Les phénofnènes induits sont provoqués par la rup-turè du'courant dans un premier circuit accouplé avec l’induit au moyen de deux enroulements placés à des distances variables l’un de l’autre. En l’absence du détecteur le galvanomètre accuse des déviations qui sont symétriques lorsqu’on change le sens du courant inducteur, et qui décroissent lorsque la distance des enroulements croît. L’énergie maximum du phénomène induit mesurée au thermogalvanomètre Duddell a été de 0,9 microjoule.
- Sî l’on intercale une galène non sensible le phénomène reste le même. Au contraire, si. le cristal est sensible les déviations cessent d’être symétriques : au courant induit se superpose, dans le galvanomètre, un courant dû à une force électromotrice créée dans le détecteur par le phénomène d’induction, et dont la pointe métallique est le pôle positif quel que soit le sens du phénomène d'induction. Aussi ce deuxième courant s’ajoute-t-il dans un cas au courant induit, tandis qu’il s’en retranche dans l’autre, si bien que le courant induit peut l’emporter si le point est peu sensible; les deux courants peuvent encore s’équilibrer, et la galène fonctionne alors comme une soupape; ou enfin, si le point est
- très sensible, le deuxième courant peut l’emporter et les déviations au galvanomètre sont de sens constant, quel que soit le sens du courant inducteur.
- IL Etude du courant traversant un galvanomètre monté aux bornes d'un détecteur, lorsque ce détecteur reçoit un train d’ondes amorties. — Le montage utilisé est le dispositif classique pour les études de T. S. F. au laboratoire (*). Une rupture du primaire d’une bobine d’induction produite toujours dans les mêmes [conditions provoque une étincelle à l’éclateur intercalé dans le secondaire de la bobine. Un des enroulements précédemment utilisé remplace l’antenrn d’émission. Le circuit de réception branché, comme celui d’émission aux bornes d’une capacité variable, comprend le deuxième enroulement remplaçant l’antenne de réception, une self, et le détecteur, aux bornes duquel est dérivé le galvanomètre.
- Au préalable les circuits ont été accordés : on en a mesuré la longueur d’onde, trouvée voisine de 5oo mètres; on a aussi mesuré l’énergie des ondes dans le circuit de réception, énergie qui varie de i à aoo microjoules, en l’absence du détecteur.
- On a vérifié ensuite que, si le détecteur est remplacé par une résistance ou un mauvais contact métallique, le galvanomètre n’accuse aucune déviation.
- Le galvanomètre étant branché sur le détecteur, quelle que soit la galène étudiée, sensible ou non, on obtient une déviation à partir d’une énergie de io microjoules environ.
- Pour Vensemble des galènes étudiées, le cristal est le pôle positif par rapport au galvanomètre.
- La déviation ainsi obtenue Varie comme l’énergie des ondes.
- Aux énergies plus faibles on n’obtient presque plus aucun effet avec des galènes non sensibles, mais, si la pointe du détecteur touche un point sensible, les déviations changent de sens et restent très fortes ; elles sont d’ailleurs irrégulières et d’autant plus grandes que le point est plus sensible. La pointe est alors le pôle positif comme cela se produisait dans les phénomènes d'induction.
- (*) Voir en particulier Etienne, Sur le fonctionnement du détecteur électrolytique, (Comptes rendus, tome clxii, 1916, p. 117),
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- Il semble que l’onde, comme le courant induit, serve seulement à déclencher une force électromotrice instantanée.
- En outre, si en un point très sensible on procède par énergies croissantes, il se produit, au moment où le sens des déviations se renverse, ou peu après, une perte de sensibilité.
- En même temps, la résistance du contact décroît et les déviations aux faibles énergies devienent plus petites. On peut faire parcourir ainsi aux points sensibles des cycles de désensibilisation, la branche de courbe correspondant aux grandes énergies demeurant la même à l’aller et au retour.
- On sait qu’inversement on peut sensibiliser un point du cristal en le touchant longuement avec l’antenne d’un vibrateur d’essai, ou en y lançant des ondes de faible énergie.
- On constate donc les résultats suivants : la sensibilité d’un point peut être détruite par la rupture d'équilibre que provoque une onde trop forte et, par contre, des ondes faibles et prolongées peuvent orienter les particules cristallines de façon que le point redevienne sensible.
- Les points sensibles ou non se différencient donc aussi bien pour des courants induits ou des ondes amorties que pour les courant# continus traversant le cristal. La force électromotrice instantanée qui prend naissance change de sens, et ce sens dépend des conditions que j’ai indiquées dans cette note.
- Je me propose de préciser ultérieurement les causes de ces divers phénomènes. . .
- (Comptes rendus des Séances de l'Académie des Sciences. jSéance du 24 juillet 1916. Note présentée par M. Violle.)
- APPLICATIONS MÉCANIQUES
- L'électricité dans la cuisson des aliments. — État de la question en Amérique.
- Les revues américaines s’occupent beaucoup de l’emploi de l’électricité dans l’économie domestique, notamment pour la cuisson des aliments. Au dernier Congrès de la National Electric Light Association, la Commission des appareils de cuisine électrique prédisait que les Compagnies de la Côte du Pacifique et territoires avoisinants vendraient, dans l’année, 10 000 fourneaux électriques; on fait de gros efforts pour lui donner raison.
- • D’après un rapport de M. L. Miles, de la Globe Stove C°, sur a 884 villes américaines, plus de la moitié ont des tarifs compris entre.ai et a6 centimes par kilowatt-heure, tandis que 835 ont adopté le tarif de i5,5 centimes qui, vu le grand nombre de ceux qui s’y sont ralliés, doit laisser, malgré sa modicité, un certain bénélice.Tl est, d’ailleurs, évident que les conditions économiques qui régissent les Etats-Unis diffèrent totalement de celles du continent européen.
- L^enquête qu’a faite le même auteur auprès des maîtresses de maison quant aux avantages qu’elles trouvent à la cuisine électrique est tout
- à fait suggestive. Elle porte sur vingt villes. Voici le résumé des réponses reçues des maîtresses de maison :
- 26 % d’entre elles s’étaient déjà proposé d’achetèr des fourneaux électriques;
- n % auraient payé le double du tarif en vigueur pour avoir cette commodité ;
- 27 % auraient payé 5o % plus cher que le tarif ;
- 37 % ont apprécié surtout la propreté de ce mode de cuisson;
- 1 % seulement en reconnaissaient l’économie sur les dépenses de boucherie;
- 24 % le trouvaient surtout commode;
- 6 % l’estimaient moins chaud;
- 3 % le jugeaient plus sûr que le gaz.
- M. Miles reproche aù fourneau électrique de cuisine d’être deux fois plus cher que le four-,neau à gaz. Un constructeur de fourneaux électriques, M. George Iluges, répond à cela que ces appareils seront toujours plus chers, étant de construction supérieure et d’un meilleur rendement (85 % contre i5 % pour le gaz); mais naturellement cet accroissement de rendement se traduit par une réduction des dépenses.
- Quelles que puissent être, à cet égard, les con-
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- ditions qui prévalent en Amérique, il est certain qu’en Europe la cuisine électrique ne se développera que par la location d’appareils, pratiquée déjà pour d’autres fournitures et qui', en raison de ses avantages, est passé dans les moeurs.
- L’Electrical World a montré dèrnièrement la valeur exceptionnelle, pour les centrales, de la clientèle des boulangeries électriques, la consommation de courant pour la cuisson du pain se produisant la nuit.
- De l’expérience pratique faite sur la côte occidentale, dit la revue américaine, il ressort que la dépense de premier établissement est moindre pour une boulangerie électrique que pour des fours ordinaires en briques. A Portland, un boulanger a consommé 24 kilowatts-heure par fournée; si la dépense eût été de 3 kilowatts-heure inférieure, elle n’aurait pas dépassé le prix du bois de chauffage d’un four en briques.
- L’installation d’un four de boulangerie en cette région a augmenté de 3 000 dollars les recettes annuelles d’un secteur électrique.
- Au point de vue de la réclame, la propreté des opérations, la précision du réglage de la cuisson, les conditions hygiéniques du pétrissage et de l’enfournage électriques sont des arguments que le boulanger peut faire valoir vis-à-vis de sa clientèle.
- Pour en revenir à la cuisine électrique et à son économie dans la cuisson des aliments, il faut citer l’exemple d’un restaurant de Sacra-mento, Californie, qui servait 20 000 .repas par mois. L’énergie employée à la cuisson s’élève à io5 kilowatts. La moyenne est de 0,623 kilowattheure par repas, soit 6 centimes. Mais l’économie mensuelle sur les achats de viande est de 466 francs par mois, en raison de la moindre perte à la cuisson.
- Pour les localités où les tarifs de vente de l’énergie électrique sont élevés, la Westinghouse C° a créé un modèle de fourneau mixte avec brûleurs au gaz en dessus et four électrique en dessous, interrupteur automatique à temps et réglage thermo-statique de la température.
- De l’avis de la National Electric Light Association, on ne peut recommander un mode général de tarification de l’électricité employée à la cuisson des aliments, les circonstances locales exerçant une grande influence sur l’exploitation d’un secteur. Sa commission spéciale ne pense pas
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- qu’on puisse s’assurer la clientèle privée au tarif de i5,5 centimes le kilowatt-heure et est d’avis qu’il faudrait faire des conditions meilleures encore aux hôtels et restaurants.
- Un point essentiel, quant à l’économie du fourneau, est la préparation d’eau chaude. Or, de renseignements pris auprès de compagnies de distribution alimentant plus de 3 millions d’abonnés, il ressort que l’on ne trouve d’appareils à eau chaude que dans la proportion de 21 % seulement du nombre des fourneaux électriques. Cependant, en combinant les deux appareils, on réduit de 20 % la dépense d’énergie du fourneau. En d’autres termes, sans réchaud à eau, on dépense 25 % plus de courant pour faire chauffer l’eau sur le fourneau électrique.
- La plupart des secteurs qui fournissent des réchauds à eau font usage d’interrupteurs à deux directions et obtiennent ainsi des appareils le maximum de revenus. En moyenne, pour une famille, on combine :
- Un réchaud à eau de 600 watts à un fourneau de 125 watts ;
- Un réchaud à eau de ^5o watts à un fourneau de i5o watts ;
- Un réchaud à eau de 1 000 watts à un fourneau de 200 watts.
- Dans ces conditions, un tarif forfaitaire pour la fourniture d’eau chaude donne de bons résultats pour le secteur.
- Une compagnie estime que le prix forfaitaire de i5 fr. 5o par kilowatt et par mois pour la fourniture de courant pour eau chaude, en appliquant le système de l’interrupteur à deux directions entre le réchaud à eau et le fourneau, équivaut au prix de 2,5 centimes par kilowatt-heure.
- On a objecté à l’introduction du fourneau électrique la difficulté d’enregistrer les charges d’éclairage par un compteur assez grand pour les charges de cuisson.
- La Southern California Edison Co a adopté une combinaison de tarif dans laquelle on paye un certain prix par kilowatt-heure pour un certain nombre de kilowatts-heure dépendant du nombre de pièces .habitées, plus un certain tarif pour l’excédent de consommation. Il existe d’autres combinaisons, indiquées dans l’étude analysée ici.
- L. D.
- (The Electrical Review, n août 1916.)
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- RENSEIGNEMENTS COMMERCIAUX
- NOMINATIONS
- Ministère du Commerce, de l’industrie, des postes et des
- TÉLÉGRAPHES.
- Le Président de la République française,
- Sur la proposition du ministre du Commerce, de l'Industrie, des Postes et des Télégraphes.
- Décrète :
- Art. ior. — M. Bouchard (Edmond-Alexandre), directeur de l'exploitation téléphonique au ministère du Commerce, de l’Industrie, des Postes et des Télégraphes, est nommé, sur sa demande, inspecteur général des Postes et des Télégraphes, en remplacement de M. Selig-mann-Lui, décédé.
- M. Lorain (Adolphe), ingénieur en chef de iro classe des Postes et des Télégraphes, chargé de la direction du service technique de la région de Paris [extra-muros), est nommé directeur de l’exploitation téléphonique au ministère du Commerce, de l’Industrie, des Postes et des Télégraphes, en remplacement de M. Bouchard, nommé inspecteur général.
- M. Maureau (Louis), ingénieur en chef de ire classe des Postes et des Télégraphes, chargé de la direction des services téléphoniques de Paris, est chargé, en la même qualité, de la direction du service technique de!la région de Paris (extra muros) en remplacement de M. Lorain, nommé directeur de l’exploitation téléphonique.
- Art. 2. — M. François (Charles-Paul-Simon), ingénieur ordinaire des Postes et des Télégraphes au service du contrôle des installations électriques industrielles et des études scientifiques et techniques à Bordeeux (4e circonscription), est nommé ingénieur en chef de 2e classe et chargé, en cette qualité, de la direction des services téléphoniques de Paris, en remplacement de M. Maureau, chargé de la direction du service technique de la région de Paris (extra muros).
- Art. 3. — Le ministre du commerce, de l’Industrie, des Postes et des Télégraphes est chargé de l’exécution du présent décret.
- Fait, à Paris, le i"r septembre 1916.
- R. Poincaré.
- Par le Président de la République :
- Le ministre du commerce, de l'industrie, des postes et des télégraphes, Clémkntel.
- La reproduction des articles de la
- Le Président de la République française.
- Sur le rapport du ministre du Commerce de l’Industrie, des Postes et des Télégraphes,
- Décrète :
- Article premier. — M. Louis Pasquet, directeur du personnel au ministère du Commerce, de l’Industrie,des Postes et des Télégraphes (2" section), est chargé des fonctions de secrétaire général au ministère du Commerce et de l’Industrie (section des Postes et des Télégraphes).
- Art. 2. — Le ministre du Commerce de l’Industrie, des Postes et des Télégraphes est chargé de l’exécution du présent décret,
- Fait à Paris, le 5 septembre 1916.
- R. Poincaré.
- Par le Président de la République :
- Le ministre du' commerce, de l'industrie, des postes et des télégraphes,
- Clémentel.
- ADJUDICATIONS
- L’administration des chemins de fer de l’Etat a l’inten-ion de faire l’acquisition de sept (7) cabestans électriques à courant continu destinés à la gare d’Argenteuil-Triage.
- Les industriels désireux de concourir à cette fourniture peuvent se renseigner immédiatement, à cet égard, dans les bureaux du service électrique (ire division), 43, rue de Rome, le mar.di et le vendredi, de quinze à dix-sept heures, jusqu'au 12 septembre 1916.
- L’Office National du Commerce Extérieur fait connaître par la voie de ses « Dossiers Commerciaux » qu’il serait disposé à étudier la possibilité de faire un tirage spécial d’ensemble des listes des maisons avec lesquelles tout commerce est interdit, listes dont le Journal officiel a commencé la publication.
- Pour que l’Office réalise ce projet, il faudrait que le nombre des demandes fût tel qu’il permît un tirage assez important.
- L’Office ouvre donc une souscription et les exporta-, leurs français qui seraient désireux de posséder ces listes et leurs supplémenls dans un même format, peuvent dès maintenant s’inscrire à cet effet.
- Le prix de ces fascicules, y compris les annexes successives, sera de 1 franc.
- Lumière Electrique est interdite.
- Paris. — imprimerie levé, 17, rue cassette.
- Le Gérant : J.-B. Nouet.
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- rrente-tanltllae «ané« ,
- SAMEDI 16 SEPTEMBRE 1916.
- Tome XXXIV (2* série). N» 38
- La Lumière Electrique
- SOMMAIRE
- C CAMICHEL. — Sur l'amplitude des harmoniques impairs dans les conduites forcées (Suite)......................... a65!
- Publications techniques
- Radiotélégraphie ef radiotéléphonie
- Brevets récents de radiotélégraphie et de radiotéléphonie (Fin):—W. Eccles......... 276
- Applications mécaniques \
- Un accident remarquable : inversion du sens
- de rotation de moteurs triphasés. — II. Kuhls et W. Petersen. ................ 281
- Défectuosités de marche en parallèle de moteurs générateurs. — N.-P. Hoisington. 282
- Bibliographie......................... 28/,
- Renseignements Commerciaux.................. 285
- Adj udications............................ 288
- SUR L’AMPLITUDE DES HARMONIQUES IMPAIRS DANS LES CONDUITES FORCÉES (,SuiteY*>
- . M. Camichel poursuivant son étude sur l'amplitude des harmoniques impairs des coups de béliers, tire de ses expériences des conclusions particulièrement intéressantes pour les constructeurs et les électriciens. Il démontre que, lorsque le régime de résonance est établi, cette amplitude est égale au double de la pression statique.
- Il étudie ensuite la répartition de Vharmonique fondamental et de Vharmonique 3 le long de la conduite et montre la nécessité du renforcement de celle-ci au premier tiers amont, quand ce dernier harmonique est à craindre.
- Comme conséquence de ses travaux, il décrit un véritable moteur hydraulique synchrone susceptible d’applications diverses.
- Vit — Amplitude des harmoniques impairs.
- On doit à MM. de Sparre et Allievi de remarquables travaux sur les phénomènes de résonance; M. de Sparre (Houille blanche, 9 septembre 1907) a étudié, en particulier, le cas suivant :
- Il envisage des périodes successives de lon-
- gueur — et suppose que la fermeture brusque
- du distributeur donne un coup de b Hier--------
- P
- inférieur à la hauteur,de chute y0 . dans ces
- (tjVoir Lumière Électrique du 9 septembre, p. a/f1-
- conditions, on fermé le distributeur au début de la première période et'on le tient fermé pendant toute cette période ; on ouvre ensuite brusquement le distributeur, au début dé la deuxième période et on le tient ouvert pendant toute la durée de cette période ; on le ferme de nouveau au début de la troisième période et on le laisse fermé pendant toute cette période, etc...
- M. de Sparre a démontré que, dans ces conditions, le coup de bélier devient, par suite des résonances, toujours au moins égal à la hauteur de chute.
- J’ai pu vérifier expérimentalement ce résultat et en même temps l’étendre en indiquant, non seulement la valeur maximum, mais 'encore là valeur
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- 260
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2«lS*Më).
- minimum de la pression et envisager aussi les harmoniques impairs.
- Supposons que le régime permanent de résonance soit établi. Cette hypothèse seule étant admise, je dis que la pression à l’extrémité de la conduite au moment de la résonance varie de la pression atmosphérique H au double de la pression statique plus la pression atmosphérique, en d’autres termes varie de H, distributeur ouvert, à H + a y0, distributeur fermé,
- H étant la pression atmosphérique.
- L’hypothèse du régime permanent se traduit par :
- y^n-1-1 ~ 00nstan*e — « yin — constante = |3
- ytn+, étant la pression pendant la (*&+,)* période, yin étant la pression pendant la (2„)e période à l’extrémité de la conduite.
- La fermeture du distributeur a lieu aux époques impaires : ,
- y0 + Esu-)-l — E2n — y<> -f" F2n—1 “ Fan—2 = ^211-^1 — CL
- <’o-^ (I1 2M+1 f P-2n) — ^0 — ~ (Et»—|-f-F2n—î) = o (1)
- Fa,l+i— F 2ti=F«i>i—1—FSn—-2 ) Fîn+l-=F4n—t—. . .
- Fîn-j-t^F2n—F2n—1-j-Kjn—2 ) F2n =F2n_2— • . .
- Or, le premier jnembre est nul en vertu de§ équations (i) et (a), donc ;
- F2n — F2„_i — ce qui donne :
- F.,
- ÿo F an -f- Fjn—1 = —y
- V
- avo
- *g
- ^0
- Ml
- a '
- P _ av> . y«
- r 2n—1 <—-----i----
- 1 1
- et enfin en remplaçant dans :
- ysn+l —ÿo -J- FJn-)-i — f2„ yîn — ÿo “H Fan — F*n—!•
- Ftn+, et F2n par leurs valeurs, on a :
- | y an—1 — b \ yin =0
- donc pourvu que la relation ÿ0 > — soit satis-
- g
- faite, la résonance du fondamental a pour effet de faire varier la charge à l’extrémité de la conduite de 0 à 2 y<>; la pression statique est doublée quelle que soit l’ouverture du distributeur; nous en verrons plus loin une démonstration directe par le clapet automatique.
- FigT- 9- — Résonance du fondamental [par robinet tournant, réglage du tachymètre.
- Écrivons qu’aux époques paires le distributeur est complètement ouvert, il vient :
- g m 1 rji , / | F2n Fs„—1
- Oo — “ (^20 4" Fjn-l) — VoV/l H-------------
- a V y»
- en appliquant le théorème de Bernouilli (').
- (*) On remarquera que l’évaluation des longueurs correspondant à la période cherchée et à la seconde se fait dans la même région du graphique; cette précaution est indispensable en raison des variations de vitesse de l'appareil enregistreur ; ces variations- sont mises en évidence par les sinusoïdes du diapason; exemple : figure n° 1,
- La figure 9 représente lerésultat de l’expérience qui a été faite à l’Institut Electrotechnique de Toulouse, sur une conduite en fer ayant la même épaisseur et le même diamètre que celle de l’usine à gaz déjà signalée, mais ayant comme longueur 186 m.'8 et comme pression statique 17 m. 3 d’eau (*).
- (’) Dans tous les clichés qui suivent, la ligne horizontale inférieure correspond à la pression atmosphérique ; la deuxième ligne horizontale correspond à la pression statique dans la conduite 17 m. 3 d’eau; la troisième ligne horizontale, qui n’est pas tracée dans tous les clichés, correspond au double‘dé la pression statique.
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- , LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE -- 267
- LadigpeLhQjciçQntaleJnfériewreidu.çliché <) rer présente,la Pression, atmosphérique ; la ligne n\p-dianereprésept^Japrqsgippetaiiiqueîirpiÿ^ 17 m. 3; onvoitqpe cette pression,est e*acteroei).t. doublée par la résonance.. .
- L’expérience a été faite au moyen d’un robinet tournant; l’ouverture de ce robinet était telle que sa; fermeture, brusque• dpnnait un coup, de bélier
- La vitesse du robinet était réglée par l’observa-! tion d’un tachymètre. Un tour complet du robi-|net correspondait à une durée de 1,14 seçondp, jil y avait deux ouvertures par tour, la période ' des ouvertures et fermetures était donc 0,57 se-! coudes, ce qui correspond à la vitesse a théorique ; de 1 310 mètres.
- i En triplant la vitesse du robinet, on a fait
- » .....»_____________________________» » -------- f -------------- * -.....- M . , . I»--------------IL-------4
- Fig. 10. — Résonance du fondamental par robinet tournant; réglage par minimum de débit.
- J—,------fv—-------h_________K-
- -h-*S.
- Jy----------------li
- Fig. 11. — Résonance du 3e harmonique par robinet tournant; réglage par minimum de débit.
- inférieur à la pression statique, c’est-à-dire inférieur à y0 = 17 m. 3.
- On trouve également sur certains clichés, par exemple figure 1, les centièmes de seconde indiqués par un. diapason et les demi-secondes indiquées par un signal actionné par une horloge dont la période était exactement pendant les expériences 1,01 seconde. Enfin quand on prend simultanément deux clichés en des points différents de la conduite, ou correspondant à des .phénomènes différents, exemple : figures 22, 23, figures6,7,8,on établit une correspondance entre les secondes des deux clichés au moyen d*un courant très faible qui est envoyé au début de l’expérience dans les signaux placés aux deux postes.
- apparaître la résonance correspondant à l’harmonique îU .quintuplant la vitesse du robinet, on a produit la résonance correspondant à l’harmonique 5.
- Il faut remarquer que le calcul, qui nous a permis de démontrer le doublement de la pression statique par la résonance du fondamental, s’applique également aux harmoniques impairs.
- Considérons, en effet, l’harmonique de rang
- le robinet tournant qui met en^ évidence
- cet harmonique fonctionne de la façon suivante :
- . ' T
- la période de ses ouvertures et fermetures est-;
- 2n-(-i
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- â»8
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV(2* Sérï«);“II»38.;
- soit T = = a t, la pério.de fondamentale de
- a
- la conduite :
- , Au temps 0 le robinet est complètement ouvert) « T
- Au temps —---le robinet est complètement fermé;
- *(2n-fl)
- * T Au temps a -
- a(an+1)
- Au temps (2,,-pi) plètement fermé ; Au temps a (an-|_i
- le robinet est complètement ouvert;
- - le robinet ést com-a
- 2 (2«+l)
- . T
- a(2«+i)
- = T le robinet est com-
- plètement ouvert. '
- On se trouve donc exactement dans les conditions du calcul précédent.
- L’expérience, a vérifié complètement qu’il en est ainsi, l’harmonique 3 et l’harmonique 5 ont donné le même résultat que le fondamental. Les
- pressions en divers postes sur la conduite (voit* plus loin). Le troisième procédé (minimum de débit) est de beaucoup le plus précis.
- Nous aurons l’occasion de revenir sur cette question du minimum de débit.'
- VII. — Répartition du fondamental le long de la conduite.
- La comparaison de la conduite à un tuyau sonore nous indique que, pendant la résonance du fondamental, la phase pour tous les points de la conduite sera la même. L’expérience est facile à réaliser, on dispose deux manomètres, l’un à l’extrémité aval, l’autre au premier tiers amont de la conduite; on fait résoner le fondamental; en visant à la fois les équipages mobiles des deux manomètres, on vérifie que leur différence de phase est nulle.
- Fig. la. — Résonance du 5° harmonique par robinet tournant; réglage par minimum de débit.
- photographies n et 12 le montrent sans qu’il soit nécessaire d’ajouter d’autres explications.
- L’expérience ne présente pas de grandes difficultés; néanmoins certains harmoniques sont plus difficiles à obtenir que d’autres probablement à cause des coudes que renferme la conduite de l’Institut Electrotechnique; celle-ci donne difficilement l’harmonique 3 et au contraire très facilement l’harmonique 5.
- Les résonances des clichés 10, u et 12 ont été obtenues au moyen d’une propriété très intéressante à bien des points de vue, évidente a priori ; au moment de la résonance des harmoniques impairs le débit passe par un minimum. vLes résonances des harmoniques impairs peuvent être réglées par quatre procédés : i°lé tachymètre; 20 la lecture de la pression; 3° le minimum de débit; 4° la différence déphasé des
- L'assimilation à un tuyau sonore nous permet également la répartition delà pression, au moment de la résonance du fondamental.
- | ^ jl
- I f
- h---------
- Fig. i3.
- Figurons la conduite ABCD (fig. i3), D est l’extrémité amont) A l’extrémité aval. Nous avons pour la valeur de la pression en A :
- ÿ2n-fl = y$ 4“ Fan-pi — F2n«
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- 46 Septembre 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 269
- D’après ce que nous avons démontré la fonc-tion.F a lés valeurs suivantes : '
- / a l
- pour t compris entre :
- 1 pour t compris entre :
- o et —
- a 9
- 4f 61
- et ~ •
- a a
- 81 * 10/
- et .
- a a
- •xl 41
- — et “t
- a a
- 6/ 81
- — et .
- a ji’ a
- F(0
- - ^1° I Ü5
- ' a g _t"' a
- Vj
- a
- D’ailleurs, en un point quelconque M de la conduite situé à une distance x de l’extrémité aval, on a AM — x.
- y = y» + +
- Etudions par exemple le graphique des pres-
- T -1 '“1
- i \ !./ / ! \ i i 1 “S | |
- 0'— \i/ L- il
- A£ n K ££
- a a a CL
- Fig.
- sions en C, premier tiers amont. Le manomètre est placé en C :
- „ a/ AC = — 3
- on a
- , a l / 3 l a l\ /a Z a Z a Z\
- epoqu. -, y + F (- - -)-V (7~- +3~ J=3Zo
- epoque — , jy = ÿ„ + F -t -+3-)= « .
- époque 2/ = ?/0 -|- f ( f( — — — + ^) = V?
- a \ a 3a/ \ a a 3a/
- 51 /5I a Zv /5Z al a l
- épo,.. _, , _ + F ( - - jj)-. P - - + s
- Le cliché i5 donne l’inscription de la pression en c, au moyen du graphique 15 et du graphique correspondant pris à l’extrémité aval, on peut, en distinguant les secondes par un signal, vérifier la concordance des phases.
- h -
- VIII. — Répartition de l'harmonique 3 le long de la conduite.
- Dans certaines conduites industrielles, nous avons remarqué, avec M. Eydôux, l’existence de l’harmonique 3.
- La répartition de cet harmonique est évidente, il présente un nœud en A et en C et un ventre en B et en D.
- La pression au deuxième tiers aval B sera constante et égale à yü dans le cas d’une conduite horizontale.
- Les formules l’indiquent également.
- On a en B :
- y — i/o + f
- puisque la fonction Fa — comme période. 5 a
- Le cliché 16 représente l’inscription de la pression . au deuxième tiers. aval au moment de la résonance de l’harmonique 3.
- Prenons le premier tiers amont C, Les surpressions en A et C seront décalées d’une demi-période, c’est-à-dire constamment égales et de signes contraires.
- La pression en A est :
- yA = y. + F(0-F (t- îij;
- en C :
- '»“ = »• + F(‘—ïi)-F-('
- JL _____________________________________________A________________________A__________.... A________________________________A____________________—A__________________________A-
- A A
- A:A
- Fig. i5. — Résonance du fondamental ; premier tiers amont.
- Fig. 16. — Résonance de l’harmonique.3 audeuxième tiers aval.
- v
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2* Série). — N'38*
- Or:
- F(I) - F (. - £) =~F (« - g + F (» - £ +
- toujours pour la même raison.
- Donc :
- ( y k = y0 H- S.
- . (yc = y0 — S.
- Pendant la résonance de l’harmonique 3, l’amplitude de la suppression est donc la même au premier tiers amont et à l’extrémité aval de la conduite.
- Le décalage d’une demi-période des pressions en A et C se vérifie aisément eh observant, au moment de la résonance de l’harmonique 3, les équipages mobiles des deux manomètres placés
- Fig. vj. — Harmonique 3 ; premier tiers amont.
- en A et C ; c’est même un procédé qui permet de régler avec précision la vitesse du robinet tournant, pour obtenir la résonance de cet harmonique.
- Le cliché 17'représente l’inscription de la pres-
- sion en C au premier tiers amont. La pression^ est ' sensiblement doublée par la .résonance ‘ comme à l’extrémité aval.
- J’attire l’attention des industriels sur le cliché 17 qui montre la nécessité du renforcement des conduites au premier tiers amont, lorsque l’harmonique 3 a une tendance marquée à se produire. Il ne faudrait pas croire d’ailleurs que les harmoniques ne se produisent que sous l’influence des régulateurs des turbines, ils peuvent prendre naissance spontanément dans des fermetures; quand celles-ci ne sont que partielles, le grand amortissement supprime tout danger, il n’en est pas de même à la fin de. la fermeture^ C’est là encore un point sur lequel je me propose de revenir ultérieurement.
- IX. — Battements.
- Le réglage du robinet tournant se fait en modifiant convenablement la vitesse du moteur électrique qui l’entraîne; malgré le nombre considérable de plots du rhéostat employé, il est difficile de régler la vitesse exactement; il en résulte qu’on a dans la conduite, au voisinage de la résonance, deux oscillations de périodes voisines : l’harmonique pour lequel on faitle réglage, et la perturbation rythmique provoquée par la rotation du robinet.
- Il en résulte des battements qui sont très
- : .. iisi
- y ^ A/WWVfV^ “A/VWWVv^ W\AA/WV
- Fig. 18. — Battements entre le 3* harmonique 0,19 seconde et la période o,ai seconde; inscription au premier tiers amont
- u.iiiiiiiiHMmtmiiiimnuin»wuMuuu»uiin
- Fig. 19. Le même battement, extrémité aval,
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- IR' Septembre 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 27i
- gênants et qui pourraient, si l’on n’y prenait garde, masquer complètement le phénomène du doublement de la pression statique au moment de la résonance des harmoniques impairs ou bien donner des valeurs légèrement erronées de la vitesse a.
- Les clichés 18 et 19 représentent le battement du troisième harmonique,
- période 0% 19 =
- o%57
- 3
- 4 X 186,8 3 X > 3io
- et de la période 0,21 seconde.
- La période résultante est : 1,9 seconde.
- Les clichés 19 et 18 ont été pris simultanément à l’extrémité aval et au premier tiers amont de la conduite, les demi-secondes sont marquées en regard.
- L’inscription de la figure 19 a été faite plus lentement que celle de la figure 18.
- X. — Ondes entretenues. Clapet automatique.
- Les coups de bélier de fermeture ou d’ouverture s’amortissent, ceux-ci plus rapidement que
- *
- on y arrive facilement au moyen d’un clapet ou robinet automatique.
- La figure 20 représente un robinet automatique; il est constitué par une. soupape entièrement métallique (') fixée à un levier horizontal. Celui-ci peut être plus ou moins chargé et sa course est limitée vers le bas par un arrêt réglage. Tous ces détails sont visibles sur la figure 20.
- En appuyant le levier sur l’arrêt et le ramenant brusquement vers le haut on produit un coup de
- bélier brusque dont la valeur ^ doit être inférieure à y0• Au moyen d’une vis de réglage visible sur le schéma, on limite la course de la soupape et par conséquent son ouverture.
- La figure 21 représente un clapet automatique ; la soupape également .entièrement métallique et exactementrodée sur son siège est guidée verticalement comme le montre le dessin; elle est chargée à sa partie supérieure au moyen de rondelles de plomb serrées entre deux plateaux. La position du plateau inférieur permet de faire varier la course du clapet et, par conséquent, le débit. On réalise avec cet appareil comme avec
- le précédent la condition < y0.
- Les figures 22 et 23 permettent de se rendre compte du fonctionnement du robinet automatique.
- Les deux clichés de la figure 22 représentent l’expérience suivante :
- On abaisse à la main le levier du robinet automatique et on l’amène contre son arrêt; on attend que les variations de pression, provenant du coup de bélier d’ouverture, soient complètement amorties; on laisse aller le levier, le robinet se ferme, revient sur lui-même et prend un mouvement alternatif. Les surpressions et dé-
- Fig. 20. — Robinet automatique.
- les premiers. Il peut y avoir intérêt à produire, dans une conduite, des oscillations entretenues :
- (*) L’interposition d’un cuir ou d’un caoutchouc suffit pour augmenter notablement la période, comme si un réservoir d’air avait été placé à l’extrémité de la conduite.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV(2* Série), N® 38.
- pressions augmentent comme l’indique le cliché et, quand le régime permanent est établi, la pression varie de o à a ?/0.
- rfl
- Le diagramme obtenu .donne exactement le même graphique que la résonance du fondamental obtenue au moyen du robinet tournant (fig. 9 et fig. io).
- La période du clapet est —. J’emploie la
- mesure de cette période pour suivre la purge de la conduite : à mesure que l’air est chassé le mouvement du clapet s’accélère et quand le clapet donne la période o,57 seconde, on peut considérer que la conduite est complètement purgée. Toutefois, il est nécessaire de limiter la course
- av 0
- du clapet; quand le coup de bélier —- dépasse y0,
- des pressions négatives se produisent au début, il en résulte des rentrées d’air qui paraissent expliquer la variation de périodes que l’on constate.
- En voici un exemple :
- La course du robinet était, dans cette expérience, réglée par une cale qu’on éloignait pour augmenter l’ouverture du robinet.
- I désignant la distance de l’axe de la soupape à cette cale, on a le tableau suivant :
- l= 97mm,5 période : os, 564 ; l~ ioimm,5 période : os,565 (*); l =r io5mm,5 période : oB,584.
- Fig. ai. — Clapet automatique.
- (
- *) Le coup de bélier initial est alors égal à t/o.
- Fig. 32. — Enregistrement du levier du robinet automatique.
- JlT-----1---A----------A-----------(|---------«__________A--------j\_________Il________»________(I___________A______t
- n n r\ n t
- Fig. aa. — Fonctionnement du clapet ou du robinet automatique, à partir du début. ;
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- ié Séptembre 1916. LÀ LUMIÈRE ELËCÎRIQUË m
- Le clapet automatique est en somme un bélier ordinaire, avec cette différence essentielle qu’il fonctionne, la conduite étant entièrement purgée.
- Nous laisserons entièrement de côté, dans ce travail, le fonctionnement du clapet automatique sur une conduite renfermant des réservoirs d’air. C’ést une question sur laquelle nous reviendrons.
- L’enregis-trement des mouvements de levier permet de se rendre compte du fonctionnement du robinet, automatique.
- Le robinet et le clapet s’ouvrent et se ferment sous l’influence des variations de pression dans
- On l’a vérifié de la façon suivante :
- On a mesuré le débit en maintenant le clapet ouvert d’une façon permanente et jaugeant l’eau écoulée ; on a recommencé le même jaugeage en augmentant plus ou moins la course du clapet. Voilà quelques chiffres, les débits ont été :
- Durée :
- Eau écoulée :
- En ioo secondes » »
- » »
- i6k,480 38k,600 5^k ,000
- Dans ces trois expériences, la pression a
- Fig. a3. — Fonctionnement du robinet automatique ; le régime permanent étant établi ondes entretenues.
- Fig. a!!. — Ei regislrement du mouvement du levier du robinet automatique dans la même expérience.
- la conduite, on peut dire qu’ils sont synchrones ' avec la conduite, c’est-à-dire que leur période est égale à celle du fondamental de la conduite.
- La comparaison des deux figures 22, où les secondes sont distinguées par un signal qu’on voit à gauche, c’est-à-dire au début du cliché, montre que c’est pendant la fermeture que la pression devient a//0 ; elle est égale à la pression atmosphérique quand le clapet est ouvert. L’écoulement de l’eau qui entretient le mouvement se produit au moment où le clapet s’ouvre.
- Le doublement de la pression se produit quel que soit le débit, pourvu que la relation
- y0 > —i soit reahsee.
- toujours été exactement doublée, c’est-à-dire qu’elle a varié de la pression atmosphérique (ouverture du clapet) à la pression atmosphérique -f-2-y» (fermeture du clapet).
- La vitesse :
- la section de la conduite jétant 5o centimètres carrés, on a comme débit limite :
- i3,2 X 5o X ioogf = 66kg pour 100 secondes.
- Le débit qu’il ne faut pas dépasser est donc 66 kilogrammes en 100 secondes.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE T. XXXIV (2* Série). -, N° 38.
- Les deux clichés 23 montrent le fonctionnement du clapet automatique, quand le régime permanent est établi. Les mêmes remarques sont applicables aux figures 22.
- Enfin, le cliché 24 donne une démonstration
- XI. — Moteur hydraulique synchrone.
- Le clapet automatique peut commander un moteur; la figure 25 indique le croquis d’une pareille machine.
- -4-1--1 4-1—1-U.l 11-1 I I I I .1.-1 -4—I I I I. 1-1
- Fig. 24. — Démonstration expérimentale des propriétés du clapet automatique; constance de la période ; doublement delà
- pression quel que soit le débit pourvu- que
- av 0
- très nette des propriétés précédemment indi-’ quées.
- Dans la première expérience, à gauche du cliché 24, on a une course du clapet donnant un coup de bélier initial de 5 m. 86 ; dans la seconde, on a augmenté la course de façon à rendre le coup de bélier initial égal à 9 m. 34 ; dans la troisième le coup de bélier initial est n m. 98; le doublement de la pression se produit dans chaque cas d’une façon tout à fait rigoureuse et la période est constante.
- Elle est constituée par un simple piston plein actionnant une manivelle.
- Ce moteur tourne exactement au synchronisme avec le clapet; pour le mettre en marche il suffit de placer la manivelle en dehors du point mort. La vitesse du moteur est indépendante de la charge; quand celle-ci est trop grande le moteur se décroche. J’ai réalisé un petit moteur de ce genre d’une puissance inférieure à 1 cheval; je n’ai pas pu faire sur cet appareil des mesures de rendement, mais la propriété du minimum de
- Tableau I.
- EXPÉRIENCE COUP DE BÉLIER INITIAL SUR LE GRAPHIQUE ; COUP DE BÉLIER INITIAL EN MÈTRU8 D’EAU PÉRIODE LA PRESSION VARIE
- I 2mm,2 5'3x V = 5,86 6,5 ’ 1 - ! 5 ! - A de 0 à 2 X 17™,3
- 1 3mm ,5 17,3 X 3,5 - 6,5 =9-'34 O9, 5 75 de 0 à 2 X
- 3 4"'ra,5 73X^=I1„98 qs,57 de 0 à 2 X 17m.3
- La pression statique y» = 17 ni. 3 correspond à 6 mm. 5.
- débit que j’ai signalée plus haut (minimum qui accompagne la résonance du fondamental) per-
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-
-
- 46 Septembre 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 275
- met de penser que le rendement de cette machine pourra être intéressant.
- Conc/uite
- XII. — Conclusions.
- Le travail que je viens de résumer contient :
- L’étude de l’état d’une conduite par la méthode de la dépression brusque, qui permet la détermination de la vitesse a;
- L’application de cette méthode à la détermination de la position d’une poche d’air dans une conduite ;
- La démonstration expérimentale de la formule h z= qui donne le coup de bélier produit par
- une fermeture brusque complète ;
- L’analyse d’une conduite, la démonstration de l’existence des divers harmoniques pojrs et impairs dans une conduite ;
- L’étude de l’amplitude dés harmoniques impairs, la démonstration du doublement de la pression et du minimum de débit, au moment de la résonance ;
- La répartition du fondamental et de l’harmonique 3 le long de la conduite, cette dernière particulièrement intéressante dans l’industrie ;
- Un exemple de battement;. ^
- La production d’ondes entretenues et l’étude des propriétés du clapet automatique ;
- Enfin la réalisation d’un moteur hydraulique synchrone (').
- (A suivre.)
- C. Càmichel,
- Professeur à la Faculté des Sciences, Directeur de l’Institut Électrotechnique de Toulouse.
- (') Toutes les figures de ce travail sont les fac-similés des graphiques obtenus ; le lecteur pourra donc vérifier lui-même les résultats indiqués.
- Au cas où certaines expériences intéresseraient des ingénieurs, nous serions heureux de leur donner toutes facilités pour les répéter à l’Institut Électrotechnique.
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- •1^6 ï,a'Lumière ÉÏÆcirkiQOE t.
- g:: o ' •
- PUBLICATIONS TECHNIQUES
- RADIOTÉLÉGRAPHIE ET RADIOTÉLÉPHONIE
- Brevets récents de radiotélégraphie et radiotéléphonie. — w. Eccles (Fin) (•).
- Dans un brevet traitant d’amplificateurs, en , particulier du type Audion* la Western Electric C° soutient que, plus le filament chaud et l’électrode de contrôle sont rapprochés (le contact direct étant, bien entendu, évité) plus l’action aqiplificatrice est efficace ; on peut pratiquement se contenter d’une couche d’une substance telle que l’oxyde de nickel pour les séparer..Un autre tra,it du brevet est la place convenable de l’anode, avec cette règle que le voltage requis par le circuit plaque croît avec la distance séparant l’anodè de l’ensemble grille filament. Ceci s’explique par le fait que, dans un arrangement tel que celui de l’Audion, l’effet principal de l’électrode de contrôle est électrostatique. La spécification insiste sur la nécessité de donner à l’électrode de contrôle une grande surface.
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- Les figures 7 et 8 donnent une idée delà réalisation des conditions ci-dessus. La « grille' » ne 8C trouve pas entre la cathode et l’anode puisqu'elle est représentée en 1, sous forme d’un fil eh fôrme de V renversé dans la figure 7 et d’un fil en plusieurs branches dans la figure 8 ; 2 est la çathode enroulée autour de l’électrode de contrôle et 8 est l’anode. La grille peut être éga-
- lement constituée par un cylindre portant une rainure hélicoïdale où est logé le filament ; la cathode consiste alors en un second cylindre entourant le tout. Cette dernière disposition est adoptée pour les amplificateurs à forts courants ; un tube de verre traverse alors l’ampoule à vide et les deux électrodes cylindriques et l’on peut y faire passer un courant liquide réfrigérant ou même plonger tout l’appareil dans une cuve de liquidée.
- La Marconi s Wirelees Telegraph C° et W- C. S. Franklin brevètent une méthode de réception dans laquelle les oscillations à haute fréquence,
- amorties ou non, reçues par une antenne sont amplifiées par un tube à trois électrodes. Dans la figure 9, K cathode, a électrode de contrôle, a électrode d’amplification. Le circuit clm est accordé à l’antenne et arrangé de telle sorte que le voltage oscillatoire aux bornes du condensateur c agit, après addition d’un voltage constant de la part de la batterie p, sur la grille a. Sur la figure, les bobines ni et n sont accouplées, mais même sans ce couplage les pulsations du cou-
- (l) Voir Lumière Électrique du: g septembre, p. a56.
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- fe Se/tembrë 4916. LA LUMIÈRE ÈLEëTKIQUÊ
- rant dans le circuit amplificateur à droite de l’àihpoiilé mettent le circuit accordé fno en oscillation avec une force augmentée lorsque le “voltage de la batterie S est suffisamment grand, par exemple environ 200 volts. Quand on rend le cbuplage m n appréciable, la rétroaction du circuit amplificateur sur le circuit de contrôle produit une amplification encore plus forte. Si l’accouplement était rendu suffisamment serré, le tube engendrerait des oscillations continuel-
- lement; mais, juste au-dessous de cette valeur critique, le circuit se comporte comme si l’amortissement effectif du système entier était rendu très faible. En conséquence^ quand l’antenne • est mise en oscillation par un agent extérieur, le trouble diminue relativement lentement et, pendant cette période prolongée, de l’énergie à courant continu estprise'aux éléments S et passe au .détecteur sous forme d’énergie à courant alternatif. Le détecteur q, le potentiomètre p' et le téléphone t. sont connectés à la manière usuelle pour indiquer les oscillations dans le circuit fno.
- Arco et Meissner appliquent une méthode res-
- circuler dans l’ampoule le cqurant de l’anode 3 à la cathode 2. Le circuit amplificateur 9 réagit sur le circuit de contrôle 7, ce qui y accroît l’amplitude du trouble. L’accroissement exerce à son tour des effets amplifiés sur le circuit 9, et un processus renforçateur est ainsi établi, limité seulement par les propriétés du tube et par la-quantité d’énergie qù’on peut tirer de n. Dans.
- la figure 11, la méthode est appliquée à la réception des signaux. Quand un train d’ondes arrive, le transformateur 8 applique une force électromotrice à 4-2 dans l’ampoule ; le trouble intensifié agit à travers le transformateur 12 et augmente l’oscillation dans le circuit récepteur i5, comprenant un détecteur 19, un condensateur fixe 20 et un téléphone 21. L’oscillation ainsi amplifiée aux dépens du générateur 10 ne cesse qu’avec le train d’ondes.
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- semblant à la précédente (fig. 10). En 6 courant à amplifier, en 10 source à haute tension faisan.
- Avec le schéma de la figure 12, l’ampoule agit à la fois comme détecteuret comme amplificateur. Comme dans la valve Fleming la cathode 2 émet presque uniquëment des corpuscules' négatifs et le courant dans le circuit renforçateur ne consiste par suite que d’impulsions dans une seule direction, lorsqu’une force électromotrice alternative est appliquée au circuit de contrôle 7. Ün train d’oscillations reçu , dans l’aiitenne influence, via transformateur i.4-8, l’électrode de
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- contrôle 4, avec comme résultat des impulsions de courant de 3 vers a à travers le tube. Celles-ci réagissent au moyen du transformateur i a sur le circuit de contrôle 7 et tendent à y augmenter l’oscillation. Le courant pulsatoire dans g est ainsi porté à un maximum, et le train d’ondes est transformé en un envoi de courant dans un seul sens à travers le primaire a6 du transformateur téléphonique. Le condensateur variable a8 ne sert pas à l’accord avec les ondes reçues, mais a le double but de détourner du transformateur a6-a7 les impulsions de haute fréquence et de régler la quantité d’énergie reçue par le téléphone.
- Arco et Meissner ont appliqué le tube générateur d’oscillations décrit plus haut à une méthode de réception par hétérodyne, dans laquelle les oscillations reçues dans l’antenne interfèrent avec des oscillations locales légèrement désaccordées, en produisant des battements. Sur la
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- figure i3 les circuits rétroactifs sont connectés au tube à vide 1 et le circuit 3i est légèrement désaccordé avec les ondes signaux. Celles-ci agissent par l’antenne i3 à travers le circuit sélectionneur 37 sur un circuit contenant le détecteur 19 et le téléphone ai, ce dernier circuit étant couplé au circuit générateur local par la bobine 43 du circuit non oscillant 4>. Des battements se produisent ainsi dans le circuit détecteur téléphone et, s’ils sont suffisamment lents, ils donnent naissance à un son musical de fréquence égale à la différence entre celles des deux ondes qui interfèrent. Le dispositif possède suivant les inventeurs une syntonie aiguë et une grande indifférence aux parasites.
- Dans le même brevet est décrit un système à haute amplification pour oscillations amorties ou non, avec emploi des circuits rétroactifs indiqués sur lesjigures loet i3. L’antenne i3 (fig. 14)
- est accouplée par des enroulements i4, 40 avec le circuit oscillant 3i. qui est légèrement en désaccord avec l’antenne. Les oscillations forcées dans le circuit 3i agissent au moyen des enrou-lements 3o, 8 sur l’électrode de contrôle 4 et le résultat amplifié dans le circuit 9 renforce encore
- Fig. 14.
- le courant dans 3i. Le tube agit ainsi comme relais.
- Mais si le couplage entre les bobines 3o et 8 est rendu suffisamment serré, le tube agit en même temps comme générateur rétroactif et des oscillations libres s’établissent dans le circuit 31. En conséquence, dés battements sont produits et un courant pulsatoire de fréquence beaucoup plus basse que les autres fréquences peut circuler dans le circqit 9. D’autre part, le récepteur téléphonique 21 est accouplé au circuit 9 par le transformateur 26, " 27 et de plus la bobine d’inductance 26 est shuntée par le condensateur 28. Le système oscillant à.basse fréquence ainsi formé est facilement mis en vibration, celle-ci est maintenue à une certaine intensité par le tube et les circuits rétroactifs, et une note musicale est ainsi produite en permanence dans le téléphone. Cette note peut avoir ou ne peut pas avoir la même fréquence que le courant pulsatoire mentionné plus haut, mais la chose peut être réglée facilement en manœuvrant le condensateur 29. Si ces deux basses fréquences diffèrent légèrement, le son permanent variera considérablement lorsque des ondes signaux arrivent. Le brevet mentionne que le contraste entre le son permanent et le son changé par l’arrivée d’ondes peut être augmenté en disposant la station transmettrice pour émettre une longueur d’onde pour un signe et une autre pour
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- 16 Septembre 1916. LA; LUMIERE:; ELECTRIQUE
- ün intervalle. Le processus assez compliqué qui vient d’être décrit comprend comme on peut le voir : i.° amplification des oscillations reçues à la fréquence radiotélégraphique ; a0 production d’oscillations locales radiotélégraphiques ; 3° interférence des oscillations radiotélégraphiques et amplification du courant d’audion en résultant ; 4° production d’un audio-courant dans lçs circuits téléphoniques; 5° interférence entre ces deux derniers courants ; le tout avec un seul tube à vide:
- passer aux deux fréquences les pulsations de haute fréquence qui maintiennent e en vibration. Comme les deux fréquencea,en esont(Jiffércntes, il se produit des battements rectifiés par le tube de façon à ne donner dans le téléphone que des impulsions dans un seul sens. La hauteur et l’intensité du son sont réglées en faisant varier l’accouiplement entre e et a, c’est-à-dire l’inductance effective et la coopération des circuits, Dans la figure 17, l’arrangement est le même, sauf que le filament et la grille sont connectés
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- La figure i5 reproduit un procédé de E. H. Armptrong pour la réception d’ondes entretenues par battements. Le circuit récepteur L C S est connecté au circuit de contrôle du tube à travers des condensateurs C'C*. Le circuit d’amplification L'C’C4 est couplé au circuit de contrôle par un condensateur Ca et une inductance R (celle des récepteurs téléphoniques). On fait varier C6 jusqu’à ce que les oscillations engendrées par réaction entre les circuits aient une fréquence légèrement différente de celle du circuit de résonance. Il se produit ainsi des battements de fréquence auditible, et ces courants pulsatoires de basse fréquence sont amplifiés par le tube et ses circuits.
- H. J. Round et la Compagnie Marconi proposent trois méthodes de réception hétérodyne d’ondes entretenues. Dans la figure 16, le circuit a est accordé sur l’antenne et les signaux, et produit, par connexion avec l’électrode de contrôle b, des oscillations forcées dans le circuit e du côté amplificateur. En même temps par réaction due au couplage entre e et a, des oscillations sont engendrées à la fréquence propre du circuit e, l’énergie étant tirée de la batterie en série avec le téléphone. On suppose que la capacitance des connexions du téléphone laisse
- directement à l’antenne e(t que e est reliée inductivement à la bobine f située darts l’antenne même, pour obtenir la réaction nécessaire. Un détecteur redresseur g doit être introduit dans le circuit du téléphone.
- Pour supprimer le couplage magnétique entre
- Fig. !).
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- e et a ou peut mettre une self h, shuntée par un condensateur i, en série avec la troisième électrode (fig. 18). Le condensateur j est, paraît-il, quelquefois désirable pour « annuler l’effet de la capacité i entre a et à ». Dans les ampoules de ce type, le verre s’électrise par exposition aü flux cathodique, ce qui amène des effets
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- analdgues à la polarisation. Pour obvier à ceci, la « grille » et la « plaque » sont faites en forme de cylindres entourant complètement le filament. La capacité entre les cylindres peut être alors suffisante pour constituer la liaison entre le circuit de contrôle et celui d’amplification et rendre ainsi inutile le couplage magnétique.
- Un relais téléphonique du type dynamo-éléc-triqiie est présenté par V. Tedeschi et A. G.
- Rossi, de Tut in, figure 19 : R disque de cuivre tournant rapidement; A, B bobines fixes connec tées au circuit I du courant alternatif à amplifier; G, D bobines fixes reliées à un circuit II et ne possédant pas d’induction mutuelle avec A, B ; a, b, c, d noyaux de fer des bobines, perpendiculaires au disque. Au repos, les courants de Foucault dans le disque de cuivre sont centrés autour des noyaux a et b, et il n’y a pas d’effet sur II du courant alternatif de I. Quand le disque tourne, une force électromotricc alternative est engendrée en II par les systèmes de courants tourbillonnants centres sous les bobines C et D. Ces courants sont produits par le fait que le cuivre coupe le flux magnétique des bobines A, B sur la ligne a, ô. L’intensité des courants est proportionnelle à la vitesse de rotation et par suite aussi la force électromotricc dans II, à circuit ouvert; pour une vitesse constante ccttc dernière est donc proportionnelle aux pourants dans I. Le courant amplifié qui circule dans le circuit II tire son accroissement d’énergie du travail mécanique accompli en faisant tourner le disque. On peut augmenter naturellement le nombre de paires de bobines, ce nombre restant pair, une moitié étant des bobines primaires et l’autre moitié des bobines secondaires. On peut également multiplier le nombre des disques
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- comme dans un appareil multiple décrit par le brevet et qui comprend 8 neuf disques parallèles, diamètre no millimètres, épaisseur 1 mm. 5, distance i3 millimètres, calés sur le même arbre entraîné par friction à 8000 tours par minute par un moteur à courant continu. Entre les disques sont logés 8 groupes de bobines, comprenant chacun un certain nombre de paires de bobines primaires et le même nombre de paires de bobines secondaires. Les disques peuvent être remplacés par des anneaux montés sur un support non magnétique.
- III. ;— TklÊPHOXIF, SANS FIL.
- H. J. Round et la Compagnie Marconi ont pris un brevet de radiotéléphonie au moyen d’oscillations produites par des tubes à vide. Le micro-
- phone M (fig. ao) est logé dans un circuit oscillant intermédiaire excité par une ampoule Y fonctionnant de la manière décrite plus haut. Le circuit intermédiaire est accouplé inductive-ment avec un tube à trois électrodes de grandes dimensions disposé pour amplifier les oscillations du circuit microphoniqùe. En ajustant le potentiel constant qui agit sur l’électrode de contrôle du second tube, il est possible d’arriver à ce que des oscillations uniformes qui y sont appliquées n’aient pas d’elfet sur le circuit de l’anode, et seules les variations microphoniques sont alors amplifiées. Cette condition étant réalisée, il semble que le second tube puisse être choisi de la même dimension que le premier. Comme variante, le circuit du microphone peut être disposé entre les' deux inductances appartenant aux circuits générateurs du tube Y et la seconde ampoule peut être supprimée.
- Une application du pliotron à la radiotélé-
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- 16; Septembre 1916.
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- phonieest communiquée par la\GeneralElectric €• d'Amérique (fîg. ai). Le tube à décharge d’électrons possède une cathode 7 à filament chauiTé par la batterie 8, une grille de contrôle 9 et deux anodes 5. Le circuit de contrôle comporte le secondaire d’un transformateur 1 a dont le primaire
- est alimenté par le courant variable avec le son. Le circuit amplificateur comprend une grande partie 4 de l’inductance de l’antenne de sorte que,
- quand l’antenne est excitée pas le générateur à haute fréquence a, à travers le transformateur 3, une forte différence de potentiel alternative existe entre les extrémités de la bobine 4- A cause de la conductibilité unilatérale de ces tubes, ce schéma spécial de connexions est avantageux. Le milieu de la bobine 4 est connecté à la cathode 7 et par suite la différence de potentiel alternative dans .4 tend à faire passer le courant alternativement d’une anode et de l’autre à la cathode. Des résistances i 5 sont intercalées dans le circuit amplificateur et un potentiomètre i3 dans le circuit de contrôle. Le fonctionnement de l’appareil est le suivant :
- Les courants du microphone imposent des variations au champ électrique maintenu près de la cathode par le potentiomètre, et le flux de courant varie dans les circuits amplificateurs en accord avec ces variations et à un degré augmenté; la bobine 4 de l’antenne se trouve ainsi en parallèle avec une résistance variable et l’énergie rayonnée par la longueur d’onde normale de l’antenne variées en accord avec les courants microphoniques originaux.
- M. B.
- (The Eleclrician, ï8 juillet et 4 août 1916
- APPLICATIONS MÉCANIQUES
- Un accident remarquable : inversion du sens de rotation de moteurs triphasés. — H. Kuhls et W. Petersen.
- Dans la centrale électrique du Main, par suite de rupture d’un isolateur dans l’interrupteur à huile, il s’est produit une interruption dans l’une des phases du feeder d’une section de réseau. La tension s'est alors inversée dans cette section qui n’était plus reliée à la centrale que par deux phases et une série de moteurs se sont mis à tourner en sens inverse ; ce phénomène a pu être observé sur des moteurs ayant jusqu’à 5o kilowatts de puissance. [Les auteurs, en considérant les caractéristiques du réseau, se sont attachés à expliquer par le calcul l’inversion du sens de marche de ces moteurs. Nous nous bornerons ici à relater les circonstances de l’accident.]
- La partie du réseau des usines du Main inté-
- ressée à l’accident se compose essentiellement de conducteurs nus avec quelques longueurs, relativement peu importantes, de câbles. Elle est reliée par l’intermédiaire d’une ligne à câbles de 3 km. 2 et d’un interrupteur à huile aux barres omnibus des usines du Main (Centrale àHœchst) qui alimentent un vaste réseau de câbles et de conducteurs nus.
- Le 14 septembre igt5, à 6 h. 45 du matin, par suite d’un (court-circuit, l’interrupteur en question s’ouvrit. Refermé aussitôt, il se maintint. Les tensions par rapport à la terre indiquées par les voltmètres étaient respectivement, pour les barres omnibus de :
- ir“ phase : 5 800 volts.
- 2e phase : 6 700 volts. ,
- 3e phase : 6 000 volts.
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- Les divergences sont imputables en partie à un mésusage des instruments.
- A 6 h. 55, uné fabrique ayant un transformateur de ioo kilovolts-ampèreS et, à 7 h. i5, une seconde fabrique ayant deux transformateurs de a5o kilovôlts-ariipères, faisaient connaître qu’après l’interruption momentanée du courant les moteurs s’étaient mis à tourner lentement à contre-Sens. Le même fait s’était passé dans plusieurs autres usines.
- Chez Melvo Laether, à Hofhéim, on observa la succession dé faits suivante : •
- Tout d’abord arrêt du courant, c’est-à-dire chute de tension et ouverture des disjoncteurs automatiques à voltage nul ; puis le courant une fois rétabli, les moteurs actionnèrent toutes les machines de la fabrique à pleine vitesse en marche inversée jusqu’à la puissance finale de 3oo kilovolts-ampères environ. Or, cette usine possède : deux moteurs de 5o kilowatts, un de 37 kilowatts, un de 3o et plusieurs autres plus petits.
- Dans deux autres localités, des moteurs de 2, 2 et 3, 7 kilowatts tournèrent en sens inverse à pleine vitesse. Dans une boulangerie, on continua à travailler après inversion des phases et, dans une scierie mécanique, en croisant la courroie, ordinairement droit®.
- Par isolement partiel de la canalisation et démarrages réitérés des moteurs voisins du point de jonction des feeders aux conducteurs nus, on se rendit compte de l’existence d’une défectuosité à la centrale même; on la découvrit en inspectant l’interrupteur à huile. Par suite de la rupture de l’isolateur supportant le contact médian, ce contact était tombé dans la cuve. Ainsi, le secteur n’était plus relié à la centrale que par deux phases.
- Défectuosité de marche en parallèle de moteurs générateurs. — N.-P. Hoisington.
- Dans la centrale d’un important charbonnage, on éprouva récemment des difficultés* dans la conduite de deux groupes moteurs générateurs à pâles auxiliaires et enroulement cornpound, marchant à la même puissance et en parallèle.
- La révision des machines montra que les col-
- lècféùrs avàiènt besoin d’être rectifiés, les pôrte-balais, d’être nettoyés, le Shunt du champ série réglé ; mais, ces retouches faites, les mêmes inconvénients subsistèrent. Aux fortes charges, les moteurs-générateurs débitaient bien proportionnellement, mais non aux faibles charges. En. outre, lorsque les machines étaient brusquement soulagées d’une charge intégralement répartie entre elles, le générateur le plus chargé faisait moteur par rapport à l’autre groupe occasionnant parfois un tel afflux de courant que les disjoncteurs delà machine s’ouvraient.
- Le fait n’aurait guère pu se produire avec des générateurs cornpound sans pôles auxiliaires, pourvu que les balais fussent sur les points neutres, parce que ces machines se comportent pratiquement, à vide, comme des machines à enroulement shunt.
- On attribue donc cette perturbation au réglage des pôles auxiliaires, un champ auxiliaire trop puissant pouvant relever les caractéristiques de l’induit, créant ainsi un état de fonctionnement instable sans toutefois produire de troubles dans la commutation.
- Ce dernier symptôme de pertubation du fait des pôles auxiliaires était, particulièrement évident, la commutation étant à peu près parfaite depuis la pleine charge jusqu’à 100 % de surcharge, malgré l’instabilité de fonctionnement. Aux faibles charges, elle n’était pas tout à fait aussi satisfaisante qu’aux grandes, probablement en raison de fuites aux pôles auxiliaires et de la saturation de ceux-ci dans ces dernières conditions.
- Pour vérifier le fait on mesura la chute de voltage entre le collecteur et les balais, à l’extrémité, à la base et en des points intermédiaires, en procédant comme il suit:
- Après s’être assuré que le collecteur était lisse et poli, les balais bien appliqués par toute leur longueur, on maintint une charge uniforme. Cela se fit un dimanche, alors qu’un vieux générateur commandé par moteur à vapeur pouvait assurer le courant pour le fonctionnement des quelques pompes et ventilateurs nécessaires. On monta, comme l’indique la figure i, un voltmètre, un commutateur à deux couteaux et deux directions et la mine d’un crayon dur.
- Un gabarit en fibre, présentant une encoche et des perforations telles que les montre la figure, cintré en outre pour épouser le contour ,du col-
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- iB Septembre 1916. , LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 283
- lecteur, fut alors posé sur ce dernier, de telle façon que l’encoche embrassât un balai. On nota les chutes de voltage lorsque la pointe du crayon fut introduite dans les trous i, a, 3, 4. La préférence avait été donnée au crayon sur une pointe
- Balai
- Voltmètre |*
- Collecteur
- 12 3 4
- Vue c/e coté
- métallique parce que cette dernière eût rayé la surface du collecteur en rotation.
- Pour apprécier la répartition du courant entre les porte-balais, l’écartement des balais, la symétrie de l’entrefer, le degré de perte et de saturation des pôles auxiliaires, les chutes de voltage aux balais furent mesurées sur deux porte-balais positifs et deux négatifs (choisis entre les six), mesures faites à des charges égales à 5o, 100, et i5o % de la puissance nominale. A pleine charge et avec une compensation corivenable, la chute de voltage doit être égale,
- aux deux extrémités de chaque>balai, bien qu’elle puisse être moindre dans l’intervalle.
- Les données et courbes de la ligure a indiquent cependant que les chutes de tension sont plus grandes sur le bord arrière que sur le bord antérieur (par rapport au sens de rotation) des balais, ce qui est le signe d’une machine surcompensée. Remarquons toutefois que les données pour divers porte-balais concordent très suffisamment pour des charges semblables, preuve que le courant est divisé à peu près également entré les porte-balais, que l’espacement des balais est correct et l’entrefer uniforme.
- Fig. i.
- D’autre part, on a enregistré des lectures négatives à pleine charge et demi-charge au point 4 du gabarit, ce qui montre que le bord antérieur du balai, sur environ un huitième de sa largeur, laisse passer un courant de circuit excessif, sans courant utile. Cela indique une surcompensation extrême.
- Dans toute machine qui n’est pas calculée de façon extrêmement large, une telle circonstance est susceptible de donner un crachement excessif des balais. L. D.
- (Electrical World, 11 août 1916.)
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- LA LUMIÈRE ÉLE C TR 1QUE T. XXXIV (2' Série). — N0 38,
- BIBLIOGRAPHIE
- Notre avenir, par Victor Cambon, ingénieur des
- Arts et Manufactures. Un volume in-8° couronne de
- 280 pages. Prix, 3 fr. 5o. — Payot et Cle, éditeurs,
- 106, boulevard Saint-Germain.
- Notre collaborateur a réuni dans ce volume, avec quelques-unes <de ses dernières conférences, les principaux articles qu’il a fait paraître dans la presse quotidienne, où il a passé en revue, avec sa compétence si universellement appréciée aujourd’hui, les raisons de l’insuffisance de notre préparation vis-à-vis des moyens techniques employés par les Allemands aussi bien dans la guerre actuelle que dans leur organisation industrielle.
- Nos lecteurs y retrouveront sa belle conférence Vers l'expansion industrielle, que nous avons été les premiers à publier, fet qui contient en substance tout l’ensemble des doctrines économiques de M. Victor Cambon.
- Ils n’ont certainement pas oublié les intéressantes discussions, ainsi que les nombreuses lettres que nous a values cette publication, dont un tirage de 20 000 exemplaires n’a pas encore épuisé ,1e succès.
- Dans d’autres chapitres de ce volume, M. Cambon étudie plus en détail quelques-uns des remèdes au mal qu’il a dénoncé, et qui doivent attirer plus spécialement l’attention des techniciens, lecteurs de notre revue, .tels que la réorganisation de l’enseignement technique, l’utilisation rationnelle des compétences, les mesures économiques à prendre pour le relèvement de notre industrie...
- Il nous présente enfin, dans cette belle langue lumineuse qui rend si facile la lecture de ses œuvres, des tableaux très instructifs de l’industrie et des Administrations américaines, car M. Cambon excelle à tirer de ses nombreux voyages les leçons les plus pratiques.
- Ceux qui pourraient avoir peut-être quelque tendance à voir en lui un critique un peu pessimiste, n’ont qu’à lire les chapitres qu’il consacre à ses visites à son pays natal, et à notre domaine nouveau du Maroc. Us y verront comment M. Victor Cambon
- sait rendre aux éminents administrateurs que sont le général Lyautey et M. Herriot. l’hommage dû à ces grands Français, qui nous ont donné un magnifique exemple d’activité, d’intelligence, et de dévouement patriotique.
- J. S.
- Le Travail à la meule dans la construction
- mécanique. Machines à rectifier, à meuler et à polir, par F. Colvin et A. Stanley, de VAmerican . Machinist, traduit par M. Varinois, ingénieur des Arts et Manufactures. In-8° de 42ï pages, avec 286 figures. Broché, 20 francs; cartonné, 2? francs. — H. Dunod et E. Pinat, éditeurs, 47 et 49’, quai des Grands-Augustins, Paris, VIe;
- Les machines à rectifier, à meuler et à polir, qui permettent d’appliquer les différentes méthodes de travail à la meule et utilisent les matières abrasives dans leurs diverses applications, ont pris une félle importance dans les diverses branches de la; construction mécanique, qu’il a paru intéressant de donner une traduction française de l’ouvrage publié en Amérique par les éditeurs du journal American Machinist, sous le titre « American Machinist Grin-ding Book ».
- Dans cet ouvrage, les auteurs ont réuni tous les renseignements concernant les meules, les machines’ et les méthodes de travail qui sont susceptibles d’intéresser les acheteurs de machines, les chefs d’ateliers, contremaîtres et ouvriers spécialistes, pour la pratique du travail.
- Ce livre a été composé en partie au moyen d’extraits d’articles parus dans Y American Machinist, où ont paru des notes signées par les autorités les plus compétentes, et en partie au moyen de renseignements fournis par les constructeurs de machines et les fabricants de meules.
- Le bon marché et la haute qualité du travail auxquels les Américains sont parvenus semblent indiquer que nous aurions intérêt à nous assimiler sur ce point leurs méthodes.
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- 16 Septembre léiê. LA LUMIÈRE ÈlÆCÏRlQÜË
- m
- RENSEIGNEMENTS COMMERCIAUX
- ' MINISTÈRE DU COMMERCE, DE L'INDUSTRIE, DES POSTES ET DES TÉLÉGRAPHES
- Rapport au Président de la République française.
- Paris, le 28 août 1916.
- Monsieur le Président, .
- La guerre a exercé une réelle influence sur la rapidité des progrès accomplis dans ces deux dernières années en télégraphie et en téléphonie; elle a conduit des savants et des techniciens, dont les travaux antérieurs étaient orientés ailleurs, às’occuperdes problèmes que soulèvent la télégraphie et la téléphonie avec ou sans fil.
- Elle a définitivement affirmé aussi la nécessité d’une collaboration de la science, de l'industrie et des services publics.
- J’estime donc que, dans l’intérêt du grand service public dont j’ai la charge, il est nécessaire de faire appel au conèours de personnalités appartenant au monde scientifique et technique, dont l'autorité ne saurait être mise en discussion, pour la solution des problèmes qui sp^présentent en télégraphie et en téléphonie ainsi qu’en matière d’outillage postal.
- Pour donner toute son efficacité à une telle collaboration, il est nécessaire aussi que ces personnalités soient appelées, d’une façon continué, à étudier en commun, avec les techniciens de l’administration, les innovations à introduire dans le matériel d’exploitation des postes, télégraphes et téléphones.
- Si vous partagez cette manière de voir, j’ai l’honneur de vous prier de vouloir bien revêtir de votre signature le projet de décret ci-joint.
- Veuillez agréer, monsieur le Président, l’hommage de mon respectueux dévouement.
- Le ministre, du Commerce, de l’Industrie, des Postes et des Télégraphes, Clémentel.
- Le Président de la République française,
- * Sur le rapport du ministre du Commerce, de l’Industrie, des Postes et des Télégraphes;
- Vu le décret du s3 avril i883, organisant les services extérieurs des Postes et des Télégraphes;
- Vu le décret du 4 juillet 1916, instituant à l’Ecole supérieure des Postes et des Télégraphes un service d’études et de recherches techniques,
- Décrète :
- Article premier. — Il est institué à l’Admiuistration des Postes et des Télégraphes, un comité qui prend le nom de Comité technique des Postes et Télégraphes.
- Art. 2. — Le Comité est obligatoirement saisi par les services compétents de l’Administration de toutes innovations ou modifications à introduire dans l’outillage postal, télégraphique et téléphonique, et émet des avis motivés sur les questions qui lui sont soumises.
- Les essais, expériences, recherches reconnus nécessaires sont effectués par le service d’études et de recherches techniques des. Postes et des Télégraphes.
- Art. 3. — Le Comité comprend, indépendamment de fonctionnaires de l'Administration des Postes et des Télégraphes, des personnalités n’appartenant pas à l’Administration, d’une autorité scientifique ou technique reconnue.
- Le Comité est présidé par le ministre ou, en cas d’absence, par le vice-président.
- Le Comité se divise en sections, dont le nombre, les conditions de fonctionnement et la composition sont fixés par arrêtés ministériels.
- Un président de section est désigné dans chaque section, pour suppléer le président et le vice-président en cas d’empêchement.
- Le secrétariat général est composé d’un secrétaire général et de deux secrétaires généraux adjoints, qui assistent aux séances avec voix délibérative.
- Il est attaché à chaque section un secrétaire et trois secrétaires adjoints. Lés secrétaires ont voix délibérative et les secrétaires adjoints ont voix consultative.
- Art. 4. — Toutes dispositions contraires à celles qui précèdent sont et demeurent abrogées.
- Art. 5. — Le ministre du Commerce, de l’Industrie, des Postes et des Télégraphes est chargé de l’exécution du présent décret, qui sera publié au Journal officiel et: inséré au Bulletin des lois. '
- Fait à Paris, le 2 septembre 1916.
- R. Poincaré.
- Par le Président de la République :
- Le ministre du Commerce, de l’Industrie, des Postes et des Télégraphes,
- Clémente 1..
- ‘ Le ministre du Commerce, de l’Industrie, des PosteS et des Télégraphes;
- Vu le décret du 23 avril i883, organisant les services extérieurs des Postes et des Télégraphes;.. r
- Vu le décret du 4 juillet 1916, instituant à l’Eçolq supérieure des Postes et des Télégraphes un sêrvice d’études et de recherches techniques ;
- Vu le décret du i septembre iqtfi, organisant le Comité technique des Postes et Télégrapheè ; ; J -
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- t'A. LÜMtlÉRE ËLÈGTOQÜK» f. XXXIŸ (àvâéri^r- ^ ÔÔ*l
- Vu l’arrêté ministériel du 4 juillet 1916, fixant les attributions du service d’études et de recherches techniques de l’Administration des Postes ; et des ( Télégraphes,
- Arrête :
- Article premier. — Les Comités techniques prévus par les arrêtés des i3 janvier 1891, ai juillet 1902, 27 décembre 1904, 9 décembre» 1909 et 17 juini 1911 sont fusionnés en un seul Cotnité- technique des Postes et Télégraphes.
- Art. 2.----Le Comité'technique des Postes et desi
- Télégraphes comprend six sections > qui ont les attributions suivantes :
- 1” section. — Matériel postal.
- 2® section. — Appareils et installations télégraphiques.
- 3® section. — Lignes "télégraphiques souterraines, sous-marines et pneumatiques.
- 4® section. — Télégraphie et téléphonie sans fil.
- 5® section. — Appareils et installations téléphoniques.
- 6®-section. — Lignes aériennes, lignes ' souterraines téléphoniques.
- Art. 3. — Toutes dispositions contraires à celles qui précèdent sont et demeurent abrogées.
- Art. 4. — Le présent arrêté sera déposé- au < secrétariat administratif pour être notifié à qui de droit..
- Fait à Paris le 2 septembre 1916.
- Le ministre du Commerce, de l'Industrie, des Postes et des Télégraphes,
- Clémentel.
- Le ministre du Commerce, de l’Industrie, des Postes et des Télégraphes,
- Vu le décret du 23 avril i883, organisant les services extérieurs des Postes et des Télégraphes ;
- Vu le décret du 4 juillet 1916, instituant à l’École Supérieure des Postes et des Télégraphes un service d’études et de recherches techniques ;
- Vu le décret du. 2 septembre, 191.6, organisant le Comité téchnique des Postes et des Télégraphes;
- Vu l’arrêté ministériel du 4 juillet 1916 fixant les attributions du service d’études et de recherches techniques de l’Administration de? Postes et des Télégraphes ;
- Vu l’arrêté ministériel du 2 septembre 1916 fixant les attributions des sections du Comité technique des Postes et des Télégraphes,
- Arrête :
- Article premier. — Sont nommés:
- Vice-président du Comité technique des Postes et des Télégraphes, -
- M. Dennery, inspecteur général, directeur de l’École Supérieure et du Service d’études et de recherches
- techniques de l’Administration des Postes et des Télégraphes.
- Membres du Comité.
- lre section. Matériel postal.
- Al. ITorqunrt, ingénieur civil.
- M. Sab^uret,, ingénieur en.chef deapouts et chau^gées, ingénieur en:,chef -adjoint!du-,matériel..et, de-la traction ,<les chemins de fer de l’Orléans.
- 2® section. -— Appareils et installations télégraphiques,,
- M. Gutton, professeur à.la faculté des sciences de j Nancy.
- | M. Maurice Leblanc, président de la Commission électrotechnique internationale.
- M. Villard, membre de l’Institut,
- 3® section.. — Lignes télégraphiques souterrainés, sous-marines et pneumatiques.
- M. Abraham, professeur à l’École Normale Supérieure.
- M. Sauvage, inspecteur.général des mines.
- 4® section. —-Télégraphie et téléphonie, sans fil. , ,
- M. d’Arsonval, membre de l’Institut.
- M. Blondel, membre de l’Institut.
- M. le colonel Ferrié, directeur de la radiotélégraphie militaire.
- M. le capitaine de frégate Tissot.
- 5° section. — Appareils et installations téléphoniques.
- M. Gutton, professeur à la Faculté des sciences de Nancy..
- M. Maurice Leblanc, président de la Commission électrotechnique internationale.
- M. Pérot, professeur, à l’École polytechnique,
- 6® section. — Lignes aériennes, lignes souterraines téléphoniques.
- M. Brilloin, professeur au Collège de France.
- M. Langevin, professeur au Collège de.France;
- Secrétaire général.
- M. Pomey, ingénieur en chef des Postes et des Télégraphes.
- Secrétaires généraux adjoints.
- M. Vilard, ingénieur des Postes et des Télégraphes. ,
- M. Lacroix, sous-chef de bureau à l’Administration centrale.
- Art. 2, — Toutes dispositions contraires à celles qui précèdent sont et demeurent abrogées.
- Art. 3. — Le présent arrêté sera déposé au secrétariat administratif pour être notifié à qui de droit.
- Fait à Paris, le 2 septembre 1916.
- Le ministre du Commerce, de l'Industrie, des Postes et des Télégraphes,
- Clémentel.
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- -|6 Septembre"1916. IjA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 887
- Rapport
- au Présidant de la République française
- r ;
- l ;i. "Paris, le 28 août 1916.
- V
- 'Monsieur le Président,
- L’inspection générale des Postes et des Télégraphes a été créée par décret du 5 juillet 1890.
- Sa tache devient, d’année en année, de plus en plus lourde, èn raison de la diversité des services à surveiller, du développement incessant de ces services et deTaùgmentation constante du personnel de l’administration qui compte, aujourd’hui, plus de i35,ooo unités contre environ 70 000 en 1895.
- !Telle qu’elle fonctionne,.elle rend des services appréciables. J'estime Cependant qu’une utilisation plus rationnelle des inspecteurs généraux donnerait à l’institution une impulsion nouvelle et conduirait à des résultats plus satisfaisants encore.
- Deux organisations peuvent, en. effet,-être envisagées en matière de contrôle.
- La première a poui'haseTe-système des circonscriptions territoriales. Dans la seconde, les inspecteurs généraux sont à la disposition du ministre, pour se rendre, sur un point ou un autre du territoire, suivant . les besoins du moment.
- Il importe, à mon sens, que l’inspection générale prolonge l’action directrice et la surveillance du chef de l'administration sur l’ensemble des services d’un département et d’unè région. Mais il faut aussi qu’elle puisse porter ses investigations sur les points les plus divers, de manière à tenir en haleine le contrôle départemental et, par suite les services d’exécution. Ce rôle, elle ne peut le jouer qu’en combinant le système des circonscriptions territoriales avec le système de la libre disposition, c’est-à-dire en alliant là fixité de contrôle, indispensable si l’on veut obtenir, dans l’ensemble des services, l’unité de vue et de méthode, avec la mobilité, non moins indispensable si l’on tient à utiliser les aptitudes et l’expérience spéciales de chaque contrôleur.
- Mais la réforme ainsi comprise ne peut coüduire à des résultats vraiment utiles que si, par ailleurs, est créé le lien de coordination des données recueillies par les inspecteurs généraux au cours de leurs tournées d’inspection et de contrôle.
- Cet organisme, c’est le Comité d’inspection générale.
- 1 Ce Comité- se1 réunirait chaque trimestre ; les inspecteurs généraux échangeraient leurs vues sur les constatations faites et examineraient les mesures d’ordre général propres à améliorer l’organisation et le fonctionne ment? des services. Us étudieraient les réformes qui leur paraîtraient devoir être entreprises, tant - au point de vue du service qu’en faveur du personnel et du public. De la sorte, la collaboration de l’inspection générale avec les services d’exécution et de direction deviendrait effective et tangible et j’en augure les meilleurs résultats,
- ~ Dans la pensée que oétte réformé aura votre haute approbation, j’ai l’honueur de vous prier de vouloir bien revêtir de votre signature le projet ci-joint de décret préparé dans le sens des considérations que je viens d’exposer.
- Veuillez agréer, monsieur le Président, l’hommage de mon respectueux dévouement.
- Le ministre du Commerce, de l'Industrie', des Postes et des Télégraphes, ClÉMENTKL.
- Le Président de la-République française,
- Vuledécretdu5 juillet 1890, portant création du service de l’inspection générale des Postes et des Télégraphes
- Vu le décret du 10 novembre 1899, portant organisation de l’inspection générale des Postes et des Télégraphes ;
- Sur la proposition du ministre du Commerce, de l’Industrie, des Postes et des Télégraphes,
- ’ Décrète :
- Article premier. — Les inspecteurs généraux des Postes et des Télégraphes sont chargés, chacun dans une circonscription de territoire métropolitain, du contrôle du service des directions, des services spéciaux et des services d’exécution.
- Ils signalent au ministre les points défectueux qu’ils ont constatés au cours de leurs tournées et proposent telles mesures qu’ils jugent convenables pour y remédier .
- Art. 2. — Nonobstant leurs attributions territoriales, les inspecteurs généraux des Postes et des Télégraphes restent à la disposition du ministre pour être, le cas échéant, chargés de missions spéciales à remplir en dehors de leur circonscription respective.
- Art. 3. — Les limites des circonscriptions territoriales sont fixées par arrêté ministériel,
- Aiit. 4. — A la fin de chaque trimestre, les inspecteurs généraux se réunissent en Comité, sous la présidence d’un inspecteur général désigné à cet effet par le ministre ; ils échangent leurs vues sur les constatations qu’ils ont faites en cours de tournée ; ils examinent les mesures d’ordre général propres à améliorer l’organisation et le fonctionnement du service ; ils étudient les réformes qui leur paraissent devoir être entreprises, tant au point de vue du service qu’en faveur du personnel et du public.
- A la suite de cette réunion, le président du Comité adresse au ministre un rapport d’ensemble résumant les travaux du trimestrejécoulé et indiquant les améliorations et réformesquiontfait l’objetdes délibérations duComité et que l’inspection générale est d’avis de réaliser.
- L’inspection générale est informée, s’il y a lieu, de la suite donnée à ses propositions, après discussion de son rapport suivant le cas par le Conseil d'Administration, le Comité technique ou le Comité pratique d’exploitation.
- Art. 5. — Le Comité des inspecteurs généraux peut être réuni à toute époque par convocation spéciale pour l’examen de toute question et de tout projet qu’il parait utile de lui soumettre.
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- 288 LA LUMIÈRE
- Art. 6. —r Les inspecteurs généraux président-les commissions de classement du deuxième degré».
- Ils peuvent, en outre, être-, chargés, de présider d’autres commissions ou comités administratifs.
- Art. 7.'—L’inspecteur général directeur de l’Ecole Supérieure des Postes et des Télégraphes est spécialement chargé de la surveillance et du contrôle des centres d’instruction technique et professionnelle. Il visite les centres d’instruction. Ses propositions sont soumises, le cas échéant, à l’examen de la commission supérieure de l’enseignement technique et professionnel.
- Art. 8. — Toutes dispositions antérieures contraires à celles qui précèdent sont abrogées.
- Art. 9 — Le ministre du Commerce, de l’Industrie, des Postes et des Télégraphes est chargé de l’exécution du présent décret,
- Fait à Paris, le 5 septembre 1916.
- R. Poincaré.
- Par le Président de la République :
- Le ministre du Commerce, de l'Industrie, des Postes et des Télégraphes,
- CcÉMENTEL; 1
- DÉBOUCHÉS COMMERCIAUX
- JAPON
- L’industrie électrique a pris ces derniers temps au Japon une grande extension et le gouvernement étudie les mesures propres à faciliter l’exportation en Chine et aux Indes. Les constructeurs s'efforcent de leur côté de gagner ces marchés sur lesquels la concurrence européenne a été largement éliminée par l’état de guerre.
- ESPAGNE
- Les Compagnies espagnoles d’électricité ont développé notablement leur capacité de production en 1918. Il faut citer les centres de Barcelone, Sabadell et Cornella (près de Barcelone). Il existe en "Espagne 99a installations productrices de lumière pour usage public, 978 pour usage privé et 125 usines pour la force motrice.
- ÉTATS-UNIS
- L’équipement électrique des automobiles (lumière, démarrage automatique, avertisseurs, etc.) est très en faveur aux Etats-Unis. On prévoit que celte année toutes les voitures seront munies de l’éclairage électrique et que, seules, celles à-très bon marché ne comporteront pas la mise en marche automatique. Le nombre des voitures qui seront fabriquées dans l’année est évalué à 1 000 000 pour la Compagnie des moteurs Ford cl à 1 000 000 pour les autres constructeurs. L’équipement électrique des automobiles offre donc pour l’avenir (et ce qui est vrai pour les Etals-Unis le sera aussi pour l’Europe avec peut-être quelque retard) des débouchés très considérables aux fabricants de petites dynamos, baiteries, régulateurs, lampes, petit appareillage, etc.,
- ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e S«rie). 3$.
- d’autant plus que beaucoup de ces organes ont besoin d’être remplacés fréquemment, la pliipart des .posses-'' seurs de voitures' ignorant la manière de les soigner convenablement pour assurer leur durée.
- En 1915, les 15291 lampes à arc de l’éclairage public à New-York ont.été remplacées à l’exception de quelques centaines par des lampes à atmosphère d’azote (3oo et 4oo watts sur les circuits en parallèle, ioo, 4°° ou 600 bougies sur les circuits-série). La lumière en est plus stable, plus diffuse et plus économique parce que le système évite les compensateurs et nécessite moins d'entretien. L’éclairage public au gaz est aussi en dé-décroissance, 20 000 lampadaires à gaz ayant été remplacés par des lampes à azote de 200 watts. Celles-ci reviennent à la ville à 43 dollars et les lampes à gaz à 22,37 dollars.La proportion habituelle étant de 2 à 5, l’économie est sensible, tout en obtenant un éclairage meilleur et en supprimant beaucoup de candélabre^ coûteux, ineslliéliques et sujets à avaries par collision, etc.
- ADJUDICATIONS
- L’Administration des Postes et des Télégraphes à Paris procédera, le 7 octobre 1916, dans les conditions fixées par l’arrêté du 14 juin 1916, à un concours pour la fourniture d’isolateurs à double et à simple cloche en porè'e-laine ou en verre (trente-trois lots.)
- Les industriels désireux de remettre des offres de prix pour cette fourniture pourront, pour obtenir tous renseignements, s’adresser à la direction'de l’exploitation téléphonique, 2e bureau, io3, rue de'Grenelle, à Paris, tous les jours non fériés.
- L’Administration des Postes etdes Télégraphes, procédera, le 2 octobre 1916, dans les conditions fixées par l’arrêté du 14 juin 1916, à un concours pour la fourniture de câbles téléphoniques isolés au caoutchouc (quatre lots).
- Les industriels désireux de remettre des offres de prix pour cette fourniture pourront, pour obtenir tous renseignements, s’adresser à la direction de’ l’exploitation téléphonique, 2e bureau, io3, (rue de Grenelle, à Paris, tous les jours non fériés,
- L’Administration des Postes etdes Télégraphes procédera le 2 octobre 1916, dans les conditions fixées par l’arrêté du i4 juin 1916, à un concours pour la fourniture de câblés électriques sous plomb isolés au papier, divisée en dix-neuf lots dont un par transformation de vieilles matières.
- Les industriels désireux de remettre des offres de prix pour cette fourniture pourront, pour obtenir tous renseignements, s’adresser à la direction de l’exploitation téléphonique, 2e bureau, io3, rue de Grenelle, à Paris, tous les jours non fériés.
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- SAMEDI 23 SEPTEMBRE 1910. Tome XXXIV (»• série), N° Ô9
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- SOMMAIRE
- P..SABE. —L'électrification : du London and South Western Railway............ 289
- P. BOÛGAULT. — Le cahier des charges d’une concession électrique et l’approbation par décret. ,.......................... ...... 297
- Publications techniques
- Mesures et essais
- Note sur l’essai des transformateurs de mesure de courant au laboratoire central d’électricité. — P. .de La. Gorce................. 3oo
- Méthode de «mesure des coefficients d’induction mutuelle à l’aide du courant alternatif.
- — Harvey L. Curtis. .. . ; . ....... 3o4
- Electrochimie
- Théorie de l’accumülateur au plomb. — Ch.
- Féry. ... ......................... 3o5
- Notes industrielles
- Le renouvellement du syndicat houiller rhénan-westphalien. — L.-D...................... 309
- Les entreprises électriques au Japon...... 310
- Le commerce anglais après la guerre....... 3n
- Bibliographie............................. 311
- ÉLECTRIFICATION DU LONDON AND SOUTH WESTERN RAILWAY
- La traction électrique est par excellence le mode de traction convenant à un service de banlieue. Les Compagnies de chemins de fer anglaises ayant, dans la banlieue de Londres, à lutter contre la concurrence des autobus et des tramways devaient réaliser un service rapide et à grande fréquence. Le London and South Western Railway a conçu un grand programme d'électrification dont la réalisation a été retardée par la guerre. La description suivante permettra de juger de l'ampleur de ce
- projet qui constitue une application importante de
- Le London and South Western Railway a élaborée en grande partie réalisé un projet d’électrification de ses lignes dans la banlieue de Londres.
- L’ensemble du projet comporte une longueur de lignes de i56 kilomètres équivalant à 400 kilomètres de simple voie.
- La zone actuellement électrifiée comprend 76 kilomètres de ligne; soit au moins 240 kilomètres de simple voie. La seconde partie du projet comporte donc 80 kilomètres de ligne, ou 160 kilomètres de simple voie.
- Les lignes actuellement électrifiées sont : la boucle de Waterloo à Clapham Junction et
- la traction électrique à un chemin de fer.
- retour par Wimbledon, Kingston, Twickenham et Richmond à Clapham Junction et Waterloo; la boucle de Brensford et Hounslow; les embranchements de Hampton Court, Claygate et Shep-perton.
- Les autres lignes, dont l’électrification est projetée et en voie d’exécution, comprennent les diverses lignes de la Compagnie à l’Ouest de Guildford.
- Diverses raisons ont motivé l’électrification de ces lignes. Tout d’abord, il était évident qu’une Compagnie dont les lignes desservaient la vallée de la Tamise devait offrir aux- voyageurs des trains rapides; à départs fréquents, solution dif-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Série). — N»39.
- ficile à obtenir avec la traction à vapeur sans dépenses exagérées. Avec la traction électrique, au contraire, ce résultat pouvait être obtenu sans dépenses excessives de premier établissement, avec une réduction du prix de revient du kilomètre-train.
- Ces raisons avaient conduit la Brighton Company à étendre rapidement l’emploi de la traction électrique sur ses lignes de banlieue, et les résultats obtenus ont été des plus encourageants. Les mêmes considérations ont motivé la vitesse
- Matériel roulant.
- 0
- L’effectif du matériel roulant comprend 25a voitures à compartiments de 15 m. 55 de longueur. Jusqu’ici ces voitures étaient utilisées pour le service à vapeur; elles ont été récemment modifiées pour le service électrique. L’équipement électrique a été fourni par la British Westinghouse Electric and Manufacturing Company.
- Les trains ont été équipés pour la marche à unités multiples et pour la facilité des manœuvres
- Fig-, i. — Train électrique du London and South Western Railway.
- des trains et la fréquence des départs sur le Metropolitan District Railway, qui rejoint les lignes du London and South Western Railway à Putuey et à Wimbledon. En outre, il y avait lieu de compter avec la concurrence, toujours croissante, des Compagnies de tramways et d’omnibus qui, d’année en année, étendent leurs services dans la banlieue.
- Ce fut en décembre 1912 que les directeurs de la Compagnie déterminèrent définitivement le programme d’électrification. On adopta l’alimentation par troisième rail en courant continu, à la tension de 600 volts,déjà adopté par diverses Compagnies anglaises pour leurs lignes de banlieue.
- ils ont été constitués par des groupes de trois voitures dont deux automotrices et une remorque couplées entre elles d’une façon continue. Ces groupes de trois voitures peuvent être couplés entre eux de façon à former des trains de trois ou six voitures, suivant les nécessités du trafic. Les trains à trois voitures pèsent 96 tonnes à vide et comportent 190 places assises.
- L’équipement électrique d’un train comprend quatre moteurs de 275 chevaux vapeur, tournant à 590 tours par minute, le rapport d’engrenages étant 21/59, les roues motrices sont du type standard de 1 m. 08 de diamètre. Les moteurs sont montés par paires sur les bogies placés aux
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- 13 Septembre 19i6. LA LUMIÈRE É LECTRIQUE __ 291
- extrémités du train sous la cabine de conduite. L’appareillage de commande est placé dans cette pabine, chaque paire de moteurs étant commandée par l’appareillage situé dans la cabine correspondante.
- La disposition de l’appareillage de commande dans la cabine de conduite a été adoptée de préférence à son installation sous la voiture, par les ingénieurs de la Compagnie, en raison de la plus grande facilité d’accès pour üentretien et la réparation. La disposition des diverses pièces de l’appareillage a ét^é étudiée de façon à rendre chaque côté accessible. L’accès aux appareils est obtenu d’un côté par la cabine de conduite, et de
- de service auxquelles ils doivent‘satisfaire. Ces moteurs doivent, en outre, présenter une grande résistance mécanique, ceci étant l’une des conditions primordiales à réaliser.
- Le moteur est du type entièrement enfermé, à enroulement série, dont les Caractéristiques bien connues sont particulièrement propres à un service de traction. Il comporte 4 pôles inducteurs bobinés, 4 pôles de commutation et deux lignes de balais.
- Ainsi que cela se pratique pour des moteurs de cette puissance, la carcasse est en une seule pièce avec joues paliers.
- Les divers percements pour la fixation des
- Kig. a. — Bogie moteur.
- l'autre au moyen de larges portes à charnières pratiquées dans la cloison de séparation de la cabine de conduite et du compartiment à bagages.
- La disposition des appareils de commande dans la cabine de conduite au-dessus du bogie moteur a en outre l’avantagé d’accroître le poids repo.-ant sur ce bogie et par suite d’augmenter l’adhérence des roues motrices.
- Moteurs.
- Les moteurs ont été dotés des divers perfectionnements utilisés dans la construction des moteurs. La construction des moteurs de traction est rèndue difficile parle faible encombrement qu’ils doivent présenter et les dures conditions
- boulons supportant les masses polaires et des boulons de suspension ont été particulièrement soignés et exécutés avec des machines-outils perfectionnées. Le dressage des joints des masses polaires avec la carcasse a été l’objet d’une attention spéciale. L’usage général de jauges et de gabarits pour la construction de ces moteurs permet d’obtenir une grande précision dans l’exécution et la parfaite, interchangeabilité des pièces. Les pôles inducteurs sont feuilletés, les pôles auxiliaires sont pleins et ont une forme spéciale d’épanouissement polaire. Les bobines inductrices sont maintenues en place par des rondelles formant ressorts, évitant ainsi leur usure par vibration.
- , L’armature est d’une construction particulièrement résistante et compacte. La ventilation est
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- T. XXXIV (2‘Série).
- assurée suivant le système axial par un ventilateur.
- Le courant d’air traverse le croisillon du coL lecteur, le noyau de l’induit, le ventilateur, et retourne entre les bobines inductrices sur l’armature et le. collecteur. L’on n’a pas muni le moteur d’ouverture à l’air libre, les dimensions du bobinage étant prévues pour assurer une
- Fig, 3. — Moteur de traction.
- glage radial permettant de compenser l’usure du collecteur ; une large trappe ménagée .dans la carcasse, au-dessus du collecteur, rend faciles la visite et le réglage des pdrte-balais. ' -
- Le graissage des paliers est effectué au moyen de déchets de laine qui amènent l’huile au-dessus, du coussinet et produisent un graissage automatique continu. Un réservoir séparé permet d’alimenter le palier en huile fraîche qui est pompée et conduite au-dessus du coussinet par les déchets de laine. Des pare-huile et des obturateurs empêchent la pénétration de l’huile venant des paliers, à l’intérieur du moteur. JL’huile 'qui . pourrait passer au travers des paliers est recueillie dans une poche de grande capacité ménagée dans les joues paliers, d’où elle est extraite périodiquement. La carcasse du moteur est supportée par une console de suspension fixée par l’intermédiaire dés ressorts sur la traverse de bogie.
- bonne radiation afin d’assurer une répartition uniforme de la température dans le moteur,
- La construction des porte-balais est particulièrement robuste ; les supports proprement dits sont en bronze fondu, ils sont fixés sur la face travaillée de la carcasse et supportés par deux tiges isolées boulonnées sur la carcasse du moteur. L’isolation est assurée au moyen de mica
- Fig. 5. — Induit.
- Les pignons et engrenages, les roues et les essieux ont été fournis par la firme Sholey and Company, et sont en acier de qualité spéciale. Les dimensions de ces pignons et engrenages sont de beaucoup supérieures à celles utilisées sur la plupart des chemins de fer. Le diamètre de l’engrenage est ,de o m. 775. L’on a choisi des pignons et engrenages en acier de qualité spéciale à cause du grand kilométrage qu’ils sont susceptibles de fournir.
- inséré à force entre la tige et le porte-balai, le mica étant protégé pendant son insération au moyen de tubes en acier dur. Le porte-balai complet, avec ses supports isolés, est soumis à qn essai de résistance mécanique à une pression de 44 tonnes pour s’assurer que les supports et leur isolement sont convenablement fixés au porte-balai. Les balais sont disposés pour le ré-
- Appareillage de commande.
- L’appareillage de commande pour la marche en unités multiples a été construit par la B.ritish Westinghouse Electric and Manufacturing Company, Le commande est-du type entièrement électrique à relais d'accélération automatique.
- I Dans ce système, le courant de traction est
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- 25 Septembre 1916. LA LUMIÈRE ÉLECtftlQUÉ
- 293
- distribué au moyen d’un certain nombre de con-tacteurs électriques dont les bobines de commande sont connectées aux fils d’une ligne de train dans lesquels les courants de commande sont envoyés par un petit manipulateur. Les contacteurs sont munis d’un certain nombre de contacts d’enclanchement qui, insérés dans
- motrices. Le système, en outre, assure une égalisation de la charge des divers moteurs et procure une économie d’énergie.
- Dans ce système, le manipulateur est en réalité la partie la plus simple de l’équipément,. cette remarque est importante, car c’est le seul organe manœuvré parles conducteurs qui, généralement,
- tlGHTING & HtHflNS SwtTCN BOX
- Partit ton.
- È
- 3
- Fig*. 6. —» Disposilion des appareils dans la cabine de conduite.
- les circuits de commande, assurent la fermeture correcte des divers circuits pour les différentes connexions de marche des moteurs.
- Le démarrage des moteurs de chacune des motrices est commandépar un relais indépendant pour l’une d’elles de celui placé sur l’autre. Ainsi le démarrage des divers moteurs est réglé suivant leur demande individuelle qui, dans une certaine mesure, dépend des différences dans les caracté-ristique$ des moteurs et les diamètres des roues
- ne possèdent pas de connaissances techniques. La manœuvre du manipulateur est extrêmement simple, le conducteur n’ayant qu’à le placer dans la position de marche, les relais effectuant automatiquement les autres manœuvres. Un soufflage magnétique particulièrement puissant a été prévu pour toutes les pièces entre lesquelles un arc peut prendre naissance lors de la coupure du courant. Les contacts sont animés d’un mouvement de glissement assurant leur nettoyage et
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Série). — N° 39.
- évitant ainsi la formation jde gouttelettes dues à la fusion des lèvres de contact lors de l’ouverture, et qui pourraient s’interposer entre ces
- Fig. 7. — Disposition des appareils (côté fourgon)
- lèvres pendant la fermeture du contacteur.
- Chaque contacteur et disjoncteur est supporté par une plaque d’acier fixée par des boulons isolés au moyen de tube de mica à deux fers en U régnant sur toute ' la longueur du. groupe des contacteurs. Cette construction est tout à la fois légère et solide, et présente la flexibilité nécessaire pour résister à la trépidation. En outre, l’enlèvement et le remplacement d’un contacteur est extrêmement aisé.
- Les contacts auxiliaires mentionnés ci-dessus sont fixés au dos du contacteur et manœuvrés au moyen d’un levier actionné par le noyau mobile en solé-noïde de commande, de sorte que la fermeture ou l’ouverture de ces différents contacts sont liées à celles du contacteur. Les diverses pièces constituant ces contacts auxiliaires ont été disposées de sorte que leur démontage et leur remplacement soient faciles. Le nombre des pièces les constituant a été réduit au minimum.
- Le châssis supportant les divers groupes de contacteurs est disposé suivant la largeur dans la cabine de conduite. Il supporte également les
- résistances de démarrage ainsi que le fusible général disposés au-dessus des contacteurs. Les résistances de démarrage sontdu type ordinaire, à 3 points de suspension, montées sur des tiges supports isolées au mica et serrées seulement entre deux plaques terminales en acier assurant une grande rigidité à l’ensemble. Le disjonctent’ est, comme construction, analogue à un contacteur, il comporte un contact supplémentaire à balais et des bobines de déclanchement à maxima réglables. L’inverseur est du type à tambour. Les divers segments sont isolés de la carcasse centrale au moyen de mica. Les segments sont en cuivre de grande conductibilité. Les doigts de contacts sont munis d’extrémités remplaçables ayant des ressorts en col de cygne et des shunts en cuivre de haute conductibilité. Les bases des doigts sont isolées au moyen de mica de la barre les supportant. Les contacts d’enclanchement pour les circuits de commande sont portés par un tambour auxiliaire calé sur l’axe principal, de sorte que les connexions dès circuits de contrôle sont liées à la position de l’inverseur. Les contacts auxiliaires sont munis
- Fig. 8. — Disposition des appareils (côté cabine).
- d’un soufflage magnétique puissant; les doigts des contacts auxiliaires sont identiques à ceux du manipulateur.
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- Le manipulateur est du type à tambour. Il comprend une poignée principale et une poignée
- Fig. 9. — Contacteur.
- d’inversion enclanchée avec la première, de sorte qu’elle ne peut être mise en marche avant ou arrière que si le manipulateur est au zéro, et par suite le courant coupé sur les moteurs. La poignée principale comporte un contact auxiliaire, de sorte que, dans le cas où le conducteur l’abandonne, le courant de contrôle est. coupé et, par suite, les divers contacteurs ouverts, les freins étant automatiquement mis en action. Le conducteur doit ramener la poignée principale au zéro pour pouvoir desserrer les freins. Pour la marche sans courant ou les arrêts du service ordinaire, le conducteur place la poignée principale au zéro et maintient la main sur cette poignée, afin d’éviter une interruption de courant et la mise en action automatique des freins.
- La poignée principale du manipulateur comporte 4 positions de marche. La première position, habituellement appelée manœuvre, réalise la mise en circuit des moteurs en série avec la totalité des résistances; la seconde position, correspondant au démarrage série, met en circuit le relais d’accélération qui assure l’élimination progressive des résistances, jusqu’à la marche dès moteurs en série, toutes les résistances
- étant hors circuit ; la troisième position connecte les moteurs en parallèle, le passage série-parallèle se faisant suivant la méthode bien connue dite « du pont » ; la quatrième position met en circuit le relais d’accélération qui élimine progressivement les résistances jusqu’à la marche directe, sans résistances, des moteurs en parallèle.
- Il n’est pas nécessaire de maintenir la manette du manipulateur sur chaque cran jusqu’à ce que les connexions correspondantes aient été réalisées, elle peut être directement amenée dans la position série ou parallèle, le relais automatique réalisant cran par cran les diverses connexions jusqu’à celles correspondant à la position de la manette. Le courant de démarrage, et par suite l’accélération, peut être modifié par le réglage du relais automatique. Le relais automatique d’accélération est composé de trois bobines dont deux munies de noyaux plongeurs portant des disques de cuivre ayant pour but d’établir le contact entre différents doigts insérés
- Fig. io. — Inverseur.
- dans le circuit de commande. Les trois bobines ont un circuit magnétique commun. Les deux
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- bobines à plongeur sont insérées dans le circuit de contrôle et la troisième bobine dans le circuit des moteurs. Le but des deux bobines insérées dans
- lage de commande au moyen de deux câbles souples. Ce fusible assuré la protection des circuits de puissance en cas de court-circuit concurremment avec les appareils disposés à cet effet dans la cabine de conduite. Le câblage de puissance est disposé dans cette cabine, et la ligne de train fixée sur le toit des voilures, et par suite hors de portée de toute personne étrangère au service.
- Éclairage et freinage. L’éclairage des compartiments a été l’objet, de la part des ingénieurs de la Compagnie, d’essais rigoureux. Les voitures sont chauffées au moyen de radiateurs électriques convenablement disposés dans les compartiments.
- Les freins sont du type à air Westinghouse. L’air comprimé est fourni par deux compresseurs commandés directement par des moteurs à faible vitesse disposés chacun sur une automotrice. Le fonctionnement des compresseurs, leur mise en marche et leur arrêt simultanés, sont commandés par
- le circuit de commande est de soulever les disques de contact et par suite d’ouvrir un circuit de commande, les disques étant soulevés jusqu’à ce que le courant absorbé par les moteurs et circulant dans la troisième bobine soit tombé au-dessous d’une valeur prédéterminée pour laquelle le relais a été réglé. Les contacts de ce relais ne sont pas utilisés pour l’ouverture de circuits et, par suite, a l’abri de l’usure par étincelles. Dans la construction de l’appareillage de commande l’on n’a utilisé que des matériaux incombustibles. L’isolement est effectué exclusivement au mica.
- La prise de courant se fait par un patin latéral glissant sur un troisième rail, et monté sur une traverse en teck. Le patin comporte une cavité de sorte qu’il y a deux surfaces de contact distinctes. Un fusible est disposé d’une façon très accessible sur la traverse; une de ses extrémités est reliée au'kabot de prise de courant, l’autre à l’appareil-
- un régulateur et un interrupteur suivant le dispositif Westinghouse.
- P. Sabe.
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- LE CAHIER DES CHARGES D’UNE CONCESSION ÉLECTRIQUE ET L’APPROBATION PAR DÉCRET
- (ARRÊT DU CONSEIL D’ÉTAT DU 12 MARS 1915, AFFAIRE DURAND CONTRE * VILLE D’AIX-LES-BAINS)
- On sait qu’aux termes des articles 6 et 7 de la loidui5 juin 1906 la concession municipale d’une distribution publique d’énergie doit être conforme à un cahier des charges type contenu dans un décret du 17 mai 1908 : s’il existe des différences entre le cahier accepté par la municipalité et le concessionnaire, d’une part, et le cahier type, d’autre part, il faut considérer que l’approbation préfectorale est insuffisante, et l’on doit recourir à l’approbation par décret conformément aux articles 24 et 28 du décret du 3 avril 1908 [*).
- Lorsque la ville d’Aix-les-Bains voulut faire approuver un cahier des charges accepté par elle, tant pour la distribution d’énergie électrique que pourladistribution du gaz d’éclairage, elle obtint sans peine l’approbation,préfeetorale, etpersonne 11e considéra, soit parmi les ingénieurs du contrôle, soit parmi les conseils juridiques delà ville et du concessionnaire, que l’approbation par décret fût nécessaire.
- Un habitant d’Aix, M. Durand, ne fut pas de cet avis, et, lorsque le Préfet eut donné son arrêté approbatif, il usa du droit que tous les citoyens d’une commune possèdent, pour se pourvoir au Conseil d'Etat contre la décision préfectorale, en relevant des irrégularités, contraires d’après lui à la loi, parce qu’elles constituaient des différences avec le cahier des charges type.
- Dans sa requête au Conseil d’État, M. Durand exposait que la commune avait accordé aux concessionnaires le droit de consentir directement aux casinos, à l’établissemeut thermal et à la
- (*) Voici le texte de l’article a4 le .plus important des deux : « Dans tous les cas où l’acte de concession comporte des modifications ou dérogations au cahier des charges type arrêté en exécution de l’article 6 de la loi du i5 juin 1906 le dossier est transmis par les soins du ministre des Travaux publics au Conseil d’Etat, après avis du ministre de l’Intérieur, du ministre de l’Agriculture et de l’Administration des postes et télégraphes : l’approbation esl alors donnée par décret. »
- compagnie P.-L.-M., des prix de vente inférieurs aux tarifs stipulés pour la ville etles particuliers. Or, disait-il, c’est un principe que la commune doit régulièrement jouir du tarif le plus réduit ; bien plus, le cahier des charges donne aux concessionnaires le droit de né pas faire entrer en ligne de compte la consommation de ces établissements importants dans le chiffre total de consommation qui permettra, lorsqu’il séra obtenu, de faire baisser le prix minimum de vente à mesure que se développera le trafic ; de sorte que la ville aurait directement lésé les habitants parce que, à elle seule, la consommation des particuliers ne saurait atteindre lechiffçe susceptible de provoquer l’abaissement du tarif.
- Enfin, non content d’incriminer le cahier des charges de la distribution électrique, M. Durand faisait exactement les mêmes reproches à la concession de distribution du gaz d’éclairage.
- La ville lui répondait en termes excellents : le Conseil municipal n'a point accordé aux concessionnaires le droit de traiter avec certains établissements à un tarif inférieur aux prix consentis à la commune et aux particuliers : il s’est contenté de dire que tous les abonnés placés dans les mêmes conditions de consommation devront bénéficier des mêmes réductions de tarifs.
- En inscrivant cette stipulation, il se conformait absolument à l’article n du cahier type dont les derniers paragraphes sontainsi conçus: « Si le concessionnaire abaisse pour certains abonnés les rprix de vente de l’énergie pour l’éclairage électrique, avec ou sans conditions, au-dessous deslimites fîxéesparle tarif maximum prévu ci-dessus, il sera tenu de faire bénéficier des mêmes réductions tous les abonnés placés dans les mêmes conditions de puissance, d’horaire, d’utilisation, de consommation et de durée d’abonnement.
- « A cet effet, il devra établir et tenir constam-
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- ment à jour un relevé de tous les abaissements consentis avec mentions des conditions auxquelles ils sont subordonnés. Un exemplaire de ce relevé sera déposé dans chacun des bureaux où peuvent être contractés des abonnements ét tenu constamment à la disposition du public et des agents du contrôle. »
- Or, les particuliers pouvaient d’autant moins se plaindre, que le chiffre à partir duquel les prix doivent être abaissés dans l’avenir a été déterminé seulement d’après la consommation actuelle des particuliers et déduction faite de celle des importants clients spéciaux désignés dans la requête de M. Durand.
- Elle remarquait encore, ce qui est l’évidence même, que le cahier des charges type contient deux indications très distinctes : la première relative exclusivement aux prix à exiger des particuliers ne comporte qu’un maximum, et l’interdiction de favoriser certains clients sans favoriser les autres ; la seconde vise les tarifs dont la municipalité pourra se servir et forme le dernier paragraphe de l’article 12, paragraphe ainsi conçu :
- « L’énergie nécessaire pour les besoins de la commune sera fournie aux prix et dans les conditions ci-après :
- « Éclairage des voies publiques...
- « Éclairage des bâtiments municipaux...
- « Tous autres usages... »
- Lorsque la commune a obtenu du concessionnaire les prix qu’elle désirait, elle n’a point à se préoccuper des conditions que le distributeur peut être amené à faire au-dessous du maximum fixé, à la condition qu’il respecte le principe d’égalité que nous avons plus haut mentionné.
- En d’autres termes, il n’y a point de compénétration de ces deux catégories bien distinctes, il n’est dit nulle part que la ville paiera toujours moins que le particulier le plus favorisé : ajouter à un cahier des charges une stipulation de cette nature ce serait créer un nouveau cahier type pour les besoins d’un système préconçu.
- Nous n’avons pas besoin de faire remarquer qu’en ce qui concerne la distribution du gaz il était vraiment à peine utile que la ville se défendît: les gaziers, tout le monde le sait, sont des gens heureux parce qu’ils n’ont pas d’histoire, et notamment ne sont liés dans leurs accords avec les villes par aucun contrat type ; on se demande donc ce que venaient faire dans la
- requête du sieur Durand les protestations et les récriminations dans lesquelles il disait que, entraînée par une première infraction au cahier de la distribution électrique, la ville n’avait point hésité à commettre les mêmes erreurs dans la distribution gazière.
- Lorsqu’un arrêté d’approbation préfectorale est attaqué au Conseil d’État, il est d’usage que deux ministères donnent leur avis. Le premier, c’est le ministère de l’Intérieur qui envisage la question plutôt du côté juridique ; le second, c’est le ministère des Travaux publics qui donne toujours à ses observations une allure technique avec considérations de chiffres à l’appui.
- Dans l’affaire que nous envisageons, le ministère de l’Intérieur se contenta de faire cause commune au point de vue juridique avec la ville d’Aix-les-Bains ; le ministère des Travaux publics fit valoir que l’administration du contrôle n’avait point laissé inaperçue la clause touchant la consommation des clients les plus importants (casinos, établissement thermal, Compagnie des chemins de fer P.-L -M.), mais précisément elle avait considéré que cette réserve se trouvait justifiée, par ce fait que le point de départ du dégrèvement éventuel ayait été fixé en faisant abstraction de ces gros clients. On se demandait donc si vraiment on pouvait dire que les particuliers avaient le droit de se plaindre.
- Aussi nous ne sommes point étonnés que le Conseil d’État ait rendu l’arrêt dont la teneur suit :
- Vu les lois des 24 mai 1872, 5 avril 1884 et i5 juin 1906, vu le règlement d’Administration publique du 3 avril 1908;
- Ouï Me Wurtz, maître des requêtes, en son rapport;
- Ouï M8 Corneille, maître des requêtes, commissaire du gouvernement, en ses conclusions;
- En ce qui concerne la distribution d’énergie électrique :
- Considérant qu’aux termes de l’article 6 de la loi du i5 juin 1906 et de l’article 28 du règlement d’Administration publique du 3 avril 1908 les dérogations ou les modifications apportées au cahier des charges type dans l’acte de concession passé par le maire doivent être approuvées par décret en Conseil d’État; qu’il y a donc lieu de rechercher si les clauses signalées par le requérant dérogent au cahier des charges type et n’auraient pu, dès lors, être approuvées par simple arrêté préfectoral;
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- Considérant, d’une part, que le cahier des charges types, approuvé par le décret du 17 mai 1908, autorise expressément le concessionnaire à abaisser, pour certains abonnés, le prix de vente de l’énergie électrique au-dessous des limites fixées par le tarif maximum prévu au contrat de concession, sous la réserve que devront bénéficier des mêmes conditions tous les abonnés placés dans des conditions équivalentes; que cette dernière clause a été insérée dans le traité passé par la ville d’Aix-les-Bains; qu’ainsi, ce contrat ne contenait pas de dérogation aux conditions d’égalité rappelées ci-dessus;
- Considérant, d’autre part, qu’il ne résulte d’aucune des dispositions du cahier des charges type que les services municipaux doivent bénéficier du tarif le plus réduit;
- Considérant, enfin, que si le traité dont s’agit, en prévoyant l’éventualité de certains abaissements de prix calculés en fonction de la consommation annuelle des particuliers, a excepté de ladite consommation celle des divers établissements importants énumérativement désignés, cette clause n’est contraire à aucune disposition du cahier des charges type, le préfet était compétent pour approuver le traité de concession passé par le maire d’Aix-les-Bains ;
- En ce qui concerne la distribution du gaz :
- Considérant que les concessions de cette nature ne sont régies par aucune loi organique ou disposition réglementaire; que, dès lors, les parties contractantes demeurent libres d’adopter à cet égard les clauses qui leur conviennent, sous réserve de l’approbation prévue par les articles 115 et 145 de la loi du 5 avril 1884; qu’au-
- cun vice propre n’est allégué par le sieur Durand en ce qui concerne l’arrêté du 26 avril 1911, par lequel le préfet de la Savoie a approuvé la convention passée par la ville d’Aix-les-Bains; qu’ainsi de ce chef également, le pourvoi n’est pas susceptible d’être accueilli ;
- Décide : la requête du sieur Durand est rejetée.
- Cet arrêt, rapporté dans la Revue des concessions (livraison de janvier à juin 1916, page 124) nous a paru d’autant plus intéressant que périodiquement on voit des particuliers se livrer à de grands efforts pour essayer d’augmenter les difficultés de l’approbation.
- Ainsi, par exemple, nous avons vu soutenir que seuls les marchés donnés en adjudication pourraient être valablement approuvés par le préfet, à l’exclusion de tout marché de gré à gré.
- Nous avons déjà eu l’occasion de faire bonne justice de pareilles prétentions. La concession est expressément désignée par les décrets relatifs aux distributions d’énergie électrique comme rentrant dans les contrats de travaux publics pour lesquels l’autorisation préfectorale est suffisante. Si l’on remarque que cette approbation n’est donnée qu’après l’avis favorable des ingénieurs du contrôle, on trouve que les distributions d’énergie électrique par rapport à d’autres contrats municipaux sont particulièrement bien étudiées, et ce n’est point faciliter les affaires municipales que de multiplier les formalités préalables à leur mise en valeur.
- Paul Boucault,
- Avocat à la Cour d’Appel de Lyon.
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- PUBLICATIONS TECHNIQUES
- MESURES ET ESSAIS
- Note sur l’essai des transformateurs de mesure de courant au laboratoire central d’électricité. — P. de La Gorce.
- Les appareils de mesure des installations électriques à haute tension sont toujours montés sur transformateurs. On distingue les transformateurs de potentiel ou de tension qui alimentent les voltmètres, les circuits dérivés des compteurs, wattmètres, phasemètres, etc., et les transformateurs de courant ou d’intensité qui alimentent les ampèremètres, les circuits en série des compteurs, wattmètres, phasemètres, etc. Les lectures des appareils comportent donc deux causes d’erreur : celle qui provient de leur propre inexactitude, celle qui peut être due au fonctionnement défectueux des transformateurs.
- Dans les vérifications de laboratoire, il est recommandé, pour se rapprocher le plus possible des conditions d’emploi, d’étalonner l’ensemble des instruments de mesure et des transformateurs avec lesquels ils doivent être montés. On obtient ainsi un facteur de correction global qui s’applique à la double erreur dont nous venons de parler.
- Mais ce procédé n’est pas toujours réalisable dans la pratique ; et, de plus, il peut être intéressant d’étudier individuellement chaque appareil pour déterminer ses conditions d’emploi les plus favorables ou en contrôler la fabrication. C’est pourquoi, nous avons été amenés à mettre au point une méthode d’essai des transformateurs de mesure.
- Il est nécessaire de connaître pour ces appa-
- reils : i° le rapport de transformation
- 'U,
- ü; pour
- les transformateurs de tension, ^ pour les transis
- formateurs de courantj ; a® le déphasage entre
- U, et U2 ou entre h et I2. La première de ces grandeurs importe seule pour le fonctionnement des voltmètres ou des ampèremètres; mais la
- seconde intervient pour les mesures de puissance qui sont en général les plus importantes aux yeux de l’exploitant.
- Dans ce qui suit nous avons envisagé surtout les transformateurs de courant : d’abord parce que M. Iliovici, a traité récemment la question (*) des transformateurs de tension beaucoup mieux que je ne saurais le faire; ensuite parce que l’essai des transformateurs de courant est plus délicat, plus complexe et la méthode qui permet de les étudier s’appliquera immédiatement, sans difficultés, aux transformateurs de tension.
- Voici comment se pose le problème. Le primaire du transformateur fait partie d’un circuit parcouru par un courant I,. Le secondaire est fermé sur les appareils de mesure (par exemple un ampèremètre et l’enroulement série d’un compteur). Soient R et L la résistance et la self-induction de ces appareils et I2 le courant qui les traverse, Le transformateur serait parfait théoriquement si pour tout régime compris entre zéro et la pleine charge, pour toutes fréquences usuelles et pour toute valeur de L et de R susceptible de se rencontrer dans la pratique, le
- rapport de transformation ^ restait constant et
- h
- les vecteurs représentant les courants primaire et secondaire demeuraient rigoureusement en opposition. Ces conditions ne sont jamais réalisées et l’étude du transformateur consistera précisément à déterminer la valeur du rapport de transformation et du déphasage entre courants primaire et secondaire, aux différents régimes. Les mesures seront répétées en faisant varier soit la fréquence, soit les constantes du circuit secondaire. En effet, plus la résistance intercalée au secondaire est faible, plus le transformateur fonctionne bien ; quand elle dépasse une certaine limite, le fonctionnement devient défectueux. Il
- (') Bulletin de la Soc. Intern. des Électriciens, avril 1916 et Lumière Electrique du 17 juin, n° a5, p. aj6.
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- est intéressant de préciser quelle est cette limite et de la comparer aux valeurs qui se rencontrent usuellement dans les installations industrielles. Nous rappellerons que le programme d’admission des compteurs en Allemagne spécifie que les transformateurs de courant devront être essayés avec une charge secondaire correspondant pour le courant maximum à i5 volts-ampères au moins. On n’indique pas si cette charge sera constituée uniquementpar des résistances non inductives ou si elle comprendra en outre une self-induction.
- Les laboratoires étrangers ont été conduits, comme le Laboratoire central d’Electricité, à étudier les transformateurs de mesure. Parmi les travaux qui nous ont inspiré pour l’établissement de^potre méthode, nous citerons ceux de E. Ohr-liofy (') à la Physikalisch-Technische Reischans-taltj ceux de Ç.-H. Sharp et W.-W. Crawford (*) auxElectrical Testing Laboratories. Nous rappellerons aussi les très importantes recherches poursuivies au Bureau of Standards par E.-B. Rosa, M.-C. Lloyd, P.-G. Agnew, T.-T. Fitch, F.-B. Silsbee (s) et celles de A. Campbell (4) au National Physical Laboratory.
- La figure i représente le montage employé pour nos essais. En série avec le primaire du transformateur à étudier sont montés une résis-
- ('•) E. Ohrlich, Electrotechnische Zeitschrift, t. XXX, 1909, p. 435 et 466.
- (2) C.-H. Sharp and W.-W. Crawford, Proeeedings of ihe American Institute of Electrical Engineers, tome XXtX, 1910, p. 1207.
- (3) Bulletin of The Bureau.of Standards, tomeVI, 1909, p. 1; tome VI, 1909, p. 281; tome VII, «911, p. 4^3; tome X, 1914, p. 279.
- (*) A. Campbell, Proeeedings of the Physical Society of London, tome XXII, 1910, p. 307.
- tance non inductive R,, l’enroulement en série d’un wattmètre Wi et un ampèremètre Aj. Le circuit secondaire comprend une résistance non inductive Ra et, s’il y a lieu, une bobine de self, l’ensemble constituant la charge secondaire qui est déterminée pour chaque essai. On réunit en court-circuit deux des extrémités des résistances Ri et Ra; les deux autres sont connectées aux bornes d’un galvanomètre a courant alternatif, en ayant soin d’intercaler une résistance r dont le but apparaîtra tout à l’heure." Si les courants primaire et secondaire étaient rigoureusement en opposition et qu’il fallût simplement mesurer le rapport de transformation, le montage serait achevé. En effet, les connexions étant convenablement réalisées, on obtiendrait l’équilibre du galvanomètre dès que les résistances Rt et Rs (l’une au moins d’entre elles est supposée réglable) auraient des valeurs telles que Rt L = Ra Ia. Mais le vecteur Rt I, fait un angle a avec le vecteur Ra I2 supposé inversé et il subsiste entre les bornes du galvanomètre une différence de potentiel égale à la différence géométrique des deux vecteurs.
- Pour amener le galvanomètre au zéro et mesurer l’angle a, oh a recours au dispositif suivant : la résistance r fait partie d’un circuit non inductif, de résistance totale r p, alimenté par un alternateur s monté sur le même arbre que S et dont les inducteurs peuvent être déplacés par rapport à l’axe d’un angle quelconque. On règle ainsi la phase de u (différence de potentiel aux bornes de s) de manière à l’amener en quadrature avec Ij. Dans ces conditions un réglage convenable de / permet d’amener le galvanomètre au zéro: le diagramme des tensions est alors repré-
- senté par la figure 2, et l’on a les équations
- 1R,Ii == R2Ia cos a,
- ri f . u \ (1)
- ,ang“ = lLT, p"«' = —pl’
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- d’où l’on, déduit aisément le rapport de transformation et l’angle de déphasage.
- L’alternateur s alimente en même temps le circuit dérivé d’un wattmètre Wi et c’est à l’aide de cet appareil que l’on vérifie si la tension u est bien en quadrature avec le courant primaire I,..L’angle a étant toujours très aigu, il est aisé de voir qu’une petite inexactitude dans le réglage n’entraîne que des erreurs insignifiantes.
- L’application de la méthode n’offre guère de difficultés. Jë dirai cependant quelques mots des résistances R, et R2. Ge sont des résistances faibles et capables de supporter des courants assez intenses. Il eût été difficile de construire des résistances’de ce genre réglables à volonté de manière à satisfaire aux équations (i). On a donc été conduit à employer des résistances [fixes; mais sur l’une d’elles (celle qui a une valeur trop élevée) on monte en dérivation une boîte de résistances à fiches ordinaire. Celle-ci, jouant le rôle d’un dispositif potentiométrique, permet de réduire dans une proportion quelconque la diffé-
- Fig. 3.
- rence de potentiel RI (fig. 3). La construction des résistances R exige certaines précautions, carelles doivent être rigoureusement dépourvues de toute self-induction. Nous les avons constituées par des fils de manganin isolés, montés en parallèle de manière à former une sorte de câble que l’on repliait et que l’on torsadait ensuite. Des fils de dérivation étaient soudés sur le câble au voisinage des bornes d’amenée de courants.
- Les résistances étaient, pendant les essais, immergées dans des bainsde pétrole. J’insiste un peu sur ces détails, carie problème de la construction de résistances faibles, pour courants intenses, rigoureusement non inductives est très difficile. Par exemple, une résistance de o,ooi ohm, présentant une self-induction de i5 centimètres (i5. io—9 henry), serait très mauvaise pour nos mesures, car elle risquerait d’introduire dans la détermination des dépha-
- sages une erreur de 20 minutes (*). Nous signalons aussi que des précautions assez minutieuses doivent être prises pour éviter les courants parasites dus soit à des défauts d’isolement, soit à des effets de capacité entre les diverses parties du circuit.
- L’appareil de zéro qui nous a servi était un galvanomètre vibrant ou à résonance du type imaginé par Campbell. Cet instrument construit par Paul présentait une très grande sensibilité. L’amplitude de la vibration lumineuse atteignait 1 centimètre pour 1 micro-ampère. La résistance du cadre était d’environ 3o ohms. Dans ces conditions la méthode est très précise. Le rapport de transformation peut être mesuré à 0,001 et le déphasage à quelques minutes près. Les approximations sont naturellement un peu moins bonnes pour les mesures aux faibles
- régimes^— ou — de charge^, caries différences
- de potentiel en jeu deviennent très petites; néanmoins, on obtient encore une exactitude très satisfaisante.
- Nous donnons ci-dessous à titre d’exemples quelques résultats trouvés sur de bons transformateurs industriels étudiés au Laboratoire central d’Electricité.
- Transformateur A (rapport de transformation 20/5 ampères ; fréquence : 42 périodes par seconde).
- Essai n° 1. — Circuit secondaire non inductif (résistance : 0,59 ohm) :
- 19,8 ampères . . . . 4 0°28'
- 9,1 — . . . . 4 ,oo5 o,37
- 4,9 — • .... 4,01 I
- a — . . .. 4 ,015 1,3o
- Essairt° 2. —Circuit résistance: 1, 19 ohm) secondaire non inductif
- h h h U
- 19,9 ampères .... 4,02 o°3i'
- 13 — . .. . . 4 ,025 o,45
- 8 — . ... 4 ,o3 I ,20
- 3,8 — ... .. . . . . . 4 ,o35 1,40
- »,95 — . . .. 4,04 2 ,IO
- Essai«° 3. — Circuit secondaire inductif [résis-
- (1) Voir le Mémoire publié sur ce sujet par F. Wenner, E. Weibel et F.-B. Silsbee, Bulletin of the Bureau of Standards, tome XII, 19.1.5, p. 11.
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- tance : 0,4 ohm; i5 volts-ampères à pleine charge) :
- ao,7 ampères .. . ........ 4,02 5'
- 10,9 — 4,025 i5
- 4,3 - . . 36
- a — .. * 4,06 55
- Transformateur B (rapport de transforma-
- tion : 75/10 ampères ; fréquence du courant alternatif utilisé pour les mesures : essais nos 1 et %, 5o périodes par seconde ; essai n°. 3, a5 périodes par seconde).
- Essai n° î. — Circuit secondaire non inductif (résistance : 0,1 ohm) :
- 74,8 ampères 7/»7 6'
- 37,5 — . ... 7,50 i5
- 18 — 7,53
- 7,6 — 7,58 4 a
- Essai n° 2. — Circuit non inductif (résistance : o,38 ohm) :
- I) i> h a
- 74,4 ampères 7,49 o° 20'
- 37,5 — 7)5a 0,40
- l8,7 ..... 7,54 I jio
- 7,6 — 7>59 1,5o
- Essai n° 3. — Circuit secondaire non inductif (résistance : 0,1 ohm) :
- h
- 74 ampères ........
- 36,8 — ......
- 18 — ......
- 8 —
- Dans le premier essai du transformateur A, le secondaire est fermé sur une résistance non inductive de o,5g ohm (ce qui correspond à peu près à i5 volts-ampères pour le courant maximum). Dans la deuxième série de mesures la résistance est deux fois plus élevée. La comparaison des résultats montre que le rapport de
- 5
- transformation n’est modifié que de -----, mais
- 1 000
- que le déphasage augmente notablement, passant à faible régime de i° 3o' à a0 10'.
- La présence d’une self-induction dans le circuit secondaire a pour effet de diminuer le déphasage ; mais elle modifie le rapport de transformation. C’est ce que mettent en évidence les essais n08 1 et 3 du transformateur A. Ces résultats sont à prévoir d’après le diagramme
- usuel des transformateurs. *11 arrive même qu’avec un circuit secondaire très inductif le déphasage change de sens.
- La fréquence a également une action importante, notamment sur le déphasage. On s’en rend compte par les essais nos 1 et 3 du transformateur B. Il est dès lors à présumer que la forme des courbes de courant influera également sur le fonctionnement des transformateurs de mesures. Nous n’avons pas fait à ce sujet d’expériences systématiques. Mais un important travail sur cette question a été publié par P. G. Agnew en 1911 (1 ).
- On voit que des transformateurs, même bien construits, peuvent, si le circuit secondaire est urt peu trop résistant, introduire à faible régime des déphasages de l’ordre de a0. Quelle erreur en résulte-t-il pour les mesures de puissance? Cela dépend naturellement du cos cp du réseau. Si celui-ci est voisin de 1, l’erreur est insignifiante (—-— environ] ; s’il est. égal à 0,7 par \i 000 /
- exemple, elle devient importante et atteint à peu près 3,5 %. Remarquons d’ailleurs que la variation du rapport de transformation atténue cette erreur. Il n’en subsiste pas moiiïfe qu’en général les transformateurs de courant auront pour effet de faire avancer les compteurs fonctionnant à faible charge sur un réseau très décalé.
- La méthode que nous venons d’exposer pour l’étude des transformateurs de courant s’applique immédiatement aux transformateurs de tension, seulement l’ordre de grandeur des quantités enjeu se trouve modifié. C’est ainsi qu’aujlieu des résistances faibles R, et R2 on utilise des résistances élevées et construites en fil fin, comme celles qui sont mises en série dans les circuits dérivés des wattmètres. Les mesures sont très simplifiées, les transformateurs de tension fonctionnant à un régime à peu près constant, et comme on dispose de différences de potentiel importantes la sensibilité est presque illimitée. Voici les résultats obtenus dans une de nos mesures :
- Résistance U,
- — CL
- du circuit secondaire U2
- io5 000 ohms .......... 3g,65 -f- 18'
- a 5oo — ......... 39,7 -j- to
- 25o — ......... 4o,35 — 12
- Le premier point se rapproche sensiblement
- (<) Bulletin of the Bureau of Standards, tome VII, p. 423-474.
- 7,48 o° i9'
- 7,5o 0 : ,25
- 7,54 0 : ,5o
- 7 >60 I ,45
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- 301 LA LUMIÈRE
- de la marche à vide; le deuxième correspond au cas où le transformateur fonctionne sur un voltmètre électrodynamique résistant; le troisième point correspond à l’hypothèse où le transformateur alimenterait plusieurs appareils thermiques montés en dérivation.
- Dans cette courte note sur les transformateurs de mesure, j’ai surtout voulu mettre en évidence les erreurs queces appareils peuvent introduire et les précautions à prendre dans leur emploi. En particulier, quand il s’agit des compteurs de stations centrales dont les indications sont souvent si importantes, il faut soigner spécialement le montage des transformateurs de courant, réaliser les connexions au secondaire avec des conducteurs de section suffisante et éviter d’intercaler dans le circuit d’autres appareils de mesures, ampèremètres, wattmètres, relais, susceptibles de créer une chute de tension supplémentaire.
- (Communication faite à la Société Internationale des Électriciens le 6 juillet 1916.)
- Méthode de mesure des coefficients d'induc-. tion mutuelle à l aide du courant alternatif. — Harvey L. Curtis.
- Le coefficient d’induction mutuelle entre deux bobines peut se définir : la force électromotrice induite dans l'une d'elles lorsque la variation de courant dans l'autre est de 1 ampère par seconde. Si un courant alternatif i\ = L sin 0)t circule dans une des bobines, la force électromotrice e, induite dans l’autre est donnée par la relation :
- e2 = r,Mco cos bit, (1)
- pourvu qu’aucun courant dû à une fuite ou à de la capacité ne circule entre les deux bobines ou entre les spires de l’une quelconque d’entre elles. Si de tels courants existent, la force électromotrice et mesurée aux bornes du secondaire, le circuit étant ouvert, peut être obtenue par l’équation :
- e2 = IiMew cos (ùt -(- La sin utt (2)
- où Me représente le coefficient d’induction mutuelle effectif et a un facteur de valeur très faible ayant.les dimensions d’une résistance.
- Les valeurs en circuit ouvert de a et Me peuvent être mesurées au moyen du dispositif représenté sur la figure 1. L’instrument détecteur G est \in galvanomètre ou un téléphone suivant la fréquence du courant alternatif utilisé. Les
- ÉLECTRIQUE T. XXXIV(2* Série). — N#39.
- coefficients d’induction des résistances r et P doivent être faibles et connus. Les résistances Q, et Q2 sont telles que, dans la variation de Q,, la somme Q[ -f- Q-2 demeure invariable. La même condition existe pour pt et p2) c’est-à-dire que fi -j- p2 est une constante.
- Le commutateur du galvanomètre étant dans la position 2, on agit alternativement sur T et sur p jusqu’à ce qu’aucun courant ne circule dans le galvanomètre. L’équilibre ne peut être
- -AAAAA/W——/WWVV<i|
- atteint qu’à la condition que la self-induction de T soit supérieure à celle de M, de sorte qu’il peut être nécessaire d’augmenter l’inductance de cette branche. Le commutateur étant ensuite disposé dans la position 1 on agit sur Q, et pt de manière à annuler le courant dans le circuit galvanométrique.
- Négligeant des termes correctifs peu importants on a alors :
- Me = C1.7-.(P + Q,) et
- a = wLCj.pj.M,.
- Si a est très petit, il peut être impossible de rendre p! assez faible pour obtenir l’équilibre Dans ce cas on introduit dans P une faible inductance. On a alors :
- a = . C, (M«p, — //),
- Me ne changeant pas.
- Un des avantages de la méthode est que les résistances r, P et Qt dont dépend M«. peuvent être construites de façon que la variation de résistance avec la fréquence et avec la température soit réduite au minimum.
- Ceci compense dans une certaine mesure la nécessité de procéder à quatre réglages indépendants. A. B.
- (The Physical Review, juin 1916.)
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- ’23 Septembre 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- ÉLECTROCHIMIE
- Théorie de l'accumulateur au plomb (*). — Ch. Féry.
- 11 peut paraître étrange que, soixante ans après la découverte de Planté, on ne soit pas encore complètement d’accord sur l’explication de l’expérience, si simple en apparence, de l’éleçtrolyse de l’eau acidulée sulfurique par deux lames de plomb.
- lien est cependant ainsi, car, bien que la théorie de Gladstone et Tribe, émise en 1882, rallie le plus grand nom-bre de partisans, elle présente encore quelques désaccords avec l’expérience, désaccords sur lesquels nous reviendrons plus loin.
- Pour Planté, le voltamètre au plomb se comportait comme celui au platine, avec la différence qué l’oxygène se fixe chimiquement sur la positive sous forme de PbO2.
- Faure, qui construisit les premiers accumulateurs industriels, partageait cette opinion et pensait que le phénomène se rédui à un simple transport d’oxygène, la décharge se traduisant par l’équation :
- aPb + 2Pb02 = Pb20 -f Pb203.
- C’est vers 1882 (2) que Gladstone et Tribe présentèrent leur théorie dite de la double sulfatation. Après formation, l’accumulateur chargé mettrait en présence du bioxyde de plomb à la positive, du plomb réduit spongieux à la négative et de l’acide sulfurique.
- La décharge pourrait s’exprimer en bloc par l’équation :
- PbO2 + 2SOTI2 + Pb = 2S0*Pb + 2H20,
- après laquelle les deux plaques se seraient sulfatées.
- Drzewiecki (3) n’admet pas cette théorie ; il ne
- (*) Cetle élude préliminaire a été entreprise en vue de l’établissement d’un accumulateur sec et transportable qui rendrait en ce moment les plus grands services.
- (2) Lumière Electrique, tome Vil, p. 284 et tome VIII, p. 122.
- (3) Société Int. des Electriciens, tome VI, p. 4*4-
- trouve en effet qu’un équivalent d’acide fixé par ampère-heure, au lieu de deux auxquels conduirait la théorie précédente.
- Il croit à la formation à la positive d’un anhydride plombique Pb2 0:!, qui se combinerait à l’eau oxygénée II2 O2, qui sè produit pendant la charge, pour donner de l’acide plombique Pb207 H2 analogue à l’acide persulfurique comme constitution.
- Des expériences faites par la commission d’Anvers donnent une variation totale de poids des plaques de 64 gr. 16, pour 36,5 ampères-heure. La théorie de Drzewiecki conduit à une variation de 63 gr. 44, soit par ampère-heure -f- 2 gr. 3;6 à la cathode et — o gr. 636 à l’anode. La variation différentielle est donc de 1 gr. 740 par ampère-heure.
- En 1890, Gladstone et Hibbert appuient par leurs travaux la théorie de la double sulfatation (’).
- Darrieus (2) réfute au contraire cette théorie, car, si on trouve après décharge du PbSO4 dans la positive, il ne se serait produit qu’ultérieure-ment, d’après lui, par suite de la sulfatation des oxydes inférieurs réduitspendant cette décharge.
- La quantité de sulfate de plomb très variable qu’on y trouve en effet 11e semble pas être fonction des ainpères-heure fournis. Darrieus admet que PbO par exemple peut très bien exister après décharge dans la matière active, et cela en présence de S04H2.
- Ces considérations ont été combattues par Gladstone et Hibbert en Angleterre et Elbs et Streiniz en Allemagne.
- En 1896, Elbs admet la formation pendant la charge d’un sel tétravalent de plomb très instable Pb(S04)2 se décomposant d’après la réaction suivante :
- Pb(SO*)2 -f 2H20 = PbO2 + aS04H2,
- et donnant ainsi naissance à la matière positive.
- Cooper (3) n’admet pas qu’on puisse comparer
- (*) Phil. Magazine, 1890, p. 168.
- (2) Société Int. des Electriciens, mai 1892.
- (3) The Electrician, t. XXXV, p. 290.
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- 306 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV(2« Série). — N# Ws,
- l’action de S04H2 sur la litharge chimiquement préparée à celle sur PbO très divisé qui se forme à la positive. Cet auteur est peu satisfait d’ailleurs par la théorie de la double sulfatation.
- Mugdan (') a fait de nombreuses expériences, dont il conclut que les seuls corps actifs de l’accumulateur au plomb sont Pb, PbO2 et SCPPb.
- Wade (:) admet que les corps actifs sont des polymètres des mêmes corps chimiquement obtenus.
- Pfaff (3) trouve 2 gr. 694 de S04H2 disparus par ampère-heure produit, tandis que la double sulfatation indique 3 gr. 65.
- » *
- Bien que très incomplète, l’énumération des principales théories ou opinions qui ont été émises montre combien les savants sont encore peu d’accord sur le mécanisme chimique du fonctionnement de l’accumulateur au plomb.
- Les difficultés sont d’ailleurs nombreuses lorsqu’on aborde un pareil sujet ; les produits forcément très instables qui prennent naissance dans cette électrolyse, vu l’énergie considérable qu’ils peuvent restituer, sont difficilement analysables. Les variations du poids des plaques donnent également lieu à des incertitudes, ces plaques étant imprégnées de liquides dont la densité est elle-même fonction du débit.
- Il y a cependant un point sur lequel tout le monde est d’accord, c’est la sulfatation de la négative, dont l’augmentation de poids est rigoureusement proportionnelle aux ampères-heure fournis. Néanmoins, on sait qu’il n’y a que le tiers environ de la masse poreuse de plomb de la négative qui soit pratiquement utilisable.
- Il est bien évident en effet qu’il faut laisser dans la pastille négative en fin de décharge un squelette de plomb métallique indispensable pour la réduction à la charge suivante.
- Cette remarque explique la recommandation de tous les constructeurs de ne jamais laisser au repos une batterie déchargée. En effet, dans ces conditions, la diffusion de l’acide extérieur vien-
- (*) Zeitschrift f. Electrochemie, t. VI, p. 309-320 ;
- l8".
- (2) /. of Proceedings of the Inst, of Electrical Engi-neèïs, t. XXIX ; tgoo,
- (®) Centralhlatl f. accuinulaloren und Elemenlen Kunde, t. II, p. ^3 et i^3.
- drait sulfater à fond les pastilles, lesquelles ne seraient plus réductibles.
- En ce qui coneonio la positive, les avis sont, on l’a vu, très partagés. Ilyamèin.ettne remarque que j’ai faite depuis longtemps et que je n’ai jamais vu formuler nulle part, c’est que la positive d’un accumulateur est absolument'paradoxale. Comment expliquer que le même plomb, qui constitue la masse négative, serve de support dans l’acide sulfurique à la matièïe active positive qui donne avec ce plomb une force électromotrice de 2 volts ! Que penserait-on d’un élément Leclanché dans lequel le support du bioxyde de manganèse, le charbon, serait remplacé par du zinc ?
- En fait, si on coupe une plaque de plomb formée à la manière de Planté, et si on la plonge dans l’acide qui a servi à la former, on voit immédiatement le métal mis à nu se ternir et prendre, au,bout de quelques heures, la même teinte que le reste de la plaque. Il s’est fait dans cette expérience un élément Pb peroxyde de plomb qui était en court-circuit et qui a débité sur lui-même jusqu’à ce que l’homogénéité de la surface soit rétablie.
- Mais comment s’opère le contact du métal au peroxyde superficiel ? J’ai souvent cherché à voir au microscope la ligne de séparation du support et de la matière active en faisant de la plaque une section aussi nette que possible, mais on ne voit qu’un passage brusque. Peut-être existe-t-il une mince couche de sulfate de plomb qui se déplace pendant la décharge en se réduisant du côté support et en mettant en liberté par le SCP libéré l’oxygène du peroxyde ?
- Peut-être la surface de séparation du.plomb et du peroxyde est-elle constituée par un oxyde intermédiaire?
- Mais laissons de côté ces hypothèses pour aborder l’étude delà matière positive elle-même, afin de voir quel peut être son rôle chimique pendant la décharge.
- *
- ¥ *
- La teinte delà positive bien chargée est d’un beau noir; après décharge, au contraire, cette plaque prend la couleur caractéristique du bioxyde de plomb chimique ou oxyde puce. Mais la couleur des substances finement divisées est trompeuse et on ne peut se baser sur un tel indice, pour se faire une opinion sur la constitution chi-
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- mique de la. matière active positive. Ne voit-on pas, par exemple, la négative, qui est sans contredit du plomb réduit après la charge, foncer de couleur après avoir débité? Et cependant, il est bien établi qu’il s’y estformépendant la décharge du sulfate de plomb blanc.
- Une remarque plus précise est que le corps actif formé sur la positive et détaché de cette dernière donne 2 v. 5 lorsqu’on en fait une pile, en tassant cette matière dans un vase poreux autour d’une lame de platine, là négative étant une lame de zinc.
- Dans les mêmes conditions, le bioxyde de plomb chimique donne invariablement o v. 7.
- Ces deux remarques concordent pour faire supposer que la matière active positive chargée qui est noire au lieu d’être brune et donne avec le zinc 2 v. 5 au lieu de o v. 7, comme le bioxyde de plomb, n'est pas du bioxyde de plomb.
- Pour établir ce point d’une façon indiscutable, il suffit d’analyser cette matière. On a employé d’abord une méthode volumétrique : un poids connu de matière positive lavée et séchée est traité par un volume connu d’une solution d’acide oxalique en excès. L’acide oxalique réduit le peroxyde de plomb, et l’acide nitrique qu’on ajoute au mélange transforme ce plomb en nitrate. Quand tout est dissous, on dose l’excès d’acide oxalique à l’aide d’une solution titrée de permanganate de potassium. Sachant le volume de permanganate à employer' pour réduire le même volume de la solution initiale oxalique, on a la quantité d’acide oxalique brûlée par le peroxyde de plomb.
- SiPbCFestla formule cherchée de l’oxyde, la réaction qui se produit peut être représentée par l’équation :
- (x — 1) G!0‘H! + PbO* -f 2NCPH =
- = 2 {x — x) CO2 + a/hPO + (NO3)2 Pb.
- Si donc p est le poids d’oxyde employé, et p', le poids d’acide oxalique nécessaire à l’oxydation déduit du dosage, on tirera x de l’équation
- Les expériences étaient faites en pesant un poids p de matière positive lavée et séchée, on y ajoutait i5 centimètres cubes de la solution d’acide oxalique et de l’acide nitrique.
- On a ainsi trouvé :
- p p’ X
- oer,66o 0^,325 2,3
- o6r,628 oBr,5o9 2,3
- Donc x = 2. 3 et le peroxyde dosé a pour formule Pbü07.
- M. Tennen, et plus récemment M. Mollard, ont indiqué que dans l’analyse par électrolyse de solutions nitriques de plomb, par formation du
- Pb
- peroxyde à l’anode, le facteur , qui devait
- avoir la valeur o,86G, aune valeur plus faible égale à o,853 avec des électrodes en platine dépoli. Ce rapport correspond également à un peroxyde de formule Pb307.
- Ce peroxyde électrolytique a été également analysé par réduction à chaud dans un courant
- d’hydrogène :
- Poids de PbO*................. 3Br,544
- Poids après réduction.......... 2Kr,996
- Perle d’oxygène.......... os',548
- 208 X o,548
- x — ------------- — 2,37.
- 16 X 2,996
- Au début, la réduction est très rapide et la poudre passe du noir au brun; pour terminer, il faut chauffer l’ampoule de verre contenant la matière.
- Une vérification a été faite sur du bioxyde de plomb pur chimiquement préparé :
- Poids PbO2....................... 2»r, i58
- Poids après réduction................ 1^,874
- Perte........................ oBl',284
- 207 X 0,284
- 16 X 1,874
- 1,96 au lieu de 2.
- 207 -)- i6.r 90 {x — 1) p ~ ~p' ‘
- i5 centimètres cubes de la solution d’acide oxalique employée contenaient o gr. 597 d’acidc oxalique, et étaient capables de réduire 36 cm3 2 de permanganate.
- Cette méthode est moins précise que la précédente, mais donne néanmoins des résultats voisins.
- La matière noire qui aurait ainsi pour formule Pb307 est très instable, ce qui peut même laisser penser que le peroxyde qui existe à fin de charge dans les alvéoles positives est encore plus riche
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- en oxygène : cette poudre d’un beau noir, gardée dans une capsule recouverte d’une feuille de papier, pour éviter les poussières réductrices, devient graduellement brune au bout de quelques jours, le changement de couleur commençant par la surface.
- Cette expérience, qui montre que la matière perd spontanément de l’oxygène, met hors de cause l’état de division qui dénature souvent la couleur d’un corps finement pulvérisé.
- Une expérience d’un autre ordre vient con-firpier toût ceci. — Si on décharge au moyen d’une lame de zinc une positive à formation Planté, on obtient deux paliers très nets, l’un de a v. 5 à a v. 3 correspond au passage de PbO* à PbO2, l’autre entre o v. 7 et o v. 3 correspond à la réduction de PbO* à l’état de plomb métallique.
- Or la capacité de la seconde décharge est environ quatre fois plus considérable que celle de la première, ce qui conduirait à Pb206 pour formule du peroxyde électrolytique dosé sur place (‘).
- Conclusion. — Il résulte de ces faits une théorie appuyée par l’expérience et qui conduit à quelques remarques :
- i° La décharge d’un accumulateur est tout à fait identique à celle d’une pile à dépolarisant solide : la pile au manganèse par exemple, avec cette différence que l’électrode négative donne naissance à un sel insoluble.
- 2° La théorie de la double sulfatation est manifestement inexacte et la réaction de décharge
- (*) La. même expérience effectuée sur un accumulateur au plomb montre que, à la suite du palier normal de décharge de 2 volts à 1 v. 8, se produit également un second palier très prolongé correspondant au voltage moyen de o v. 3.
- •Telle est la force électromotrice due à la réaction
- Pb + 2SO‘H2 + PbO2 = aSO^Pb + aH20,
- dite de la double sulfatation, et à laquelle on a attribué ii peu près généralement jusqu’ici la décharge normale de l’accumulateur au plomb.
- d’un accumulateur chargé est la suivante : Pb-|-S04H2-f- Pb307 = S04Pb+H20 + 3Pb02, ( i) ou peut-être :
- Pb -f S04H2-f Pb205=:S04P .'-f H20 -f 2Pb02. (2)
- Ces formules conduisent à un poids de peroxyde de i5 grammes par ampère-heure pour (1) et 10 gr. 4 pour (2); les meilleurs essais industriels conduisent à des valeurs de même ordre, 12 a 14 grammes pour des plaques minces déchargées lentement.
- 3° La quantité d’acide fixé pendant la décharge est exactement la moitié de celle indiquée par la théorie de la double sulfatation.
- 4° Les variations de poids de la positive doivent être très faibles et en sens inverse de celles prévues par la théorie de la double sulfatation.
- 5° Le poids de plomb à employer à la positive doit être exactement double de celui entrant en réaction à la négative, si on admet la formule Pl>*05.
- 6° La matière active positive déchargée est du bioxyde de plomb.
- Je tiens en terminant à remercier ici M. Eugène Fqurnier, élève de troisième année à l’Ecole de Physique et de Chimie, qui m’a aidé pendant toute la durée de ce travail. Il a en particulier déterminé, avec un appareil de son invention et réalisé par lui, la résistivité des divers oxydes de plomb. Il semble, contrairement à ce qu’on pourrait supposer, que la résistivité diminue quand la richesse de l’oxyde en oxygène augmente. La litharge est pratiquement isolante, PbO2 comprimé sous .forme d’un disque de 4 millimètres d’épaisseur et de 20 millimètres de diamètre a une résistance de 22 ohms, entre ses bases; le peroxyde électrolytique a une résistance négligeable.
- Dans les mêmes conditions d’épaisseur de diamètre et de pression, MnO2 indiquait une résistance de 900 ohms.
- (Journal de Physique, janvier-février 191G.i
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- i
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- NOTES INDUSTRIELLES
- Le renouvellement du syndicat houiller Bhénan-Westphalien.
- Les propriétaires de charbonnages affiliés au syndicat houiller Rhénan-Westphalien se sont réunis en juin pour discuter de la prorogation de ce syndicat au delà du terme fixé à l’accord temporaire actuel. Une notable fraction des adhérents se seraient ralliés sans condition au principe d’une prolongation de cinq ans ; mais le - i5 du ^présent mois une autre réunion doit avoir lieu et, si l’on ne peut y arriver à un accord définitif, une nouvelle assemblée se tiendra le 15 octobre.
- D’après la circulaire que le syndicat avait lancée en juin, le comité directeur proposait une prolongation de cinq années sur les bases de l’accord existant. Les chiffres de participation actuellement fixés y étaient regardés comme fondamentaux, sauf de légères modifications intéressant les mines en voie de développement et l’accroissement des la consommation propre à certaines entreprises à la fois minières et sidérurgiques. Les demandes relatives à cette dernière question devaient être étudiées avant le i5 juillet et, bien qu’il y ait des différends non encore tranchés, la difficulté principale vient surtout de la question des ventes en dehors du syndicat.
- Quelques membres influents voudraient voir rayer du nouvel arrangement les maisons de vente indépendantes et les contrats der longue durée qu’elles ont avec plusieurs mines. Cette prétention s’est heurtée à une vive opposition de la part non seulement des mines privées mais aussi des mines fiscales prussiennes qui ne sont en relations avec ces maisons indépendantes que depuis quelques années.
- On ne sait rien de'précis de la tournure qu’a prise cette question ; en tout cas, une décision devra intervenir au i5 octobre. Le ministre prussien du Commerce a d’ailleurs fait connaître qu’au cas où lé syndicat ne se renouvellerait pas de son plein gré à cette date il en serait créé un par force.
- La convention actuelle vient à expiration au 3i mars 1917, mais les mines, dans le cas de dissolution pure et simple du syndicat à cette date, auront, dès le iet janvier 1917, la faculté de vendre librement leur charbon. On peut néanmoins tenir pour certain le renouvellement ou la prorogation du syndicat sous une forme quelconque.
- Les négociations en cours ont fait naître dans le public la crainte d’un monopole de la houille et cette crainte est justifiée par la politique suivie jusqu’ici par le syndicat houiller Rhénan-Westphalien. En effet, non content de contrôler la production et la vente de ses participants, celui-ci a toujours poursuivi l’accaparement du marché en faisant pression de diverses manières sur les gros négociants en charbon.
- D’abord, il s’en est attaché un certain nombre qui ne fournissaient aux marchands de charbon que de la houille du syndicat et seulement contre l’engagement formel de ces clients de ne pas se fournir ailleurs, en particulier, de ne pas acheter de houille anglaise. Ce système de monopolisation et de boycottage fit école et fut adopté par d’autres groupements de houillères et de mines de lignite. Les marchands parvinrent à s’en affranchir en partie parla constitution dè sociétés doubles, par l’interposition d’intermédiaires, etc. D’ailleurs le syndicat houiller lui-même, particulièrement dans les périodes de crise, dut consentir la vente à des marchands en gros n’ayant pas adhéré à ses conditions, se contentant de leur imputer une majoration de 5o pfennigs par tonne. Des maisons importantes, grâce à de gros marchés à long terme, purent maintenir leur complète indépendance vis-à-vis des houillères de Rhin-Westphalie et même faire concurrence aux marchands tributaires du syndicat. Ce sont elles qui font l’objet des difficultés du renouvellement de ce groupement producteur.
- En présence de cette résistance, ce dernier chercha alors d’autres moyens de pression : il se rendit acquéreur de maisons de vente en gros ou s’assura la majorité des actions de sociétés charbonnières qu’il s’annexa ainsi peu à peu et aggloméra en urt certain nombre He syndicats mar-
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- 310 LA LUMIÈRE ELECTRIQUE T. XXXIV (2* Série);-
- »
- chands fonctionnant, comme le grand syndicat producteur, sur le principe du [contingentement.
- Le plus puissant de ces syndicats est le Rhei-nisch-Westfâlische Kohlenkontor (comptoir Rhénan-Westphaliendes charbons) quia comme filiale le Süddeutschen Kohlenkontor. Ces deux organisations étendent leur action à l’Ouest etau Sud de l’Allemagne ainsi qu’à la Hollande et à la Suisse. D’autres grands syndicats de vente existent à Kassel (Kohlenhandelgesellschaft Glückauf), Hanovre (Westfalia), Hambourg, Brême, etc.
- La monopolisation complète se ferait par absorption analogue des grosses maisons de vente encore indépendantes, les petites, c’est-à-dire celles qui n’ont pas un débit d’au moins 5o ooo tonnés par an devant être réduites par la famine en profitant de la situation présente qui les prive de charbon anglais.
- La résistance à ce projet est pourtant moindre qu'on ne la supposerait de la part des maisons encore indépendantes. On parlait même récemment de négociations en vue du rachat de l’une des plus fortes d’entre elles, la Société Wulff et Co, de Dusseldorf, par le Syndicat houiller Rhénan-Westphalien. Mais, pour cela, il lui faudrait résilier les contrats à long ternie qu’elle a passés avec les mines qui la fournissent et celles-ci s’y refusent, pour se ménager un débouché au cas de dissolution du syndicat
- C’est dans le même esprit que Thyssen avait constitué, il y a plusieurs années, une société de vente « Hausborn » pour l’écoulement du charbon de certaines mines nouvelles, non englobées dans le syndicat. Pour une autre raison — divergence de vues dans la politique économique suivie — le fisc prussien, s’étant séparé du syndicat, avait une organisation commerciale obtenue par la fusion des maisons de vente Wiesebrock et Borsing, de Dortmund et Hanovre, Albert Kenne, de Gotha, et FrieHrich Grau, de Halberstadt. Il tient à conserver cet organisme dans le nouveau syndicat. D’autre part, il tient compte du point de vue du consommateur et considère comme dangereuse la concentration dans les mêmes mains des moyens de production et de vente du charbon, la fixation descours, surtout en période critique comme celle où l’on se trouve à l’heure présente, étant livrée alors à l’arbitraire d’un syndicat de monopole.
- En somme, il est vraisemblable que les houil-
- lères ne se laisseront pas imposer le syndicat officiel et préféreront se montrer moins intransigeantes vis-à-vis des dissidents et notamment du fisc. Elles n’en poursuivront pas moins, nous en sommes persuadés, leur politique d’accaparement lorsque leur contrat aura été renouvelé avec ou sans l’adhésion des mines fiscales.
- L. D.
- Les entreprises électriques au Japon.
- Les premières entreprises électriques qui se sont créées au Japon ne visaient qu’à la fourniture du courant d’éclairage. Ce fut d’abord la Compagnie Electrique d’éclairage de Tokyo, qui, en novembre 1887, s’installa à Nihonbashi, d?abord avec une dynamo de 70 lampes, construite sur place, puis avec deux dynamos Edison de 200 lampes. Dès l’année suivante, la Compagnie construisait trois nouvelles centrales et la Compagnie d’Eclairage Electrique de Kobé commençait à fournir la lumière dans cette dernière ville au moyen de quatre dynamos Edison de 20 kilowatts. A la fin de 1888, la puissance globale des centrales japonaises s’élevait à 58o kilowatts environ.
- En mai 1889, apparaît le courant alternatif à haute tension avec la Compagnie Électrique d’Osaka qui débute au moyen d’une dynamo de 3o kilowatts (1 040 volts) type Thomson-Houston. L’année suivante une entreprise d’éclairage se lance à Kyoto, Nagoya et Yokohama et, à la fin de 1890, la puissance globale est de 1 5oo kilowatts.
- Depuis lors, l’industrie électrique fait de constants progrès et le premier tramway éléctrique est mis en service à Kyoto en 1895.
- Les entreprises japonaises continuentaaccroître leur puissance électrique et l’on étudie la question du transport de l’énergie à longue distance. En 1899, se fonde à Koriyama une entreprise pour le transport de courant à 10 000 volts, 3oo kilowatts — à une distance de 24 kilomètres. L’affaire ayant réussi, on augmente la distance et le voltage.
- Vers la fin de 1907, la Compagnie Electrique de Tokyo monte, à Komahashi, une station hydroélectrique de i5 000 kilowatts transmettant l’énergie sous 55 000 volts jusqu’à Tokyo, —r
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- 23 Septembre 1916. LA LUMIÈRE
- 80 kilomètres. Le succès de cette tentative incite, à l’imiter en divers points où la force hydraulique est abondante. L’Inawashiro Hydro-Electric C° est la plus importante des entreprises de cette catégorie. En 1914, cette Société a terminé sa première usine hydro-électriqe, dans le voisinage du lac Inawashiro; la puissance en est de 14 000 kilowatts, transportés à Tokyo — 224 kilomètres — à la très haute tension de 115 000 volts.
- Les entreprises électriques au Japon montrent une tendance à une rapide progression. A la fin de 1914, la puissance totale des centrales en service s’élevait à 608 554 kilowatts; la longueur des lignes de traction électrique atteignait 1 Î20 .kilomètres, contre 116 kilomètres en 1903.
- En 1910, le bureau d’études des forces hydraulique, qui fonctionna jusqu’en 1913, fut organisé pour enquêter sur la puissance hydraulique convenant à la génération de l’énergie électrique. D’après cebureau, la puissance globale disponible était de 2 295 22'i chevaux.
- Le rapport sur les entreprises électriques au Japon contient une série de tableaux desquels il ressort qu’il existe 1 940 centrales — dont 1 366 sont isolées — 390 entreprises de distribution d’électricité et 24 entreprises de traction.
- Sur le nombre des centrales ci-dessus : 695 sont actionnées par l’eau, 457 par le gaz, le reste par la vapeur.
- Au point de vue du voltage :
- 1 297 fonctionnent en courant continu au-dessous de 600 volts;
- 598 fonctionnent à des tensions au-dessous de 3 5oo volts;
- 125 fonctionnent à des tensions élevées.
- En 1903, on comptait, au total, 4 >07 chevaux; en 1914, on en comptait 148 702. La force globale s’est accrue de 56 % en igi3 et de 45 % en 1914.
- La longueur des lignes électriques est passée, durant la même période, de 2 660 kilomètres à 36 5oo; le nombre des voitures de tramways, de 344 à 4 287.
- L. D.
- (.Rapport statistique sur les entreprises électriques au Japon, pépartement des Communications, Tokyo.)
- ÉLECTRIQUE 311
- Le commerce anglais après la guerre.
- Le ministère anglais du commerce vient de publier un résumé de l’enquête faite par son Comité d’études commerciales dans certaines branches de l’industrie au sujet des mesures à prendre ponr développer le commerce après îa guerre. On y trouve ces réflexions : nécessité d’instituer des recherches scientifiques en rapport avec l’industrie ; importance des écoles techniques ; mauvaise appréciation par les employeurs delà valeur de l’éducation technique, négligence des employés à profiter des occasions pour augmenter leurs connaissances techniques. Les mesures le plus généralement proposées sont les suivantes.
- Nomination de « savants, voyageurs » pour être mis tour à tour à la disposition d’entreprises industrielles.
- Organisation d’un comité pour rassembler et classer des échantillons de toutes les parties du monde de produits manufacturés avec des matières premières variées.
- Compilation d’une liste de succédanés des matières premières connues.
- Création d’un bureau de savants, chimistes, ingénieurs, etc., conseils.
- Attention plus grande au reboisement.
- Offre de récompenses pour les découvertes importantes.
- Révision des tarifs de chemins de fer de façon à favoriser les produits indigènes au lieu des marchandises étrangères.
- Développement et modernisation du réseau de canaux pour soulager les voies ferrées du trafic lent.
- Réforme du système bancaire sur les bases allemandes.
- Formation de trusts pour la vente des marchandises dé groupés de producteurs.
- Condition imposée, en accordant des emprunts aux pays étrangers, qu’une partie de l’argent devra être dépensée en Angleterre.
- Expositions commerciales analogues à celle déjà organisée par le ministre du commerce, mais sur une plus grande échelle et avec une plus large publicité.
- Etablissement d’une grande foire commerciale annuelle à Londres.
- Amendement des lois relatives aüx brevets, marques de fabrique, droits de reproduction.
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- *312
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV f2* Sérié). —'11^39/2
- . Imposition à tout produit fabriqué en Allemagne et Autriche-Hongrie (ou même à tout produit étranger), importé dans le Royaume-Uni d’une marque d’origine.
- Nécessité de droits de douane , pour protéger
- l’industrie Britannique contre la concurrence déloyale, en particulier de ‘la part .de ’ l’Allemagne.
- Mi B.
- (The Electrician, 3o juin 1916..)
- BIBLIOGRAPHIE
- Guide industriel du Dauphiné. — Brochure de
- 39 pages. — Editée par la Chambre de Commerce de
- Grenoble.
- La Chambre de Commerce de Grenoble vient de faire paraître une plaquette intéressante sur les industries de la région dauphinoise.
- Elle énumère les nombreuses usines de distribution de force et d’éclairage qui sillonnent cette région, privilégiée par sa houille blanche, et donne toutes indications concernant la main-d’œuvre, les matériaux de construction, les moyens de transport, etc., en vue de l’établissement éventuel de nouvelles industries.
- Une carte explicative dénombre le nombre de chevaux-vapeur installés par chaque industrie dans les Alpes françaises. L’électrométallurgie et la métallurgie emploient 3io 000 chevaux ; la distribution de force motrice et d’éclairage : 210 000 chevaux; l’électrochimie et les produits chimiques : 80 000 chevaux ; la papeterie : 33 000 chevaux ; la traction et divers : 18 000 chevaux.
- Cette puissance formidable de 651 000 chevaux installés montre l’importance du mouvement industriel dans le Dauphiné.
- Il convient de louer la Chambre de Commerce de Grenoble de son heureuse initiative en publiant et en faisant connaître sa brillante situation industrielle due, il faut bien le dire, non seulement à sa position géographique, mais surtout à l’activité de ses industriels, au large concours d’une banque régionale et à la compétence indiscutable des dirigeants de son Institut électrotechnique.
- Il serait à souhaiter que nos principales Chambres de Commerce françaises suivent son exemple et répandent tant en France que chez nos Alliés des monographies décrivant les nombreuses et riches industries dont notre pays fourmille.
- Cette diffusion éclairerait l’étranger sur la valeur et la vitalité de nos industries ; elle contribuerait de plus à la ruine du commerce de nos ennemis et à la grandeur morale de la France.
- .1. N.
- The Universal Electrical Directory 1916.—
- J.-S. Berly'S. — 1 volume in-8° raisin de 1 568 pages.
- — Alabaster Gateiiouse and C° éditeurs, London. —
- Prix relié, 26 fr. 45.
- Chaque édition d’un annuaire demande une révision annuelle soignée et une mise au point sérieuse. L’édition 1916 de Y Universal Electric al Directory remplit ces conditions indispensables et se présente avec toutes chances de succès.
- Elle est divisée,: comntfiiprécédemment,-en quatre parties : section britannique, coloniale, continentale, américaine. Chaque.section estisubdiviséeen classes et par lettre alphabétique.
- L’annuaire donne une liste complète des constructeurs électriciens et des concessionnaires.de distribution électrique pour la Grande-Bretagne et ses colonies.
- Il sera consulté avec profit par nos industriels désireux d’étendre leurs relations avec nos alliés britanniques.
- J. N.
- ’ La reproduction des articles de là Lumière Electrique est interdite.
- , Paris. — imprimer!* levé, 17, rue cassette.
- Le Gérant: J.-B. Nouet.
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- Trente-huitième année SAMEDI 30 SEPTEMBRE 1916. Tome XXXIV (2e série). N° 40
- La Lumière Electrique
- SOMMAIRE
- H. de PISTOYE. — Sjïr la valeur réelle du flux dans 1 induit des alternateurs en
- charge...........'..................... 313
- J. RE Y VAL. — Les usines hydro-électriques destinées à la traction sur le Gothard.... 3 > 5
- Publications techniques
- Transmission et distribution
- Étude des conditions initiales de la décharge
- en couronnes. — J. Kunz................. 3(7
- Système Bowden-Thomson de protection des
- câbles électriques...................... 322
- Installations intérieures. — Facilités de paiement accordées aux abonnés.............. 323
- Influence de l’altitude sur l’élévation de tempé-
- rature des appareils électriques. -— Percy H. Thomas ..............................32/,
- Mesures et essais
- Perfectionnements d’un galvanomètre Thomson pour la radiométrie. — W.-W. Coblenz.. . 326
- Détermination des constantes d’un galvanomètre balistique à cadre mobile. — Paul
- Klopsteg................................... 328
- Mesure des courants électriques par leurs
- effets calorifiques. — S. Leroy-Brown. . . . 329
- Bibliographie................................. 33o
- Breveta d’invention (liste)............. 333
- Renseignements Commerciaux.............. 336
- Adjudications........................... 336
- SUR LA VALEUR RÉELLE DU FLUX DANS L’INDUIT DES ALTERNATEURS
- EN CHARGE
- L'auteur recherche la valeur réelle du flux dans l’induit des alternateurs en charge, et constate que ce flux est inférieur à celui donné par le diagramme de Potier, en raison de Vaugmentation des fuites en charge.
- Les diagrammes servant à déterminer le flux et, par suite, les ampères-tours en charge des alternateurs se ramènent tous à des diagrammes
- Fig. 1.
- analogues à celui de Potier, qui est le plus connu, et que nous rappellerons :
- On porte en OA (fîg. 1) la différence de poten-
- tiel U aux bornes, en AB la chute de tension ohmique suivant une direction faisant avec O A un angle tp égal au décalage du courant sur la tension, en BC la chute dé tension inductive en quadrature avec la précédente ; on obtient en O C la force électromotrice qui doit être induite par le flux. On porte alors en OD les ampères-tours correspondant à ce flux, en DE, parallèlement à B C, les ampères-tours de réaction ;0E représente les ampères-tours d’excitation en charge.
- Il semble résulter de ce diagramme que le flux dans la machine en charge est celui qui correspond à OC; nous allons démontrer que, s’il en est bien ainsi pour l’inducteur, il n’en est plus de même pour l’induit. Pour ceiui-ci en effet le
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Sérié).— 40
- flux de fuites entre encoches d’induit, qui est démagnétisant, vient en déduction du flux principal et donne une force électromotrice C B'de direction opposée à BC; comme ce flux circule dans le fer de l’induit suivant le même trajet que le flux principal, le flux dans la culasse d’induit n’est en réalité, que celui qui correspond à OB', la partie B'C étant déviée d’un pôle à l’autre sous forme de fuites entre dents ou à l’extérieur des dents; le vecteur résiduel B B' correspond à la self des têtes de bobines.
- Nous remarquerons d’abord qu’il est évident, sans plus insister, qu’à la chute de tension ohmique doit bien correspondre une augmentation de flux ; il en est de même de la chute de tension inductive due à la self de fuites des têtes de bobines d’induit, qui est une véritable self introduite à l’extérieur de la machine, puisqu’elle est en dehors du circuit magnétique. Nous allons donc démontrer que le flux dans la culasse d’induit correspond à O B'.
- Représentons schématiquement (fig. 2) le circuit magnétique, admettons que la répartition du flux émané de l’inducteur est sinusoïdale, et soit 1 la sinusoïde représentative de ce flux, qui correspond au vecteur OC' de la figure 1. Cette sinusoïde peut être considérée comme étant la somme de deux autres sinusoïdes :
- i° La sinusoïde 2 décalée de ^ —x en arrière sur la sinusoïde 1 et correspondant à la différence de potentiel OB' de la figure 1 ;
- X
- 20 La sinusoïde 3 décalée de----il; en avance
- 2
- sur la sinusoïde 1 et correspondant au vecteur B'C de la self .d’encoches.
- Le flux représenté par la sinusoïde 1 est fourni par l’inducteur, mais n’entre pas entièrement dans l’induit, car il sort de ce même induit le flux de fuites d’encoche à encoche; celui-ci produit une force électromotrice égale et contraire à B'C qui est représentée par une sinusoïde 3' symétrique de 3; le flux correspondant à cette sinusoïde circùle dans l’armature d’induit et se ferme, partie à travers les encoches, et partie entre les sommets des dents, à travers l’entrefer et l’intervalle interpolaire. Les deux sinusoïdes 3
- X
- et 3' étant de même amplitude et décalées de - ,
- leur somme est nulle, et il ne reste en définitive dkns la culasse d’induit que le flux 2 ;, le flux 3' ne circulant pas dans l’inducteur , celui-ci
- est bien exactement parcouru par le flux 1.
- Il résulte de là immédiatement que les pertes dans le fer de l’alternateur en charge correspondent au flux qui, à vide, donnerait la force électromotrice OB'; le flux de fuites n’emprunte en effet presque en aucun point le circuit magnétique induit.
- Fig. 2.
- Fig. 3.
- Seule la partie <f>, de ce flux (fig. 3) qui traverse les encoches peut donner lieu à des pertes dans le fer de la denture, mais en pratique cette partie du flux de fuites est à peine de l’ordre de la moitié du flux de fuites total B'C = <f>i -{- <f>2, et’ elle n’intéresse que le tiers environ de la hauteur de la denture, de sorte que les pertes correspondantes sont complètement négligeables.
- De même les ampères-tours correspondant à la réluctance d’induit sont ceux qui correspondent à OB' et non à OC, tandis que ceux d’inducteur correspondent bien à OC.
- En pratique, il n’est pas possible de séparer expérimentalement sur un alternateur construit les deux flux correspondant à BB' et à B'C. Dans la plupart des alternateurs modernes BB' est de l’ordre du tiers ou du quart de BC, de sorte que l’erreur commise en prenant pour pertes dans le fer celles qui correspondent à OB est moindre qu’en admettant les pertes données par OG comme le font Arnold et certains auteurs.
- Au contraire, pour la détermination des ampères-tours en charge, la réluctance du fer induit étant généralement faible vis-à-vis de celle du fer inducteur et de l’entrefer, le flux à considérer est bien celui qui correspond à AC.
- Dans la prédétermination des machines, il est bien entendu possible de tenir compte de la valeur exacte du flux dans chaque partie du circuit magnétique.
- H. DE PlSTOVE.
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- 30 Septembre 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 316
- LES USINES HYDRO-ÉLECTRIQUES DESTINÉES A LA TRACTION SUR LE
- GOTHARD
- U électrification des chemins de fer suisses est à l'étude depuis de longues années. La Suisse trouvera, dans l'application de ses forces hydrauliques à la traction, non seulement une économie, mais surtout un moyen de se libérer de ses fournisseurs de charbons allemands dont elle subit, en ce moment-ci, les lourdes conditions. Après des essais de traction en triphasé dans le tunnel du Simplon, et en monophasé sur le Lôetschberg, les chemins dé fer fédéraux ont adopté ce dernier système pour la ligne du Gothard qui constituera la première étape de l'électrification du réseau.
- Dès 1907 et 1909, l’administration du chemin dejfer du Gothard a conclu, avec les cantons d’Uri et du Tessin, des contrats de concession de forces hydrauliques dans les bassins de la Reuss et de la haute Levantine. Ces forces hydrauliques seront exploitées au moyen de cinq usines, dont trois au nord et deux au sud du Gothard. L’exploitation provisoire du tronçon Erstfeld-Bellinzona nécessitera l’aménagement de deux des chutes, une sur chaque versant du Gothard.
- Au nord, ce sera l’usine d’Amsteg qui utilisera la chute de la Reuss entre Wassen et Amsteg ; elle comprendra notamment un bassin d’accumulation de 200 000 mètres cubes pourla compensation des débits journaliers. Sa puissance sera considérable et elle suffirait à elle seule pour assurer la traction sur la ligne entière entre Erstfeld et Bel-linzona.
- Au sud sera aménagée la chute de Ritom, qui utilisera le Fossbach entre le lac de Ritom et Piotta. Cette usine dont nous donnerons prochainement la monographie sera suffisante, en cas d’arrêt de l’ûsine d’Amsteg, pour assurer le service de toute la ligne pendant une assez longue durée, grâce à la réserve du lac de Ritom.
- Une répartition convenable de la fourniture entre les deux usines leur permettra ultérieurement de fournir l’énergie à la ligne entière du Gothard. En principe, l’usine d’Amsteg fournira, au moment des hautes eaux d’été, toute l’énergie dont elle disposera, pendant qu’à l’usine du Ritom on accumulera les eaux en vue des étiages d’hiver. Cette combinaison permettrait de fournir une puissance continue de 26 000 chevaux et de 3o 000 chevaux si le,lac du Ritom était surélèvé de 7 mètres.
- Lorsque l’électrification des chemins de fer s’étendra au nord de la ligne du Gothard, on
- entreprendra l’aménagement des forces hydrau liques de l’Etzel (Zurich) dont la réserve d’eau permettra une combinaison analogue à celle du Ritom-Amsteg et une extension de l’usine d’Amsteg. Les trois usines pourront alors fournir une puissance continue de 70000 chevaux qui suffiront pour assurer la traction électrique sur une grande partie du réseau nord et est de la Suisse. Dans ce cas, les usines conjuguées du Lavorgo et Ritom dans le Tessin, dont la puissance est sensiblement la même que celles d’Amsteg et Ritom, auront à alimenter tout le réseau de la cinquième section des chemins de fer fédéraux.
- Usine d’Amsteg.
- Le premier aménagement de la chute comprendra les forces hydrauliques de la Reuss entre Wassen et Amsteg. La prise d’eau sera 'placée dans la gorge étroite du Pfaffenspruug et les eaux seront amenées pour une galerie souterraine jusqu’au-dessus d’Amsteg où se trouvera le bassin de mise en charge.
- La puissance produite sera de 60000 chevaux de vingt-quatre heures pour un débit minimum de 2 aoo litres par seconde et une chute de 276 mètres. La puissance moyenne des étiages d’hiver (décembre à mars) sera en moyenne 11 200 chevaux de vingt-quatre heures. Les pointes considérables qu’aura à subir l’usine ont nécessité l’installation de turbines d’une puissance sensiblement supérieure à celle qui correspond à cc minimum d’hiver. Le bassin de mise en charge et la retenue d’eau au barrage serviront de compensateurs pour ces pointes.
- L’usine contiendra quatre groupes de 10000 chevaux chacun et une plus petite unité pour les
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE ' T. XXXIV (2* Série)..— H® 4P;
- services de l’usine. Une fois terminée, l’installation d’Amsteg aura une puissance de 80 ooo chevaux.
- Prise d’eau. — Elle sera constituée par un barrage de mètres de hauteur formant ainsi une réserve d’eau de aoo ooo mètres cubes qui servira à la fois de bassin compensateur et de bassin de décantation des eaux de la Reuss, qui sont chargées d’alluvions. Seules les eaux destinées à l’usine se déverseront dans le bassin ; les excédents de débit seront ramenés à la Reuss par une galerie d’évacuation de ai mètres carrés de section et 5 % de pen|e. La galerie de dérivation s’ouvrira sur le bassin lui-même.
- Galerie de dérivation. — Elle aura environ 7 kilomètres de longueur, 6 m3 5oo de section; et une pente moyenne de i,5°/00. Elle absorbera au passage les eaux du Fellibach. La galerie fonctionnera sous pression, ce qui en rendra l’utilisation plus intense au moment des pointes.
- K Le bassin de mise en charge sera entièrement creusé darts le rocher; il se composera d’une galerie-réservoir horizontale et d’un puits vertical avec canal de décharge ; la galerie horizontale contiendra la réserve d’eau instantanée en cas de surcharge brusque et le puits vertical servira en quelque sorte de soupape de sûreté.
- Conduites forcées. — Elles seront d’abord au nombre de a, et de 4 ultérieurement, d’une longueur de 480 mètres ; leur diamètre diminue progressivement de 1 800 à 1 600 mètres dans le bas.
- Les appareils de sûreté comprendront à la partie supérieure un robinet.papillon manœuvré à la main et un autre à marche automatique ou commandé à distance. Chaque conduite alimen-
- tera a turbines. Tous les organes de fermeture
- des conduites seront placés en dehors de
- l’usine.
- /
- Equipement de l'usine. — Chaque groupe générateur (4 en début, 8 ultérieurement) aura une puissance de 10 ooo chevaux. 11 comprendra une roue Pelton accouplée à un alternateur monophasé qui, par l’intermédiaire d’un transformateur, débitera le courant monophasé sur les barres omnibus à 66000 volts, d’où partiront les lignes de transport de force. Les alternateurs pourront aussi alimenter directement à la tension normale (7 5oo volts pour commencer, i5 ooo volts ultérieurement) les feeders voisins de la ligne du Gothard. Un groupe auxiliaire fournira du courant continu pour les services intérieurs de l’usine ; il est complété par une batteriè d’accu^ mulateurs.
- Il est prévu en outre des groupes moteurs générateurs pour desservir les communes voisines.
- Le projet de l’usine d’Amsteg a été fait avec un soin tout particulier étant donnée l’importance de la ligne qu’elle aura à desservir. On a eu surtout en vue une sécurité absolue d’exploitation.
- Cette sécurité était d’autant plus indispensable que les essais de traction en monophasé laissent encore place à des aléas d’exploitation ainsi qu’on a pu en juger, sur le Loetscherg notamment en Suisse* et sur d’autres réseaux en France.
- Il ne semble d’ailleurs pas que la question du choix du système de courant, continu, monophasé ou triphasé puisse être entièrement élucidée dans l’état actuel de l’électrotechnique.
- J. Reyval.
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- 30 Septembre 1916.
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 317
- PUBLICATIONS TECHNIQUES
- TRANSMISSION ET DISTRIBUTION
- Étude des conditions initiales de la décharge en couronnes. — Jacob Kunz.
- I. Faits d’observation.
- La décharge lumineuse d’électricité qui se produit autour des fils de transmission sous l’influence de différences de potentiel élevées a été l’objet de recherches nombreuses, ces dernières années, de la part des ingénieurs électriciens d’Angleterre et d’Amérique. Dans la plus grande partie de ces recherches le courant alternatif a été utilisé et a conduit à des résultats empiriques parfaitement définis. Peu de recherches ont été faites avec le courant continu qui d’après Farwell (*) donne des phénomènes plus compliqués que ceux obtenus avec les potentiels alternatifs.
- Indiquons rapidement les différentes formes que revêtent les couronnes obtenues avec le courant continu.
- On trouverait difficilement un autre phénomène électrique qui montre mieux la différence entre l’électricité positive et l’électricité négative que le phénomène des couronnes. Les différences sont d’ordre électrique, lumineux et mécanique.
- Pour des lils de très petits diamètres la lueur négative apparaît avant la positive; pour des fils plus gros c’est l’inverse qui se produit; la limite entre les deux régions a lieu pour un diamètre de o mm. oj5 environ.
- Dans l’air la couronne positive constitue une couche lumineuse très régulière d’épaisseur pratiquement uniforme. La couronne négative part également d’une couche uniforme de lumière rouge mais qui se brise rapidement en un chapelet lumineux dont les grains brillants sont
- (') Farweli., Transact. of Americ. Inst, of Electr. Engineers, i3 novembre 1914.
- séparés les uns des autres par des intervalles sombres. Surtout aux basses pressions cette différence entre les électricités négative et positive est très nette ; les chapelets négatifs se distribuent suivant des intervalles approximativement égaux et sont stables, si bien qu’on peut aisément les photographier.
- La décharge positive du fil dans un cylindre coaxial ne se brise jamais en chapelet, mais si la décharge se produit entrp, deux fils parallèles pour des potentiels élevés, la colonne de lumière positive se brise aussi en tronçons plus courts et finalement se réduit en chapelet. Reste à savoir si les grains du chapelet lumineux sont en relation avec les irrégularités de la surface du fil ou s’ils constituent un phénomène intrinsèque, indépendant des irrégularités de la surface. Le nombre des grains dépend de la pression du gaz et de la différence de potentiel.
- Pour une différence de potentiel donnée, le courant produit par les couronnes augmente lorsqu’on diminue le diamètre du fil ou la pression. '
- Pour des fils d’un diamètre inférieur à o mm. 077 le courant du fil négatif est supéiieur à celui du fil positif. Pour le diamètre de o mm. 077 les courants coïncident exactement sur un certain intervalle de voltage au-dessus du voilage critique, et ensuite le courant négatif devient et demeure le plus intense. Pour des fils de diamètre supérieur à o mm. 077 les courbes caractéristiques relatives aux deux sortes d’électricité se croisent: pour de faibles différences do potentiel le courant positif est le plus grand; l’inverse se produit pour de fortes différences de potentiel.
- Les premiers auteurs ont indiqué que la relation entre la force électrique E à la surface du fil et le rayon Rt est donnée par la formule :
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- 318
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Série). - N° 40.
- où E0 et b désignent des constantes. E est calculé par la formule d’électrostatique
- E
- AV
- E.
- log
- r2;
- R.
- AV désignant la différence de potentiel entre le fil central et le cylindre de rayon Ra. En réalité, pour de très petits diamètres la relation entre E et Ri se vérifie assez mal.
- Le voltage critique nécessaire à la production de couronnes visibles dépend non seulement du rayon «lu fil mais aussi de la pression. Pour de très faibles pressions la couronné négative se produit avant la positive; pour des pressions plus élevées l’inverse sé produit. Les courbes caractéristiques dépendent aussi delà pression. La pression du gaz et le rayon du fil jouent un rôle analogue, les fils très .fins semblant correspondre aux basses pressions. La relation entre la pression p de l’air, le rayon Ri du fil central et la force critique électrique à la surface du fil est la suivante :
- P(E0 +
- V/pR,
- E0 et b désignant des constantes qui prennent des valeurs différentes pour le fil positif et le fil négatif. Cette relation se vérifie jusqu’à des pressions de 53 millimètres de mercure pour la couronne positive.
- Quand les couronnes se produisent, la pression du gaz augmente brusquement. Cette pression qu’on peut appeler pression d’ionisation se mesure aisément au moyen d’un manomètre à air libre sensible. Cet accroissement de pression est nettement différent de celui qui est dû à la chaleur Joule; aussitôt le courant interrompu, la pression d’ionisation tombe rapidement à zéro tandis que l’autre pression croît et disparaît graduellement. La pression d’ionisation est en général, pour une différence de potentiel donnée, plus grande pour le fil négatif que pour le fil posiiif ; mais4 la différence est très faible. La pression d’ionisation esttrès sensiblement proportionnelle au courant, surtout pour un fil positif.
- L’existence d’une pression d’ionisation, de même que la propriété déjà signalée qu’une différence de potentiel plus élevée est nécessaire pour établir les couronnes avec des fils plus gros,
- peuvent être avantageusement mises à profit pour la construction de voltmètres dont quelques-uns Jsont utilisés au laboratoire de l’Université d’Illinois.
- On a mentionné que l’électricité négative s’échappe du fil sous la forme de très beaux chapelets ou pinceaux lumineux, le plus souvent régulièrement espacés le long du fil. Le nombre de pinceaux par unité de longueur dépend de la pression et de la différence de potentiel. Quand on augmente la pression ou la différence de potentiel le nombre de ces pinceaux par unité de longueur va en augmentant en même temps que leur éclat diminue. Les pinceaux partent d’un point du fil et s’étendent en éventail dans un plan normal au fil.
- L’influence qu’un arc de faible longueur disposé en série sur le tube exerce sur le caractère delà décharge mérite de retenir l’attention. La couche bien définie de lumière positive s’étend considérablement et les pinceaux négatifs disparaissent presque entièrement faisant place à une lueur continue mal délimitée ; autremènt dit, une très courte étincelle, en série sur le tube de décharge, fait disparaître la différence d’aspect entre la couronne positive et la couronne négative. Ceci est dû à la superposition d’un courant alternatif ou interrompu de haute fréquence.
- La différence entre l’électricité positive et négative peut, enfin se révéler par des effets mécaniques. Quand les couronnes se produisent entre des fils parallèles qui ne sont pas tendus trop fortement, le fil négatif se courbe vers le fil positif et le fil positif se courbe en s’éloignant du fil négatif. Quand les fils sont presque lâches, le fil positif vibre fortement suivant un mouvement circulaire, tandis que le fil négatif demeure immobile.
- Le champ entre deux fils parallèles et entre un cylindre et un fil coaxial a été exploré à l’aide d’une électrode de platine. Même avant que les couronnes s’établissent, on constate une distorsion du champ électrostatique surtout au voisinage des électrodes; et dans la plupart des cas, sinon dans tous, la force électrique à la surface des fils est différente de la valeur calculée au moment où la couronne prend naissance. La force électrique observée semble supérieure à celle que fournit la formule d’électrostatique. Quand on étudie le chfimpdans l’espace compris entre le fil central et le cylindre coaxial, il devient
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- 3Ô Septembre 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 319
- très difficile d’explorer le voisinage du fil négatif où le potentiel semble soumis à des variations incessantes; l’exploration du champ autour du fil positif n’offre pas de difficultés.
- II. — Considérations théoriques.
- L’explication de la grande variété des phénomènes décrits est loin d’être complète.
- On peut admettre que la décharge lumineuse commence quand la force électrique à la surface du fil atteint la valeur constante requise pour produire l’ionisation des molécules. On a trouvé que la force électrique critique est donnée par l’expression :
- E, = E0 +
- v Ri
- Des valeurs différentes ont été indiquées pour E0 et b. Y. S. Townsend indique :
- E0 =: 3o, b — g.
- Farwell trouve des valeurs nettement distinctes pour les fils négatif et positif; pour le fil positif il iprertd :
- E0 = 3i,6, b — 8,/(3, et pour le fil négatif :
- E0 = 35,o, b — 8,o6.
- Supposons maintenant qu’au voisinage du fil, dans une couche d’épaisseur constante S, une certaine énergie soit requise pour déterminer la formation de là couronne, et soit différente poulies électricités positive et négative. Schaffers a montré que l’épaisseur § = o cm. 07 de la couche lumineuse est indépendante du rayon du fil. Au voisinage du fil la force électrique E prend des valeurs notables ; que la polarisation est également notable, et détermine une force électrique opposée E0 de sorte que la force électrique résultante est égale à E—E0. Si k désigne la constante diélectrique, Ri le rayon du fil, on a alors :
- E
- s
- k
- 8it
- a*R,3(E— E0)2
- E = E0 +
- V7
- 4Eg
- ARiS'
- *.
- Si E*, k et 8 demeurent constants on retrouve la formule
- établie par les ingénieurs. E0, Eff et 8 sont évidemment différents pour -les deux polarités du fil.
- Le phénomène des chapelets lumineux s’explique dans cette théorie. Quand une mince couche de liquide est répandue autour d’un fil très fin, par suite de la tension superficielle la couche se brise en grains de chapelet; de même, quand une couche d’énergie électrique se trouve répartie à la surface d’un fil, elle a tendance à se briser en grains qui s’étendent plus loin du fil que la couche primitive.
- Le fait que la décharge négative est beaucoup plus apte à se résoudre en grains que la décharge positive, semble en relation avec le mécanisme lui-même de la décharge. Quand le fil est très fin,
- • l’électricité négative s’échappe plus aisément que l’électricité positive, comme c’est le cas pour des pointes sous de très faibles pressions. L’électricité négative semble s’échapper à la fois des molécules du gaz et du métal, tandis que l’électricité positive est constituée uniquement par des ions positifs formés dans l’air seulement, aucun ion positif n’étant émis par le métal. Le courant positif est donc constitué uniquement par des ions ppsitifs, le courant négatif par des ions négatifs et des électrons. Or, il paraît plus facile aux électrons de s’échapper en grand nombre de certains points déterminés que d’être émis en petit nombre par la surface entière du fil.
- Pour des fils très fins aussi bien que pour de faibles pressions, la cQuronne négative s’établit avant la positive; pour des fils plus gros et des pressions plus élevées, l’inverse se produit. L’électricité négative semble s’échapper sous forme d’électrons plus facilement des fils très fins que des molécules de l’air. Ce phénomène suggère que la masse moyenne des ions dans le cas de fils négatifs est plus faible et a une mobilité plus grande que pour les fils positifs.
- Y. S. Townsend (') a donné une autre théorie des conditions initiales de la décharge lumineuse par les fils, dans laquelle il admet
- (') The Electrician, 6 juin 1913, p. 348.
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- 320
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE T. XXXIV (2* Série). — N* 4Ô.
- lés mêmes valeurs pour les constantes E0 et b quel que soit le signe de l’électricité. Il applique la même théorie aux couronnes et aux décharges par étincelle bien que les phénomènes soient différents à plusieurs points de vue.
- La loi de l’ionisation d’un gaz par choc peut s’exprimer par la formule :
- Townsend a fait une application intéressante de cette règle, basée sur des expériences à de faibles pressions, flux couronnes et aux décharges par étincelles, phénomènes qu’il attribue entièrement au même processus d’ionisation.
- -i—r
- '*fp
- —«-
- r
- T7PT
- ~r~
- i
- Ày
- Vt*
- X
- Fig. i.
- Considérons deux cylindres dans lesquels se produisent des couronnes. Posons :
- R'i —zR, R'2 = zR2
- ds — zds1
- z étant un nombre constant donné. V — AV est égal à la différence de potentiel appliquée dans les deux cas :
- quand un ion négatif se déplace dé là longueur A B == ds est donné par :
- a ds z= p.ds.f
- Le nombre des ions produits dans la seconde expérience sur le parcours ds' est donné par:
- un ion négatif dans son déplacement sur la distance ds produit le même effet que sur la distance ds1.
- Le même résultat est valable pour les ions positifs ' '
- ft ds = fi'ds',
- puisque nous avons les mêmes effets dans les deux tubes.
- Une différence de potentiel donnée V détermine les mêmes phénomènes dans les deux tubes. Si V est suffisant pour déterminer la production de la couronne dans un cylindre, il la produira également dans l’autre.
- Cette théorie s’applique au début de l’étincelle aussi bien qu’au début de la décharge par effluves. Elle ne fournit aucune réponse à l’une des premières questions qu’on peut se poser sur la décharge par couronnes, à savoir, si le courant est dû à l’ionisation par les ions positifs ou négatifs ou parles deux à la fois.
- Envisageons maintenant la relation suivante entre la force électrique critique et le rayon Rt:
- E, =
- Ri log^’
- 2R‘ logïïi2
- E,
- z
- Ei = E0 + -L
- v/R,
- E1RI = E0RI + ~V
- v/R.
- ce qui, pour p = i, peut s’écrire :
- „ E,
- E'i = — ne se produit pas seulement à la sur-
- face du fil intérieur mais en deux points correspondants tels que A et A' ou B et B'.
- Le nombre des ions produits par collision
- EtR, — E0 (R, X ) -f
- *(Ri x i)
- /(Ri x i)’
- mais si l’on fait
- R, X i = Rii> = const.
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- 30 Septembre 1916. LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 321
- Ki IL demeure constant :
- EiRi =' E0.R,p -f-
- VRi/»
- E, = Eo/> + -^r = P (eo + -±=)
- VR^/, V S/R Kp)
- règle établie par les ingénieurs, avant toute théorie.
- part nécessaire à l’ionisation du gaz et au rayonnement lumineux U, plus une fraction réversible Wi
- i.AV = U-f-W,.
- Augmentons la piession extérieure de dpi de façon que cette pression passe de à pt + dpi ; il faut effectuer un travail :
- d W2 = vdpi
- Tableau I.
- P + V -+• Ei TOLTS + E, *- E, — E,
- EN MILLIMÈTRES KN VOLTS PAR CM X 10* CALCULÉ — V CALCULÉ
- % 720 0,765 0,33 58o 0 ,615 o,33
- 10,9 94° 0,998 0,80 87o 0,925 0,81
- >8)9 1,110 I ,l8 1,07 I ,'200 1 ,a75 1 ,08
- 53,a 1 ,77o i ,88 1,88 1,920 2 ,04 1 >94
- 9i,3 2,35o a ,5o a,56 2,58o 2,74 2,64
- i73,5 3 ,460 3 ,60 3,72 3 ,750 8,99 3,86
- 248,5 4 ,a5o 4 ,5> 4,65 4 ,610 4 ,9° 4,84
- 334,8 5,1 ao 5 ,42 5,58 5 ,5ao - 5,86 5,86
- 483,6 6,660 7 >°8 7>>1 7 ,17.0 7,55 7 >46
- 616,6 7 ,800 8 ,73o 8,29 8,33 8 ,33o 8,85 8,77
- 7ao,o 746,0 9)»8 9)2> 9,210 9,80 9,72
- 8,980 9,61 9,5> 9,53o IO j I H) , I
- 768,3 9 >,0° 9.67 9,65 9,640 IO ,2 I O ,2
- Le tableau 1 donne, en fonction de la pression la force électromotrice à la surface du ül pour la différence de potentiel V. Les valeurs calculées l’ont été par la dernière formule en adoptant pour E0 et b les valeurs indiquées par Farwell :
- E0 = 3i,6; b =? 8,/*3 pour le fil positif;
- E0 — 35,o; b = 8,o6 pour le fil négatif.
- Si l’ionisation par choc était due aux seuls ions négatifs, les constants E0 et b devraient être les mêmes; leur différence indique, ou bien que les ions négatifs et positifs sont également efficaces, ou qu’une autre source d’ionisation intervient au début de la couronne.
- On a mentionné que la pression du gaz augmente brusquement quand la couronne apparaît.
- Appliquons à ce phénomène le principe de la conservation de l’énergie :
- Désignons par p0 la pression du gaz dans la couronne, par A V la différence de potentiel appliquée, par f le courant et e le volume. La pression s’élève de p0 à />, ; le travail effectué par le courant est égal à iA Y et comprend une
- Essayons d’atteindre le même état final du gaz à partir des mêmes conditions initiales : seulement, cette fois, nous augmentons d’abord la pression extérieure de p„ à p0 -(- dp0, d’où le travail :
- d W3 = V dp<>.
- Maintenant, la même différence de potentiel déterminera un courant i' et le travail effectué par le courant sera égal à :
- *,.AV = U' + W*
- et la pression s’élèvera à p, + dp{.
- Si les conditions initiales et finales sont les mêmes, le principe de la conservation de l’énergie fournit la relation ;
- i. A Y — d W2 = i'. AV — cfVV3 (i — /') AV = v (dpi —dp0)\ -
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- ’ . ' w -:<-m ;£;*>??>v&mZ'i —
- 322 LA LUMIERE ELECTRIQUE T. XXXIV (2* Sé*Ie), ^ N‘,40.
- mais
- t = i — di\
- d’où
- 1 Y.di—vd(pf —p0) et finalement :
- * = iP> — P») + *0-
- 11 résulte de là que le courant est proportionnel à l'accroissement de pression. Des expériences effectuées montrent que cette conclusion est valable dans un assez grand intervalle de courants et de pressions d’ionisation.
- A B.
- ( The Physical Review, juillet 1916.)
- Système Bowden-Thompson de protection des câbles électriques.
- Il est essentiel d’adopter un dispositif qui mette automatiquement hors circuit toute portion endommagée d’un câble, avant que les dégâts se soient sérieusement développés. De plus cette mise hors circuit doit être accomplie aussi rapidement que possible afin de réduire au minimum les dégâts subis par le câble et d’éviter d’endommager l’installation ou de troubler le fonctionnement des moteurs synchrones.-
- Conducteurs
- principaux
- .Séparations métalliques A entre conducteurs principe
- Isolement
- Plomb recouvrant le câble
- 'Séparation métallique extérieure B
- isolée du plomb recourront le cable.
- Fig. 1. — Section d’un cùble protégé du système Bowden-Tliompson.
- Le câble endommagé doit être isolé avant que les conducteurs principaux aient été court-cir-
- cuités ou rompus. D’où la nécessité d’un câble de forme spéciale, comme celle indiquée sur la figure 1, avec des enveloppes métalliques interposées entre les noyaux et aussi entre les noyaux et le revêtement de plomb, afin d’intercepter les moindres pertes de courant.
- Le principe suivant lequel fonctionne le système est indiqué sur le diagramme représentant lés connexions de la figure 2, qui montre un câble protégé, muni d’un interrupteur à une seule des extrémités.
- A représente les séparations métalliques entre les noyaux, B les séparations entre les noyaux et le revêtement de plomb, C les conducteurs
- J*-fC
- —-V
- i
- Fig. 2. — Câble protégé à une seule de ses extrémités.
- principaux. Si une fuite quelconque se produit d’un quelconque des noyaux principaux vers les séparations A ou B, elle est dirigée Vers le sol à travers le relais D et le relais opère l’interruption par l’intermédiaire de la bobine E. Si le câble est endommagé extérieurement, le revêtement protecteur B est mis au sol avant que les noyaux principaux soient atteints et, comme ce revête-
- T
- Fig. 3. — Câble protégé aux deux extrémités.
- ment est maintenu au-dessus du potentiel du sol par la batterie F, le courant circulera à travers le relais et ouvrira l’interrupteur principal. Si l’on préfère, un petit transformateur peut être employé à la place de la batterie.
- Les principaux avantages revendiqués pour le système dont on vient d’indiquer le principe
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- *i;. •- •,TV-- •' v-.v/,'.7m 'KVWWJï;^ ' ' -«y.-»..
- 30 Septembre 1916, LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- .sont les suivants : il isole le câble endommagé avant que les conducteurs principaux soient court-circuités ou viennent au contact du sol, empêchant ainsi la détérioration du câble et de l’installation^ Il assure la protection entre les phases aussi bien que contre le sol. Son fonctionnement ne dépend d’aucune hypothèse relative, par exemple, au trajet du courant le plus intense dans le cas d’une fuite, et ne suppose pas que les feeders parallèles d’une même station prennent également part à la charge. Il est indépendant de toute fluctuation dans la tension de distribution ou la charge. Comme les sections endommagées sont isolées simultanément aux deux extrémités, le système convient pour la protection des feeders parallèles, des branches de feeders ou de toute combinaison des feeders.
- Si le câble est détérioré extérieurement, quand la fourniture est supprimée, les relais fonctionnent et empêchent le câble d’être en service jusqu’à ce que le dégât soit réparé.
- [The Electrical Revie4 août 1916 )
- Installations intérieures. Facilités de paiement accordées aux abonnés.
- Les différents systèmes qu’on a adoptés pour simplifier les paiements des installations intérieures peuvent être classés en deux groupes.
- Dans le premier, l’installation est payée par le distributeur d’énergie et remise à l’abonné, soit en location, soit en location-vente. Dans l’autre Catégorie, rentrent les installations dont l’abonné paie immédiatement le coût, le distributeur lui assurant une participation à cette installation
- soit directement, soit sous forme de,courant gratuit. •
- Dans le premier cas, l’usine d’électricité a fait en quelque sorte une avance au consommateur, et les paiements échelonnés de ce dernier permettcntde couvrir l’intérêt et l’amortissement de l’avance. L’usine doit par conséquent investir une partie de ses capitaux dans une entreprise différente de l’objet qu’elle s’estproposé. C’est, en quelque sorte, une simple opération de banque. Pour remédier à cet inconvénient la Cleveland Electric Illuminating Co (U. S. A.) s’est entendu avec une banque locale pour que celle-ci se charge des avances nécessaires pour les installations intérieures des abonnés de la Compagnie. L’opération se fait de la façon suivante : 1
- Dès que l’installation intérieure est terminée et vérifiée par la Compagnie, la banque paie à l’installateur 5o % de la dépense ; l’abonné s’engage à payer son installation en 10 mensualités non pas à l’installateur, mais à la banque.
- Ces mensualités sont partagées entre la banque et l’installateur à raison de 2/3 pour le premier pour amortir l’avance, et i/3 à l’installateur pour lui payer les 5b % restant de sa facture.
- La banque reçoit ainsi chaque mois, 6,2/3 % du montant de l’installation et rétrocède à l’installateur 3, i/3 % . Au bout de 7 mois 46 2 % de l’avancement ont été ainsi amortis.
- Le huitième mois., sur la mensualité de 10 % de l’installation, la banque ne garde que 3, i/3 % et rétrocède à’I’installateur, les 6, a/3 % restant. L’installateur reçoit la totalité des 90 et io° mensualités, ce qui fait qu’à la fin du dixième mois il a été entièrement couvert de sa facture.
- Supposons, par exemple, que la dépense s’élève à i5o francs, la répartition des paiements se fera comme le montre le tableau ci-dessous :
- Tableau I
- MOIS
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
- Payé par l’abonné à la banque 15 15 i5 i5 i5 15 i5 lü i5 i5
- Retenu par la banque l-’r. » 0 10 10 10 10 10 10 5 — —
- Payé par la banque 11 l’installateur Fr. 5 5 5 5 5 5 5 10 i5 i5
- Solde dû à l’installateur » Fr. 7° 65 60 55 5o 45 40 3o i5
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- tn LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV(2« Sèriè)îN»40,
- La banque retient sur les paiements 6 % d’intérêts annuels et 5 % pour frais d’encaissement.
- Si l’abonné était, pour une raison ou pour une autre, empêché d’effectuer les paiements des mensualités, la perte serait répartie entre la banque et l’installateur au prorata des sommes déjà payées, c’est-à-dire que les versements déjà .faits à l’installateur lui restent acquis y compris l’avance de 5o % , mais il ne peut prétendre à aucun autre versement tant que l’abonné n’a ‘pas repris ses paiements.
- La banque n’a, comme garantie, que l’assurance’ par la Compagnie de la réception de l’installation et son raccordement au réseau.
- L’installateur, de son côté, a tout intérêt à n’exécuter que les installations d’abonnés solvables puisqu’il participe, le cas échéant, à la perle.
- La banque doit faire tous ses efforts pour obtenir le paiement des mensualités; si elle n’y arrivait pas, tout le reste de la créance serait abandonné à l’installateur qui emploierait tous les moyens pour se faire payer. D’après les indications de la banque, il semble d’ailleurs que l’abonné paiera plus ponctuellement à la banque qu’à l’installateur.
- Ce système est tout à fait récent puisqu’il ne date que du commencement de cette année mais les résultats en sont très encourageants.
- Ce système est d’ailleurs très avantageux pour chacune des parties : l’usine d’électricité augmente le nombre de ses abonnés sans avoir à participer aux installations intérieures ; l’abonné arrive à faire plus facilement ses installations et l’installateur élève son chiffre d’affaires. Quant à la banque, en dehors de l’intérêt et des frais d’encaissement, soit 6 % plus 5 %, elle étend son rayon d’action auprès des abonnés et des installateurs puisque ces derniers doivent se faire ouvrir un compte dans cette banque.
- Il est très rare qu’après les io mois l’abonné lui-même ne se fasse pas ouvrir un compte dans la même banque. La Société facilite d’ailleurs les opérations de l’installateur en lui accordant une certaine commission sur les nouveaux abonnés que celui-ci lui procure.
- Influence de l’altitude sur l’élévation'de température des appareils électriques. —
- Percy H. Thomas.
- L’Institut américain des ingénieurs électriciens, constatant l’absence de données précises sur la correction à faire subir aux conditions d’élévation de température des appareils électriques lorsque ceux-ci doivent fonctionner à des altitudes élevées, a interrogé à ce sujet i5<> compagnies et ingénieurs ; 3i réponses ont été reçues dont i5 d’installations situées à plus de
- 5 ooo pieds (i 5*4 mètres). Six de-eea. dernières n’appliquent pas de correction avec l’altitude et
- 6 n’ont observé aucun effet de celle-ci. Voici quelques réponses intéressantes résumées :
- Canon City (Colorado), 2 743 à 3 048 mètres.
- La température reste élevée dans les appareils récents, beaucoup moins largement calculés que les anciens. Six transformateurs de 200 kilovolts-ampères prévus pour refroidissement naturel durent être munis d’une circulation d’eau
- Le facteur de correction est faible, mais la capacité d’un appareil devrait être considérée plus faible aux hautes altitudes, comme on le sait par exemple dans la détermination des compresseurs d’air.
- Trinidad (Colorado), 1828 à 2 133 mètres.
- Depuis le printemps de 1915, des observations ont montré que les machines et transformateurs ont une élévation de température supérieure à celle garantie par les constructeurs (générateurs 5à6%, moteurs d’induction 7 %, transformateurs iq %). Il devrait être tenu compte de l’altitude lors des achats dé matériel, surtout au-dessus de 7 000 pieds (2 133 mètres).
- Denver (Colorado), 1 609 mètres.
- Réduire d’au moins io° l’élévation de température admise pour des transformateurs identiques fonctionnant au niveau de la mer.
- Environs de Johannesburg (Afrique australe),
- 1 828 mètres.
- Un moteur devant fonctionner à cette altitude avec une élévation de température de 35° C, au-dessus de l’ambiance de 35° C, doit être essayé au niveau de la mer pour une élévation de 3o° C, au-dessus de 25° C. Ces conditions sont d’ailleurs difficiles à faire accepter par les constructeurs.
- K.C. Rondall, Edgewood Park (Pennsylvanie), pense que l’introduction de corrections suivant l’altitude 11’est d’aucun intérêt, 'les conditions
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- 30 Septembre 1916. LA LUMIÈRE
- particulières d’installation, ventilation et fonctionnement jouant un beaucoup plus grand rôle que l’altitude.
- Electric Co of Missouri.
- Les températures ambiantes plus basses et les nuits fraîches aux hautes altitudes doivent dispenser de faire des corrections. Toutefois, il y aurait lieu de tenir compte de la pression atmosphérique plus faible dans les systèmes à ventilation forcée, ou un plus grand débit serait sans doute nécessaire.
- San Francisco (Californie).
- L’ingénieur enchef de la Pacific Gaz etElec. Co n’a constaté aucun changement dans réchauffement des appareils entre o et a 590 mètres.
- C. D. Gray, New-York.
- Au-dessus de 6000 à 8 000 pieds (1 828 à 2 438 mètres) on doit tenir compte de l’altitude èt prescrire 5? de moins que pour les machines opérant à plus faible hauteur.
- La Compagnie de force, chaleur et lumière des Sources du Colorado, altitude 1828 et 2 i33 mètres, ne tient aucun compte de l’altitude.
- Los Angeles (Californie), i £24 mètres.
- La Compagnie de force et lumière du Pacifique ne tient pas compte de l’altitude et n’a aucune observation ni aucun essai portant sur cette matière.
- En résumé, la plupart des ingénieurs ne se préoccupent pas de l’influence de l’altitude sur la température de fonctionnement des machines par manque d’essais sur leur propre matériel et par manque de données techniques convaincantes. Cette attitude se comprend, car la correction n’est que de quelques % et les appareils sont rarement chargés à exactement ioo % de leur capacité. Toutefois, pour les très hautes altitudes il y aurait lieu de tenir compte de cette correction, comme par exemple dans le cas de la Compagnie d’exploration du Chili (100000 kilowatts de moteurs et transformateurs à 9 000 pieds, ay43 mètres) ou de la Compagnie minière de
- ÉLECTRIQUE , " 325
- Cerro de Pasco (14 000 pieds, 4 267 mètres). Deux des réponses reçues étaient intéressantes par un à côté du sujet :
- J. II. Rider, Westminster, Londres.
- On oublie généralement qu’une machine chauffera davantage à la longue qu’au moment des essais parce qu’il est impossible d’empêcher la poussière de filtrer peu à peu et de s’accumuler dans les passages d’air, ce qui nuit à la ventilation.
- 11 serait donc bon, en fixant les chiffres de température pour les essais au niveau de la mer, de les choisir suffisamment bas pour tenir compte non seulement de la correction due à l’altitude, mais encore de l’obturation graduelle des canaux dé ventilation.
- R. S. Masson, Los Angeles.
- Ce n’est pas tant l’altitude en elle-même qui affecte le pouvoir refroidisseur de Pair, mais la sécheresse qui peut être d’ailleurs corrélative à l’altitude.
- Des essais effectués sur des machines de Go ) kilowatts installées à 800 pieds (245 m.) seulement, aux confins du désert-où l’air est très sec, ont montré qu’elles chauffaient beaucoup plus qu’il n’était prévu. En humidifiant Pair par passage sur des grilles sortant d’une cuve d’eau, et en l’envoyant au travers des stators par des conduits en toile, on obtient une augmentation de capacité de 125 à i5o kilowatts pour la même élévation de température.
- Il serait intéressant de répéter cette expérience sur des machines situées à des altitudes élevées.
- Remarquons que, pour étudier l’influence de l’humidité seule, il faut réchauffer à la température ambiante Pair sortant de l’humidificateur où il s’est refroidi par l’évaporation de Peau.
- M. B.
- (Proceedings of lhe American fnstitute of Elecirical Enginecrs, juin 1916.)
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- .326
- LA LUMIERE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2* Sérié). — N°40 “
- MESURES ET ESSAIS
- Perfectionnements d'un galvanomètre Thomson pour la radiométrie. — W.-W. Coblenz.
- Les progrès qu’on peut réaliser en radiométrie stellaire sont liés au perfectionnement des divers constituants du radiomètre, en particulier du galvanomètre, du couple thermo-électrique et du miroir.
- L’auteur s’est proposé dans le travail que nous analysons très brièvement d’améliorer la sensibilité du galvanomètre en perfectionnant la construction des bobines et surtout du système magnétique mobile.
- Malgré tout ce que l’on a écrit sur la construction des bobines de galvanomètre, on ne possède que peu de données expérimentales sur la façon dont agissent les différentes sections comparativement à la théorie. En fait, une partie des recherches de l’auteur est née d’un. désaccord constaté à ce point de vue entre la théorie et les mesures directes.
- Les expériences ont porté : i" sur des bobines galvanométriques de modèles divers ; i° sur différents systèmes magnétiques mobiles ; 3” sur les moyens de protéger le galvanomètre des perturbations magnétiques; 4° sur l’amélioration de la sensibilité qu’on peut espérer réaliser en disposant le système magnétique dans une enceinte où l’on a fait le-vide.
- Essais des 'bobines. — La forme des bobines a fait l’objet de discussions nombreuses. Maxwell a montré que chaque couche de spires devait être disposée à l’intérieur d’une surface dont l’équation en coordonnées polaires est /,2 = d2 sin 6, où r désigne la longueur du rayon vecteur faisant un angle 0 avec l’axe de la bobine, et d la valeur de r pour 0 = 90°. Freudenberger (') a utilisé la ormule r = p sin2 6 qui donne une bobine plus mince. Àyrton, Mather et Sumpner (2) ont montré que, si l’espace daiis lequel oscille l’aiguille n’est pas cylindrique, sa forme est de quelque importance, car il est possible de disposer les spires de
- • (') Electr. World, 29 sept. 1906.
- (2) Pkil. Mag., t. XXX, p. 58 ; 1890;
- façon qu’elles produisent un champ magnétique opposé à celui de la bobine complète. Abbot (') a calculé théoriquement la force exercée par l’enroulement des bobines en trois sections, d’égales résistances, d’un fil de diamètre variable; les données publiées indiquent la force exercée par chaque section de la bobine.
- Aucune vérification expérimentale n’ayatit été publiée, l’auteur a mesuré la force exercée par chacune des trois sections d’un enroulement de 20.ohms, calculé de manière à fournir le champ maximum.
- La théorie indique que le champ devrait être sensiblement le même pour chaque section de l’enroulement considéré. En réalité, l’expérience a montré que des trois sections existantes la section extérieure est la plus active, la section intérieure l’étant le moins. Comme on désirait un galvanomètre de résistance inférieure à celle qu’on peut obtenir avec cés bobines de 10 ohms reliées en parallèle, on s’est demandé si l’on ne pouvait pas obtenir un enroulement qui aurait les propriétés des sections centrale et extérieure de l’enroulement de 20 ohms.
- Comme l’auteur l’avait montré dans un mémoire antérieur, à cause des difficultés que présente l’enroulement des fils fins et du grand espace qu’occupe l’isolement quand on emploie du fil fin, on doit s’attendre à ce qu’un galvanomètre à enroulement de 4 ohms ait une sensibilité plus grande avec des enroulements de fil gros (et par suite peu résistant, par exemple 2,5 ohms) réunis en série, qu’avec des enroulements de même dimension en fil fin (par suite très résistant, par exemple 10 ohms) réunis en séries parallèles.
- Cependant les essais ont montré que les deux genres de bobines diffèrent peu pour le champ produit, quoique les fils aient été choisis de manière à donner des enroulements dè dimensions très voisines. Dans des essais préliminaires on n’a constaté aucune différence notable entre des galvanomètres dont les enroulements de
- (•) Aslrophys. Journ., t. XVIII, p. 1 ; 1903.
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- yrvz-\yt*m? .y. , wït'r-r
- 3) Septembre 1916. i ; ' LA LUMIÈRE
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- 20 ohms étaient constitués par 3 et 5 sections de fil de diamètre variable. L’étude faite à ce point de vue de 12 galvanomètres indique que les améliorations les plus sensibles de la sensibilité des galvanomètres doivent être recherchées dans des perfeelionnements du système oscillant.
- ' Comparaison des systèmes asiatiques. — Les nombreuses expériences faites en vue d’étudier l’infiuencc de la longueur des aimants utilisés montrent que cette longueur doit être comprise entre i,5 et a millimètres.
- La grandeur du miroir a égalementune importance très grande. Dans quelques essais la sensibilité aétévéduitc de 3o % par. un faible accroissement des dimensions du miroir.
- Protection contre les perturbations magnétiques. — Les perfectionnements les plus notables apportés ces dernières années au galvanomètre Thomson ont été obtenus en mettant le système oscillant à l’abri des perturbations magnétiques et des courants’d’air. Ces derniers peuvent naturellement être éliminés en disposant l’instrument dans une enceinte oii l’on a fait le vide; mais de nouvelles difficultés se présentent alors. Dans les modèles étudiés par l’auteur, pour lesquels les enroulements sont fixés sur des blocs de fer de Suède, il n’y a qu’un très petit espace d’air et l’instabilité de l’aiguille produite parles courants d’air se trouve éliminée. Dans de tels instruments on maintient facilement une sensibilité de 2 X 10—10 ampères (pour une échelle à 2 mètres).
- Par des considérations théoriques, Wills(') a établi que, étant donnés les rayons extrêmes du système des trois sphères ou cylindres concentriques, la protection maxima est obtenue quand les rayons extrêmes des enveloppes successives et les espaces d’air qui les séparent forment une même progression géométrique. En utilisant du fer pour tronsformateur on peut construire aisément des cylindres satisfaisant à ces prescriptions.
- Pratiquemen t il es t avantageux d’utiliser autant de métal que possible et de disposer les enveloppes de fer aussi près que possible des enroulements.
- L’auteur décrit diverses formes d’enveloppes constituées par des cylindres laminés en fer pour transformateur (par exemple de 9 centimètres
- (') Phys. Ile., t. XXIV; p. 243; 1907.
- ELECTRIQUE; ..; .327
- de diamètre, 6 millimètres d’épaisseur, environ 16 tours, épaisseur de la tôle o mm. 4.), et par des cylindres extérieurs de fer doux analogues à ceux qu’on emploie pour les conduites de gaz.
- On peut, en prenant toutes ces précautions, réduire l’effet des perturbations magnétiques extérieures sur le système astatique à 1/2000 de sa valeur primitive.
- Influence du vide. — Dans des expériences préliminaires (') l’auteur avaitétudié une certaine suspension de galvanomètre dans un vide inférieur à o mm. 1 pourlaquelle la sensibilitén’était pas proportionnelle au carré de la période ; il devait y avoir encore un amortissement considérable par l’air résiduel. Dans les recherches actuelles l’auteur a observé l’air résiduel par du calcium métallique chauffé. Il a fait porter les essais sur une seule série d’aiguilles magnétiques au lieu d’utiliser un système astatique, à cause de l’excellente protection magnétique qu’il pouvait réaliser et qui dispensait de l’emploi du système astatique.
- En réduisant la pression de l’air à o mm. 1 environ la sensibilité d’une seule série d’aiguilles aimantées (4 aimants de 1 mm. 4 à 1 mm. 6 de longueur, o mm. 25 de largeur et o mm. 1 d’épaisseur), pour une oscillation de 2 secondes, est 2,5 fois celle du système astatique. Finalement, en enlevant l’air résiduel par chauffage du-calcium métallique, la sensibilité est proportionnelle au carré de la période, en sorte qu’en augmentant la durée de l’oscillation simple de 2 secondes la sensibilité est accrue de i = 9 x io~i: ampères ki = 1 X 10 —" ampères, c’est-à-dire sensiblement dans le (rapport de 1 à 10.
- Dans le vide, une nouvelle difficulté provient du défaut d’amortissement de l’aiguille qui oscille de part et d’autre de 10 à i5 fois avant d’arriver au repos. Pratiquement, il semble préférable de laisser une très petite quantité d’air pour l’amortissement que d’utiliser d’autres procédés pour amener l’aiguille au repos.
- Tous les essais effectués sont des essais préliminaires et rapides. En concentrant tous les efforts sur le galvanomètre à vide il semble possible d’obtenir une sensibilité de i — 5 X io—12 ampères pour une oscillation simple de 5 à
- (*) Bureau of Standards, t. XI, p. 1774 1914.
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- 6 secondes, en sorte que par la lecture d’une fraction de division de l’échelle on peut observer des déviations produites par des courants de l’ordre de i X io~^2 ampères. L’expérience des mesures radiométriques montre que parfois les conditions météorologiques sont suffisamment stables pour que la durée d’une oscillation simple puisse être portée à io, ri et 15 secondes permettant ainsi une sensibilité de / •= i X i»-12 ampères et, par la lecture d’une fraction de division, à 5 X «o 19 ampères.
- A. B.
- (Scienti/ïc Papers of the Bureau of Standards, n° 282 ;
- 3o juin 1916.)
- Détermination des constantes d'un galvanomètre balistique à cadre mobile. — Paul E. Klopsteg.
- La détermination des grandeurs contenues dans l’équation (') :
- v T l tRl—-
- 2 y/ic2 -j- X2
- qui se réduit à :
- K = — k i/p
- 2TC
- quand X est petit vis-à-vis de tc, est relativement aisée.
- Dans ces équations, K représente la constante du balistique, p le rapport d’une amplitude de la bobine à la suivante, T la période de la bobine ét X son décrément logarithmique; h désigne la constante relative au courant, j‘8, où 8 est la déviation produite par un courant permanent d'intensité1
- En réalité l’équation (i) est rarement utilisée dans la pratique, sans doute parce que les valeurs qu’elle fournit pour la constante K ne sont pas toujours en excellent accord avec celle que donne la détermination directe, la différence pouvant atteindre 3 à 4 %. La plus grande partie de l’erreur provient de k, lorsque l’amortissement est faible; avec des amortissements rapides des erreurs notables peuvent provenir deX aussi bien que de k. La formule suppose également des conditions idéales, comme l’uniformité du champ et la symétrie de la position de la bobine
- () Voir par exemple Mascart et Joubert, 2e édition, t. II, p. 263.
- par rapport à l’aimant, qui sont loin d’être réa-liséés dans la plupart des galvanomètres. Le champ n’étant habituellement pas uniforme, la valeur de k n’est pas constante mais dépend de la position angulaire du cadre.
- La valeur de k qu’il faut introduire dans la formule (1) est celle qui dépend du champ moyen pour la position d’équilibre du cadre, qui est la position occupée par le cadre au moment qu’il est traversé par la plus grande partie de la décharge. Il semble donc qu’on pourrait espérer une précision plus grande si, au lieu de produire «une déviation par un courant déterminé, on pro duisait une déviation déterminée en tournant d’un certain angle le bouton qui supporte le fil de suspension du cadre, déviation qu’ort chercherait à annuler en faisant passer un courant suffisant pour ramener le cadre mobile à sa position d’équilibre. Le cadre serait alors dans la région même du champ qu’il occiiipc au moment de l’impulsion balistique. Reste à savoir si la constante k, obtenue par ce procédé, prend la même valeur, que par la méthode ordinaire dans le cas d’un champ vraiment uniforme. Pour cela, il faut évidemment que, dans le procédé proposé, la spirale inférieure de la suspension se troùve, lorsque là bobine est retournée à sa position d’équilibre, dans la même condition de tension qu’avant que la bobine ait été déviée par le bouton de torsion.
- Pour élucider ce point, désignons par i, le courant à travers le cadre qui équivaut au moment du couple de torsion par unité d’angle pour le fil de suspension supérieur; et par it le courant équivalant au moment du couple par unité d’angle pour le fil inférieur. Supposons le bouton de torsion supérieur tourné d’un angle d0, ce qui détermine une déviation d de la bobine. O11 a :
- ixd — 1 j (rf0 -— d\
- d’où :
- u _ -—:—:.
- Il ~T H
- Désignons par 1 le courant à envoyer dans le cadre pour le ramener à sa position d’équilibre. La suspension inférieure étant libérée de toute torsion, on a :
- 1 = i,da.
- d’où :
- k = if -j- i%.
- Même résultat en supposant qu’on donne une
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- torsion suffisante à la suspension inférieure pour produire une déviation d du cadre. Que l’on imprime une torsion à l’une ou à l’autre suspension, le couple qui ramène l’équilibre est invariable. D’où cette conséquence importante que, dans certaines limites, et quelles que soient les conditions de torsion des suspensions pour la position d’équilibre, la constante élastique des fils de suspension demeure invariable.
- Dans la détermination de la constante k par la nouvelle méthode, une cause d’erreur peut être due à ce que le prolongement de l’axe du cadre ne passe pas par le point d’attache de la suspension supérieure. Ceci peut être dû, par exemple, à l’excentricité du bouton de torsion. Quand, après avoir tourné le bouton de torsion d’un certain angle, on ramène le cadre à la position d’équilibre par un courant convenable, la position du cadre n’est pas habituellement identique avec la position primitive d’équilibre et peut être déplacée dans une région du champ pour laquelle l’intensité diffère notablement de celle qui est réalisée à la position primitive d’équilibre. La constante k sera affectée d’une erreur proportionnelle à la différence entre les intensités du champ aux deux positions. L’erreur qui en résulte, pour une déviation donnée de la bobine, est assez faible lorsque la suspension supérieure a un couple de torsion notable par unité d’angle. Il sera toutefois donc bon de s’assurer, surtout dans le cas d’un galvanomètre dont le fîl de suspension a un faible couple de torsion, que la suspension supérieure se trouve approximativement dans l'axe vertical de symétrie et que, grâce à un réglage de niveau précis, le cadre est aussi voisin que possible de sa position idéale.
- Il faut prendre également la précaution d’utiliser, comme décrément logarithmique, la valeur correspondant à une impulsion donnée, surtout quand l’amortissement est considérable, car le décrément dépend alors de l’amplitude. La résistance du circuit ayant été amenée à la valeur qu’elle doit prendre dans la mesure, on fait osciller la bobine en lui imprimant un déplacement notable. On trace une courbe représentant les élongations successives d’un même côté, en fonction du temps évalué en périodes, courbe qui permet de calculer aisément le décrément correspondant à une valeur quelconque de l’élongation.
- Les résultats d’essais effectués dans les condi-
- ÉLECTRIQUE 329
- tions ordinaires du laboratoire, sans précautions spéciales, montrent que les valeurs de la constante balistique K obtenues par la méthode nouvelle sont en bien meilleur accord avec les valeurs expérimentales que celles fournies parla méthode courante. A. B.
- (The Physical Review, juin 1916.)
- Mesure des courants électriques par leurs effets calorifiques. — S. Leroy Brown.
- L’auteur décrit un appareil destiné à remplacer les ampèremètres thermiques ordinaires. Il comprend essentiellement une petite bobine de fil fin qui entoure un élément de thermomètre à résistance très sensible, constitué par une mince couche d’oxyde de plomb placé entre deux fils.
- Ces deux fils sont réunis par un petit globule d’oxyde fondu qui, par refroidissement, constitue une soudure de résistance assez peu élevée. Un tel élément, sensible à une variation de température de o°,ooi C, est par suite capable de déceler la chaleur produite par un courant traversant la petite bobine. On emploie une méthode quelconque de mesure des résistances pour mettre en évidence les variations de résistance de l’élément, produite par réchauffement de la bobine.
- On a pu construire ainsi un dispositif sensible è. quelques milliampères. Pour des courants plus intenses on prend une bobine de plus grandes dimensions, constituée par un fil de faible résistance; pour des courants très faibles on peut utiliser, dans l’enroulement, un fil très fin de résistance très élevée. Le courant le plus intense qu’on puisse mesurer est en général dix fois celui qui constituera limite inférieure; l’intervalle de fonctionnement sera donc compris, par exemple, entre 10 et 100 milliampères', ou entre 100 et i 000, etc.
- La méthode précédente de mesure des courants électriques a été utilisée pour les opérations suivantes :
- i° Comme instrument de contrôle dans l’étalonnage des appareils à courants alternatifs au moyen d’étalons à courant continu ;
- a0 Pour la mesure des courants à haute fréquence ;
- 3° Pour la détermination expérimentale des effets de couplage, de syntonie, etc., dans la production des ondes électriques. A. R.
- ( The Physical Review, mars 1916.)
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- BIBLIOGRAPHIE
- Leçons sur le fonctionnement des groupes électrogènes en régime troublé. Perturbations. Régulation. Asservissement. Compensation, par M. Barbillion, professeur à la faculté des Sciences de Grenoble, directeur de l'Institut Électrotechnique. — i volume in-8° ('i3 X *4) de vi-3oo pages, avec 166 ligures. — Gauthier-Villaiis, l'nris, 1915.— Prix : n francs cartonné,
- L s leçons que publie le savant directeur de l'iii-titut Electrotechnique de l’Université de Grenoble sur le fonctionnement des groupes électrogènes en régime troublé, et qui constituent une ctu le fort instructive des divers processus possibles da phénomène constitué par une perturbation de régime et des différents modes de constitution et d’action des régulateurs, ont été professées à l’Institut élcclrotechnique durant l’année scolaire 1912-iqiü. Elles résument un grand nombre d’études et de travaux que l’auteur a consacrés à cette importante question de la régulation, et tous ceux qui n’ont pas eu la bonne fortune d’écouter M. Barbillion se réjouiront de la publication d’un ouvrage aussi clairement rédigé sur une question aussi complexe.
- L’auteur commence par rappeler l#définition des couples moteurs et des couples générateurs, parmi lesquels il faut distinguer le couple moteur vrai, le seul important dans l’étude qu’on envisage, du couple indiqué (c’est-à-dire correspondant au travail indiqué). II étudie les variations des couples moteurs Cm en fonction de la vitesse w pour une admission donnée, et donne l’allure générale des caractéristiques Cm (w) à admission constante. Dans les dynamos et les maçhines à courants alternatifs le couple générateur a pne expression simple.
- Les couples générateurs et les couples moteurs varient avec le temps, tout en reprenant, en régime régulier, périodiquement les mêmes valeurs; il en résulte dès variations périodiques de vitesse, qui satisfont à l’éqùation :
- Cm(t)-Cf[t) = K^t,
- et qu’on peut atténuer par des volants. Il existe également des perturbations provoquées par une
- brusque variation du couple résistant au moment dé là substitution d’un régime de réseau récepteur à un régime différent et dont l'auteur fait l’étude analytique dans le cas où le réseau comporte une résistance combinée à une self et dans celui où il présente de la capacité.
- Pour restreindre les variations de vitesse qu’entraînent les perturbations, on fait usage de régulateurs dont le rôle consiste à établir, pour chaque C^., la valeur convenable de l’admission. Un régulateur"' peut être direct, c’est-à-dire commander directement la valve d’admission, ce qui èst le cas des régulateurs tachymétriques et des régulateurs électromagnétiques (pour ces derniers on établit aisément l’équation différentielle de la vitesse en fonction des constantes électriques du circuit) ; ou indirect, c’est-à-dire faire appel à une motricité étrangère pour modifier la section d’admission des vannes. Dans les régulateurs indirects la vanne se meut en aveugle aussitôt l’embrayage effectué, ce qui peut se traduire par des dépassements de la position d’équilibre de la vanne; il en résulte des oscillations qui pourraient être désastreuses et qu’on s’efforce de corriger par des dispositifs d’asservissement.
- Pour mieux faire comprendre le fonctionnement d’un groupe pourvu de régulateur, l’auteur étudie d’abord la marche d’un groupe qui n’en possède pas. Dans le cas d'une dynamo à flux constant, il établit l’équation qui permet de calculer le temps au bout duquel, à la suite d’une perturbation, la machine peut être considérée comme ayant atteint le nouveau régime. Il envisage ensuite le cas où la tension de la dynamo n’est pas constante ét celui où la dynamo est pourvue d’un régulateur de tension.
- Le rôle du régulateur consiste à substituer une loi C,„ (w) des variations du couple du groupe en fonction de la vitesse à chacune des lois spontanées Cm (w) qui correspondent aux diverses valeurs de l’admission. L’étude graphique du fonctionnement d’un groupe électrogène pourvu d’un régulateur de vitesse supposé parfait et celle d’un groupe muni d’un régulateur industriel font nettement ressortir l’avantage d’un régulateur. Alors que pour un groupe moyen la durée de la perturbation, avec régulateur, est réduite à o sec. elle atteint, lorsqu’on ne
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- fait pas usage de régulateur, 16 sec. 3 ; pour un groupe lourd les durées sont de o sec. 6i avec régulateur et de \ i secondes sans régulateur; ces chiffres, tout théoriques qu’ils soient, donnent un ordre de grandeur de la durée de l’opération.
- La régulation directe et la régulation indirecte agissent par des mécanismes tout différents. Supposons, par exemple, que la charge d’un groupe augmentant, la vitesse de régime diminue de o>i à td2. Dans la régulation directe la variation de vitesse se fait suivant une loi exponentielle et n’est jamais dépassée, si l’on admet que le régulateur n’ait pas d’inertie ; en réalité, l’inertie du régulateur a pour effet de produire des oscillations de vitesse, en sorte "que la vitesse finale est toujours dépassée d'une quantité plus ou moins grande. Dans la régulation indirecte, l'inertie du tachymètre n’a presque plus d’influence : la vitesse to2 est encore dépassée mais ces dépassements tiennent uniquement au mode d’action du servo-moteur. On conçoit de quelle importance est la recherche de l’écart maximum de vitesse dans la régulation indirecte, écart qui est presque toujours fixé par marché au constructeur au même titre que l’irrégularité cycliquo ou lé degré d’isochroniSmè.
- Après une analyse rapide de la perturbation pour le cas de la régulation indirecte, l’auteur entreprend l’étude de l’écart de vitesse pendant la perturbation dans les cas où la manœuvre de vannage se fait : à vitesse constante ; d’un mouvement uniformément accéléré ; proportionnellement à l’écart de vitesse ; proportionnellement à l'écart des angles. Dans chacun dés cas il envisage les deux hypothèses : Cg indépendant de la vitesse et C,j proportionnel à la vitesse. Cotte étude mathématique minutieuse conduit aux conclusions suivantes : « Au double point de vue de la limitation de l’écart de vitesse et de la rapidité de réglage, le système de manœuvre du vannage à vitesse constante est supérieur aux autres. — On peut lui reprocher cependant d’être trop brutal; l’embrayage correspond à un choc, très préjudiciable à la conservation delà sensibilité des organes ; il est brutal aussi pour la conduite qui subit la même fatigue due à l’inertie de l’eau, quelle que soit l’importance de la perturbation. — La commande par servo-moteur hydraulique est plus robuste, plus souple et plus sensible. Enfin, les deux derniers systèmes de réglage étudiés auraient l’avantage d’agir avec une énergie d’autant plus grande que. la perturbation est plus importante ; iis ne risquent donc pas de fatiguer inutilement la éon-
- duite. — Le dernier système semble pàrticülièré-ment intéressant, à cause de l’amortissement des oscillations de vitesse qu’il prouve. »
- A condition de représenter les couples par les admissions qui les produisent ou les équilibrent, les études précédentes — qui font connaître la variation des admissions e en fonction de la vitesse u>, c’est-à-, dire permettent de tracer les courbes e(toj— donnent également les courbes C,,t (w) représentatives du couple moteur en fonction de la vitesse. On peut ainsi faire l’étude complète d’une perturbatio'n dans le cas d’un régulateur indirect ordinaire. Cette étude permet d’énoncer les conditions que doit remplir un mécanisme d’asservissement et qu’on peut résumer ainsi : « L’asservissement doit avoir pour rôle d’avancer l’instant du débrayage. Sous une autre forme, le tachymètre ayant embrayé, soit pour l’ouverture, soit pour la fermeture, l’asservissement doit tendre à débrayer, donc l’asservissement doit tendre à réaliser la manœuvre inverse de Celle faite par le tachymètre. » — Vient ensuite un exposé rapide des divers dispositifs permettant de réaliser l’asservissement et la comparaison de la régulation indirecte asservie à la régulation’ directe : « Au point de vue régime établi, les deux genres de régulation directe et indirecte asservie donnent identiquement les mêmes résultats. En particulier elles ne peuvent ni l’une ni l’autre réaliser un isochronisme parfait sans l’emploi d’appareils auxiliaires appelés compensateurs. » i— En réalité on peut se faire déux conceptions différentes de l’asservissement : suivant la conception de Farcot qui imagina les dispositifs d’asservissement, on dira qu’« un organe A est asservi à un mobile B lorsque tout déplacement de B produit un déplacement de A, le déplacement de A étant lié en valeur et en sens à celui de B par une loi bien définie, en un mot lorsqu’à chaque position de B correspond une position bien définie de A ». Dans la conception plus particulièrement développée par l’auteur parce qu’elle donne une idée plus exacte du fonctionnement des régulateurs indirects qu’on rencontre actuellement, l’asservissement a surtout pour but d’amortir les oscillations de vitesse que produirait un régulateur ordinaire. « La conception de Farcot était très logique tant que les régulateurs indirects s’appliquaient à des machines à vapeur ; mais dans les turbines hydrauliques qui aujourd’hui ont conquis une si grande place dans la commande des groupes électrogènes, il semble plus logique d’adopterlasecondeconceptiondej’asseryissement. » En particulier cette seconde conception montre qu’il
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- y a intérêt, pour assurer un réglage rapide, à tolérer une grande différence de vitesse de régime entre la marche à vide et la pleine charge; c’est une conclusion à laquelle on n’aurait été conduit que très difficilement en partant de la première conception.
- Montrant ensuite tout le parti qu’il est possible de tirer des dispositifs asservisseurs, l’auteur indique comment on peut, à l’aide d’organes judicieusement employés, réaliser une loi quelconque d’ouverture du vannage, à vitesse proportionnelle : soit à l’écart des vitesses ; soit à l’écart des couples ; soit à l’accélération angulaire du groupe. — Dans le premier cas, une condition essentielle à remplir est d’avoir un appareil qui mette en évidence l'écart des vitesses. On utilise pour cela un tachymèlre auxiliaire qui agit, soit directement, soit indirectement, sur l’organe de réglage de la vitesse du servo-moleur hydraulique. — Dans le cas d’une vitesse de manœuvre du vannage proportionnelle à l’écart des couples ou à l’accélération angulaire du groupe il est nécessaire d’avoir un appareil^mettant en évidence, soit l’écart des couples moteurs et résistants, soit l’accélération angulaire ; plusieurs dispositifs susceptibles de fournir ces indicationssont successivement examinés.
- L’étude de l’asservissement montre qu’un régulateur indirect asservi établit pour le groupe réglé une caractéristique w (P) telle que la vitesse diminue quand la charge augmente; le réglage est d’autant plus rapide qu’on tolère, par l’asservissement, une chute de vitesse plus grande entre la marche à vide et la pleine charge. Une telle chute de vitesse étant inadmissible pour un grand nombre d’applications on réalise le réglage de la vitesse à i'aide d’un appareil automatique qui porte le nom de compensateur. Les compensateurs peuvent être employés soit en régulation directe, soit en régulation indirecte. Dans les deux cas, la compensation a sur la forme de la perturbation une influence que l’auteur étudie soigneusement. Quel que soit le mode de régulation, il résulte de cette étude que la principale condition que doit remplir un mécanisme de compensation, c’est d’être à action lente.
- On peut enfin se demander s’il ne serait pas possible de réaliser une loi ü> (P) telle que la vitesse de régime augmente quand la charge s’accroît. Cette hypercompensation présenterait de multiples avantages, parmi lesquels celui de fournir une solution assez simple du problème du compoundage des alternateurs. Elle n’a jusqu’ici donné lieu à aucun dispositif, ce qu’expliquent les conclusions formulées par l’auteur à la suite de son analyse : « Le fonctionnement d’un groupe hypercompensé couplé sur un réseau serait absolument impossible, une augmentation de la fréquence du réseau entraînerait la fermeture complète du vannage, une baisse de fréquence entraînerait au contraire l’ouverture complète du vannage. — Lè moteur marcherait donc constamment, soit à vide, soit en pleine charge, sans pouvoir réaliser une charge intermédiaire ; le fonctionnement serait donc inadmissible. En résumé, on peut dire que l’hypercompensation établit une liaison entre l’admission et la vitesse de régime, mais cette liaison n’est pas stable dans les deux sens. -— Si c’est l’admission qui commande, la vitesse, comme c’est le cas dans un groupe isolé, le fonctionnement est stable ; pour une charge donnée, il y a une vitesse de régime bien déterminée à laquelle le groupe revient toujours s’il en est écarté. — Si, au contraire, c’est la vitesse qui commande l’admission, comme cela se produit dans le cas de groupes couplés en parallèle, le fonctionnement est ^instable; il y a bien une puissance correspondant théoriquement à chaque vitesse de régime, mais si, pour une raison quelconque, l’admission vient à s’écarter de cette valeur théorique, elle s’en écarte indéfiniment. »
- L’ouvrage de M. Barbillion, soigneusèment édité par la librairie Gauthier-Villars, est d’une lecture agréable. Quelques fautes d’impression que M. Bar-billion, actuellement absorbé par d’impérieuse occupations, a laissé échapper, seront aisément corrigées par le lecteur attentif.
- A. Boutaric.
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- LA LUMlEltli ÉLECTRIQUE
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- BREVETS D’INVENTION
- Liste des brevets français relatifs à l'électricité délivrés du 10 janvier 1916 au 4 avril 1916.
- 479 468. — 5 août 1915. — Mme Vve Delafon (A.) née Pakain. — Perfectionnement aux piles électriques.
- 479498. — 11 août 1915.— Société Anonyme Westinghouse. — Perfectionnements apportés dans le fonctionnement et là commande des moteurs électriques.
- 479 ^17. -— 14 août igiÔ. — Société Anonyme Westinghouse^ — Système de connexion pour le contrôle des moteurs électriques polyphasés.
- 479 487.— 5 août 1915. — Compagnie générale d’électricité. — Support perfectionné pour lampes électriques.
- 479 48a. — 9 août 1915. — Guth*(E.-F.). — Douille de lampe électrique*
- 479521. — 6 novembre 1914* — Compagnie Française pour l’exploitation des procédés Thomson-Houston, lOj rue de Londres, Paris. — Dispositif de libération des lignes omnibus en téléphonie automatique.
- 479 522. — 6 novembre 1914. — Compagnie Française pour l’exploitation des procédés Thomson-Houston, 10, rue de Londres, Paris.—Nouveau système de connecteur pour téléphonieautomatiqne.
- 479 5a3. — 6 novembre 1914* — Compagnie Française pour l’exploitation des procédés Thomson-Houston, 10. rue de Londres, Paris. — Perfectionnements au fonctionnement des lignes partagées en téléphonie automatique.
- 479 524. — 6 novembre 1914. — Compagnie Française pour l’exploitation des procédés Thomson-Houston, io, rue de Londres, Paris. — Perfectionnements au comptage des communications téléphoniques.
- 479 525. — 6 novembre 1914. — Compagnie Française pour l’exploitation des procédés Thomson-Houston, 10, rue de Londres, Paris. — Perfectionnements aux dispositifs de libération de l’appareillage en téléphonie automatique.
- 479 53o, — 26 juillet 1915. — Société The Relay Automatic Téléphoné C° Ld. — Système de téléphone automatique ou semi-automatique.
- 479 578. — 23 août 1915. — Raison sociale Universal High Power Téléphoné C°. — Moyens universels pour la transmission du son (voir également 479 563).
- 479 526.— 6 novembre 1914* — Compagnie Française pour l'exploitation des procédés Thomson-Houston,
- 10, rue de Londre®, Paris. — Perfectionnements au contrôle des moteurs électriques.
- 479 527. — 26 février 1915. — Cadenel (L.). — Commutateur inverseur de courant à combinaisons secrètes.
- 479 563, — 19 août 1915. — Fareng (J.-F.), chef des gares, à Cette (Hérault). — Suppression des perturbations créées dans un circuit par induction par un courant voisin.
- 479 567, 20 août. 1915. — Holm-Hansen (B. O.). —
- Appareil pour le réglage automatique des installations électriques.
- 479 596. — 25 août igi5. — Société dite : The Relay Automatic téléphoné C° Ld. — Système de téléphone à main et semi-automatique.
- 479 592. — 24 août 1915. — Société dite : Neuland Patents Ld.—Machine dynamo-électrique.
- 479 641. — 3 septembre. 1915. —• Didier (J.-L.). — Procédé de fixation des grains de platine sur les vis de contact des magnétos haute tension.
- 479 639. — 3 septembre igi5. — Gely (E.-Lt), 2 bis, avenue de la Gare à Tarbes (Hautes-Pyrénées). — Isolateur d’ancrage.
- 479 648. — 3 décembre 1914. — Compagnie française pou.r l’exploitation des procédés Thomson-Houston, 10, rue de Londres, Paris. —: Nouveau système de téléphonie automatique.
- 479 649- -— 3 décembre 1914» — Compagnie française pour l’exploitation des procédés Thomson-Houston, 10, rue de Londres, Paris, —Perfectionnement à l’enregistrement des communications en téléphonie automatique.
- 479 65o. — 3 décembre 1914* — Compagnie française pour l’exploitation des procédés Thomson-Houston, 10, rue de Londres, Paris. — Perfectionnement aux dispositifs de jonction entre abonnés en téléphonie automatique.
- 479 651. — 3 décembre 1914 — Compagnie française pour l’exploitation des procédés Thomson-Houston, 10, rue de Londres, Paris. — Mesure de la durée des conversations dans un réseau- téléphonique automatique.
- 479 652. — 3 décembre 1914- — Compagnie française pour l’exploitation des procédés Tiiomson-Houston-, — Compteur de durée des conversations téléphoniques.
- 479 653. — 22 décembre 1914. — Compagnie française , pour l’exploitation des procédés “Thomson-Houston.
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- 334 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV(2* Série). — W40,
- — Perfectionnement à la téléphonie par conversations taxées.
- 479 — 29 décembre 1914. — Compagnie française
- pour l’exploitation des procédés Thomson-Houston.
- — Perfectionnements aux présélecteurs employés en téléphonie automatique.
- 479 655. — 22 décembre 1914. — Compagnie française pour l'exploitation de» procédés Tiiomson-Houston.
- — Perfectionnement au téléphone automatique.
- 479 675. —6 septembre 1915. — Etablissements de Dion-Bouton. — Dispositif permettant de réduire la vitesse de rotation des magnétos desservant des moteurs à cylindres nombreux.
- 479 700. — ai décembre 1914. — Aitken(W.) et Aitken.
- — Perfectionnements aux systèmes téléphoniques.
- 479 712. — 10 septembre igi5. 1— Société dite : The
- Relay Automatic Téléphoné C° Ld, — Systèmes de téléphone automatique.
- 479 706... — 9 septembre iqi5. — Société Anonyme Westinghouse. — Perfectionnements dans les interrupteurs électriques.
- 479 746. — i5 septembre igi5. — Société Anonyme Westinghouse. — Réactance perfectionnée destinée à être employée pour limiter le courant dans les circuits à courant polyphasé.
- 479 755. — 16 septembre 1915. — Société Aktien-gesellsciiaft Broyv Boveri et C°. — Relais retardateur à temps maximum.
- 479 7^4. — 14 septembre igi5. —• De Lobel. — Baladeuse aérienne électrique.
- 479 974. — 21 septembre igi5. — Rignon (J.-A.) — Procédé pour l’application du tungstène et des métaux similaires, en substitution du platine, aux contacts des interrupteurs des magnétos pour l’allumage des moteurs 4 explosion.
- 479 800. — 22. septembre 1915. — Ciikliar (I.) et Tiieodor (B). — Perfectionnements aux lampes électriques de poche.
- 479 848. — 28 septembre 1915. — Dey (H.-E.). — Contrôleur de marche pour moteurs électriques.
- 479 822. — 24 septembre 191.5. — Betulander (G.-A.).
- — Transmetteur d’impulsions pour systèmes téléphoniques automatiques.
- 479 860. — 10 juin igi5. — Société dite : Vickers Ld.
- — Perfectionnements aux appareils électriques, pour la transmission et la réception des signaux.
- 479 832. — 25 septembre igi5. — Société dite : Neuland Patents Ld. — Machine dynamo-électrique.
- 479 861. — 3o juin igi5. —Bonnet (M.), 23, rue du Mail, Paris. — Dispositif contact pour piles de poche.
- 479 828. — 25 septembre igi-5..— Société Anonyme Westinciiouse. — Commutateur centrifuge perfectionné.
- 479 847. — 27^ septembre igi5. — Aubert (A.). —• Compteur électrique horaire à champ tournant.'
- 479 869. — 28 septembre igi5. — Bowen (G.-W.). — Perfectionnements aux interrupteurs à enclanchement,
- 479 875. — 29 septembre igi5. — Cuthbert (J.). — Serre-lils pour conducteurs électriques.
- 479 014- — 4 octobre igi5.— Société dite Neuland Patents Ld. — Machine dynamo-électrique.
- 479 922. — 5 octobre 1915. — Société dite Neuland Patents Ld. — Machine dynamo-électrique.
- 479 910. — 20 septembre 1915. — Pica?.d (E), 21, Grande rue à Grenoble.. — Fixation des fils et conducteurs électriques aux appareils et machines électriques.
- 479 919. —r 4 octobre igi5. — VouLcnE (A. D. J. A,), Villa Toki-Ona à Bayonne, élisant domicile, 92, rue Fondaudège, Bordeaux. — Dispositif ayant pour résultat l’obtention ou l’amplification d’effets électriques ou là génératrice d’énergie électrique.
- 479 9°7- — 2 octobre 1915. — Girardin (A.-E). — Douille pour lampes électriques à incandescence.
- 479 985. — 11 octobre igi5. — Bàjma-Rima (O). — Dispositif automatique de prise pour raccorder mécaniquement et électriquement des fils ou câbles métalliques tressés. -
- 479 995. — *4 octobre 1915. — Compagnie Générale de Radiotélégraphie. — Système d’enroulement de résonateur donnant, pour chaque longueur d’onde, le degré d’accouplement d’effet maximum.
- 479 989. — ia octobre igi5. — Hornby (F). —; Perfectionnements apportés aux moteurs électriques.
- 20 126/477 557. — 4 octobre igi5. — Voulcre (A. D. J. A ), Villa Toki-Ona (Basses Pyrénées), élisant domicile, à Bordeaux, 92, rue Fondaudège. — 5° certificat addition au brevet pris le 8 février igi5, pour dispositif d’organes, synchrones ou non, pour la transmission et la reproduction télégraphiques de dessins graphiques et de messages, combinés préalablement en signes typographiques ou conventionnels, s'appliquant à la télégraphie avec lil ou sans fil et assurant le secret de la correspondance.
- 480 oo3. — 14 octobre igi5. — Canton (G.-H.). — Prise de courant pour magnéto.
- 480 004. — 14 octobre 1915. — Canton (G.-H.). —Rupteur et système de montage de cames pour magnétos.
- 480 oo5.— 14 octobre igi5 ?— Canton (G.—II.). — Dispositif de montage de distributeur de magnéto.
- 480 006. — 14 octobre igi5. — Canton (G.-H ). — Bâti monobloc pour magnétos.
- 480 019. — 18 octobre igi5. — Smyth (H. C. H.). — Dynamo pour l’éclairage des automobiles.
- 20 io5/479 52.7. — Cadenel (L,). — 4 mars 191a. —• i°r certificat d’addition au brevetpris le 26 février 1915
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- 30 Septembre 1916
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 335
- pour commutateur inverseur de courant à combinaisons secrètes.
- ao 117/479 563. — 28 août 1915. — Fareng (J.-F.), Chef des gares à Cette (Hérault). — icr certificat d’addition au brevet pris'le 19 août 1915, pour suppression des perturbations créées dans un circuit, par induction par un courant voisin.
- 20 io4/458 876. — 22 décembre igi4< — Compagnie Française pour l'exploitation des procédés Thomson-Hoûston, 10, rue de Londres, Paris. — ier certificat d’addition au brevet pris le 6 juin 1913, pour perfectionnements aux lampes à incandescence.
- 480 037.— 19 octobre igi5. — Hall (R.-E.). — Perfectionnements apportés aux procédés et dispositifs pour la transformation des sons en mouvements mécaniques.
- 480 076. — 25 octobre igi5. — Société Anonyme Westinghouse. — Perfectionnements dans les appareils de contrôle.
- 480 077. — a5 octobre igi5. — Société Anonyme Westinghouse. — Perfectionnements aux dispositifs de fermeture et d’introduction de conducteurs pour appareils électriques à vapeur.
- 480 104. — 29 octobre 1915, — Société Anonyme Ateliers Otis-Pifre. — Perfectionnements aux électro-aimants à courant alternatif.
- 480 094. — 10 mai igi5. —- Ateliers de Constructions Eléctriques de Delle. — Perfectionnements aux sec-tionneurs.
- 480 107. — 3o octobre 1915. — Giles (G). — Dispositif de protection des installations électriques contre les surtensions.
- 480 127. — 4 novembre igi5. — Société'The" C. I. (1914) Syndicate Ld. — Perfectionnements aux éléments électrolytiques pour la décomposition de solutions.
- 480 i3o. — 5 novembre igi5. —• Société dite: Landis et Gyr A. G. — Dispositif de chauffage électrique.
- 48o 235. — i5 novembre igi5. — Osius (F.-J.). — Perfectionnements dans les moteurs électriques.
- 480 240. — i5 novembre igi5. — Société Ateliers de
- Construction CEiilikon. — Dispositif destiné aux régulateurs de tension automatiques pour dynamos électriques.
- 480 a5o. — 19 novembre 1915. — Midgi.ey (A.-H.) et Vandervell(C.-A.), — Perfeclionnemcnts.aux machines dynamo-électriques à vitesse variable.
- 480 223. — i3 novembre 1915. — Plets'ciier (O.). — Lanterne électrique de poche.
- 480 i58. — 22 janvier igi5. — Comfacnie Française pour l’Exploitation des Procédés Thomson-Houston, 10, rue de Londres, Paris. — Système de mise en communication en téléphonie automatique.
- 480 i5g. — 22 janvier igi5. — Compagnie Française pour l’Exploitation des Procédés Thomson-Houston, 10, rue de Londres, Paris. — Perfectionnements aux connecteurs.
- 480 160. — 22 janvier igi5. — Compagnie Française pour l’Exploitation des Procédés Thomson-Houston 10, rue de Londres, Paris. — Perfectionnements aux indications d’occupation des lignes en téléphonie automatique.
- 480 IÔ7. — 22 janvier igi5. — Compagnie Française pour l’Exploitation des Procédés Thomson-Houston, 10, rue de Londres, Paris. — Alimentation des moteurs polyphasés par du courant monophasé à travers un convertisseur de phase.
- 480 2o3. — »i novembre igi5. — Société Aktien Gesellschaet Brown, Boveri et C*0. — Procédé pour le freinage de dynamos électriques qui, actionnées par des moteurs thermiques, restituent et absorbent alternativement de l'énergie.
- 480 170. — 8 novembre igi5. — Lincoln (P.-M.). — Perfectionnements apportés aux instruments de mesures électriques.
- 480 180. — 9 novembre igi5. — Simonsen (P.). — Machine à fabriquer les isolateurs.
- 480 181. — Simonsen (P.). —.Patrice ou poinçon pour les moules à façonner les isolateurs par pression.
- 480 177. — 9 novembre 1915. — Gimingijam (E.-A^). — Lampe à arc. en vase clos.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE T. XXXIV (2e Série). — N° 40.
- RENSEIGNEMENTS COMMERCIAUX
- L’Office National du Commerce Extérieur fait connaître par la voie de ses « Dossiers Commerciaux » qu’il serait disposé à étudier la possibilité de faire un tirage spécial d’ensemble des listes des maisons avec lesquelles tout commerce est interdit, listes dont le Journal officiel a commencé la publication.
- Pour que l’Office réalise ce projet, il faudrait que le nombre des demandes fût tel qu’il permît un tirage assez important,
- L’Office ouvre donc une souscription et les exportateurs français qui seraient désireux de posséder ces listes et leurs suppléments dans un même format, peuvent dès maintenant s’inscrire à cet effet.
- Le prix de ces fascicules, y compris les annexes successives, sera de i franc.
- ADJUDICATIONS
- LTn concours pour la fourniture, le montage et la mise en marche, à la station radiotélégraphique des Saintes-Maries-de la Mer (Bouches du Rhône):
- Un moteur à essence et dispositifs de mise en marche et d’entrainement destinés à commander un groupe de quatre dynamos génératrices absorbant une puissance totale de régime de 72 kilowatts est ouvert à l’administration des postes et des télégraphes.
- Ce concours sera clos le 8 octobre.
- Les industriels qui désireraient y prendre part devront adresser sans retard leur demande à M. l’ingénieur chargé du service de la télégraphie sans fil, 20, rue Las-Cases, à Paris.
- Le cahier des charges est déposé au service de la télégraphie sans fil, 20, rue Las-Cases, Paris, où il pourra être consulté les jours ouvrables, de neuf heures à onze heures et de quatorze heures à dix-sept heures.
- L’administration des chemins de fer de l’Etat a l’intention d’acquérir treize cabestans électriques à courant alternatif destinés à la gare de Mézidon.
- Les industriels, désireux de concourir à cette fourni-
- ture, peuvent se renseigner immédiatement, â cet égard, dans les bureaux du service électrique (ire division), 43, rue de Rome, à Paris (8“), les mardi et vendredi, de i5 à 17 heures, jusqu’au 10 octobre 1916.
- L’Administration des Chemins de fer de l'Etat a l’intention d’acquérir 3 5oo connexions électriques, pour rails conducteurs de 76 kilogrammes en câbles de cuivre nu de 400 millimètres carrés de section, avec cosses soudées et coins en acier; 9 900 connexions électriques pour rails porteurs en câbles de cuivre nu de 200 millimètres carrés de section, avec cosses soudées et coins en acier.
- Les industriels, désireux de concourir à celte fourniture, peuvent se renseigner immédiatement, à cet égard, dans les bureaux du service électrique (3® division), 72, rue de Rome, à Paris (8e), les mardi et vendredi de t5 à 17 heures, jusqu’au 10 octobre 1916.
- NÉCROLOGIE
- La mort de M. Charles Renauld, banquier à Nancy, attristera les nombreux amis qu’il avait dans l’industrie, et qui n’oublieront pas avec quel zèle infatigable il s’était dévoué toute sa vie au développement des affaires régionales de l’Est de la France.
- Il aura pris une part très importante à la constitution, en particulier, des grands réseaux lorrains d’électricité, et de multiples autres affaires industrielles qui le comptaient dans leur Conseil. Il ne cessait de recommander à ses concitoyens de placer, de préférence, leurs disponibilités dans dès entreprises locales sérieuses, qu’ils avaient l’avantage de pouvoir contrôler eux-mêmes, tout en contribuant à la mise en valeur des richesses naturelles de leur province. Ces idées, dont M. Charles Renauld était un apôtre, ont d’ailleurs dépassé le cadre de sa cité.
- Qu'il nous soit permis de présenter à ses collaborateurs et à sa famille l’expression de nos très sincères regrets.
- J. S. '
- La reproduction des articles de la Lumière Electrique est interdite.
- Paris. — imprimerie levé, 11, rue cassette.
- Le Gérant ; J.-B. Noust.
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-
- TABLE MÉTHODIQUE DES MATIÈRES
- TROISIÈME TRIMESTRE 1916
- Éleotroteohnique générale.
- Remarques complémentaires sur les oscillations forcées des systèmes à amortissement discontinu. — A. Blondel et F. Carbenay... 97
- Les tramways électriques et l’éleclrolyse. —
- Devaux-Chavbonnel................... i45
- Sur les rayons magnétiques de Righi. — E.lves. i58
- Sur les grandeurs électromagnétiques — M. Ascoli.
- 160, 185
- Construction et Essai de machines,
- Recherches sur les régulateurs de tension à lame
- vibrante (^suite et fin). — Poitrimol. . . . i, 3i
- Sur le calcul des perles dans les tôles de fer aux
- fréquences élevées. — J. Bethenod........ 78
- Hydraulique et Stations centrales.
- Station à convertisseurs rotatifs. — E.-P. Austin, i3 Les congrès de la houille blanche à Washington. . no La centralisation de la production et de la distribution de l’énergie en Angleterre............... 111
- Houille blanche et houille noire. — M. Bu Bois. . , 121
- Tarilication de l’énergie électrique suivant une formule rationnelle. — B. Lascoïty.................... i3a
- Avantages de l’emploi de la tourbe pour la production de la force motrice................... 135
- Usine hydro-électrique de la Société Electrochimique italienne sur la'Pescara............. 136
- La houille.blanche et l’industrie des transports. —
- Lewiss B. Stillwell.........;........... 166
- Sur les coups de bélier; examen d’une conduite. —
- Ch. Camichel............................. 212
- Sur l’amplitude des harmoniques impairs dans les
- conduites forcées. — C. Camichel... 241, 265
- Transmission et Distribution.
- Simplifications dans la construction des sous-stations aériennes. — MM. Samuels................. 16
- Emploi du fil de fer pour les lignes électriques de transmission et de distribution d’énergie
- aux États-Unis.— Récupération du cuivre
- des lignes existantes en Autriche....... 20
- Les sous-stations d’abonnés de la Compagnie Parisienne de Distribution d’Eleelricité. —
- A.-S. Milhoud........................... 49
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-
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Pose de deux câbles sous-marins de transport
- d’énergie à San Francisco.............. 62
- Pose de câbles de transport d’énergie sous la
- Clyde................ ................. 64
- Dispositifs automatiques de protection pour réseaux à courant continu. — M. Rosebourne et
- ' F.-A. Couse............................ 81
- De l’amélioration du facteur de puissance (cos <p) dans les installations électriques industrielles. — P. Dumartin....... 124, 1S1, 176
- Réglage de tension dans les réseaux de distribution. 213 Une nouvelle méthode pour la mesure du cos <p
- dans les circuits monophasés. — T. Fio-
- rani.................................... 2i5
- Etude des conditions initiales de la décharge en
- couronnes. —; J. Kunz................... 317-
- Système Bo\vden-Tho:rpson de protection des
- câbles électriques...................... 322
- Installations intérieures. — Facilités de paiement
- accordées aux abonnés................... 3i3
- Influence de l’altitude sur l’élévation de température des appareils électriques. — Percy H. Thomas................................. 324
- s»
- Traction.
- Le développement de la signalisation sur les chemins de fer anglais. — Lucien Paliiti. . .. a5 La traction électrique par courant continu à haute •
- tension. — C. Renshaw.................. 66
- Locomotive électrique à accumulateurs pour manœuvres ........................................ 70'
- Etude sur la résistance des trains. — //. Parodi.
- 169, 193, 217, 248
- L’électrification du London and South Western
- Railway. — P. Sabe......................... 289
- Applications mécaniques.
- Commutateur automatique à moteur de commande pour mise en circuit d’une source auxiliaire d’énergie...................................... 4o
- Utilisation du moteur synchrone d’un garage d’au-.
- tomobiles pour améliorer le facteur de puissance de sa ligne. — Franck C. Taylor. 4*
- L’électricité dans la cuisson des aliments; état de
- la question en Amérique.................... 262
- Un accident remarquable : inversion du sens de rotation de moteurs.triphasés. — //. Kuhls
- et W. Petersen............................ 281
- Défectuosité de marche en parallèle de moteurs
- générateurs. —N.-P. Hoisington............. 282
- Télégraphie et Téléphonie.
- Des relais ou « répéteurs » téléphoniques. —
- P. Schlotz..t........................... 35
- Une mobilisation des téléphones aux Etats-Unis. . . 3q Le téléphone (note annexe). — Marias Latour. ... 76 Téléphonométrie ................................ 113
- Brevets récents de radiotélégraphie et de radiotéléphonie. — W.-II. ficelés.................. 209
- Sur le fonctionnement des galènes employées
- comme détecteurs. — Mlle P. Collet...... 261
- Éclairage.
- Portée des signaux lumineux brefs contenant des flux lumineux égaux mais répartis sur des ’ durées 'd'impression différente. — Condi-
- tions d’efficacité maxima du flux lumineux
- utilisé. — A. Blondel et /. Rey.............. 54
- L’éclairage des stations centrales. — Samuels.... 84
- L’éclairage électrique des petites villes. — H.-N,
- Munro................................... 87
- Photométrie des lampes à atmosphère d’azote. —
- G.. W. Middlekauff et J.-F. Skogland. . .. 89
- Emploi de l’arc à valeur de mercure en T. S. F. —
- Maurice Leblanc........................ 209
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-
-
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- «
- Physique générale.
- Source constante d'électricité à voltage élevé. — Albert W. hall.,
- T1
- Elèotrochimie et Éleotrométallurgie.
- Four électrique de laboratoire. -— I)'c O.-P, Watts. 23o
- L’aluminium....................................... 231
- Notes sur la galvanisation. — S.-V. Thorp....... 233
- Le fer électrolytique. — O.-W. Storey.............. 236
- Théorie' de l’accumulateur au plomb. — Ch. Fé*y. 3o5
- Mesures et Essais.
- Méthode de résonance pour la mesure de la différence de phase des condensateurs. —
- H.-L. Dodge............................„ i38
- Répartition du courant entre une colonne gazeuse
- et un shunt métallique. — R.-F. Earhart, 139 Etude des détecteurs à cristaux, — A. liant et
- WhitUnore................................ 140
- Mesures de très hautes résistances d’isolement dans
- les cAbles. —J. Fischer-IIinnen........... 190
- Résistance électrique du sol et corrosion électrolytique.............................................. 191
- Note sur Vessai des transformateurs de mesure de
- • courant au laboratoire central d’électricité.
- P. de la Gorce............................... 3oo
- Méthode de mesure des coefficients d’induction mutuelle à l’aide du courant alternatif. — Harvey L. Curtis ..................................... 3o4
- Perfectionnements' d’un galvanomètre Thomson
- pour la radiométrie. — W.-W. Coblenz... 3*6
- Détermination des constantes d’un galvanomètre balistique à cadre mobile. — Paul
- Kolpsteg................................. 3a8
- Mesure de courants électriques par leurs effets
- calorifiques. — 'S. Leroy-Brown..........' 329
- Législation.
- i
- Droit pour le distributeur non payé de supprimer
- le courant — P. Rongault................. 10
- La discussion au Sénat de la loi relative à l’établissement d’une contribution exlraordi-
- naire sur les bénéfices de guerre. — P.Bou-
- gault..............................77,106, 227
- Le cahier des charges d’une concession électrique et l’approbation par décret. — P. Bou-gault....................................... a97
- Notes industrielles.
- Vision industrielle. — Victor Camhon............. 237
- Le renouvellement du syndicat houillcr rhénan-
- wesphalien.............................. 309
- Les entreprises électriques au Japon.......... 3io
- Le commerce anglais après la guerre........... 3ii
- Divers.
- Sur un moyen efficace d’établir la liaison entre la
- science et l’industrie. — A. Blondel.......
- Mesures de petites capacités.— Will C. Baker.. . .
- 43
- 91
- Arcs produits dans les gaz entre électrodes non
- volatils. — Mac Kay et Ferguson. ....... 93
- Redresseurs électrolytiques à cathode d’oxyde... 94
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-
-
-
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Bibliographie.
- Gli slrumenti per misure elettriche industriali. —
- Dino Nobili................................. g5
- Commentaire pratique de l’impôt sur les bénéfices de guerre et la patente des fournisseurs de
- l'État. — P. Bougault...................... 108
- Notre avenir. — Victor Cambon....................... 284
- Le travail à la meule dans la construction mécanique. — F. Colvin et A. Stanley.................... 284
- Guide industriel du Dauphiné....................... 3j2
- The Universal Electrical Birectory 1916. — J.-S.
- Berly's................................... 3ia
- Leçons sur le fonctionnement des groupes électrogènes en régime troublé. — Perturbations. Régulation. Asservissement. Compensation. — M. Barbillion.......................'...... 33o
- Leslie Robertson
- Nécrologie.
- 47 | Silvanus Thompson. — A. Baudry
- Renseignements commerciaux
- 48, 72,96, 120, 192, 23g, 264, 285, 336
- 1
- Adjudications
- 192, 240, 288, 336
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-
-
- TABLE DES NOMS D’AUTEURS
- TROISIÈME TRIMESTRE 1916
- A
- Ascoli (M.). — Sur les grandeurs électromagné-
- tiques...............................1G0, i85
- Austik (E.-P.). — Station à convertisseurs rotatifs ....................................... i3
- B
- Baker (Will-G.). — Mesures de petites capacités........................................... 91
- Barbillion (L.).. — Leçons sur le fonctionnement
- des groupes électrogènes en régime troublé. — Perturbations. Régulation.
- Asservissement. Compensation.....................
- Baudry (A.). — Sylvanus Thomson................... 47
- Bkrly’s (J.-S.). —The Universal Electrical Direc-
- lory 1916................................ 3i'i
- Betiiekod (J.). — Sur le calcul des pertes dans les
- tôles de fer aux fréquences élevées...... 73
- Blondel (A.). — Sur un moyen efficace d’établir la
- liaison entre la science et l’industrie. .... 43
- Blondel (A.) et Carrknay (F.). —Remarques complémentaires sur les oscillations forcées de systèmes à amortissement discontinu. ... 97
- Blondki. (A.) et Rev (J.). — Portée des signaux lumineux brefs contenant des flux lumineux égaux mais répartis sur des durées d’impression différente. — Conditions d’efficacité maxima du ’flux lumineux utilisé............................................ 54
- Bouçault (P.). — Droit pour le distributeur non
- payé de supprimer le courant........... 10
- •La discussion au Sénat de la loi relative à
- l’établissement d’une contribution extraordinaire sur les bénéfices de guerre.. 77, 10G *227
- Commentaire pratiqué de l'impôt sur les bénéfices de guerre et la patente des
- fournisseurs de l’Etat................. 168
- Le cahier des charges d’une concession élec-
- trique et- l’approbation par décret......... 297
- c
- Camiion (Victor). —Vision industrielle............... 237
- Notre avenir............................... 284
- ( «ami ou el (Ch.). — Sur les coups de bélier; examen
- d’une conduite............................ 212
- Sur l’amplitude des harmoniques impairs
- dans les conduites forcées........241. 2(35
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