L'éclairage électrique
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- L’Éclairage Électrique
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
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- L’ÉNERGIE
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- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques
- Mécaniques — Thermiques
- ÉNËRGI
- DIRECTION SCIENTIFIQUE
- A. D’ARSONVAL
- PROFESSEUR AU COLLÈGE DE FRANCE, MEMBRE DE L’iKSTITUT.
- G. LIPPIYIANN
- I-ROFESSEUR A LA SORBONNE, MEMBRE DE L’iNSTITUT.
- A. BLONDEL
- INGÉNIEUR DES PONTS ET CHAUSSÉES, PROFESSEUR A L’ÉCOLE DES PONTS ET CHAUSSÉES.
- D. IY10NNIER
- PROFESSEUR A L’ÉCOLE CENTRALE DES ARTS ET MANUFACTURES.
- Eric GERARD
- DIRECTEUR DE L’iNSTITUT ÉLECTROTECHNIQUE MONTEFIORE,
- H. POINCARÉ
- PROFESSEUR A LA SORBONNE, MEMBRE DE L’iNSTITUT.
- A. POTIER
- A. WITZ
- PROFESSEUR A L’ÉCOLE DES MINES, MEMBRE DE L’iNSTITUT.
- INGÉNIEUR DES ARTS ET MANUFACTURES, PROFESSEUR A LA FACULTÉ LIBRE DES SCIENCES DE LILLE.
- TOME XE
- 3e TRIMESTRE 1904
- ADMINISTRATION ET RÉDACTION
- 4o, RUE DES ÉCOLES, 4°
- PARIS Ve
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- Tome XL
- Samedi 2 Juillet 1904.
- Il6 Année. — N» 27
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- L'ÉNERGIE
- DIRECTION SCIENTIFIQUE
- à. D’ARSONVAL, Professeur au Collège de France, Membre de Unstitut. — A. BLONDEL, Ingénieur des Ponts et Chaussées, Professeur à l’Ecole des Ponts et Chaussées. — Eric GÉRARD, Directeur de l’Institut Électrotechnique Montefiore. — G. LIPPMANN, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — D. MONNIER, Professeur à l’École centrale des Arts et Manufactures. — H. POINCARÉ, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — A. POTIER, Professeur à l’École des Mines, Membre de l’Institut. — A. WITZ, Ingénieur des Arts et Manufactures, Professeur à la Faculté libre des Sciences de Lille.
- DIAGRAMME GÉNÉRAL DES COURANTS ALTERNATIFS
- {Suite et fin.)
- c. Le diagramme des commutatrices qui servent à transformer le courant alternatif en courant continu, se déduit facilement de celui des moteurs synchrones. La différence essentiel est qu’une partie des AT — AT« de l’induit à courants alternatifs est neutralisée par les AT = AT? de l’induit à courant continu, et par ce fait, ce sont seulement les AT transversaux — AT^cos cp qui sont contrariés par les AT du courant continu, pendant que les contre-AW.... = AW.» sin © restent intacts. Par conséquent dans la commutatrice sur AT., cos cp il n’y a que ÆAT^ cos cp qui restent intacts ; k étant un coefficient dépendant du nombre des phases. Nous poserons, d’après le rapport établi par Steinmetz, que’le rapport du courant existant (valeur effective) dans la commutatrice au courant continu dans le même appareil est égal à
- où
- p — % (monophasé) 3 4 diphasé 6
- k = 1,17 ou 1,07 p) 0,74 o,6i o,51
- 0 *>I7 pour un circuit ; 1,04 pour deux circuits. Les valeurs de k ne sont peut-être pas très exactes parce que pour la réaction de 1 induit, le signe du courant résultant a son importance et crue pour la perte ohmicrue il n’en est plus de même. 1
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- On ne possède pas de déterminations plus précises là-dessus ; k pourrait être plutôt plus petit pour 3 phases (triphasé) : environ 0.4. Et on prend souvent d’une manière approchée k — O.
- La figure 11 représente le diagramme exact (un seul induit); les ligures 12 et i3 représentent des diagrammes approchés.
- Il esta remarquer à ce sujet que Ew n’est à déduire que seulement du courant résultant (différence entre le courant alternatif et le courant continu) qui n’est que k5>^, si l’on désigne par 3», le courant alternatif primaire.
- La direction de Etü ne correspond pas non plus à mais à la résultante de sin cp et
- ATcSÛSf—r
- k AT cos*ç
- CO *
- AT>
- Fig. 11
- Fig. 12. — Lire T au lieu de W.
- kS^%. Cette résultante coïncide avec la direction des AT résultants de l’induit = ATft. On obtient toujours cette dernière comme hypothénuse des côtés d’angle droit ATM sin te et ArAT^ cos cp (fig. 11).
- La valeur de la chute de tension dans la commutatrice est en conséquence plus grande que dans le cas de l’emploi de ces machines comme moteur synchrone.
- Le calcul de Ef doit se rapporter au courant alternatif total 3^ par phase.
- Si E„ désigne la force électromotrice du courant alternatif, Eg sera alors la force électromotrice du courant continu
- où c est le facteur de tension (voir ier tableau); et la tension aux bornes du courant continu sera
- E kg — Fg dq't'k (r7)
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- où Wh est résistance de la commutatrice côté continu.
- La valeur de E, peut d’ailleurs être augmentée par l’insertion de bobines de-sèlf-indue-tion, et en employant en même temps un enroulement renforçant de champs en série, il sera possible d’augmenter la tension continue avec la charge, ou tout au moins l’avoir constante.
- La figure 12 correspond à la sous-excitation pour une charge peu considérable de courant continu, spécialement pour la marche a vide, et la figure i3 correspond à la sur-excitation par un enroulement en série, à pleine charge.
- Fig. i3 et 14.
- Si %g désigne le courant continu à pleine charge correspondant à la figure 12, z le nombre de spires de l’enroulement-série, «ô = AT„ (fig. 12) les AT du champ pour la marche avide dans l’enroulement-shunt, on a (fig. 12) al b' =ATre-f- &gzs, d’où l’on déduit le nombre de tours nécessaires.
- La force électromotrice EkX a été prise égale à E'9, où E's est égale (à la constante près) à la force électromotrice dû courant continu.
- Le même rapport existe aussi pour la tension aux bornes E'^ du côté du courant continu. Si l’on prend d’égales longueurs pour E,,.^ dans les figures 12 et i3, le rapport des valeurs E^ dans les mêmes figures donnera la variation du courant continu avec la charge.
- d. Le diagramme pour dynamo à double courant (fig. 14) diffère de celui d’une commutatrice, surtout parce que les courants continus et alternatifs s'ajoutent. Les AT de l’induit = A\\ a qui en résultent prennent alors la valeur
- - /
- \J cos ? + + (AT v'v sin cp) ^
- tant que les balais se trouvent dans la zone neutre.
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- Lors d’un déplacement de balais on doit reporter les AT de l’induit à courant continu (ATJ, situés dans le double de l’angle de calage des balais, sur AT~sin cp, pendant que les ÀTg de plus haut ne forment plus que le reste des AT sin cp de l’induit à courant continu ; ce qui veut dire que (fig. i4) *
- ATfl ~ |/AÏw cos cp -)- AI g)2 -f- (A fw sin cp -(- AT?)2 — \/(ab -j- cb)2 -(- ae -f- eh)2
- correspond à la chute ohmique par l’action réunie des courants alternatifs et continu ; en se rapportant par exemple au côté parcouru par des courants alternatifs pour Az KW de
- Fig. i5.
- Fig. i5 a.
- courant continu l’on a A^KYA de courant alternatif et par suite w étant la résistance par phase
- Eî(; — S/ + A-^v cos cp)2 A®, sin2 cp
- (18)
- avec un déplacement cp' vers la tension alternative Ek par phase, déterminé par
- tang cp' —
- Aw sin cp A9 —Av coscp
- ([9)
- La superposition des courants dans la dynamo à double courant a été étudiée d’une manière plus précise par Holitscher (E.T.Z. p. 22, 1904).
- e. Le diagramme des moteurs asynchrones est représenté sous sa forme générale parla figure-15. Dans la figure i5 tous les champs K ont été représentés par les forces électromotricesE correspondantes. Toutes les grandeurs primaires sont affectées de l’indice 1, les grandeurs secondaires de l’indice 2. Les valeurs moyennes de ATj et AT2 sont déterminées d’après la formule (3) en y introduisant ô, et 32 = E1 et E2 sont déterminées
- d’après les formules (1) et (2), dans lesquelles on remplace Kaet Ke par KA et K2 ; pour E2 l’on
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- remplace n par le glissement ns du rotor et l’on pose, pour l’induit « en cage d’écureuil » c. =2.22 ; kt désigne le flux dans l’entrefer, k's le flux de dispersion primaire et k"s le flux de dispersion secondaire.
- Les AT résultants doivent être évalués par le courant magnétisant 3^
- 3* —c'^~ AT (20)
- OU
- __ j triphasé
- ~ ( 1,2
- enroulement diphasé
- 3-phasé glissant
- 1,4
- z — nombre de conducteurs par phase
- AT est la valeur moyenne des ampère-tours nécessaires par pôle. Si l’on pose pour AT la valeur maxima, on remplacera alors c! par c!
- 3h4-w + l
- Hystérésis + courants de Foucault -f- frottement sur l’axe p'Efc
- est parallèle à E*.
- Si le rotor est fermé sur une self-induction, ce qui est encore le cas pour le premier moteur du groupement en cascade, le diagramme prend alors la forme 16. Si le rotor est pourvu d’un collecteur on obtient le diagramme 17, dans lequel le courant 32 danssapartie secondaire peut prendre n’importe quelle position par rapport à E2. Le diagramme est également vrai pour un rotor à capacité.
- Pour un couple donné f1).
- OIT rr 3,6 c’pk^z (z.zp') io~ 10 cos ©2
- on déduit de
- E2 — c2ns'2K2. io~8
- et de la tension Ec aux bornes du collecteur, la résultante E,, à construire sous l’angle cpx, qui dépend de la disposition des balais et de la phase de Cc ; on a alors E = 32 tr, étant la résistance de l’induit par phase.
- On obtient ainsi la valeur du glissement ns, pour un moteur compensé qui pour un moteur ordinaire est simplement
- n,
- -Vv, _ «))t»'2
- c2^2K2io 8 K22
- (21)
- Généralement on a entre la self-induction £2 et la capacité C2 dans le rotor la relation, E2 == C.j^s^.jK.jIO-8 = è.,4
- ~3V '"S+(™‘<La--^crj
- Si l’enroulement du rotor est en relation avec des résistances (en dehors du collecteur) le courant total dans le rotor est la somme des vecteurs 32 (fîg. 17) et A2 (qui est induit directement)
- Enroulement Cage 3-phasé 2-phasé 3 phaséglissant 3-phases
- c' I 0,95 0,90 o,83 i °>9° -4 • ' !|
- ***
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- Dans le diagramme l’on doit ramener toutes les grandeurs secondaires au circuit primaire. Ainsi la véritable force électromotrice E'2 a pour valeur, si E2 est celle indiquée par le diagramme,
- E'2 = E,
- (en ce qui concerne c2 et ct voir le tableau i) De même
- (22)
- -y,
- ê2
- 1
- d
- c
- d'
- ~ est le rapport du facteur dépendant de la largeur des bobines (voir tableau 2), c’est-à-
- dire d’une manière approchée =
- —. Quant à l’on a,
- Pour le rapport
- on a
- primaire à 3 bagues de contact secondaire en forme de cage
- t\> ‘A, A‘A
- cJL i?85
- et
- c'
- c"
- = 0,84.
- La forme du diagramme généralement employé est représentée par les figures 18 et 19 qui découlent immédiatement de la figure 10, [df est || à eg\ cdb est dans le prolongement de cd ; ab || dg\ bk jj df.)
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- La figure 18 permet de déduire directement que les triangles abd et ghi sont semblables, c’est_à-dire que ad et 31T bd et 32, ab et <3,,, ac et 3^ sont proportionnels dans la marche à vide; af est proportionnel à 3t en court-circuit, c’est-à-dire af — 3fc pour u\, = o.
- On pose souvent
- ad = K' =
- 3t.
- 5,
- «A
- cd = K"
- 2K ,
- 3,
- ou
- = résistance magnétique du champ de dispersion primaire, w"s— » » » secondaire
- w — » » principal Kt
- W \ m
- ws \ = coefficients de dispersion.
- w ( 1
- "2 «’"s /
- Après une certaine transformation l’on tire de la figure 18
- cf =
- T1 + X2 + T1T2
- ab — TjK/ kc — iCf.
- z étant le coefficient total de dispersion.
- Fie. 18.
- Pour «g constant, c’est-à-dire pour une force électromotrice primaire constante, d décrit une demi-circonférence de diamètre cf.
- La figure 19 donne le diagramme sous une forme plus commode. Souvent l’on néglige complètement le triangle abc et l’on admet toujours égal à ac et cd — 3>.r Le côté dl est proportionnel au couple 911= constante X-32K.2, parce que dm est proportionnel à K2.
- Soit an = 5lm, le courant efficace au repos, le rotor étant en court-circuit, c’est-à-dire que
- àkw —
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- lorsque 3/c est le courant en court-circuit idéal pour (n'2 = o) mn représente le champ K2 du rotor au repos, quand E2 =<32u’2 = c2/qz2K2io-8.
- Si l’on trace no cini, pour n’importe quelle charge, on a alors X/i, — ns, parce que
- no
- d’une manière générale
- n„ = c -~-K.,
- et
- mn
- Ceci nous permet de dresser une échelle de glissement (Schlnpfiingsmaasstab). Si no — ioo p. ioo, po sera alors le glissement en p. 100.
- Pour des évaluations exactes, où on ne peut plus considérer E, comme constant, il est nécessaire de revenir au diagramme i5, qui permet de construire plusieurs demi-circonférences rigoureusement exactes : une pour la marche à vide, une pour la pleine charge, une pour la valeur de sous-charge (sommet de la circonférence) et éventuellement pour le démarrage. Pour la première E1 = E,l.; pour la seconde E, = E/t.— > pour la troi-
- sième E2 = Ea.— o,5 3/prq et pour la dernière E1 = y/Ea/(—où et 3^, et E2 doivent être pris sur les courbes dessinées ; et il faut remarquer que pour des courants considérables et 32, les champs dans l’air et dans l’induit, deviennent de plus en plus petits.
- En ce qui concerne le calcul du diagramme des moteurs asynchrones nous avons encore besoin de certaines indications. La résistance wi par phase se calcule d’après la formule (5).
- Les AT résultants (valeur moyenne) par pôle sont
- = 0,8 [B,s + lzt + /2] (a5)
- L P-2 r2 J
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- où 33,, £B2, etc. sont les valeurs moyennes des inductions dans l’air, les dents et le fer, correspondant aux longueurs magnétiques 3, ainsi que les perméabilités
- On fait entrer souvent dans les calculs les valeurs maxima des inductions ; mais dans ce dernier cas ce n’est pas ATmoj. que l’on obtient mais ATmax.
- Fig, 20.
- ''"E;
- On tire 3^ de AT de la formule (30) ; K's et K/'s se calculent comme dans le cas des générateurs
- Kg— ^1-1— -- At (1 -f- Cpt) (26)
- 2 P(l
- K" = A, (I + Cg,+Cp2) (27)
- ipq
- La différence par rapport aux générateurs est que Àe pour la partie primaire devient
- (28)
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- où t" est la division dentée secondaire, b" l'ouverture secondaire supérieure des enco-! + {x\—hs—b"sy !
- eues et ------,------la dispersion en zigzag.
- Pour le rotor les grandeurs primaires et secondaires peuvent s’interchanger. Quant aux autres indications elles sont les mêmes que celles que nous avons données pour les générateurs.
- Lorsque l’on calcule K/A et K/7S pour les valeurs èg = 3fc et 32 =w 3&--A et qu’on les
- désigne par Iv'^ et K",./,, alors
- e1 = VV](k;, + k;;)io-8
- d’où l’on déduit 3ft pour une valeur donnée de 3^.
- Sans changements considérables on déduit du diagramme des moteurs celui du générateur asynchrone. Il est caractéristique que les AT d’excitation (fig. 21) doivent être fournis également par l’alternateur (générateur) extérieurement.
- Le nombre de tours, correspondant au glissement positif n, doit varier suivant la formule
- E2 ~ c2nsz.2K2 io~ 8 32w>2.
- Lorsque l’on ne change pas ns en même temps que 3n l’alternateur fournira ou un nombre de périodes variable ou 3^ variable, et par conséquent le rapport de saturation changera jusqu’à ce que le diagramme 20 sera de nouveau satisfait.
- Ce diagramme est également appliquable dans le cas d’un alternateur asynchrone fonctionnant comme machine complémentaire (Zusatzmaschine) ; dans ce dernier cas Et et EA varient proportionnellement au courant primaire 3n c’est-à-dire que pour un démarrage constant hypersynchrone, la saturation croit avec la charge du réseau 3r
- Efcl se compose avec la tension de la machine complémentaire pour donner la tension du réseau.
- La façon de se comporter des moteurs asynchrones démarrant en arrière, qui pour des glissements > 100 p. 100 agissent également comme générateurs, est donnée par le diagramme ordinaire des moteurs (fig. i5).
- e. Le dernier cas se rattachant à notre sujet est le régulateur de tension qui est constitué à la manière d’un moteur à induction à plusieurs phases, dont la figure 21 n’en représente qu’une seule. Dans le rotor il y a la tension donne E, (fig. 21); dans le stator on induit une tension complémentaire E, et il est parcouru parle courant du réseau 3a.
- Pour une rotation donnée du rotor 011 peut varier à volonté la situation réciproque de Et et E2, de sorte que la tension du réseau E* entre E,-f-E2 et E* — E2 peut être modifiée comme on le voudra.
- Lorsque le rotor a tourné d’un angle y de la position où le champ du stator et le champ du rotor se trouve situés sur un même axe, le diagramme (21) est applicable à cela près que les petites chutes ohmiques 3^* et 32oy sont négligées : on pourrait d’ailleurs en tenir compte comme dans la figure i5.
- Le courant de court-circuit du régulateur de tension doit être au moins deux fois plus intense que le courant réticulaire 32 dans sa valeur maxima, parce qu’autrement les champs de dispersion K/g-j- K"s absorberaient trop de la tension complémentaire E2 (Zusatzspan-nung). Si 3z = 3ft il n’y a plus de tension complémentaire.
- Le graphique 23 montre comment E'2, pour 3, =0 ou des valeurs très faibles de 3.,,
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- i a
- décrit une grande circonférence et comment pour très grand, cette circonférence devient très petite (E7/2). EX] est la tension à vide pour laquelle <30E1E.ï1=y' et est la tension à pleine charge avec <) OE2E*2 = y".
- F. Niethammer-,
- EMPLOI
- D’UN SURVOLTEUR PENDANT LA DÉCHARGE D’UNE BATTERIE
- Dans les installations centrales électriques munies d’une batterie d’accumulateurs on fait en général usage d’un survolteur pour produire la tension extra, nécessaire pour la charge de la batterie.
- Un survolteur consiste en un moteur, accouplé directement à un générateur : le moteur construit pour la 'tension des rails, le générateur ayant une tension réglable entre zéro et une valeur maximum. En réglant la tension de ce dernier, on varie le courant de charge et indirectement la tension des rails.
- Pendant la décharge ou la marche en parallèle on met hors service le survolteur et l’on règle la tension de la batterie en variant le nombre d’éléments au moyen de l’adjoncteur-réducteur.
- Ce moyen a les inconvénients suivants :
- i° Il est impossible de régler la tension par des intervalles inférieurs à 2 volts.
- 20 Dans la batterie il y a toujours une partie des éléments qui est moins déchargée que le reste et même il y a des éléments qui ne sont pratiquement jamais déchargés. Cela fait que ces éléments se sulfatisent de sorte que, si ceux-ci doivent entrer en service, ils ont généralement une capacité minima.
- Pour remédier à ces inconvénients nous avons fait usage, avec succès, du survolteur.
- Un moteur et un générateur ne diffèrent que par la manière dont ils fonctionnent momentanément. Par exemple pour charger une batterie de 3oo volts avec du courant de 220 volts, le survolteur donne (80 x) volts, x dépendant du courant de charge, on a alors un moteur de 220 volts accouplé à un générateur de (80 -f- x) volts. Si Pon décharge la batterie à travers cette machine, c’est-à-dire, si l’on fait le survoltage (80 — x) volts au lieu de (80 -f- x) volts, le générateur deviendra moteur et le moteur générateur. L’appareil qui empruntait, pendant la charge, du courant aux rails, en donnera pendant la décharge. En variant l’excitation de l’appareil, soit dans la partie génératrice, soit dans la partie motrice, on pourra varier le courant de décharge et par suite la tension des rails aussi minutieusement que possible.
- Quant à la batterie, tous les éléments sont déchargés de la même manière et le danger de sulfatisation est absolument écarté.
- Un autre avantage est le suivant.
- Pendant la marche en parallèle d’une machine génératrice et de la batterie, on peut régler le débit de chaque de sorte que la machine travaille toujours avec la charge la plus favorable au point de vue économique et aussitôt que la charge totale de la station descend au-dessous de cette valeur, on pourra de nouveau charger la batterie. Si au contraire on a mis hors service le survolteur, la mise en fonctionnement prendra toujours quelque temps et
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. IL. — N°27.
- iô
- surtout, les manipulations à l’adjoncteur-réducteur auront pour cause des fluctuations de tension, même avec les meilleurs ouvriers ; ces fluctuations peuvent être nuisibles à quelques appareils connectés au réseau de distribution. C’est pour cela que l’on évite souvent la mise en service du survolteur lorsque l’on n’est pas sur que le temps disponible pour recharger vaille la peine de ces inconvénients.
- Avec la méthode décrite on est pour ainsi dire toujours susceptible de profiter de chaque occasion.
- Quand on observe un ampère-mètre intercalé dans le circuit du moteur, surtout pendant les heures où le réseau est chargé de moteurs, on voit que les fluctuations de charge causent de grandes fluctuations de courant dans ce circuit, ce qui prouve que fieffet tampon de cette disposition est assez grand.
- " Le tracé du voltmètre-enregistreur de l’usine montre aussi très distinctement les jours où l’on a travaillé avec ou sans survolteur.
- Si l’on préfère ne pas faire marcher le survolteur pendant la nuit, on a encore toujours l’avantage qu’au moins pendant quelques heures, les derniers éléments sont déchargés, et le danger de les détériorer est notablement réduit. A l’usine centrale, ici, la méthode est employée avec succès et, dans l’espoir qu’elle pourra être utile à d’autres, je me permets de la communiquer.
- Groningue (Hollande).
- J.-M. Gritters Doublet
- Directeur de l’usine centrale d’électricité.
- SIGNAUX ÉLECTROPNEUMATIQUES SYSTÈME WESTINGHOUSE
- La commande mécanique des signaux de chemins de fer s’est depuis longtemps répandue à cause de son caractère économique, commode et sur. Deux systèmes sont actuellement en présence : l’un à commande purement électrique, comme le système Siemens, l’autre à commande mixte pneumatique et par l’électricité, comme celui de Westinghouse. Nous ne nous occuperons ici que de ce dernier, dont de nombreuses applications sont actuellement en service ou en construction, notamment à la gare de l’Est, à Paris.
- Les appareils moteurs employés dans ce système pour la commande des aiguilles et des signaux sont actionnés par l’air comprimé. Ils se composent essentiellement d’un cylindre dans lequel se meut un piston relié directement à l’appareil à commander. Ils sont munis d’un distributeur à commande électrique qui règle l’admission et l’échappement de l’air comprimé fourni par une canalisation g-énérale.
- Un réseau électrique relie les distributeurs aux organes de commande situés dans la cabine, assurant à la fois la manœuvre des aiguilles et des signaux et le contrôle de leur position.
- L’air comprimé (4 à 5 atmosphères) est réservé à la partie du travail qui exige un effort notable, tandis que l’électricité sert à la manœuvre d’organes légers de distribution et de contrôle. L’énergie électrique ne comporte qu’un courant de demi-ampère sous 14 volts; 6 ou 7 petites piles secondaires sont plus que suffisantes pour le fournir.
- Les leviers de manœuvre sont enclanchés électriquement par les courants de contrôle des appareils situés à distance.
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- *7
- Dans les moteurs pour signaux, l’air comprimé n’agit que sur une des faces du piston. Cette action place et maintient le signal dans la position voie libre. Dès que l’action de l’air comprimé cesse pour une cause quelconque, un contrepoids ramène automatiquement la palette à l’arrêt. L’admission de l’air comprimé est branchée sur la conduite principale. Un réservoir de quelques litres est intercalé dans l’embranchement. Il fournit immédiatement l’air nécessaire et recueille l’eau de condensation qui se dépose dans la conduite.
- La distribution comporte une soupape d’admission sollicitée vers le haut par un ressort à boudin et une soupape d’échappement, formée par l’extrémité inférieure de la tige du plateau armature d’un électro. Cette tige actionne un prolongement de la soupape d’admission de telle sorte que, lorsqu’il est attiré, le plateau-armature s’abaisse, ferme l’échappement et ouvre l’admission. Dès que le courant est interrompu dans l’électro, l’armature obéit aux ressorts qui l’écartent, remonte, ouvre l’échappement et ferme l’admission.
- Arrêt automatique pour train franchissant un signal à l’arrêt.
- Dans les moteurs employés pour les aiguillages, l’air agit tantôt sur une face, tantôt sur l’autre face du piston suivant que l’on veut déplacer l’aiguille dans un sens ou dans l’autre.
- L’air comprimé arrive au moteur d’une chambre centrale en communication constante avec la conduite principale. Cette chambre est en quelque sorte un régulateur de la distribution. Le tiroir de ce régulateur reçoit son mouvement de deux petits pistons mobiles dans des cylindres munis de distributeurs électriques identiques à ceux du moteur à signaux et qui admettent l’air dans ces cylindres par des conduites se détachant de la chambre centrale. L’un des électros est constamment actif. L’un des pistons est donc toujours en communication avec la réserve d’air sous pression. Pour que le moteur fonctionne, un circuit doit donc être coupé et un autre établi. L’influence éventuelle d’un courant étranger sur le fonctionnement des aiguilles, se trouve de cette fatron annulée.
- Le tiroir de distribution occupe toujours une de ses positions extrêmes et laisse ouverte une des lumières d’admission amenant l’air au cylindre moteur. Les lames des aiguillages restent toujours appliquées contre les contre-aiguilles par une pression pneumatique constante qui, grâce à son élasticité, permet aux aiguilles d’être talonnées.
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- sans qu’il en résulte d’inconvénient. Puisque les lames sont maintenues par une force élastique, dès qu’elles cessent d’être écartées par les boudins des roues* elles reprennent immédiatement leur place.
- La position de tous les appareils manœuvrés à distance est contrôlée dans la cabine. Dans le but d’assurer ce contrôle, des interrupteurs actionnés mécaniquement par les signaux ou par les aiguilles et combinés avec des électros établis dans la cabine, mettent enjeu des verrous appropriés. Ce mécanisme n’est, du reste, pas une caractéristique du système ; nous n’insisterons donc pas, si ce n’est pour faire remarquer, au sujet du rapport entre le moteur, l’aiguille et l’interrupteur de contrôle, que le circuit de contrôle n’est fermé par cet interrupteur que lorsque les deux lames d’aiguille sont bien à leurs places et verrouillées. . '<
- A l’ordinaire, il ne faut pas plus de 2 secondes pour actionner des aiguilles distantes de a5o m, en recevoir le courant de contrôle et terminer la manœuvre du levier de commande.
- Un circuit de commande relie chaque signal à son levier. Ce circuit actionne le distributeur. Un circuit de contrôle opère la même liaison, mais produit dans la cabine les enclenchements électriques voulus.
- Le premier de ces deux circuits comprend l’électro du moteur de signal et un commutateur solidaire du levier de manœuvre, lequel commutateur sert à ouvrir ou à fermer le circuit de commande.
- Le second circuit embrasse un interrupteur qui reçoit mécaniquement son mouvement de la palette et d’un électro de contrôle établi dans la cabine. Le circuit de contrôle se trouve coupé par le fait même que la palette quitte la position d’arrêt.
- Les divers leviers qui commandent les aiguilles et les signaux sont enclenchés mécaniquement entre eux. Une manœuvre n’est donc possible que si le levier est libre.
- Les leviers, mobiles sur un secteur à encoches, sont munis d’une manette à ressort agissant sur un verrou qui fixe leur position en pénétrant dans une des encoches. La position normale est la position médiane.
- Lorsque le levier de signal occupe cette position et que le verrou est engagé dans l’encoche du secteur, le courant de contrôle est établi tant qu’il n’est pas coupé par l’interrupteur du signal, c’est-à-dire tant que le signal est complètement à l’arrêt. Dans la position normale les deux circuits sont coupés : le circuit de commande par l’interrupteur solidaire du levier, et le circuit de contrôle parle fait que le verrou à ressort est abaissé. On note le signal au passage en dégageant le verrou à ressort, ce qui établit le courant et permet au levier de quitter sa position normale, ou bien en renversant le levier, ce qui établit le courant de commande et met le signal au passage. L’interrupteur mécanique monté sur la palette fonctionne lorsque cette dernière s’abaisse. Cet abaissement coupe,le circuit de contrôle. La remise à l’arrêt du signal s’opère en ramenant le levier à sa position normale, car l’interrupteur du signal coupe le courant de contrôle et, par suite, l’annature de l’électro de contrôle reste abaissée et arrête le levier qui, pour ce motif, ne peut accomplir qu’une partie de sa course. La partie parcourue est toutefois suffisante pour interrompre le courant de commande et mettre le signal à l’arrêt. Le circuit de contrôle se trouve ainsi rétabli et le levier peut être tamené à sa position normale.
- Le courant de contrôle est de nouveau coupé dès que le verrou retombe dans l’encoche correspondant à la position du levier, et reste coupé jusqu’à ce que l’on ait besoin de manœuvrer le levier.
- S’il arrivait qu’accidentellement le signal ne revint pas entièrement à sa position de voie
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- fermée, le contrôle ne fonctionnerait pas et l’on ne pourrait établir le levier dans sa position normale.
- Aucune manœuvre dangereuse ne peut donc se faire avant que le signal ne soit vérifié et mis en état de fonctionner convenablement, puisque les enclenchements mécaniques ne sont pas libérés.
- Leur construction spéciale permet aux leviers de signaux d’être renversés en avant ou en arrière de leur position normale. Chacune de ces positions établit un circuit distinct et permet par conséquent d’actionner deux signaux différents, s’ils ne doivent pas être pris simultanément dans la même position.
- Comme un levier ne peut pas occuper deux positions à la fois, cette particularité, dans le cas de deux signaux opposés manœuvrés par un seul levier, assure une sécurité absolue. Cette disposition a, en outre, l’avantage de permettre de diminuer considérablement le nombre de leviers. /
- En ce qui concerne les aiguilles, le levier de manœuvre est relié au moteur de changement de voie par deux circuits de commande actionnant l’un ou l’autre des électros du moteur, et par deux circuits de contrôle correspondant aux deux positions des aiguilles. Il y a, en outre, deux, électros de contrôle avec leurs armatures verrous. Le fonctionne-
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- ment est analogue au précédent. Dans le cas où les lames d’aiguilles n’effectueraient pas toute leur course, l’interrupteur de contrôle qui y est relié ne ferme pas le circuit de contrôle. Le levier de manœuvre ne peut donc achever sa course. Toutefois, il peut être suffisamment écarté vers sa position normale pour rétablir le circuit de commande normale. On peut par suite faire disparaître l’obstacle qui entrave la marche de l’aiguille. Alors, on fera la manœuvre voulue ; l’aiguille complétera sa course, le courant de contrôle correspondant s’établira et le levier pourra achever sa course. Les enclenchements mécaniques n’ont, bien entendu, pas été dégagés pendant ces diverses manœuvres et aucun levier agissant sur l’aiguille dérangée n’a pu fonctionner.
- Gommé pour les signaux, deux aiguilles, à une jonction par exemple, peuvent être actionnées par un même levier. Dans ce cas, les deux moteurs sont couplés en parallèle, tandis que les circuits de contrôle sont en série. De cette façon, la manœuvre incomplète d’un des appareils empêche le contrôle de fonctionner et le levier de manœuvrer.
- Dans le cas de signaux « slottés » par une ou plusieurs cabines, des interrupteurs coupent le circuit dans chaque cabine. Tous ces interrupteurs doivent être fermés pour que la manœuvre du signal puisse se faire.
- Quant aux appareils placés dans la cabine, ils sont de construction très simple. Chaque levier communique à un arbre un déplacement angulaire. A cet arbre sont adaptées une ou plusieurs pièces en forme de secteurs et munies d’encoches dans lesquelles s’engagent les verrous formant les extrémités des armatures des électros. Ils ne s’y engagent, bien entendu, que lorsque le courant ne passe pas. Les leviers sont ainsi enclenchés dans la position voulue.
- Le même arbre porte encore un cylindre en ébonite muni de lames de cuivre, qui, par le mouvement de rotation, entrent en contact avec d’autres lames fixes reliées aux circuits de commande. Ce dispositif, très simple, en somme, permet en raison même de la faible tension du courant de réaliser très aisément toutes dépendances électriques que l’on peut désirer.
- L’installation de l’appareil de manœuvre est complétée finalement par une table d’en-clanchements mécaniques.
- Ces tables d’enclenchement varient avec les pays et les règlements particuliers. C’est ainsi qu’en Allemagne toutes les aiguilles, pourvues ou non de verrous, doivent pouvoir être parcourues dans le sens contraire à celui pour lequel elles sont établies sans qu’il en résulte de dommage. En outre, le fait doit en même temps être automatiquement signalé à la cabine et tous les signaux commandant l’aiguillage doivent être automatiquement mis dans la position danger. Cette disposition a notamment été réalisée dans une table d’enclenchement de 90 leviers qui fonctionne avec succès sur les lignes de l’Etat Prussien, à Cotthus.
- Cette table a été spécialement étudiée pour satisfaire les exigences des ingénieurs allemands . Avant que le préposé aux signaux puisse manœuvrer son signal pour un train quelconque qui entre ou qui sort, il doit non seulement manœuvrer les aiguilles voulues, mais aussi les enclencher par un levier spécial qui, à son tour, libère le levier du signal. A l’état normal, le premier des deux leviers ou « levier de route » est enclenché et ne peut être manœuvré que s’il a été libéré par la manœuvre d’un levier analogue placé au bureau du chef de station. Le chef de station a, par conséquent, la faculté de choisir la voie sur laquelle le train doit s’engager. Ce choix fait, il libère le levier de route voulu dans la cabine de l’aiguilleur. A cet effet, il manœuvre son levier de contrôle. Dès que le levier de route est manœuvré dans la cabine, il reste enclanché dans sa position jusqu’à ce qu’il soit
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- de nouveau libéré soit par le chef de station, soit par le passage du train sur un rail isolé électriquement ou sur une pédale.
- Sauf dans des cas spéciaux, l’aiguilleur ne peut donc changer la route une fois qu’elle a été établie.
- L’emploi du système électropneumatique a permis de réaliser tous ces desiderata. De plus, tous les signaux commandant les aiguillages restent dans la position danger et le levier est enclenché jusqu’à ce que l’aiguilleur ait fait une série de manœuvres qui montre que les aiguilles sont de nouveau en ordre et prêtes à fonctionner.
- La table d’enclenchement électropneumatique se prête, du reste, très facilement au système Syke et à toutes les autres formes de block et d’enclenchement.
- La table d’enclenchement anglaise, telle qu’elle est établie notamment à Tyne Dock, comporte une série de petits leviers distants de deux pouces et demi l’un de l’autre. Lorsqu’on les manœuvre, ils mettent en rotation des arbres horizontaux étendus de Lavant à l’arrière de la table. Un peu en arrière des leviers sont disposés des indicateurs actionnés par des électros placés au-dessous d’eux. La table porte en outre une série de changements de circuit et des rouleaux d’ébonite garnis des contacts voulus pour actionner les moteurs et sélecter les signaux. La partie postérieure de la table est occupée par l’enclenchement mécanique.
- La pression la plus convenable pour l’air comprimé est de 65 à 75 livres par pouce carré. La consommation est très réduite. Elle ne dépasse pas, pour les points les plus actifs, un demi-pied cube d’air atmosphérique par minute et par levier. Un compresseur Westinghouse, comme ceux employés sur les trains pour le freinage pneumatique, suffit dans la plupart des cas à la production. Dans le cas où l’air comprimé peut s’employer en même temps pour d’autres usages (commande de machines-outils, élévateurs, transbordeurs, grues, pompes, nettoyage des tapis et des voitures, etc.) il peut évidemment y avoir avantage à installer des compresseurs plus grands actionnés à l’électricité, au gaz, à la vapeur, etc. L’installation peut se faire dans l’endroit le plus favorable, car la perte du transport d’air comprimé est très petite. Les compresseurs sont d’habitude équipés de régulateurs automatiques.
- Des robinets sont placés à chaque embranchement des conduites de façon à pouvoir séparer une partie dérangée sans entraver le fonctionnement du reste de l’installation.
- La quantité d’électricité est très réduite et le voltage très bas, chose avantageuse tant pour l’économie que pour la sécurité.
- Les 6 ou 7 éléments qui fournissent le courant se placent aisément dans la chambre inférieure de la cabine de l’aiguilleur. Ils sont en parallèle avec une dynamo ou une autre source de courant, ou bien groupés en deux séries, l’une étant active pendant que l’autre se recharge.
- Chaque levier d’aiguillage nécessite 4 conducteurs minces; chaque levier de signal, un fil de plus que le nombre de signaux qu’il commande. La terre sert de retour.
- La description qui précède permet, croyons-nous, de dégager quelques caractéristiques du système.
- La première, c’est le bas voltage du courant employé. Le personnel n’a pas à manœuvrer d’appareils dont le courant à haute tension peut occasionner des accidents. D’autre part, l’isolement est facile et permet de donner de la robustesse aux appareils. Enfin, la canalisation pour des voltages aussi peu élevés est si simple qu’elle n’existe presque pas.
- Est-il besoin de faire ressortir les avantages généraux qui résultent du remplacement des transmissions purement mécaniques par des transmissions électropneumatiques ? Les
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- transmissions mécaniques ne peuvent se faire que jusqu’à une certaine distance qui ne peut être dépassée; elles prennent beaucoup de place ; le travail du signaleur pour les mettre en mouvement est très considérable et les grandes dimensions des leviers servant à la manœuvre de ces transmissions nécessitent des cabines encombrantes et parfois difficiles à installer.
- Une autre caractéristique qui ne manque pas d’importance, c’est la possibilité d’appliquer le système électropneumatique à tous les systèmes de voie sans qu’il soit nécessaire de les modifier. L’importance économique de cette particularité n’échappera sans doute à personne.
- Cette dernière particularité est peut-être un des principaux éléments du succès du système.
- Le total des leviers installés jusqu’à présent est de 5 ooo environ. Ces installations ont été faites principalement en Amérique Les autres fonctionnent en Egypte, en Angleterre, en Bavière, en Prusse et, bientôt, en France. Ce total de leviers équivaut à plus de 8 ooo leviers mécaniques.
- Dans le total que nous avons signalé ne sont pas compris les 4 000 signaux électropneumatiques automatiques qui sont en service en Angleterre et en Amérique. Ces signaux indiquent « voie libre » tant qu’il n’y a pas de train dans la section qu’ils protègent, mais dès qu’un train ou un véhicule quelconque se trouve dans la section, le signal qui couvre le train prend immédiatement la position « danger » et reste dans cette position jusqu’à ce que la section et, dans certains cas, la section voisine soient libres.
- Ces signaux automatiques ont été installés non seulement sur les chemins de fer à vapeur, mais aussi et avec grand succès sur les lignes à traction électrique. Dans ce dernier cas, il a naturellement fallu prendre des précautions pour que le courant des moteurs de traction n’affectât pas les circuits des signaux.
- Le chemin de fer électrique aérien de Boston, aux Etats-Unis, est équipé de cette manière depuis 1900. Le Métropolitain, de Londres, est également pourvu du système. Dans ces deux installations, le frein fonctionne automatiquement dès qu’un train passe devant le signal dans la position « danger ».
- Aux Etats-Unis, les deux installations les plus remarquables faites récemment sont celles d’Albany et celles de Saint-Louis.
- La première, sur le chemin de fer de New-York à l’Hudson, comporte trois cabines contenant io3 leviers qui contrôlent 123 signaux, 02 aiguilles simples, 5 aiguilles doubles et un enclenchement de pont.
- L’installation de Saint-Louis comporte aussi trois cabines, mais le nombre de leviers s’élève à 3oq. Ces leviers contrôlent 235 signaux, 107 aiguilles simples, 09 aiguilles doubles avec croisements mobiles et 6 de ces croisements.
- Cette installation sera la plus grande établie aux Etats-Unis, du moins pour les signaux enclenchés actionnés d’une ou plusieurs cabines. Elle remplace la cabine électropneumatique établie précédemment et devenue trop petite à cause des grands changements faits à la ligne en prévision de l’exposition de Saint-Louis.
- L’installation de Pittsbourg, aussi aux Etats-Unis, fonctionne avec une parfaite régularité depuis deux ans. Elle comporte 4 cabines et 287 leviers contrôlant 107 signaux, 68 aiguilles simples, 75 aiguilles doubles, etc. Il y passe par jour 5 349 trains qui nécessitent 394i6ma-nœuvres des leviers.
- E11 Angleterre, les trois installations les plus remarquables sont celles de Bishopsgate, sur le grand chemin de fer de l’Est, celle de Tyne Dock, sur le chemin de fer du Nord-Est, et celle de Bolton sur le chemin de fer du Lancashire et du Yorkshire-
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- La première comporte une cabine électropneumatique remplaçant les deux anciennes cabines mécaniques. La table d’enclenchement a 35 leviers pour 20 signaux, 43 aiguilles et 3 enclenchements. Une partie des signaux sont « slottés ».
- La seconde installation comporte 3 tables et un total de 141 leviers répartis dans trois cabines; une partie des leviers n’est pas en activité. Le total des signaux commandés test de i38, celui des aiguilles, etc., de 119 unités.
- La seule table de Bolton comporte 83 leviers dont 76 en service. Elle commande 3o aiguilles, 15 enclenchements, 98 signaux, etc. En employant le système mécanique, il eut fallu i45 leviers et deux tables établies dans deux cabines séparées.
- Les résultats obtenus sont partout des plus satisfaisants et les milliers de leviers déjà établis montrent qu’on ne peut que bien augurer de ce système qui n’en est plus aux essais et mérite par ses avantages de remplacer de plus en plus la commande mécanique.
- E. Güarini.
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- THÉORIES ET GENERALITES
- Sur la théorie du transmetteur de Braun, par L. Mandelstom. Physikalische Zeitschrift, V Jahr-gang, p. 245 et sqq., mai 1904.
- Il y a lieu de reprendre la théorie du transmetteur de Braun et d’une manière plus générale celle de deux systèmes électriques accouplés. F. Braun (Drude’s Ann., VIII. p. 208 et sqq., 1902) a étudié théoriquement le cas de l’accouplement direct, mais il a invoqué une hypothèse qui n’est vraie que dans le cas d’un accouplement très indépendant : il suppose que dans le fil transmetteur il se développe une onde ayant comme période celle du circuit fermé. G. Seibt (E. T. Z., XXII, p. 315 et sqq., 1902) aégalement étudié l’accouplement direct, mais sans tenir compte de l’amortissement. Remarquons de plus que dans les deux travaux que nous venons de citer, il est question d'un système secondaire ouvert.
- Max Wien [Drude’s Ann., VIII, 1902] s’est occupé de l’excitation inductive. Ses calculs se rapportent à deux circuits fermés, c’est-à-dire à un système possédant deux degrés de liberté. Une difïérence est remarquée par ces deux auteurs entre l’accouplement direct et inductif. Mais si 1 on suppose que dans le cas de l’accouplement direct le système secondaire est fermé,
- on arrive alors aux memes équations que dans le cas d’un accouplement inductif, pourvu que l’on néglige la résistance de là partie commune des deux circuits; ce qui est toujours permis pratiquement.
- J. Zenneck [Phys. IV, p. 656 et sqq., 1903) a montré qu’il 11’y a en effet aucune différence « principielle » entre les deux manières d’accouplement.
- M. L. Mandelstom se propose dans la suite de ce travail d’étendre et confirmer cette assertion dans le cas d’un accouplement quelconque.
- 11 considère un transmetteur accouplé quelconque, tel que l’amortissement puisse être considéré comme étant assez faible ; cela revient à affecter toutes les résistances d’un /acteur k, qui est petit par rapport à l’unité et dont les puissances supérieures peuvent être négligées. Il se borne, de plus, au cas d’un accouplement non indépendant [nicht lose Koppelung), le cas d’un accouplement indépendant ayant déjà été étudié par J. Zenneck [Phys. Z. ; l. c.).
- Dans ces conditions, on a la loi suivante : la durée d’oscillation et les amplitudes sont indépendantes de la première puissance de k ; elles peuvent donc être calculées en posant k =- o.
- Désignons par c et par p (figure 1) les capacités et les self-inductions, et par q, i^... iz,--. im,..-les courants dans la ire, 2e, .s®, me bobine.
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- Pour chaque circuit m nous aurons une équa-
- £Jt.
- Fig. i.
- tion distincte, de sorte que nous obtenons le système
- + P
- -Jt +
- d2fi
- à*2
- 2 I0
- dH,
- p-w
- is—i , 2 i~ . ô2L iz+
- (i)
- —1
- + P
- Ô24;
- Ô*2
- Posons
- is — P sin sj3 cos nt
- où 8 satisfait a la condition
- cos ^ = I
- pcn-
- 2
- a)
- Ces valeurs de i (jusqu’à iz) tirées de (i) vérifient les équations (1) jusqu’à la dernière (H. v. Helmholtz; Vorlesungen iïber Theoretische Pkysik, III, p. 4i et sqq.); pour que la dernière équation (I) soit à son tour vérifiée il faut avoir, en outre
- 0 M + I ,
- ^ 2 m -j- i
- où s = I, 2, 3,.
- (3)
- Des équations (2) et (3) on tire pour 11 la valeur
- 2 t I / 2S -j- I \
- ~]=~ sin.----(-----:---| t:
- \Jpc 2 y ‘im + 1 J
- (4)
- Si s prend toutes les valeurs entières de 1 à tn — 1, on obtient/;? oscillations qui correspondent à m degrés de la liberté du système. Pour s — m, tous les i sont nuis [i = o) : cela ne donne donc pas lieu à un nouveau nombre d’oscillations; si s > m les valeurs de n se répètent.
- Maintenant si, à la place de c et p nous introduisons la capacité totale C et la self-induction
- totale P du système, définies par C = me et P = mp, il vient alors pour n,
- n
- 2S -f- I
- 2 m -(- 1
- TC
- (4 a)
- i° Supposons que la capacité totale C et la self-induction totale P se rapportent à un circuit unique; dans ce cas m = 1 et la formule (4a) devient
- n
- y/PC
- 20 Supposons ensuite la self-induction et la capacité constamment et également distribuées le long d’un fil; cela revient à supposer m = 00. Dans ce cas particulier la formule (4a) devient
- ir
- n =---—=
- •ype
- Si mest quelconque l’oscillation fondamentale tirée de l’équation (4«) prend la forme
- 1Z
- f\m
- l\tn
- La fraction entre parenthèses tend vers l’unité si m croît, et déjà avec m = 10 elle diffère très peu de l’unité; cela veut dire qu’avec un système comprenant 10 circuits fermés on obtient, en ce qui concerne l’oscillation fondamentale, même effet qu’avec un système ouvert possédant même capacité et même self-induction.
- En tenant compte de (3) la relation (1) s’écrit encore
- 1
- sin
- (2* + i)rc
- 2171 -j- I
- cos nt
- ce qui montre que les intensités décroissent d’après la loi du sinus à partir du point o (point de terre). Pour m — 00 .
- 1
- X
- sin
- #(2S-|- i) 21
- TT cos nt
- ou x est la distance au point mis à la terre (point de terre) et l la longueur du fil.
- La tension Vj aux bornes d’un condensateur z est égale à
- V
- i i- — / --f-i
- en _ en
- 2
- en
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- REVUE D’ÉLECTRICITE
- 23
- Pour l’oscillation fondamentale le maximum de tension se trouve donc à l’extrémité libre
- (= = I)- . J
- Il suit donc de ce qui précède qu'un accouplement de m circuits fermés (voir schéma i), équivaut, pour m suffisamment grand, au point de vue de la durée d’oscillation et de la distribution du courant et de la tension à un seul fil transmetteur.
- Mais si au lieu d’un système ouvert l’on prend un système unique fermé, de même capacité et de même self-induction, le nombre d’oscillations est environ moitié moindre que dans le cas d’un système ouvert.
- Nous allons maintenant considérer deux systèmes accouplés, dont le primaire est fermé et le secondaire ouvert (fig. 2).
- L. I
- p-
- s
- 1
- -----cpnÀ
- 2 1
- et où Pm et Ps sont quelconques.
- En ce qui concerne le circuit I, II; m et s (fig. 2), nous aurons les équations
- dt2
- ô2/»,
- dt1
- Itii—t
- àtl
- d~is , %is is-i
- dtÀ c c
- (ii)
- Nous allons maintenant introduire une hypothèse : supposons que m et s soient grands par rapport à l’unité. La formule (2) nous donnera dans ces conditions
- (3 = n\Jp c
- posons de plus,
- ~ A COS lit, 52 = B cos nt ;
- Fig. 2.
- La relation (1) nous permet d’écrire
- Soient : c, p la capacité et le coefficient de self-induction de chaque circuit fermé 1, 2,
- 3,..
- Lx, C2 la self-induction et la capacité du circuit primaire.
- L2 la self-induction de la bobine secondaire.
- M le coefficient d’induction mutuelle.
- (m -j- 1 )p, {jn -}- 1 )c, la self-induction et la capacité de la partie droite du système primaire.
- (s H- 1 )p, (s -j- i)c, la self-induction et la capacité de la partie gauche du système.
- Pour les circuits situés h droite (à partir du premier jusqu’au (m — i)°) et de même jusqu’au {s — i)e à gauche, nous pouvons écrire les équations (I).
- Ces équations sont satisfaites en posant, pour la partie droite
- L — P»i sin c(j cos nt pour la partie gauche
- iz =: Ps sin cos nt
- im — P,n sin m[3 cos nt is ~ Ps sin cos nt
- Les équations (II) suffisent pour déterminer n et A, B, P,n etPr En particulier les deux dernières équations de (II) donnent en tenant compte de l’hypothèse que m et s sont grands pas rapport à l’unité
- P - B
- sm mp
- P _ B /
- rs — : 7~ , y
- • sin s|S
- nous aurons ensuite
- Im lm hn—l
- B fl P
- —r-———cos ma.----cos nt
- sm ma c
- =y/ -L- . n B cot m[i cos nt 52 is is is—t B
- =v/-f
- sin s|3
- cos sjl. —— cos nt
- «B cot sâ cos nt
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- En posant ces valeurs dans les deux premières équations (II) nous obtenons
- L’allure de Fx («), pour des valeurs positives de «, est toujours monotone,
- A
- — MBn2 — o
- AMn2 -f- (L.>n2 — f) B = o
- )
- (ni)
- en posant
- f= «y/
- (
- £— (cot . mn pc -f- cos sn\Jpc)
- Si m et s croissent jusqu’à +00, et si C est la capacité par unité de longueur, et l et lt les longueurs des parties gauche et droite du système primaire, l’expression de f prend alors la forme
- . (cot . ^«q/LC -f- cot . ln\/luC)
- En ce qui concerne les valeurs de n, les systèmes d’équations (II) et (III) nous donnent l’équation transcendante,
- «3(M2 — LjL^) -f- Ltnf —
- f
- = o a
- Si l’on suppose M2 = cette équation
- devient
- L pi
- ou encore
- L ji
- \f
- L., n
- Tt"T
- et finalement, en remplaçant f par sa valeur,
- 1 Q, n L-2 I C sin (nl\J LC) sin(n/1y/LC)
- Fi*V F sin.n (Z -f- /jJ^/LC
- M
- Désignons par F (n) et F, («) les deuxmembres de cette équation, il viendra
- F{n) = F»
- Nous aurons
- F(o) — -f- 00
- F(-j- oc) — — 00
- F (o) ~ o
- + »
- {l + lx)\/h V,
- Si n continue à croître Ft devient
- Fx = — 00
- et croit d’une manière monotone jusqu’à
- (,>y
- Supposons maintenant que
- V/GjL^ Z^L'C
- ceci revient à dire que dans le cas d’une excitation électrique symétrique, la vibration propre du circuit primaire est un nombre plus petit que le nombre de vibrations du système transmetteur-fil symétrique (sender symmetriedraht). Si cette condition est remplie, l’auteur tire de l’équation (5a) les conclusions qualitatives suivantes j i° Dans l’intervalle
- TC
- l\J LC
- > n > o
- il existe deux racines réelles de (5a) correspondant au deux vibrations fondamentales.
- 20 L’une de ces vibrations fondamentales est plus grave, l’autre plus aiguë que la plus grave et la plus aiguë des vibrations propres des deux systèmes.
- 3° Si l’on remplace la fonction Ft (n) par une autre F, (n) telle que
- [f2(«)] < [Fi(»)]
- pour chaque valeur de n, ayant d’ailleurs même marche monotone que Ft («), la différence des nombres de vibrations des deux vibrations fondamentales sera encore plus grande et plus petite que les vibrations propres correspondantes.
- De cette dernière remarque, il résulte que :
- Nous pouvons encore arriver au même résultat qualitatif qu’on obtient par le changement de l’accouplement, en excitant le fil transmetteur — toutes choses égales d’ailleurs — en différents
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- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- endroits et cela correspond à l’accouplement le plus fixe de l’excitation symétrique quand la fonction F, (n) pour chaque valeur de n passe par le maximum (pour l — lL)9 à savoir
- Fi(«) = ~ tanS nl /CL
- où l l sera maintenu constant.
- L’équation (5a) devient pour ce cas spécial
- -î^- - s.»=v-rr Vt ,Mg
- Si le fil transmetteur est à la terre, on a alors (i)
- ~ ®‘“ = TT Vt li,"g ^
- La mise à la terre dans le cas du transmetteur de Braun n’est donc pas analogue au plantement d’un fil de symétrie; elle correspond plutôt à un accouplement plus rigide.
- Pour avoir la distribution du courant le long des deux fils, nous.ferons appel à l’équation (i) qui nous donne, en considérant la partie droite du circuit
- B sin . xn y/LC
- i — ---;-----T—~— co,s nt
- sin. tpiy LC
- et en considérant la partie gauche . p sin . xn l/LC
- lx — --;--:--y=z-- COS lit
- sin . In y LC
- Accouplement direct.
- La figure 3 représente le cas général. On a mêmes équations que dans le cas précédent. Les équations (II) conservent leur forme si L1 désigne la self-induction de a^y, L2 la self-induction de S(3e et M le self-induction des parties communes de L, et L2. L’accouplement direct est ainsi ramené à l’accouplement inductif. Ceci est valable seulement quand on fait abstraction des résistances, ce qui est permis en première approximation, ainsi que nous l’avons déjà vu, pour le calcul des nombres de vibrations et des amplitudes.
- L’accouplement direct'peut donc être considéré comme un cas spécial de l’accouplement inductif tant que dans ce dernier M ^ Lr
- L’accouplement direct possède l’avantage que pour obtenir un même degré d’accouplement, nous devons intercaler moins de tours dans le fil dans l’air que dans le cas de l’excitation inductive, puisque dans ce dernier cas la relation .LL = M2 ne peut pas être satisfaite pratiquement d’une manière suffisante.
- Faisons encore* remarquer que pour l’établissement des équation (II) il a été supposé que le courant dans Lt et L2 est quasi stationnaire ; ceci est justifié, car les bobines possèdent une faible capacité. ;
- L’équation (5a) possède une infinité de racines réelles qui correspondent aux vibrations d’ordre supérieur (harmoniques). Si Pon tire de cette équation les nombres des vibrations, on peut en utilisant les équations (III) calculer le rapport des amplitudes et ensuite en première approximation les valeurs de *
- s (t rr est sin ,.....) d’après la formule "
- __ x ‘ruA(2 iwi2kiQi
- a pn A12 2pn A1B1
- qui se rapporte au cas général (Routh, Dynamics,
- II, 242).
- Passons maintenant au cas pratique d’un fil transmetteur et désignons par m, la résistance du circuit primaire et par w2 la résistance du circuit secondaire par unité de longueur. En négligeant la résistance de et celle de la bobine L2 on arrive à la formule
- u’iA- + -h
- sin. nx y/LC . dx\ . B2
- ---^-LiA2-f-2MAB-f- L2B2 -J--— sin . nx \fLC . dx ^
- (1) Cf. G. Seibt, l. c.
- . B2
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. IL. — N° 27. .
- Quant à A et B, on les détermine par le rap-A
- port -g- tiré de (III).
- E. N.
- ACCUMULATEURS
- Application des méthodes électrochimiques a l’étude de la réaction des liquides avec les indicateurs colorés. Travaux de Hans Frieden-thal, de Salessky, Bruno Fels. Zeitschrift fur Elek-trochemie.
- D’après les nouvelles doctrines électrochimiques, les acides, les bases et les sels sont plus ou moins dissociés dans leur solution aqueuse. C’est le degré de dissociation qui caractérise la force des acides et des bases et la stabilité des sels. I/acidité est déterminée par le nombre de ions H ; plus les ions H sont nombreux, plus l’acide est fort. De même la basicité est déterminée par le nombre de ions OII. La teneur d’une solution en ions H est donc une mesure de sa réaction. 'Il n’y a aucune différence qualitative entre les acides et les bases mais seulement des différences quantitatives entre les teneurs en ions H et OH. Les indicateurs colorés (tournesol, phtaléïne du phénol, tropéoline. etc...) prennent une teinte qui caractérise la réaction d’une solution. Dans la plupart des cas on n’emploie ces matières colorantes que pour déceler l’acidité ou la basicité sans rien préjuger sur la nature et la concentration des acides, bases ou sels contenus dans la solution. M. Hans Friedenthal (i) a cherché quelles étaient les réactions colorées de quelques indicateurs pour toutes les teneurs possibles en ions H. Si l’on connaît ces réactions colorées on dispose d’un nouveau moyen pour déterminer la teneur en ions H d’une solution ou le degré de dissociation des électrolytes. La teneur en ions H est ordinairement déduite des mesures de conductibilité ; le degré de dissociation se calcule en prenant le rapport de
- la conductibilité moléculaire d’une solution, à la conductibilité moléculaire de cette même solution excessivement diluée. On trouve ainsi que la solution la plus riche en ions H est la solution 5.873 normale d’AzOffl (poids spécifique 1.1946) pour laquelle la teneur en ions H
- est 2.08 norm. Pour les acides forts elle est voisine de 2 norm. Quant à la solution qui contient le plus de ions OH et le moins de ions II, c’est-à-dire la solution la plus basique, c’est la potasse 6.y44 normale (poids spécifique 1.288). Entre ces deux extrêmes, on peut situer toutes les solutions possibles.
- M. Hans Friedenthal a classé une série de solutions dont la teneur, en ions II, varie de 2 norm. à 5 io- 15 norm. et a choisi pour cela les 17 degrés suivants:
- Teneur
- en ions II. Nature de la solution.
- X 2 6,o34 norm. Hcl.
- 2 1 i,35 H cl.
- 3 1.1 o~l o,io3 Hcl.
- 4 I.IO-a 0,0x007 Hcl.
- 5 I . IO~3 0,001 Hcl.
- 6 1.1o~l 0,0001 Hcl.
- 7 I .IO—5 0,00001 Hcl. ou o,o588 norm. acide borique.
- 8 I .IO~6 0,000001 Hcl. ou o,ooo588 norm
- acide borique.
- 9 i.io~7(24°) Eau très pure.
- Base forte -f- excès d’acide faible. Base faible -f- excès d’acide fort. Base forte -f- acide fort dans cer-
- taines proportions.
- Base faible -f- acide faible dans certaines proportions.
- 10 I. I o-3 0,000001 Ko H
- ou 0,00204 aniline.
- 11 1.1o—® o,oooox KoH
- ou 0,204 aniline.
- 12 I . IO^10 0,0001 KoH
- i3 I . IO~11 0,001 KoH
- i4 MO"1* 0,0102 KoH
- i5 I . IO~13 0 0 KoH
- 16 I. IO~14 1,38 KoH
- 17 5. io—13 3,8 KoH
- L’auteur note les teintes que prennent les
- différents indicateurs dans ces solutions types,
- les essais étant faits dans des conditions bien
- déterminées d’éclairement et de quantité d’indicateur.
- Pour les solutions très peu acides et très peu basiques, il devient difficile de préparer des solutions types dont la teneur en ions II soit définie avec précision et c’est pour elles que les réactions colorées auraient le plus d’importance. M. de Szily a fait des mélanges en proportions variables de solution 1/10 norm. Na2HPCP et de solution 1/10 norm. NaH2P04 ;
- f1) Zeitschrift fur Elektroch. 19 février 1904.
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- l’une est faiblement basique et l’autre faiblement acide ; les mélanges constituent une série de degrés de réaction entre o.io~8H et io~9H, Dans les recherches physiologiques, le titre acide ou basique est extrêmement faible et il est nécessaire de disposer d’indicateurs dont la sensibilité soit bien connue. Ce point a encore été étudié, par une méthode électrochimique, par M. W. Salessky (*). Au lieu de prendre des degrés de réaction, c’est-à-dire des solutions dont la teneur en ions II soit connue, M. de Salessky détermine directement la teneur en ions II, correspondant à un changement de teinte de l’indicateur et cela par une mesure de force électromotrice d’une chaîne de concentration :
- Hcl norm. Solution de teneur
- x en ions H
- avec l’indicateur
- Le récipient A (fig. i) contient HCI normal, le récipient B contient une solution diluée dé
- Fig. i.
- l’indicateur dont on veut étudier la sensibilité ; par les tubes x et y on peut ajouter goutte à goutte une base ou un acide jusqu’à ce qu’on obtienne un virage. La force électromotrice mesurée sur les électrodes e, e' permet de calculer la concentration des ions II par la
- — E
- formule de Nernst: [H] = io 00377 '
- L’expérience est disposée comme le montre la figure 2.
- A propos des indicateurs colorés, nous signalerons encore l’étude de M. Bruno Fels (2). Ici le
- (J) Zeitschrift für Elektroch. 25 mars 1904.
- (2) Zeitschrift für Elektroch. 29 mars 1904, p. 208.
- calcul de la teneur en ions H d’une solution est fait de la façon suivante :
- Si l’on mélange deux solutions, par exemple une solution normale de AzH’cl et une solution
- +
- Fig. 2.
- C. Appareil à hydrogène. — D. Flacon laveur. — E. Accumulateur. — C. Elément normal. F. Electromètre capillaire. — Si Si »3> Clefs. — L, Commutateur. — M, Caisse de résistances.
- normale de AzILOII, on tire la teneur en ions OH . K x
- de la relation : [OH] = —]— , K étant la constante de dissociation 2,3. io~ 3 de l’ammoniaque,
- 10- n
- 10 10
- 10-8
- 10-6
- ccm fnAzH*OH ccm f 72AzH4CI
- Fig. 3.
- x et y les nombres de centimètres cubes des solutions de AzIHOH et de AzII4d. La concentration des ions H se calcule avec la relation: [HJ [OH] == 1,4. io~14 (pour la dissociation de I l’eau). On peut ainsi tracer les courbes de la
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- 3 o
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- figure 3, qui représentent les teneurs en ions OH et en ions H, des mélanges des deux solutions. Les concentrations sont portées en ordonnées et les proportions du mélange en abscisses. L’intersection des deux courbes représente le point de neutralité.
- Nous renvoyons aux mémoires originaux pour la description et la discussion des résultats obtenus et des applications qu’on peut faire des réactions colorées à l’étude des liquides faiblement acides ou basiques, notamment des liquides physiologiques. Nous nous sommes contentés de signaler les méthodes h cause de l’intérêt qu’elles présentent en tant qu’applica-tions de l’électrochimie.
- C. L.
- Sur la constitution des solutions salines. Electrochemical Industry. Zeitschrift fur Elektrochemie.
- Labendsinski, Abegg.
- Il s’agit d’un point fondamental de la théorie de la dissociation électrolytique. Quelle est la nature chimique des ions dans une solution donnée ? Dans les solutions de chlorures, par exemple, y a-t-il seulement des anions Cl et des cathions métal, ou bien peut-on admettre l’existence de ions complexes qui proviendraient de la liaison du'sel non dissocié avec les ions simples ? > .
- Tant qu’on n’attribue aux ions que la propriété de transporter une charge électrique et si l’on veut simplement savoir quelle est la quantité de matière déposée ou dissoute en relation avec une certaine quantité d’électricité, la question de la nature chimique des ions est secondaire, car des hypothèses differentes peuvent conduire aux mêmes résultats. Ainsi on a longtemps expliqué la décharge de l’accumulateur au plomb de la façon suivante : le peroxyde de l’électrode positive est réduit par l’hydrogène naissant en protoxyde, et le plomb de l’électrode négative est oxydé par l’oxygène naissant, en protoxyde ; le protoxyde ainsi formé sur les deux électrodes se trahsforme en sulfate de plomb par une action secondaire. Cette explication qui ne fait intervenir que la dissociation de 1’ eau est très suffisante pour connaître les quantités de matière transformées pour un certain nombre d’ampères-heure, mais elle est en contradiction avec la théorie des ions ; l’eau ne forme pas d’ions, mais bien les corps dissous
- qui sont ici PbO2, Pb, SCPPb et SO'TLL Pourtant il est arbitraire d’attribuer telle nature chimique aux ions, faute de confirmation expérimentale. MM. Abegg et St. Labendzinski (*) ont cherché à déceler la présence des ions complexes à côté des ions simples dans un certain nombre de solutions salines, par la méthode de Nernst.
- En 1809, Ilittorf avait déjà montré dans ses recherches sur le transport des ions, que dans les solutions de certains sels, notamment dans les solutions de CdCl2, il 11’y a pas seulement les ions simples Cd" et CP mais des anions complexes dont la formule générale serait (CdCl2)” (Cl)m. Arrhénius avait été conduit à des conclusions analogues en constatant des divergences entre les concentrations déduites de mesures de points de congélation et les concentrations déduites des mesures de conductibilité. Abegg ét Bollânder, en 1899, ont démontré que la formation des ions complexes est caractéristique pour les sels doubles et que des ions complexes existent aussi nécessairement dans les solutions de sels simples.
- La méthode de Nernst qui consiste à évaluer la concentration des cathions métal, par une mesure du potentiel d’une électrode métal plongée dans la solution d’un de ses sels, par rapport à une électrode normale, n’avait pas encore été appliquée à l’étude des ions complexes. Le potentiel de l’électrode est pour ainsi dire un réactif spécifique de la concentration des ions métal simples, et n’est pas influencé par la présence des ions complexes. Si la conductibilité d’une solution permet une évaluation de la concentration de la totalité des ions (simples et complexes en même temps), la mesure de la force électromotrice des chaînes de concentration permet de dénombrer les ions simples, de la somme totale des ions.
- La description de la méthode de mesure et les résultats numériques obtenus pour diverses concentrations des sels de zinc, cadmium, nickel, cobalt, fer, plomb, cuivre sont donnés explicitement dans le travail de St. Labendzinski.
- Le tableau suivant rassemble pour les nitrates, chlorures, sulfates et acétates de ces différents métaux, aux concentrations de 1, 0,1, et 0,01
- (*) Zeitschrift fur EleJdroch. 29 janvier 1904.
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- 2 Juillet 1804.
- REVUE D’ÉLECTRICITÉ ,
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- I 45 55 12 56 10 . 36 5 45 (?)
- 0,1 S, S 8 2,5 8 3 i 6 2 7
- 0,01 I I X I ... L L.. 1 1 I
- I 20 56 6 27 3,ÿ 33
- Cadmium 0,1 4 8,5 2,5 6 1 » 6
- 0,01 2 I I I I r
- I 25 6
- Fer 0,1 xo x*5
- 0,01 I.
- I 35 60 35 60 10 i5 «
- Cobalt ........ 0,1 . G 8 4,5 8 3,5 .5
- 0,01 I I I X I ’ I
- I 5o 60 3o l t5 (?)
- Nickel 0,1 6 8 , 5 s ;5
- 0,01 X I 1 f * ‘ I
- I 35 4o 7
- Plomb . •. . ... . . 0,1 8 7 4 7 3
- 0,01 I I - I 1 1
- r ' ï 60 60 x4 36 ' S 20
- Cuivre , . ; . . '. . O 5 1 . 7 8 •- 4 .6. 5. . ' • i
- 0,01 1 I I T f . -H : h ' i'
- i
- mol. gr, les valeurs des concentrations des ions simples (P) obtenues par la formule de Nernst en regard des valeurs (L) de la concentration de tous les ions (simples et complexes) déduites des mesures de conductibilité.
- L’auteur conclut que dans ces solutions salines, il y a des ions complexes à côté des ions simples et que les nitrates sont les sels qui contiennent le moins de ions complexes.
- C. L.
- ÉCLAIRAGE
- L’arc électrique et ses applications. Jul. Bing. Electrotechnische Rundschau, i01' et i5 mars.
- Il n’y a pas une partie de l’électrotechnique qui, dans les dernières années, ait vu autant d’innovations que la technique de l’éclairage. En première ligne, on trouve l’arc électrique qui, presque tous les jours, donne lieu à de nouvelles découvertes : il peut donc être intéressant de retracer en quelques lignes le développement de l’arc électrique et ses applications modernes.
- Davy relia çn 1808 des crayons de charbon
- de bois aux deux pôles de sa batterie de 2000 éléments galvaniques, amena les charbons en contact, puis les écarta lentement et constata qu’un jet lumineux persistait entre les deux électrodes. Un phénomène analogue, le passage du courant électrique dans une atmosphère gazeuse, était déjà connu depuis longtemps sous la forme du tube de Geissler. Mais tandis que dans ces appareils le courant passe entre deux points placés à une certaine distance dans un milieu gazeux raréfié, l’arc électrique jaillit sous la pression atmosphérique entre des électrodes à faible distance et nécessite pour son allumage un contact préalable entre les électrodes. Il peut également se former, comme l’ont montré Herschel et Daniell en i84o, à la suite du passage d’une étincelle d’amorçage : ce mode d’allumage n’offre qu’un intérêt théorique.
- Considérons la forme caractéristique d’un arc à courant continu entre charbons placés verticalement l’un au-dessus de l’autre (fig. 1). Le pôle positif se trouve ici, comme d’habitude, à la partie supérieure. On choisit toujours l’anode plus forte que la cathode, car elle est plus rapidement détruite. Si l’on étudie l’arc, on voit qu’il existe
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL — N° 27.
- 32
- deux zones très nettement distinctes ; un noyau intérieur violet K entouré d’une enveloppe extérieure M de lumière blanc vert nommée « auréole ».
- La plus grande quantité de chaleur est émise
- +
- Fig. i.
- par le noyau intérieur K qui représente le chemin direct du courant.
- Cette quantité de chaleur vaporise en partie le charbon et les gaz formés brûlent dans l’auréole sous l’influence de l’oxygène de l’air. La température maxima de l’arc se trouve au point d’attache R du noyau lumineux à l’anode. Cette place présente un cratère profond et produit la plus grande partie de la lumière par suite de l’incandescence extrêmement intense. A la cathode, il n’y a qu’une petite pointe incandescente S. A partir de ces deux extrémités incandescentes, l’échaufFement va en diminuant. La partie sombre P est recouverte de protubérances en forme de verrues qui proviennent vraisemblablement d’impuretés contenues dans les charbons. Comme l’a montré récemment Mme Ayrton, dont l’autorité en matière d’arc à courant continu est incontestable, l’extension du cratère et de la pointe S dépend de l’intensité de courant.
- La figure décrite ne se produit que dans l’arc à courant continu fonctionnant sous une différence de potentiel de 4° à 45 volts. Si l’arc est plus court, c’est-à-dire la différence de potentiel plus faible, l’extrémité de la cathode forme une pointe très aiguë dont l’extrémité pénètre dans le cratère de l’anode et l’arc siffle. Si la différence de potentiel est supérieure à la valeur
- indiquée, la cathode porte une pointe émoussée. Dans l’arc alternatif (fig. 2) le sens du courant
- S
- I—...
- Fig. 2.
- des électrodes varie ; chaque électrode est donc tantôt cathode et tantôt anode. Il en résulte que les deux extrémités des charbons prennent la même forme de pointe émoussée. Par suite» il y a haut et bas la même quantité de lumière, rayonnée principalement par les surfaces
- et U
- Comme l’on désire, dans la plupart des cas, utiliser la lumière vers le bas, il est nécessaire de disposer au-dessus des pointes des charbons
- ÆBZzJ û
- K H
- xaxz^
- i
- Fig. 3.
- un réflecteur qui renvoie la lumière provenant du charbon inférieur.
- La forme fondamentale de l’arc entre charbons et sa pointe plus.ou moins émoussée dépend de l’action de l’oxygène de l’air, car puisque réchauffement croît d’après les surfaces de passage
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- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- 33
- de courant, la combustion qui produit la forme pointue doit croître d’une façon proportionnelle. Ce fait est prouvé par le fonctionnement des arcs à longue durée qui jaillissent dans un milieu pauvre en oxygène. L’arc à longue durée en vase clos a l’aspect représenté par la figure 3, aussi bien pour le courant continu que pour le courant alternatif; Par suite du manque d’air, il ne se forme pas de pointe aux charbons dont les extrémités restent plates. La lumière de l’arc à longue durée offre l’inconvénient d’être très instable par suite de la rotation continuelle de l’arc qui cherche toujours le passage le plus court. L’arc en vase clos exige une différence de potentiel au moins double de celle d’un arc à l’air libre ; sa lumière est plus bleue et contient plus de rayons chimiques actifs favorables aux usages photographiques.
- Rappelons les théories modernes sur la nature de l’arc électrique. De même que dans tout conducteur parcouru par un courant, on admet
- dans l’arc comme véhicules de l’énergie électrique les plus petites particules connues, les ions. Ces derniers sont arrachés des électrodes par l’action du courant et par l’échauffement et, chargés d’électricité, émigrent d’une électrode a l’autre en formant un pont pour le passage du courant. On comprend facilement alors que l’arc ne puisse jaillir qu’après un contact momentané des électrodes ; au point de contact le charbon est fortement chauffé, en partie vaporisé et il se forme des particules qui transportent le courant. L échauffement provoqué par la décharge dis-ruptive d’une étincelle agit de la même manière ; on peut même amorcer l’arc en échauffant les extrémités des électrodes et l’air qui les* sépare par la flamme d’un bec de gaz. La stabilité de la lumière peut être accrue par l’emploi de charbons à mèche. Pour le courant continu, on met un de ces charbons comme électrode positive ; pour le courant continu on en met aux
- deux électrodes. L’action de la mèche est facile à comprendre d’après ce qui précède : elle favorise la formation des ions et le transport du courant, et augmente ainsi la stabilité de la lumière.
- La plus grande quantité de lumière dans nos lampes ordinaires à arc provient, comme nous l’avons dit, de l’incandescence intense du cratère de l’anode. L’arc lui-même, n’apporte qu’une faible contribution dans la totalité de la lumière. Le cratère de l’arc à courant continu produit à lui seul 85 p. ioo de la lumière totale ; io p. ioo sont fournis par la petite pointe de la cathode et seulement 5 p. ioo à l’arc. On a fait fréquemment des essais pour améliorer ces rapports iet l’on a cherché à utiliser d’une façon plus efficace au point de vue de la production de lumière la grande quantité de chaleur produite par l’arc.
- En 1844s Cassellmann imagina de produire l’arc entre des charbons auxquels il avait adjoipt certaines matières telles que du chloruré de soude, du nitrate de strontium, du borax, etc*., et remarqua que la quantité de lumière produite avait augmenté ; il remarqua également que la couleur de la lumière variait d’après la composition des électrodes. Il trouva ainsi que l’arc avait toujours la couleur du. spectre du métal incorporé. Récemment ces résultats d’e^c-périence ont été appliqués pratiquement . par Bremer par l’adjonction aux charbons de 20i à 5o p, ioo de différents sels métalliques.
- Les électrodes employées sont des charbohs h mèche contenant principalement des composés de potassium, de magnésium, de strontium, de silicium et de fluor. '
- Ces charbons sont inclinés et forment un angle aigu ; presque toute la lumière produite est ainsi renvoyée vers le bas. Dans les arcs de cette espèce, la plus grande partie de la lumière ëst produite, non pas par les extrémités incande's-centes des charbons, mais par l’arc lui-mênte, dont la longueur est plus grande que celle de l’arc ordinaire, et varie entre io et a5 mrti. L’aspect de ces arcs longs est celui d’une flamme jaillissant entre les électrodes et c’est de la qtie vient leur nom d’arcs à flamme. Un tel arc est très susceptible et oscille sous l’influence de fl a moindre variation de courant, produisant ainsi une lumière insupportable. Bremer cherche à empêcher ce mouvement de l’arc en plaçant les extrémités des électrodes dans un réflecteur
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N°27.
- évasé et ouvert seulement vers le bas (fig. 5).
- L’espace limité dans lequel s’effectue la combustion des charbons agit aussi comme écono-
- miseur, en empêchant que l’oxygène de l’air soit trop vite renouvelé et en maintenant autour des pointes de charbon incandescentes un mélange gazeux pauvre en oxygène. Les arcs à flamme qui offrent des avantages réels présentent aussi plusieurs inconvénients.
- En premier lieu, on n’est pas arrivé jusqu’à présent à obtenir une immobilité suffisante de la lumière et de telles lampes ne s’appliquent qu à l’éclairage extérieur ou à l’éclairage des grands espaces ; de plus, l’arc émet des vapeurs désagréables ; enfin les particules d’oxydes métalliques qui se déposent sur les globes diminuent la quantité de lumière utilisable. Les charbons fabriqués pour les lampes à flamme portent aussi le nom de charbons à effet et sont fabriqués pour produire une lumière jaune, rouge ou blanc laiteux. Le rendement lumineux élevé des arcs à flamme, qui atteint deux à trois fois le rendement des arcs courts ordinaires est dû a différentes causes. Les composés métalliques incorporés sont décomposés par la chaleur de l’arc : le métal est libéré et brûle dans l’arc avec sa couleur caractéristique en produisant une lumière très claire.
- Si nous comparons les proportions du courant et de la différence de potentiel aux bornes pour des arcs ordinaires et pour des arcs à flamme, nous trouvons des différences caractéristiques. Pour la même longueur d’arc et la même intensité, la différence de potentiel aux bornes d’un arc à flamme est toujours plus faible que celle d’un arc entre électrodes non préparées. La raison de ce phénomène est la suivante : la différence de potentiel capable de maintenir le courant à travers l’arc dépend de la conductibilité ou de la résistance de ce dernier. Comme nous 1 avons dit, cette résistance dépend du nombre des ions libres servant au transport du courant.
- Dans l’arc à flamme il y a une grande quantité de ces ions libres grâce à la décomposition des composés métalliques incorporés au charbon ; au contraire, dans l’arc ordinaire les ions libres sont en beaucoup moins grand nombre et les particules matérielles qui transportent le courant sont beaucoup moins conductrices.
- Il reste à mentionner encore deux applications diverses de l’arc à l’éclairage ; l’arc électrolytique et l’arc entre des électrodes métalliques. L’arc entre des électrodes de la deuxième classe a été étudié par Rash en 1901. Cet auteur employa des baguettes en oxydes de terres rares comme la magnésie, la chaux, l’oxyde de zircone, etc. Comme on le sait, ces oxydes ne sont pas conducteurs à froid et deviennent conducteurs à une température déterminée. Rash prit comme électrodes deux de ces baguettes et obtint un arc légèrement bleuâtre. Cette lumière électrolytique n’est pas encore sortie du domaine de l’expérience.
- Il en est tout autrement des arcs entre électrodes métalliques dont l’emploi dans la lampe à vapeur de mercure fait actuellement beaucoup parler de lui.
- Au lieu de pointes de charbon on peut, sur courant continu, employer comme électrodes des baguettes métalliques, sans que les phénomènes en jeu dans l’arc soient sensiblement modifiés. D’ailleurs, les différents méfaux ne se prêtent pas également à cette application, soit à cause de leurs propriétés chimiques, soit à cause de leur point de fusion trop bas. D’une façon générale on a reconnu qu’un métal peut entretenir l’arc d’autant plus facilement qu’il est moins stable; cela est bien facile à comprendre d’après ce qui précédé. Toutefois lorsqu’il s’agit de courant alternatif les choses ne se passent pas de même. Si dans ce cas on emploie des électrodes métalliques, il n’est pas possible, même avec des différences de potentiel plusieurs fois supérieures à celles que nécessite l’arc à courant continu, d'entretenir un arc dans les conditions habituelles. On peut s’expliquer de la façon suivante ce phénomène ; le charbon conduit beaucoup moins la chaleur que le métal le moins conducteur. Comme à chaque alternance le courant s’annule, c’est-à-dire l’arc s’éteint, les points de passage se refroidissent si rapidement pendant cette interruption qu’il ne peut plus exister suffisamment d’ions pour assurer le transport du
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- courant. La tension du courant alternatif devrait donc être assez élevée pour qu’il se produise au moment du maximum de tension une étincelle capable d’amorcer l’arc. L’arc entre électrodes de mercure dans un tube à vide est particulièrement intéressant. Comme l’a montré Arons en 1892 il fonctionne sur courant continu avec une laible chute de potentiel. Les travaux récents d’Hewitt ont permis de réaliser avec cet arc une lampe utilisable, mais donnant une lumière blanc verdâtre. La propriété la plus intéressante pour la pratique de la lampe Hewitt consiste dans la possibilité de transformer en courant continu les courants alternatifs polyphasés, d’après le dispositif plusieurs fois décrit (1).
- Il est intéressant de connaître la température des différents arcs. D’après les recherches les plus récentes, qui, comme on le comprend, offrent de grandes difficultés, le cratère d’un arc entre charbons atteint la température, constante pour toutes les intensités de courant, de 3 5oo° C. C’est vraisemblablement la température de vaporisation du carbone, qui est indépendante de l’intensité du courant. La température de la pointe cathodique est plus basse et est d’environ 2 5oo°. La température de l’arc lui-même est proportionnelle â l’intensité du
- courant et augmente avec cette dernière. On n , * . avait souvent songé à employer en chimie la
- chaleur considérable développée par l’arc électrique, mais Moissan est le premier qui ait réalisé sur une grande échelle cette application grâce à laquelle il est possible actuellement d’opérer la combinaison chimique de corps que l’on avait considérés jusqu’alors comme absolument indifférents les uns aux autres. Les plus connues des combinaisons ainsi obtenues sont le carbure de calcium et le carbure de silicium. Enfin le traitement électrique des minerais de fer et la fabrication de l’acier entrent actuellement dans le domaine de l’industrie.
- Il ne nous reste plus qu’à parler des phénomènes acoustiques que l’on rencontre dans l’arc électrique. En 1898, Simon découvrit que l’arc électrique peut servir à la transmission des sons. Il travaillait sur une lampe à arc pendant qu’une bobine d’induction était en fonctionnement sur une ligne voisine et s’aperçut que chacune des ruptures de courant de cette dernière était per-
- (*) Voir Éclair. Électr16 janvier 1903.
- ceptible dans l’arc. Après cette expérience fondamentale, il lui fut facile par des montages appropriés de renforcer l’action des ondes et de transmettre tous les tons de la parole, en se servant de l’arc comme téléphone. Parmi le grand nombre de montages différents qui ont été indiqués, celui de Simon est le plus simple, (fig. 6).
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- Fig. 6.
- Le circuit principal est alimenté par une dynamo ou par une batterie B : il comprend une résistance w, l’un des enroulements d’un transformateur T et un arc électrique entre électrodes de charbon L. Le second enroulement du transformateur est parcouru par les courants alternatifs provenant d’un microphone M. Chacune des variations de courant qui se produit dans ce second circuit est transmise par le transformateur dans le premier et est décelée par l’arc qui peut ainsi reproduire la parole. L’explication donnée par Simon sur ce phénomène est la suivante :
- L’arc, par suite de sa température bien déterminée, présente un certain volume. La température de l’arc est, comme nous l’avons rappelé plus haut, fonction de l’intensité du courant. Si cette intensité varie dans le circuit 1 sous l’effet des ondes induites par le circuit II, le volume de l’arc varie avec ces ondes. Or, ces variations de volume impriment à l’air environnant des oscillations qui reproduisent les sons émis de-
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- vant le microphone. La reproduction est très nette et les arcs qui se prêtent le mieux à cette expérience sont les arcs à flamme à forte intensité. On peut s’étonner au premier abord que les variations de courant relativement faibles produites par le microphone aient des effets aussi intenses dans l’arc. Mais il faut remarquer que la température de l’arc dépend de la chaleur Joule : si le courant est I et la résistance de l’arc R, cette température est proportionnelle à RP. Si le courant croît de la petite quantité dl, la température est proportionnelle à R (I —}— dl)2 = RI2 -p 2RWI -P un terme négligeable. Le second terme du second membre n’est donc pas seulement proportionnel à (il, mais aussi au courant principal I : on peut donc, en augmentant l’intensité de ce courant, accroître l’intensité du phénomène, ce que vérifie l’expérience.
- On peut également renverser le dispositif décrit : en parlant devant l’arc on peut l’employer comme microphone.
- On peut aussi, comme l’a montré West, monter deux arcs en série et employer l’un comme microphone et l’autre comme téléphone. Simon a même réussi, en faisant passer le courant d’un microphone dans le circuit d’excitation d’üne dynamo à courant continu, à faire reproduire la parole à tous les arcs branchés sur cette machine. Il est étonnant que l’on ne se soit pas occupé plus tôt des propriétés acoustiques de
- l’arc puisque toutes les lampes à arc fonctionnant sur courant alternatif émettent un son correspondant à la fréquence du courant alternatif.
- * L’arc parlant peut être employé pour les transmissions téléphoniques au moyen de la lumière. On sait, d’après les lois de la radiation, que toute variation de température est accompagnée d’une variation d’intensité lumineuse. En combinant un arc parlant et un élément de sélénium, on réalise la téléphonie lumineuse dont Graham Bell avait eu l’idée en 1880, et que Ruhmei’ a considérablement perfectionnée, puisqu’il est arrivé à communiquer téléphoniquement sans fil à une distance de 7 km.
- Ruhmer est parvenu également à enregistrer sur une pellicule sensible les variations d’éclaf de l’arc. En faisant passer cette pellicule entre une source lumineuse et un élément de sélér nium, on peut reproduire dans un téléphone les sons émis devant l’arc. Ruhmer appelle cet appareil Photographon.
- Pour terminer, nous mentionnerons l’arc -chantant de Duddell que l’on obtient en branchant aux bornes d’un arc très court entre charbons homogènes une self-induction et une capar cité. La période des oscillations qui prennent naissance est donnée jaar la formule t = 27c V/CL. Le circuit ne contenant pas de fer, les oscillar tions obtenues sont des sinusoïdes pures non amorties, comme l’a montré Duddell. B. L.i
- SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- ACADÉMIE DES SCIENCES
- L’aimantation et la magnétostriction des aciers au nickel, MM. Nagaoka et Honda, présenté par M. Ch.-Ed. Guillaume.
- MM. Nagaoka et Honda ont déterminé l’intensité d’aimantation de huit échantillons d’acier au nickel, de teneurs comprises entre 24 et 70 p. 100 de nickel.
- Les barrettes, en forme d’ovoïdes de 20 cm de longueur et de 1 cm au plus grand diamètre étant placées dans une bobine de 3o cm, et leur action sur un magnétomètre était mesurée en compensant l’action propre de la bobine. Pour
- tous les échantillons, la saturation est promptement atteinte.
- La courbe de la susceptibilité en fonction de de la teneur de o, vers 2Ô p. 100, et monte rapidement jusqu’à 29 p. 100, où se trouve un maximum relatif, redescend et remonte jusqu’au maximum absolu vers 5o p. 100, pour redescendre ensuite régulièrement jusqu’à la susceptibilité du nickel.
- Tous les échantillons étudiés s’allongent dan's le champ ; pour ceux de faible teneur en nickel l’allongement en fonction du champ est graduel, tandis qu’il est plus rapide et atteint plus vite sa limite pour les échantillons à forte teneur. A
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- partir de 5o p. ioo, on constate un maximum peu accusé en fonction du champ. La courbe des allongements en fonction de la teneur poui un Champ donné ressemble à la courbe de l’intensité d’aimantation et présente le même plissement vers 29 p. 100.
- Les changements de volume sont incomparablement plus grands que dans le fer ou le nickel Ils sont sensiblement proportionnels au champ et atteignent 5o.io-6 du volume, au maximum, c’est-à-dire pour 29 p. 100 de nickel, dans un champ de 1 600 gauss.
- MM. Nagaoka et Honda insistent sur la coïncidence d’une série des propriétés des acier au nickel à la teneur de 29 p. 100 qui semble constituer un point caractéristique de ces alliages.
- Osmose électrique dans l’alcool méthyli-
- que. Note de M. A. Baudouin, présentée par M. A. Haller.
- « Ainsi que l’a montré une étude précédente [Jean Perrin, Conditions qui déterminent le signe et la grandeur de Vélectrisation par contact, Comptes rendus, séances des 8 et 11 juin 1903, 5 et 12 octobre 1903], les phénomènes d’osmose électrique ont lieu dans tous les liquides ayant un grand pouvoir inducteur spécifique et, par suite, sont bons ionisants. Il paraît naturel de poursuivre cette étude dans d’autres milieux que l’eau, d’y rechercher l’action des matières dissoutes et de voir comment les lois trouvées pour l’eau se trouveront alors modifiées ou étendues ; en particulier on pourra rechercher des ions jouant vis-à-vis de chaque solvant le rôle capital qu'exercent les ions H+ et OH- dans l’eau.
- » J’ai étudié à ce point de vue l’alcool méthy-lique avec un appareil identique à celui de M. Perrin et suivant une technique analogue.
- » Voici les premiers résultats de cette étude :
- » Dans l’alcool méthylique l’osmose électrique est encore notable mais en moyenne plus faible que dans l’eau, dans les mêmes conditions, aussi est-on obligé d’opérer avec une différence de potentiel dé 200 volts à 3oo volts au lieu de 60 volts à 100 volts que l’on employait dans l’eau : l’osmose est en effet proportionnelle à la différence de potentiel que l’on crée de part et d’autre de la paroi poreuse (résultat vérifié de 3o volts à 900 volts).
- » Les premières expériences ont été faites avec de l’alcool méthylique absolu (après distil-
- lation lesur sodium) ; mais la présence d’une petite quantité d’eau, 1 à 2 p. 100, ne modifiant pas le sens des résultats, les expériences suivantes ont été faites dans de l’alcool méthylique pur à 990.
- » Ces expériences nous ont montré que, ainsi que cela se passe dans l’eau, le sens de l’osmose varie avec la nature des cloisons poreuses : pour certaines d’entre elles, CrCl3, S04Pb, MnO2, le liquide remonte le courant électrique, se dirige vers le pôle positif ; la paroi s’est donc chargée positivement au contact de l’alcool ; pour d’autres, SiO2, S, As2S3, Pbl2, l’osmose a lieu en sens inverse, la paroi s’est donc chargée négativement au contact de l’alcool méthylique ; il est à remarquer que ces parois donnent une osmose de même sens dans l’eau neutre.
- » Vosmose est sensible à des traces de matières dissoutes dans l’alcool à condition que ces matières soient des électrolytes : Pour une paroi de silice, une trace de CaCl2 double le temps nécessaire pour faire passer un même volume de liquide sous une même différence de potentiel, mais sans changer le sens du mouvement; pour une paroi d’iodure de plomb, une trace de nitrate d’aluminium renverse le sens de l’osmose.
- » Au contraire, certaines substances telles que la benzine, la naphtaline, le menthol, le camphre, non décomposables en ions, semblent ne modifier le phénomène en aucune façon ; ainsi, il faut sensiblement le même temps (100, io5 secondes) pour faire passer le même volume (0,1 cm3) sous une même différence de potentiel (260 volts) pour :
- » I. De l’alcool méthylique pur à 990 ;
- » II. De l’alcool contenant o,25 gr de camphre pour 5o cm3 ;
- » III. De l’alcool contenant o,5o gr de camphre pour 5o cm3, ce qui correspond à 1 molécule pour 3o litres pour le premier cas, 1 molécule pour i5 litres dans le second, concentration beaucoup plus forte que celle que nous avons employée pour les électrolytes et dont l’action est très marquée pour des concentrations de 1 molécule pour r 000 litres ou 1 5oo litres d’alcool.
- » Si nous considérons, par analogie avec l’eau, l’alcool méthylique CH,tO comme constitué par les groupements CH30 et II analogues aux groupements OH et H de l’eau, le méthylate de
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- sodium CH3O.K devra vis-à-vis de l’alcool jouer le rôle de la potasse OH.K vis-à-vis de l’eau, et charger négativement, comme une solution basique le fait pour l’eau, une paroi positive, c’est-à-dire renverser le sens de l’osmose pour une telle paroi.
- » C’est ce que l’expérience vérifie : une paroi de chlorure de chrome, qui se charge positivement au contact de l’alcool méthylique absolu, se charge négativement dans une solution de méthylate approximativement i,/i5ooe normale, i molécule en 4 ooo litres donne encore une osmose notable en sens inverse de celle que donnait l’alcool méthylique pur ; enfin une molécule en 16000 ne donne plus d’osmose appréciable ni dans un sens ni dans l’autre.
- » L’action de l’ion H est plus difficile à mettre en évidence, on prévoit que cet ion, comme dans l’eau, imposera son signe à une paroi chargée négativement et retournera le sens de l’osmose pour une telle paroi.
- » Or dans un premier essai, pour différentes parois [S, AgCl, SiO2], l’addition de IIC1 déchargeait la paroi sans aller jusqu’à la charger positivement. Dans le cas d’une paroi de soufre l’osmose très notable (8o secondes pour faire passer o,i cm3 sous 2Ôo volts) devient à peine appréciable quand on ajoute une trace d’acide azotique.
- » Ceci peut tenir à ce que la plus grande partie de l’acide ajouté disparaît en éthérifiant de l’alcool. En poussant la concentration jusqu’à ce qu’il reste des traces d’acide libre, on change le sens de l’osmose. C’est ce qui arrive en effet pour une paroi de silice lorsque la conductibilité de la liqueur correspond à une concentration grossièrement millinormale en ions libres.
- » J’indiquerai dans une prochaine note l’action des ions polyvalents. »
- Sur le pouvoir pénétrant des rayons Ah émis par certaines sources et leur emmaga-sinement par diverses substances. Note de M. Julien Meyer, présentée par M. Mascakt.
- « M. Blondlot a signalé récemment une nouvelle espèce de rayons N qui diminuent la phosphorescence du sulfure de calcium. Il a constaté que ces rayons qu’il nomme sont émis par une lampe IN'ernst en même temps que les rayons N et qu’ils se produisent aussi quand on étire un fil de cuivre, d’argent ou de platine.
- » J’ai utilisé comme sources de rayons un fil de verre ou de cuivre tendu ou un tube de verre fermé, à l’intérieur duquel on a diminué la pression. Le verre du tube soumis à l’état de contrainte résultant de la différence des pressions à l’intérieur et à l’extérieur est une source puissante de rayons PQ.
- » En effet, l’éclat de l’écran à taches de sulfure, introduit sous une cloche de verre reposant sur la platine de la machine pneumatique, diminue quand la machine fonctionne et reprend sa valeur primitive quand on laisse rentrer l’air. Si l’on place l’écran à sulfure en dehors de la cloche, la phosphorescence diminue également dès le premier coup de piston.
- » Une ampoule de lampe à incandescence dans laquelle ne passe aucun courant, un tube de Geissler à hydrogène, un tube de Crookes, sans qu’on les actionne par une bobine de Ruhmkorff, émettent d’eux-mêmes des ravons N,.
- » Tandis que les rayons N, de la lampe Nernst sont arrêtés par une lame de plomb oxydée ou une feuille de papier mouillée, ceux qui proviennent des sources précédentes jouissent d’un pouvoir pénétrant considérable : l’action d’une ampoule de lampe à incandescence sur l’écran n’est pas, en effet, sensiblement diminuée si l’on intercale entre l’ampoule et l’écran une planche de io cm d’épaisseur ou une feuille de plomb oxydée de i mm d’épaisseur repliée sur elle-même de façon à être traversée huit fois, ou un vase de verre de io cm d’épaisseur rempli d’eau pure.
- » Le carton, la paraffine, l’aluminium, le zinc, le fer, le cuivre, l’argent, l’or, le mercure, la main sont aussi transparents pour ces radiations.
- » Je n’ai trouvé, comme corps opaque, que le platine sous une épaisseur, de i mm, et le verre dit opale sous une épaisseur de 3 mm.
- » En étudiant la réfraction de ces rayons à l’aide d’une lentille d’aluminium, j’ai eu l’occasion de constater que ce métal les emmagasine en grande quantité et qu’il en émet pendant plus de 24 heures après qu’on l’a éloigné de la source.
- » Le verre ordinaire, le crown les emmagasinent mais gardent peu de temps la faculté d’en émettre. Le plomb, le cuivre, l’eau pure ne les emmagasinent pas.
- » L’eau salée, la dissolution d’hyposulfite de
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- soude dans l’eau, soumises à l’action d’une source de rayons Nt deviennent elles-mêmes et restent très longtemps des sources.
- » La main, après avoir été maintenue pendant quelque temps à une faible distance d’une source de rayons N15 ou après l’avoir touchée, diminue elle-même la phosphorescence de l’écran quand on l’en approche. Elle garde cette propriété pendant plusieurs minutes. Ce fait paraît dû à l’emmagasinement des rayons par la sueur, qui se comporte comme l’eau salée. Cette explication semble d’autant plus admissible que, si on lave la main h grande eau, elle cesse d’agir sur l’écran.
- » Les rayons émis par les sources précédentes sont réfractés par des prismes de verre, de cuivre et d’aluminium et sont dilfractés par un réseau. »
- Modifications permanentes. Sur les propriétés des systèmes affectés à la fois d’hystérésis et de viscosité. Note de M. P. Duhem.
- « M. Marcel Brillouin a donné autrefois une théorie des modifications permanentes ; en cette théorie, il a émis l’hypothèse suivante : Un grand nombre de modifications, en apparence spontanées, qui semblent se produire à température constante et sous action extérieure constante, sont dues, en réalité, à une accumulation de changements permanents produits par des oscillations très petites et très nombreuses de la température et des actions extérieures.
- » La théorie de l’hystérésis que, depuis plusieurs années, nous nous efforçons de construire nous a amené à reprendre (x) et à développer l’hypothèse de M. M. Brillouin. I >es belles recherches expérimentales de M. L. Marchis (* I 2 * * 5) sur le déplacement du zéro du thermomètre à mercure et de M. IL Chevallier sur la v^aria-
- O Sur les déformations permanentes et l’hystérésis.
- I remier Mémoire (Mémoires de VAcadémie de Belgique,
- t. LIV). — Septième Mémoire (Ibid., t. LXII).
- (-) L. Marchis, Les modifications permanentes du verre et le déplacement du zéro des thermomètres
- (Mémoires de la Soc. des Sc. phys. et nat. de Bordeaux,
- 5e série, l. IV, 1898, p. 67).
- (' ) H. Chevallier, Sur les variations permanentes de résistance électrique des fils d’alliage platine-argent soumis à des variations de température (Mémoires de la Soc. des Sc. phys. et nat. de Bordeaux, 5e série, t V. 1901, p. 385).
- tion de résistance électrique de l’alliage platine-argent ont apporté, d’ailleurs, à l’hypothèse de M, Brillouin, d’importantes confirmations ; elles ont mis en évidence le rôle essentiel que les oscillations de la température jouent en ces altérations.
- » D’autres physiciens ont institué, au sujet d’autres modifications, spontanées en apparence, des expériences analogues ; mais ces expériences n’ont manifesté aucune influence exercée par les petites oscillations des actions extérieures ou n’ont manifesté qu’une influence négligeable. Il y a, entre leurs observations et celles de M. Marchis et de M. Chevallier, une contradiction apparente qui vaut la peine d’être dissipée.
- » On y parvient aisément en faisant usage des lois générales de la Dynamique des systèmes affectés d’hystérésis, telles que nous les avons récemment développées (*). Lord Kelvin, P.-G. Tait, Lord Rayleigh et M. von Helmholtz ont montré l’intérêt qu’il y av^ait à compléter le principe de d’Alembert par l’introduction des actions de viscosité. Selon ces auteurs, on tirades équations de Véquilibre d'un système les équations du mouvement de ce même système en ajoutant à chaque action extérieure l'action d’inertie et l’action de viscosité qui correspondent à la même variable. Cette forme généralisée du Principe de d’Alembert est celle dont nous avons fait un continuel usage dans l’étude des systèmes dénués d’hystérésis ; c’est aussi celle que nous avons étendue aux systèmes affectés d’hystérésis.
- » Considérons un système défini, hors la température T, par une seule variable normale x et soit X l’action extérieure correspondante. Désignons par J Vaction d’inertie et par Y Vaction de viscosité. On passera des équations statiques de l’hystérésis aux équations dynamiques en substituant à l’action extérieure X Y action totale Z = X + J -f Y.
- » Dans un grand nombre de cas, la valeur des actions X et J est donnée par les conditions de 1 expérience, tandis que l’action de viscosité Y demeure inconnue ; aussi désignerons-nous la somme \ = X -J- J = Z — V comme étant l’ac-tion observable. Le point (X, x~) est un point du
- P) Sur les déformations permanentes et l’hystérésis. Septième Mémoire : Hystérésis et viscosité (Mémoires de l’Académie de Belgique, t. LXII, 1902).
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- tracé observable, tandis que le point (Z, x) est un pql|it du tracé complet. Le tracé complet se compose d’ascendantes et de descendantes associées $felon les règles de la statique des systèmes a hystérésis ; le tracé observable peut avoir une forme extrêmement différente. La comparaison de ces deux tracés nous a déjà fourni plusieurs propositions essentielles pour l’étude dynamique des systèmes affectés d’hystérésis ; c’est elle encore qui nous servira à résoudre le problème qui nous occupe.
- » Pour plus de simplicité, nous supposerons que le variable x soit une variable sans inertie ’ cette supposition est rigoureusement exacte pour le cas où x est une aimantation ou une variable chimique ; elle est à peu près exacte lorsque x représente la longueur d’un fil tendu. Dès lors, J sera nul ; on auraY = X = Z—V.
- » Nous supposerons également, comme on le fait presque toujours, que l’action de viscosité Y
- est proportionnelle à la vitesse = x', en
- sorte que Y = — v (x, T) xf ; le coefficient de viscosité v est nécessairement positif.
- » Supposons que la valeur de l’action observable X oscille entre deux limites voisines A0, Ar Selon une discussion précédemment donnée (J, il peut arriver, pendant un certain temps, que, malgré les continuels changements de signe de
- X' = , x' garde un signe invariable; puis,
- pendant un autre temps, que x' subisse autant de changements de signe que X' en éprouve.
- » Bornons-nous, aujourd’hui, à considérer le premier cas et supposons, pour fixer les idées, x' constamment positif.
- ” » A l’instant t0, x, X, x' ont des valeurs déterminées x0, X0, x\ ; nous nous proposons de
- comparer la variation de x lorsque X oscille constamment entre A0 et At à la variation que subirait x si X gardait constamment la valeur x0.
- » x' étant, par hypothèse, constamment positif durant le temps considéré, le tracé complet se réduit, dans les deux cas, à une ascendante unique ; et, dans les deux cas, cette ascendante est la même, car le point de départ (X0, xf) est le même.
- » Par conséquent, à une valeur donnée de x correspond, dans les deux cas, une même action totale. Soient x la vitesse dans le premier cas et y' dans le second. Pour chaque valeur de x, nous devons avoir
- X — v (x) x' =. X0 — v (x) y',
- ou bien
- v {x) (x' — y') = X — X0.
- Mais (X —X0) est, en valeur absolue, au plus égal à (A0 — AJ ; si donc (A0 — AJ est petit par rapport au coefficient de viscosité v, {x' — y') est petit. Lorsque le système passe par une valeur donnée de x, il y passe, dans les deux cas, sensiblement avec la même vitesse ; il subit donc, dans un même temps, sensiblement la même transformation.
- » Ainsi, tant que la vitesse de transformation x' garde un signe invariable, de petites oscillations éprouvées par ïaction observable au voisinage d'une valeur moyenne constante exercent seulement une faible influence sur les modifications d’un système affecté d’hystérésis et de viscosité, pourvu que le coefficient de viscosité soit grand par rapport à Voscillation que peut éprouver la valeur de l’action observable. »
- (1) Sur les déformations permanentes et l’hystérésis. Septième Mémoire : Hystérésis et viscosité. Chapitre ni, | 9 (Mémoires de l’Académie de Belgique, t. LXII, 1902).
- Le Gérant : Ch. COINTE.
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- Tome XL
- Samedi 9 Juillet 1904.
- Il» Année. — N» 28
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- L'ÉNERGIE
- DIRECTION SCIENTIFIQUE
- k. D’ARSONVAL, Professeur au Collège de France, Membre de l'Institut. — A. BLONDEL, Ingénieur des Ponts et Chaussées, Professeur à l’Ecole des Ponts et Chaussées. — Eric GÉRARD, Directeur de l’Institut Electrotechnique Montefiore. —G. LIPPMANN, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. —D. MONNIER, Professeur à l’École centrale des Arts et Manufactures. — H. POINCARÉ, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut.
- ___ A. POTIER, Professeur à l’École des Mines, Membre de l’Institut. — A. WITZ, Ingénieur des Arts et
- Manufactures, Professeur à la Faculté libre des Sciences de Lille.
- ÉTUDE THÉORIQUE
- SUR LES MOTEURS MONOPHASÉS A COLLECTEURS
- III.— THÉORIE DU MOTEUR MONOPHASÉ COMPENSÉ U
- Dans la figure i nous donnons le montage du moteur monophasé compensé, tel qu’il a été indiqué par M. Latour [Écl. Élect., t. XXXYI, p. 3i6).
- Nous admettrons dans ce qui va suivre, les balais court-circuités ab décalés d’un angle 0 par rapport à la ligne polaire statorique pp et les balais série cd, amenant le courant d’alimentation au rotor, en quadrature avec les balais ab.
- Ensuite, pour mieux faire ressortir les qualités fondamentales du moteur compensé, nous négligerons dans une première approximation la résistance ohmique ainsi que les fuites magnétiques des enroulements.
- Soient, conformément à ce qui a été convenu plus haut :
- £1 le coefficient de self-induction de l’enroulement statorique ;
- la valeur des coefficients de self-induction de l’enroulement du rotor suivant les directions a b et cd ;
- cos 0 et 01c12 sin 0 les coefficients d’induction mutuelle statique de l’enroulement statorique par rapport à l’enroulement du rotor et suivant les circuits ab et cd respectivement ;
- 0lU12 cos 0 et DlUjg cos 0 les coefficients correspondants d’induction dynamique ;
- élU2i cos 0 et ,))t21 sin 0 les coefficients d’induction mutuelle statique des circuits secom daires suivant cib et cd par rapport à l’enroulement statorique ;
- 0lU2 les coefficients d’induction mutuelle dynamique entre les branches ab et cd de l’enroulement secondaire.
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
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- 42':
- Ensuite :
- C1 le vecteur de la tension aux bornes du stator;
- C2 le vecteur de la tension entre les balais cd du rotor ; le vecteur du courant d’alimentation ; le courant secondaire parcourant la branche cib,
- enfin co1 la vitesse angulaire du vecteur de la tension ;
- et m2 la vitesse angulaire polaire du rotor.
- Avec ces symboles les équations fondamentales du moteur monophasé compensé pourront s’écrire en termes vectoriels :
- (§1 : -(- i‘co1r32t'))u21 cos 0 -j- sin©. .... (1)
- <g2 — /oj1-)1<£2-J- joj131.1)1LX2 sin 0 -f- üj232.')Il'2 -j- w.,3^.311^0 cos 0...
- o = jw10.,£2 -}- cos 0 — co.^DïL'., —w20i;)lc'1.>sin 0...
- (3)
- Posons, pour simplifier davantage les choses, avant d’envisager le cas général :
- je, = ü2 = ;)iii2 = 414 = ;)ll2 et résolvons (3) par rapport à 32 :
- Fie-. 1,
- <32 =------r^- [Iml cos 0 — 04 (1 -(- sin 0)]........... (4)
- Ë11 éliminant 02 de (1) el (2) et en faisant la somme, il vient, si nous désignons la tension d’alimentation par £ :
- 0 7> 1 tp r iwlt£x I . cos 0 2 *
- <£> — <§1 ~T~ — ‘Vj —“— I -------- Kt>1(02
- , , 1 + sin 0 " h + Jin0 J (l + Sin 0)2
- Nous pouvons introduire dans celle expression le courant de démarrage
- O
- 4
- tw1£, ( i -f- sin c>)p
- et écrire le courant d’alimentation
- lu,- — iw.w.,
- COS 0
- Avec
- tg
- 1 -j- sin 0 1 sin 0
- 40.)., cos 0
- wi2 (* “f~ sin — °J'" le courant primaire peut aussi être écrit :
- - —- en, 1 4 sin 0 . . j.
- ,d —— -----5— sm ^ e
- 1 1 04 cos 0
- ou bien, en tirant de l’expression de tg ^ la valeur de-^1 .
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- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- 43
- Le courant secondaire peut être tiré de (4) : ' '
- £=—5, COS8+-V-L1 +si°6)* sin.^-(4(6)
- La vitesse de rotation s’obtient de la formule pour tg 6 :
- _ cos 0 / cos _1 / cos2 J; sin2 \
- w2 co1 gjjj tLy 2 4 i — sin 0 /
- Ceci peut être écrit en appelant la valeur adjointe de 5,, correspondant au signe — dans la formule (5) :
- cos 0 3/
- . t»2 = — oq —:— ---------—
- 1 sin 01)rf
- D’autre part, on trouve pour w2 en partant de l’avant-dernière expression donnée pour :
- 1 -4- sin 0 sin <L
- to, — (O. ----------- . ——
- ' 1 cos 0 êV,
- ^±(1
- Le couple C s’obtient en multipliant les équations (1) et (2) dans leur forme canonique par i,dt et l’équation (3) avec i2dt, et i2 étant les valeurs instantanées des courants primaire et secondaire, et en faisant la somme des produits, tout en intégrant entre o et 1. Toutes simplifications faites, il reste comme mécaniquement utilisable :
- d’où
- ri . . r
- Cw_> — a>25R. cos 0 I i^dt — (o,.)II. sin 0 1 ij
- ,dt
- C — 5)1. cos 0-^------------------- 5)1 sin 0 cos
- ou bien en rapprochant l’expression donnée pour è2 et en observant que le second terme est en quadrature avec 3, :
- Ole cos 0 (1 -f- sin ®) mo
- L* — --------------------- o**
- 2 A
- O11 voit que le couple est proportionnel au carré du courant d’alimentation et devient nul pour (-) — 90°.
- La tension lamellaire e3 sous les balais série c et d peut s’écrire, en appelant mi3 cos 0 et m\.i sin 0 les coefficients d’induction statique et dynamique du stator par rapport à une spire court-circuitée parles balais série, mi3 le coefficient d’induction mutuelle statique du circuit suivant ab, et m' i3 le coefficient d’induction dynamique du circuit suivant cd par rapport à la même spire :
- e3 — ÎC017??2332 -f- ÎWi777Jl3 COS 0^! - - C027?7'13 sin ©Ôj
- En posant, en conformité avec ce qui a été admis précédemment,
- mS3 = '«13 = = '«23
- on obtient en vertu de l’équation fondamentale (3) :
- e3 — 0
- La tension sous les balais série se trouve donc être nulle à toute vitesse.
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
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- Pour la tension lamellaire sous les balais court-circuités ab, on obtient finalement, en comprenant sous m14 sin 0 et m'Vt cos 0 les coefficients d’induction statique et dynamique entre le stator et une bobine élémentaire court-circuitée par les bobines a ou 6, sous m24 le coefficient d’induction mutuelle statique du circuit secondaire suivant cd, et sous ?n'.2i le coefficient d’induction dynamique du circuit secondaire suivant ab par rapport à la même bobine :
- e4 iix>yin.y.2)2 -f- iw1m14 sin -f- oj.2m'2,^.2 uvm'u cos 0c)1
- En rapprochant cette expression pour e4 de l’équation fondamentale (2) on voit, qu’avec l’hypothèse
- 14 --- "lîl
- la tension lamellaire sous les balais court-circuités se trouve être proportionnelle et en phase avec la tension entre les balais série £s, de sorte que l’on peut poser, en désignant par a une constante arbitraire :
- Pi= aêl...... (7)
- Diagramme polaire du moteur monophasé compensé. — Il est facile de voir que l’épure polaire du moteur composé sera une courbe biquadratique ou quartique. On fera bien, dans la suite, de distinguer 3 cas, suivant que :
- i°) 0 = 0
- 2°) 0 < O
- 3°) 0 > O
- ier cas : 0=o. — L’expression du courant d’alimentation devient pour 0 = o :
- / .1.---------1 .
- sin2 (li eVj
- N
- a*,d
- I COS
- L ~
- /
- v
- cos2 <b , . ,
- -----sin2
- 4
- Commençons par tracer horizontalement (fig. 2) le vecteur de la tension d’alimentation OE et verticalement en O le courant de démarrage = OB.
- __ ___ CXB
- Décrivons ensuite sur OB et OD =--------- comme diamètres deux cercles auxiliaires
- 2
- T et T' et menons par O, sous un angle avec OB, un rayon vecteur OC rencontrant les deux cercles en G et G' respectivement. On a alors pour les segments interceptés sur OC par les cercles T et T' :
- —1 -T COS <1>
- hirf —-—
- OGl = d.
- bg1 - y/ g'g 2 + gb2 = a1?d y/
- 5 in2 d;
- On peut maintenant engendrer facilement la quartique lieu de l’extrémité du courant d'alimentation ?.en portant sur un rayon vecteur arbitraire, tel que OG'G, à partir du point G', une longueur G'B dans les deux sens ; les points C et C* que l’on obtient ainsi, font alors partie de la quartique [0 = o]. En répétant cette construction pour différentes directions 6, on reçoit la courbe du quatrième ordre représentée dans la figure 2, qui tient évidemment de la cardioïde par le point cuspidal et la bitangente réelle à l’origine et par la seconde bitangente réelle inférieure, parallèle à OE.
- Nous appellerons par extension C” le point adjoint de C. Avant d’entamer cependant la
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- :4'5
- discussion de cette courbe, il convient d’envisager la représentation graphique des autres grandeurs électriques. <- (
- Avec 0 = o il vient de (6) pour le courant secondaire :
- y
- sin -Le
- En reliant le second point d’intersection G*, de la droite GD avec le cercle T, avec les points O et C par des droites et en remarquant que :
- OG* — sin (Le ( 2 0
- on a directement en
- CG* = — ÔC sin <Le~ ' ("i-•) = 52
- le courant secondaire en grandeur et direction.
- O
- La vitesse de rotation peut aussi s’écrire, si nous appelons l'angle entre et :
- en., ~ (o.i sm ü;
- <) 0CG‘ «,
- . O G*
- jj ___-__ _ t.\----—
- OC
- œt tg a
- En partant de l’expression to2 = — on peut aussi représenter co2 linéaire-
- ment.
- En effet, si nous érigeons, pour trouver la vitesse afférente au point C, au point adjoint C* une perpendiculaire à OC* jusqu’à ce qu’elle vienne rencontrer l’axe polaire OE en F, le segment OF sera proportionnel à la vitesse angulaire du rotor. Nous trouvons l’échelle de la vitesse, en considérant le synchronisme, où tg ^ = oo , donc cos »= i. Si nous appelons C.s et G*, les points de la quartique situés sur l’horizontale OE, nous avons en OCf = Gl d le courant primaire au synchronisme et en 0C*S une longueur correspondant
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- à la vitesse synchrone, et, par là, l’échelle de to2. Le couple Cs est égal au couple de démarrage Crf. Le courant secondaire est représenté au synchronisme par
- C$B ~ ^2
- On peut remarquer qu’au synchronisme le champ résultant suivant la ligne des balais en court-circuit ab est proportionnel et en phase avec :
- ÔC;+C^ = ÔB = 3^
- tandis que, suivant la ligne des balais série cd, le champ est dans le même rapport proportionnel et en phase avec :
- OCs ~
- et donne donc lieu avec le premier à un champ tournant parfait.
- En substituant finalement l’expression trouvée pour 32 dans l’équation (2), tout en mettant 8 = 0, on obtient :
- «j
- wi
- et en rapprochant l’expression de tg ^ :
- cos '1/e* '
- La tension entre les balais-série cd est donc en quadrature avec le courant -y, et il résulte de là qu'il n'arrive point d’énergie électrique au rotor par les balais série cd. C., est proportionnel à 5l d cos <1 et peut être représenté par la corde OG du cercle T, avec laquelle C, est en quadrature.
- Tout ce que nous venons de dire au sujet de C2 est, en vertu de l’équation (7), cet. par. applicable à la tension lamellaire eK sous les balais court-circuités a et b. On voit en particulier qu'au synchronisme on a el = o, ce qui d'ailleurs était à prévoir par le fait même de Vexistence d'un champ tournant pour iu2 = w1 (*).
- Au-dessus du synchronisme les segments OG et, par conséquent, C2 et la tension lamellaire e4 sous les balais ab, vont de nouveau en croissant et deviennent maximum pour io2 = 00’, où C.z est égal à la tension d’alimentation C.
- Nous pouvons maintenant revenir à la discussion de l’épure et nous demander d’abord, quelles sont les valeurs extrêmes du courant série 3, et de sa composante déwattée, si on maintient la tension d’alimentation constante.
- nous donne, en plus de
- et les décalages correspondants :
- ÉÈl
- d'h
- O
- 'b — o , tg r= ± Ÿ 2
- (?.)= -J----4. = 3S«./4
- cpfi = 180 — 34° i/4
- fi) Celle propriété du moteur compensé ainsi 'que la relation e3 ~ ’o ont été reconnues originairement par M. Latour (.Écl. Élec., t, XXXY1, p. 3i6).
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- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- et enfin
- (,^l)max — —-== — OCj
- \5
- avee -b,a comme composante déwattée.
- La vitesse de rotation correspondante devient u>., — -
- Le couple, étant proportionnel à 4^, devient également maximum au point Ct. La composante déwattée de b devient un extremum pour
- à quoi répondent les vecteurs
- rfb COS '1/
- d<b
- OC, = 0
- V 5
- avec
- 3r>û i '4 et (O., r= Wj \ ?.
- uw = - -y= o v
- avec
- o2* = 35° i '4 et — — o),
- ob = ;i,(
- avec
- o — —---- cl (O, r: o
- ‘ 2
- Les points C2 et C*t appartiennent d’ailleurs à la seconde bitangente réelle.
- Brièvement résumé, nous voyons donc qu'en calant les balais du moteur compensé de sorte que 0 = o, le courant d'alimentation b croit cVabord légèrement si le moteur prend de
- la vitesse, devient maximum pour -et passe par sa valeur initiale OC, — b.,/ au
- v 2
- synchronisme ; de là il, décroît continuellement jusqu'à o pour io2=qo.
- La composante déwattée de 3, diminue incessamment à partir du démarrage, deve~ nant nulle au synchronisme ; au delà elle change de sens, atteint son maximum
- négatif-----—- , pour o.>2 — oq \,/2, et s'évanouit avec b-
- Le courant d'alimentation est donc, ci la marche hyper synchrone du moteur, décalé en avant, par rapport à la tension et jouit, comme on voit, de propriétés magnétisantes par rapport au circuit extérieur.
- Le courant secondaire b est égal, au démarrage, à b.<o passe par un maximum et va en diminuant à mesure que la vitesse augmente.
- Au synchronisme on a b2 = -\.rf y/2-
- On s’aperçoit enfin facilement que la branche symétrique, lieu des points C* de la quar-tique, correspond au fonctionnement comme générateur de l’appareil, quand son sens de rotation se trouve être inversé.
- Deuxième cas : 0 < o. — Pour construire la quartique [0< o], traçons de nouveau horizontalement le vecteur de la tension OE et verticalement le courant de démarrage :
- <S______ A
- iWjJÜ ( 1 -j- sin ©)2
- b><* = O B =
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- et décrivons, tout comme précédemment, sur OB et OD — —— comme diamètres deux cercles T' et F
- Si maintenant nous portons sur OB une longueur OF = — et si nous décrivons
- y i — sin 0
- sur FB comme un troisième cercle F', en appelant respectivement G et G7 les points de rencontre du vecteur arbitraire OC avec les cercles T et F, et J le point d’intersection de la ligne G'B avec le cercle F', nous aurons évidemment :
- O 7
- et
- OG = ôlJ(7
- G J = GG'2 + G'J2
- sin2 b i — sin 0
- En portant donc depuis G, sur le rayon vecteur OG la longueur G.J dans les deux sens, nous obtenons directement deux points G et G* de la quartique [6< o].
- On voit aisément que la courbe ainsi engendrée (fig. 3) est de la môme famille que la cardioïde, et possède comme celle-ci deux bitangentes réelles et un point de rebroussement à l’origine.
- Nous n’entrons pas davantage dans l’analyse de cette courbe, et passons directement à la représentation graphique des diverses grandeurs caractéristiques relatives au fonctionnement du moteur compensé.
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- 4.9
- La vitesse de rotation to2 est toujours proportionnelle à • et peut être recueillie sur
- l’axe polaire comme auparavant. Cependant, il importe de remarquer, que la vitesse synchrone doitintervenir à présent pour un décalage en avant du courant d’alimentation, donné par la relation
- tg J, — — colg 0
- La grandeur du courant primaire au synchronisme étant :
- OCs 1= ^i,d (i -f-sin 0) avec <) EOCs = 0,
- la longueur interceptée sur 1/axe polaire OE par la perpendiculaire en C*s sur le rayon vecteur UC*S correspondra maintenant à la vitesse synchrone.
- Pour représenter le courant secondaire à2, mettons l’équation (6) sous la forme
- &2
- cos 0
- -h + rh'd
- i '-L- sin 0 i — sin 0
- sin (pe
- (•H
- et portons sur OB une longueurs,,, 1 f sm ® _ OB'. Décrivons ensuite sur OB'comme diamètre une circonférence R coupant le vecteur arbitraire OC en IL Soit enfin IIII* un diamètre de R. En remarquant qua <) lPOlf = — , on voit alors que la ligne de jonction CH*
- sera proportionnelle et en phase avec S2. On peut observer que la tangente de l’angle entre c\ et S2 est de nouveau proportionnelle à w2.
- La tension lamellaire e, sous les balais courL-circuités a et b peut enfin se mettre sous la forme :
- . S — — i -f- sin 0
- e, — — iO),m sin 0 i a., — a :----— cos <he
- * 1 I sm 0 ‘
- Il suffit de porter sur la prolongation de BO une longueur
- — i -f-sin0
- sin 0
- = OB"
- et de décrire sur OB" un cercle Q, coupant le vecteur OC en L, pour reconnaître que la longueur CL, comprise entre le cercle Q et la quartique, est proportionnelle et en quadrature avec la tension lamellaire ei et, en vertu l’équation (7), à la tension C2 entre les balais série c cl. Pour to2 = co1 le second terme entre parenthèses devient égal à — a. s et, on voit qu'au synchronisme e4 et C2 deviennent tous deux nuis. Il résulte de là que le cercle Q doit nécessairement passer les points Cs et C's, de la quadrique, correspondant à la marche synchrone de l’appareil,
- On voit, de plus, qu’au-dessus du synchronisme e,. et C2 vont de nouveau en croissant et atteignent pour <o2= oo la valeur limite représentée par OB".
- Il nous reste à voir finalement en quelles mesures le fonctionnement du moteur monophasé compensé se trouve être affecté par des décalages B < o des balais.
- Le courant de démarrage étant :
- •s __ _______§_______
- ^ l'd iojjih (i + siu 0;- ’
- il est évident que pour B<o <3M ira en augmentant, plus B s’approche de------ .
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- De même la formule pour le couple de démarrage
- r _ Ole cos 0 d 2ojJu (i -f- sin 0)3
- laisse prévoir une augmentation rapide de Crf avec le décalage. En partant de la tension lamellaire au démarrage :
- __ m <g
- £ -i -f- sin 0
- te-----
- Fig. 4.
- on entrevoit facilement que si on règle pour différents décalages 0 la tension d’alimentation £, de sorte que le couple reste constant, la tension e,t sous les balais court-circuités
- sera d'autant plus faible que® sera près de---et, inversement, en maintenant eK constant,
- on peut constater que Cd augmentera avec le décalage.
- Cependant, en tenant compte des pertes oluniques et magnétiques, nous verrons qu’il n’en est pas tout à fait ainsi et, qu’en particulier, le couple Cd atteint un maximum déjà un peu avant 0 =------devenant nul, au contraire, pour 0 =— 90°.
- Somme toute, nous voyons que le calage 0<o est caractérisé par une tension lamellaire sous les balais court-circuités plus faible, et par un courant d’alimentation, déphasé en avant, au synchronisme
- Troisième cas 0 >0. — Dans le cas qui nous reste à considérer, la manière de procéder dont nous venons de faire usage, est encore applicable, avec la simple modification cepen-
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- 5i
- dant, que le cercle avec BF comme diamètre tombe maintenant en dehors du cercle r' ayant OB comme diamètre, attendu que
- ÔF = >ôb
- y i — sin8
- Le point J se trouve par conséquent sur la prolongation de G'B et on voit que la quar-tique [0> o] (fig. 4) se replie à présent dans sa partie supérieure et possède, en plus d’un point de rebroussement à l’origine, trois bitangentes et deux points d’inflexion réels.
- Au synchronisme on a maintenant tg ^ = cotg 0 ; le courant correspondant OC, est donc décalé d’un angle 0 en arrière par rapport à la tension.
- La tension lamellaire eh sous les balais a b est encore nulle au synchronisme.
- Cependant le cercle lieu Q de l’une des extrémités de ea ayant
- i 4- sin 0 __ sin 0
- comme diamètre, tombe au-dessus de l’axe polaire et rencontre la quartique [0>o] en ses points du synchronisme C, et C's-
- La construction relative au courant secondaire et à la vitesse angulaire reste la même en principe.
- On peut remarquer d’ailleurs que deux des points C*0 et C0, où la circonférence, ayant O pour centre et OF comme rayon, rencontre la quartique — et ceci est également vrai pour
- les quartiques 0 o j — sont situés sur l’axe horizontal OE.
- Les mêmes considérations, relatives au couple de démarrage Cd et à la tension lamellaire e4, que nous avons faites pour le cas 0 <o, mettent bien en évidence pour le cas 0 > o, qu’il n’y a point avantage de décaler les balais dans le sens positif.
- (A suivre.
- Th. Lehmann.
- DE L’EMPLOI DES MOTEURS A GAZ
- DANS LA PRODUCTION DE L'ÉLECTRICITÉ
- Les industries minières et sidérurgiques se sont efforcées d’utiliser les gaz résiduels de leurs fours à coke et hauts fourneaux pour l’installation d’usines génératrices distribuant la force électrique sous forme de courant continu ou alternatif pour les usages les plus variés. L’emploi, dans cette branche de l’industrie, de moteurs à gaz pour actionner les dynamos génératrices, permet en effet de réaliser de notables économies sur les frais d’exploitation. Il est vrai de dire que les installations modernes avec appareils à vapeur, les turbines à vapeur par exemple, ont amené également une forte réduction de ces dépenses. Néanmoins, il semble tout indiqué, dans les industries qui nous occupent, de profiter sur place de la source d’énergie contenue dans les gaz résiduels(ïig. i et 2). L’effet calorifique obtenu en faisant brûler et travailler ces gaz directement dans des moteurs, est d’environ de ioo p. 100 supérieur à celui atteint dans les machines à vapeur lorsque les chaudières
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- fïPn
- * Vf ‘ .
- ttfv«-,gv:
- Fig. i. — Centrale de la Société Anonyme de Yezin-Aulnpye.
- 3 alternateurs triphasés de 5oo kilovolts-ampères à 52a volts et 100 tours par minute.
- Moteur à gaz de la Compagnie française des Moteurs à gaz et des Constructions mécaniques, Paris.
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- Fig. ‘i. — Centrale de GutcliolfnnagsluiUc, Obcrliausen.
- Machine à courant continu de jaii kilowatts à 800 volts cl iaf> tours par minute. — Moteur à gaz Deutz
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- 54
- sont chauffées par ces mêmes gaz. Il est reconnu que le moteur à gaz employé seul ne convient que dans peu de cas pour actionner directement les machines utilisées dans les usines et forges : il ne peut ni démarrer sous charge, ni servir de régulateur à la vitesse et permet encore moins de renverser le sens de marche. Bien au contraire, son emploi comme moteur de machines dynamo-électriques est bien démontré : une fois lancé, il conserve une marche extrêmement régulière, ce qui permet à la dynamo, sous un nombre de tours constant, de supporter des variations de charge même assez fortes. L’énergie ainsi transformée est ensuite amenée aux moteurs électriques qui commandent, à l’aide d’intermédiaires appropriés, les machines les plus diverses (pompes, monte-charges des puits de mines, laminoirs, treuils, etc.).
- Fig. 3. — Pompes pour la mine Victor Rauxel.
- Moteur triphasé, 2600 HP. 96o tours par minute, 5oo volts. Hauteur d’élévation 200. Puissance 7 m3/min. 2 pompes centrifuges accouplées de la maison Sulzer frères, Winterthur.
- L’électricité ne doit donc point considérer le gaz comme un rival, mais plutôt comme un serviteur zélé qui, grâce à son mode d’emploi, ouvre à l’utilisation de l’électricité un champ vaste et toujours nouveau.
- Voici quelques exemples d’installations faites par rAllgemeine-Elektrieitâts-Gesellschaft pour l’application de ces procédés :
- Grâce à l’emploi de pompes centrifuges, permettant de grandes vitesses angulaires, on est arrivé à transporter rapidement et à de grandes hauteurs des quantités d’eau considérables. La mise en série de plusieurs pompes centrifuges facilite beaucoup la solution du problème. En particulier, il a été installé dans la mine Victor Rauxel (fig. 3) une conduite d’eau souterraine prenant i 200 chevaux. Elle fonctionne nuit et jour et envoie 7 m3 par minute à 5oo m.
- L’emploi de l’électricité s’est également imposé pour desservir les puits de mines. Les
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- Fig. 4- — Pompes de « Sellecker Bergwcrksvereins » à Cologne.
- Moteurs triphasés G90 HP, 1 5oo volts, 190 tours par minute; hauteur d élévation 370 m. — 3 pompes express Riedler, de Wilhemshütte, Mülheim.
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- Fie;. 5. — Machine élévaloirc de « Kisenerzgrubc Hollcrtszug près llerdorf ».
- Moteur à courant continu r?o IIP, -p'so volts. 33i> tours par minute. Filet utile '700 kgr par 3 mètres de vitesse de rotation.
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- ;‘>7
- préjugés des gens de mines durent être vaincus; ils le furent par la très grande sûreté qui résulte de l’emploi de l’électricité dans les manœuvres, et par la facilité avec laquelle les descentes et montées des charges et du personnel s’opèrent; une économie qui n’est point négligeable a également plaidé en sa faveur. L’usage du groupe moteur à gaz-dynamo s’est rapidement étendu grâce à la douceur du démarrage, à l’accélération progressive et continue, au ralentissement également progressif avant l’arrêt, ce qui peut se faire, la vitesse du moteur restant constante. On peut ainsi arriver pour une cage destinée à remonter le personnel au jour, à une vitesse de io m par seconde Les voyageurs ont la même sensation que celle qu’ils éprouvent dans des ascenseurs ordinaires. Il est à remarquer que ces vitesses ne sont pas réalisables avec la vapeur, non seulement du fait même de la machine à vapeur, mais encore à cause du battement violent qu’elle imprime au câble de suspension et qui se fait désagréablement sentir dans la cage.
- La question de savoir s’il faut opter pour le courant continu ou le courant alternatif n’est pas encore résolue d’une façon péremptoire. Certains constructeurs préconisent les installations faites avec un courant alternatif, lesquelles se recommandent particulièrement par leur très grande simplicité.
- On doit également à l’usage des groupes moteurs à gaz-dynamo l’emploi que l’on peut faire des moteurs électriques pour actionner les laminoirs; ces derniers avaient seuls jusqu’ici échappé à la commande électrique, laquelle est cependant assez générale pour toutes autres machines employées dans les ateliers de forges. Lorsque les laminoirs n’exigent pas la rotation dans un seul sens, les qualités de régularité de marche, de démarrage sous charge et autres ont fini par triompher, et les laminoirs tendent de plus en plus à être actionnés électriquement. Il est hors de doute que l’emploi de la commande électrique, facilité par l’usage judicieux de groupes générateurs de l’électricité offrant toutes garanties de régularité et de fonctionnement finira par être de plus en plus adopté et généralisé.
- L. Munch.
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- GENERATION ET TRANSFORMATION
- Sur le calcul des ampèretours équivalents des enroulements pour courants alternatifs simples ou polyphasés, par C.-F. Guilbert. The Electrical World and Engineer, 12, 19 et 26 mars 1904.
- Le calcul des . ampèretours moyens produits par des courants alternatifs dans un enroulement d’induit d’alternateur ou dans les enroulements primaires ou secondaires d’un moteur asynchrone a été fait déjà par plusieurs auteurs et en premier lieu par M. Blondel dans son intéressante étude sur les champs magnétiques tournants
- d) Voir A. Blondel « Quelques propriétés générales des champs magnétiques tournants », L’Éclairage Electrique, t. IV, p. 241, 1895.
- Malheureusement, M. Blondel, comme la plupart des auteurs qui l’ont suivi, n’a donné que le résultat des calculs, sous forme de tableaux, et encore seulement dans le cas des enroulements pour lesquels les encoches d’une même phase sont placées, pour chaque pôle, les unes à la suite des autres. On peut désigner ces bobinages sous le nom d’enroulements à phases séparées.
- Quoique ce genre d’enroulements s’applique aussi bien aux bobinages à fils qu’à ceux à barres, on a quelquefois besoin d’utiliser, comme induit mobile d’alternateur, un induit bobiné suivant un schéma d’enroulement de machine à courant continu. C’est ce qui se passe en particulier pour les induits des alternateurs auto excitateurs et quelquefois, malgré les défauts
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- 58
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — fi* 28
- inhérents et connus de ce genre de bobinage, pour les inducteurs et induits de moteurs asynchrones.
- L’auteur désigne ces bobinages tirés de schémas pour induits à courant continu, sous le nom d’enroulements à phases superposées.
- L’étude publiée l’an dernier (’) par M. C.-F. Guilbert sur la réaction d’induit des alternateurs l’a conduit à établir une formule générale permettant de calculer la force magnéto-motrice équivalente par pôle d’un enroulement à courants alternatifs simples ou polyphasés du type à phases séparées. Cette formule contient tous les cas étudiés par M. Blondel.
- La détermination de la force magnéto-motrice équivalente d’une bobine élémentaire d’un enroulement, qui fut le point de départ de l’étude que nous venons de rappeler, permet également d’établir les formules relatives aux cas des enroulements à phases superposées.
- Rappelons auparavant la formule établie par M. C.-F. Guilbert pour une bobine élémentaire d’un enroulement.
- Elle est dans le cas particulier qui nous occupe d’un flux de largeur égal au pas polaire
- , 4 . b Tl /-
- fi — —r sin — — NI 1/2,
- Te- a 1
- où : f est la force magnéto-motrice équivalente en ampèretours par pôle ;
- a, la largeur du pas polaire ;
- b, la largeur de la bobine prise d’axe en axe des deux encoches qu’elle comporte ;
- N, le nombre de conducteurs par encoche ou le nombre de spires de la bobine ;
- I, l’intensité efficace du courant traversant la bobine.
- Lorsque chaque bobine de l’induit se compose de plusieurs bobines placées concentriquement et réparties chacune dans deux encoches, il suffira d’appliquer la formule à chacune d’elles et de faire la somme des résultats obtenus, en vertu de ce principe que l’intégrale d’une somme est égale à la somme des intégrales des parties. C’est ce que nous allons avoir à faire uniquement dans ce qui va suivre.
- Force magnéto-motrice équivalente d’un enroulement a phases séparées. — Considérons
- (4) Voir C. F. Guilbert, L’Éclairage Électrique, t. XXXIV p. 356 et 413 et t. XXXV, p. i83 et 265, 1903.
- d’abord le cas le plus commun des enroulements polyphasés, celui où toutes les encoches d’une même phase sont situées pour chaque pôle les unes à la suite des autres.
- Il est évident qu’au point de vue de la répartition de la force magnéto-motrice inductrice le long de l’entrefer, le sens du courant dans les différents conducteurs de chaque encoche est seul intéressant; nous pourrons donc grouper, par des connexions idéales extérieures, les conducteurs des différentes encoches d’une même phase, de façon à constituer un nombre de bobines élémentaires par pôle et par phase.
- Dans le cas qui nous occupe, deux hypothèses peuvent se présenter suivant la parité du nombre d’encoches par pôle et par phase.
- a.—Supposons d’abord qu’il s’agisse d’un enroulement à (/ phases avec un nombre pair u
- Fig. 1 et 2.
- d’encoches par pôle et par phase. La figure 1 montre que dans ce cas, on peut former par pôle
- et par phase — bobines élémentaires concentri-N
- ques de — spires, si N est le nombre de conducteurs de l’inducteur par pôle et par phase.
- La courbe de répartition de la force magnéto-motrice à un instant donné affecte alors la forme de la figure 2.
- L’angle des axes de deux encoches étant, pour une machine bipolaire, ~~, la bobine élémentaire la plus large aura pour largeur :
- ce qui donne pour la quantité —
- b t: 7t tz
- ai 1 iqu
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- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- 59
- La force magnéto-motrice de cette bobine est donc :
- ni)=
- 4
- 7t
- cos -----
- a qu
- Pour la seconde bobine, on aurait de même :
- pour b et — — les valeurs : r a 2
- i et i-----ÎL,
- x y iqu ] 2 2 qu
- ce qui conduit pour cette bobine a une force magnéto-motrice équivalente :
- 4 3x N /-
- /T2) —— cos--------------1 y 2
- 1 rJ 2 qu u
- et ainsi de suite.
- Finalement, la force magnéto-motrice équivalente par pôle et par phase est :
- 4,'=/?11
- 4 N /-T tt 3t:
- = —;-----il/2 COS--------^COS--------p....
- tc* u | 2 qu iqu
- -f- cos (u— i) ——— J.
- 2 qu J
- La quantité entre crochets représente la somme des cosinus de arcs en progression arithmétique, somme dont on sait calculer la valeur par la formule :
- x-\- \n— i) —
- S =
- oc étant le premier arc, h la raison et n le nombre du terme de la progression.
- En appliquant cette formule ici avec les valeurs particulières :
- u sm----
- 2 qu
- Pour obtenir la force magnéto-motrice équivalente aux q phases, il suffit pour la même raison que celle déjà donnée plus haut de multiplier par q le résultat précédent, ce qui finalement donne pour la force magnéto-motrice équivalente par pôle de l’enroulement, supposé traversé par des courants d’intensité efficace I,
- ?{=<!-*
- 27
- NI 1/2,
- 2 qu
- b. — Supposonsmaintenantwimpair. Avec u — 1 encoches, nous pourrons tout d’abord former par
- pôle
- bobines élémentaires de—spires;
- quant à la dernière encoche, nous la diviserons en deux, de façon à former, avec les encoches non
- N
- utilisées, une bobine de — spires seulement par
- pôle. Les figures 3 et 4 représentent schématiquement ce cas pour un alternateur triphasé avec 3 encoches par pôle et par phase.
- N
- La bobine de spires aura une largeur b
- égale au pas de sorte que la force magnéto-motrice équivalente y sera :
- m =
- 4
- N 2 u
- La bobine la plus large de largeur :
- b=z -
- I V/â. N
- spires aura une
- z)-
- puisque la distance angulaire entre 2 encoches, rapportée à une machine bipolaire, est .
- On a donc :
- I) 7Z T. TZ
- 2 2 2 qu ’
- par suite la force magnéto-motrice équivalente à cette bobine est :
- T. N /-COS ----- --- I t/2.
- qu u
- La bobine la plus étroite, celle de rang
- parmi les bobines à — spires, aura, par analogie, une force magnétoniotrice équivalente égale
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- fï
- 4 U----I TT A /-
- —5- COS ---------------------11/2.
- TT J 2 «
- La force magnéto-motrice équivalente totale par pôle et par phase est donc :
- =/]» +
- 4 N /-T , / - TT M— I TT \ ]
- — —r* I \ 2 I I —I— 2 j COS - ——.,., CO S-) I
- TT2 -211 y [ \ qu 2 quj J
- Si nous appliquons ici la formule de la somme
- l^-< —— -N • :
- : d>xxx + + + i ixxx + + + AI
- U
- 1
- Fig. 3 et 4.
- des cosinus d’arcs en progression arithmétique, rappelée plus haut, on a :
- #(o=4-—V2
- 1 TT2 2 U V
- 1 +2
- M-f-I TT . U—I TT
- COS ---- ----- sra ----------
- 2 2qu 2 2qu
- sm
- 2 qu
- La complication de cette formule n’est qu’apparente ; on peut en effet écrire aussi la somme entre crochets sous une autre forme en regardant 1 comme le cosinus d’un angle nul. On a alors :
- —— I y 21 2 ( cos 0 -j- cos
- 1 qu
- ]
- expressions de F'1' nous aurons :
- - 4N/-
- It/2 X
- * TT- 1U
- tM+I TT . U------------1 TT , U--------1 TT . M-4-I TT T
- cos----------sm------------4-cos-----------sm-----------I
- 2 2qu 2 2qu 2 2qu 2 iqu I
- et finalement :
- —
- i qu
- iq
- Nl/2.
- Pour l’enroulement complet, on aura par pôle :
- $i = q
- nrA,
- ‘±qu
- ou en effectuant la somme des cosinus :
- #Ù> = -A — It/a
- 1 TC2 2 U
- U---1 TT . If-f-I 7T
- cos-------------sm--------------
- 2 2qu 2 2qu
- sm-
- iqu
- Si nous formons la demi-somme des deux
- expression qui est identique à celle correspondant au cas où u est pair.
- Force magnéto-motrice Équivalente d’un enroulement A PHASES SUPERPOSÉES. ----- Passons
- maintenant aux cas où les phases sont superposées. Cette superposition peut s’entendre de deux façons, soit que chaque encoche ne comprenne que des conducteurs d’une même phase, auquel cas les encoches d’une même phase sont alors alternées avec celles d’une autre phase, soit que chaque encoche comporte des conducteurs en nombre égaux de deux phases différentes.
- Nous nous occuperons tout d’abord des enroulements avec encoches distinctes.
- Force magnéto-motrice d’un enroulement à phases superposées et encoches distinctes. — Deux cas sont encore à considérer ici suivant la parité du nombre d’encoches u par pôle et par phase.
- a. — Prenons d’abord le cas où u est pair. Comme dans le cas analogue étudié plus haut, nous pouvons grouper les u encoches d’une même
- phase d’un pôle en deux séries de perforations
- de façon à constituer avec les séries non voisines, et a l’aide de conducteurs idéaux convenables, une
- bobine par pôle formée de bobines élémentaires placées concentriquement (fig. 5).
- Si l’on représente la force magnéto-motrice
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- 61
- due à un courant déterminé traversant tous les conducteurs de la phase considérée, on obtient la répartition montrée sur la figure 6.
- L.
- Fig. 5 et 6.
- Comme on le voit, la force magnéto-motrice d’une phase n’est pas la même pour deux pôles voisins. Il y a donc lieu si l’on veut obtenir la répartition moyenne de la force magnéto-motrice par pôle, de faire la somme arithmétique des courbes de répartition sous deux pôles voisins et de diviser les ordonnées par deux, ce qui revient à prendre une échelle deux fois plus grande.
- Cette somme faite, sur la partie gauche de la figure, par exemple, on reconnaît facilement que tout se passe comme s’il y avait par pôle, dans la phase considérée, deux fois plus d’encoches, et si chacune d’elles était le siège de deux fois moins d’ampère-conducteurs.
- Les valeurs des largeurs b des bobines élémentaires d’une phase d’un même pôle sont alors, la distance angulaire entre deux encoches
- voisines étant —L :
- iqu
- — L — JL\. îlLsJL) f.1
- U \ qu J tz \ qu J u | qu |
- On en déduit pour les valeurs successives de la quantité —
- iqu
- ------3
- iqu
- ------(2« — I
- O '
- iqu
- Si nous désignons toujours par N le nombre de conducteurs par pôle et par phase, le nombre de spires de chaque bobine élémentaire sera N
- — et la force magnéto-motrice équivalente
- ici
- par pôle aura pour expression pour la phase considérée :
- §‘ü — -4j- I V^rcos —-—f-cos 3 —-—(-••• •
- 1 It* 2 U L 2<7K 2<?M
- -f-cos (2u— r)
- 1 qu
- Cette somme a pour valeur en appliquant la formule rappelée plus haut :
- ^>=•4—1^.
- * TZ1 2 U
- sœ — 2 q
- T JL -f-^—ï) _ÜL~|sinM —
- piqu iqu J %qu
- •xqu
- NI Va.
- a qu
- Finalement, nous aurons pour la force magnéto-motrice équivalente correspondant aux q phases :
- £-7—2
- Nly/a..
- iqu
- Remarque. — Il n’est pas sans intérêt de comparer la formule précédente avec celle que nous avons établie plus haut pour le cas des enroulements à phases distinctes.
- On voit que les expressions ne diffèrent que par les facteurs de réduction
- 27
- iqu
- 1 qu
- Ces facteurs n’ont la même valeur que lorsque le nombre de phases est très grand, c’est-à-dire
- lorscrue les valeurs —- et —— sont telles ciue l’on * q qu 1
- puisse remplacer les sinus par les arcs ; la valeur
- commune est alors l’unité.
- Pour pouvoir faire une comparaison avec des
- valeurs normales de supposons le nombre
- d’encoches assez grand par pôle et par phase
- pour qu’on puisse remplacer sin par l’arc correspondant.
- On a alors pour les deux facteurs :
- 2<7
- et
- 2?
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- Ô2
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- T. XL. — N° 28.
- ou :
- (7 .TC q . 7t
- -L- i sin-- et —— sm —
- TT 2 q n q
- Si nous considérons en particulier le cas d’un enroulement triphasé, q = 3 les valeurs
- sont, au facteur près,
- . 71 . TC
- 2 sin et sm —-,
- 6 5
- OU
- i et o,866.
- L’emploi d’un enroulement à plusieurs phases superposées réduit donc bien la force magnéto-motrice équivalente et par suite le champ dû à l’enroulement correspondant de id p. ioo.
- Le dispositif à phases superposées, préconisé pour obtenir une répartition plus voisine de la sinusoïde entraîne donc en réalité une réduction de compte, c’est ce que l’expérience confirme très bien. .
- b. Examinons de même le cas où u est impair. Ainsi que le montrent les figures q et 8,
- ,, i K
- A x U + rrrm * )- + A ♦ * + « A * H + r
- i
- la loi de répartition 'de la force magnéto-motrice est alors la même pour tous les pôles.
- On voit que, comme dans le cas analogue des enroulements à phases séparées, la bobine de largeur égale au pas a doit être considérée pour chaque pôle comme ayant deux fois moins de
- N
- spires que les autres, c’est-à-dire--- au lieu
- de — .
- U
- Les largeurs périphériques b des bobines successives et concentriques sont ici :
- ce qui correspond pour la quantité valeurs :
- h_
- a
- 7t
- — aux 2
- 7T Tt 2 TT TC 2TC 7t U X 2 TC
- 2 ’ 2 qu ’ 2 qn ’’ "2 2 qu
- La force magnéto-motrice totale par pôle de la phase considérée est donc, en tenant compte de la remarque que nous avons faite pour la première bobine :
- â1»
- __ 4 NI^/s
- I / 271
- •I I + 2 I COS ---
- L V qu
- 271
- -f- COS 2 .------K.. .
- qu
- -j-cos
- U--1 271 \ 1
- 2 qu) J '
- Cette expression est analogue à celle que nous avons déjà obtenue plus haut pour le cas des phases séparées, le nombre de termes est le même et la seule différence consiste en ce que la raison de la progression des arcs est ici double, soit au lieu de .
- ’ qu qu
- Le résultat du calcul s’obtiendra donc en remplaçant simplement dans l’expression obtenue
- plus haut q par —-de façon à doubler la raison.
- L’expression de est donc :
- $(i) = „ i
- et pour q phases :
- 7T
- sin —
- q
- •Niv/â,
- qu
- #i—q
- NI \J\
- qu
- ' Contrairement à ce qui se passe pour les enroulements à phases séparées, la formule permettant de calculer la force magnéto-motrice équivalente est différente suivant la parité du nombre d’encoches par pôle et par phase. C’est du reste le seul cas où cette divergence se produit .
- Remarque. — Comme pour le cas où u est pair, il est intéressant de comparer cette formule avec celle qui correspond au cas où les phases ne sont pas superposées. -
- Les deux formules diffèrent seulement par les
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- deux quantités :
- TT
- sm —
- *q
- TZ
- u sm -----
- ‘xqu
- et
- 7Z
- sm —
- <7
- «sin----
- qu
- qui se réduisent pour u assez grand à :
- TZ
- sin — iq
- et —- sin —. tc q
- Dans le cas d’enroulements triphasés, les valeurs de ces quantités sont encore, au fac-3
- teur — près,
- i et o,866
- que soit la parité de u on pourra toujours former par pôle un certain nombre de bobines ayant le même nombre de spires. La parité de u n’intervient donc plus ici et nous n’avons qu’à établir la formule pour une valeur quelconque de u.
- Prenons par exemple le cas où u est pair. On voit sur les figures 9 et 10 que l’on peut former, pour chaque pôle, des bobines identiques donnant lieu par suite à une même loi de répartition pour tous les pôles.
- Les largeurs b des bobines élémentaires ont pour valeurs :
- a
- TT
- TC----
- TC
- qu
- a
- TC
- TC
- TC--(î«---1)
- T
- qu
- ce qui conduit à une différence identique à celle correspondant au cas où u est pair.
- Force magnéto-motrice d’un enroulement à phases superposées et encoches communes. — Arrivons finalement au cas où chaque encoche contient des conducteurs de deux phases supposés en nombres égaux.
- Fig. 9 et 10.
- Comme précédemment, plusieurs cas peuvent se présenter, mais il y a lieu de bien définir tout d’abord ce qu’on doit entendre par u pour obtenir des formules comparables à celles que nous avons déjà établies.
- Nous désignerons cette fois par 2u le nombre d’encoches par pôle contenant des conducteurs d’une même phase de façon à ce que la distance angulaire axiale de deux encoches rapportée au
- cas d’une machine bipolaire soit encore — .
- 1 qu
- u représente donc ici le demi-nombre d’encoches correspondant par pôle à une seule phase. Il est évident puisque le nombre d’encoches 2u par pôle et par phase est toujours pair quelle
- leurs :
- TC TC TC ^ TC TT .TC
- 2 2qu ’ 2 iqn ’” ’ 2 2qu'
- Appliquons la formule donnant la force magnéto-motrice d’une seule bobine en remarquant que le nombre de spires de chaque bobine élé-
- mentaire est ici---, si N est toujours le nombre
- 2U J
- de conducteurs par pôle et par phase, nous aurons en faisant la somme pour toutes les bobines d’une même phase :
- 4
- TT2
- Nit/ 2 r tt
- ---1--1 cos ---
- iu 2 qu
- -j- cos
- 3tc 2 qu
- + ....
- q- cos (2 u —1)
- TT
- iqu
- ]
- Cette expression est identique à celle obtenue dans le cas d’un enroulement à phases superposées d’un même nombre d’encoches par pôle, mais où chaque encoche ne comporte que des conducteurs d’une même phase. L’expression de la force magnéto-motrice équivalente de l’enroulement entier sera donc encore :
- 3i — <7
- . TT sm —
- ------q-—NI t/2.
- TT
- 2u sm-----
- iqu
- Cette formule s’applique donc en somme à tous les cas où les phases sont superposées sauf celui où chaque phase est disposée dans un nombre impair d’encoches par pôle.
- Dans ce dernier cas seul, la répartition de la
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N° 28
- force magnéto-motrice instantanée n’est pas la même sous deux pôles voisins.
- Remarque générale. — Dans ce qui précède, nous avons supposé implicitement que chaque pôle comportait un nombre entier d’encoches ou autrement dit que le nombre d’encoches total est un multiple du nombre de pôles.
- On sait qu’il n’en est ainsi que pour les enroulements en boucles ou ceux en série-parallèle avec un nombre de circuits en parallèle égal ou multiple du nombre de pôles. Comme ce sont surtout les enroulements série qui sont employés dans les induits des alternateurs ou des moteurs asynchrones, les formules précédentes ne sont pas applicables en toute rigueur.
- Toutefois, comme un calcul exact conduirait à des expressions trop compliquées pour les besoins de la pratique, on peut adopter les deux formules générales que nous venons d’établir pour les enroulements à phases séparées et ceux à phases superposées en laissant de côté le cas d’un nombre d’encoches impair par pôle et par phase.
- Il suffit pour cela de les transformer en introduisant le nombre total d’encoches de la machine ul = 2.pqu, ip étant le nombre de pôles, et le nombre total de conducteurs par phase Nj == 2p N.
- L’expression de la force magnéto-motrice équivalente d’un enroulement à phases distinctes devient ainsi :
- Tt‘ .PTC
- iqpu sin —i—
- iqp NI y/;
- 2
- zs ?
- sin — 2 ______
- zqpu
- piz
- et celle de la force magnéto-motrice équivalente d’un enroulement à phases superposées :
- alternatifs d’intensité efficace I peuvent se ramener à la formule unique
- 3i= KNIV72 2
- en posant comme M. Blondel :
- où k peut prendre les valeurs suivantes :
- TT
- sin---
- it= ------
- . TT
- u sm-----
- iqu
- (enroulements à phases séparées) ;
- TT
- sin---
- 2u sin —-—
- 2 qu
- (enroulements a phases superposées sauf u impair) ;
- . TC
- sm —
- . tc
- u sm---
- qu
- (enroulements à phases superposées avec u impair) ;
- Il est à remarquer que les facteurs k ne sont autres que les facteurs de réduction de la force électromotrice induite permettant de tenir compte de la répartition des conducteurs d’une même phase dans plusieurs encoches par pôle.
- A côté des formules exactes précédentes, on peut enfin employer la formule approchée suivante dans les cas où le nombre d’encoches correspondant à chaque pôle n’est pas entier :
- où k peut avoir les valeurs :
- 1 ir
- iqpu
- piz 2 qpv
- qp NI\/ s
- = ZÎ T TC*
- 2«ism •
- Conclusions. — Les formules qui donnent les ampèretours équivalents par pôle d’un enroulement polyphasé traversé par des courants
- TT
- q sm------
- 1 O //
- piT
- u. sm ---
- «i
- (enroulements à phases séparées) ;
- TT
- q sm---
- . PTC 2u. sm-—
- «i
- (enroulements a phases superposées).
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- 9 Juillet 1804.
- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- (i j
- Ces formules contiennent naturellement les précédentes sauf celle correspondant au cas où u est impair et renroulement à phases superposées. Elles sont d’une application très commode dans tous les cas et peuvent rendre de grands services pour le calcul des alternateurs et des moteurs asynchrones.
- J. R.
- APPLICATIONS THERMIQUES
- Les fours èleotriques pour la fabrication de racier, à Gysinge (Suède). F.-A. Kjellin.
- Electricicm, 8 avril 1904.
- Le problème de la fabrication électrique de l’acier a depuis longtemps retenu l’attention des inventeurs ; déjà en 1879, C.-W, Siemens construisait son premier four pour la fonte des métaux, principalement l’acier.
- Son four était du type à arc. L’are voltaïque se formait entre une électrode de charbon et le métal contenu dans un four. La longueur de l’arc était réglée au moyen d’un dispositif électromagnétique.
- Ce four électrique présente un inconvénient, aussi bien d’ailleurs que ceux de construction similaire. La source de chaleur — l’arc voltaïque — possède une température de 3 700° C, qui est bien supérieure à la température nécessaire pour fondre l’acier, lien résulte que l’acier est porté à une température trop élevée dans le voisinage de l’arc tandis qu’il n’atteint pas dans les autres parties du four une température convenable. —- U11 autre inconvénient est que l’acier se charge très facilement d’impuretés dues à la combustion des électrodes. Le prix des électrodes au gmente d’autre part très sensiblement le coût de production et l’oxydation du charbon de l’électrode exerce une mauvaise influence.— On obtient une température plus uniforme dans la masse de l’acier en faisant passer à travers cette masse un courant électrique de grande intensité et en employant la chaleur dégagée par la résistance de l’acier. Mais comme la résistance du métal, même lorsqu’il est fondu, est proportionnellement faible, les courants employés doivent être si intenses qu’ils nécessitent des conducteurs de cuivre d’une section au
- f1) Communication-présentée devant l’American Insti-tute of Mining Engineers.
- moins aussi grande que celle de Damer contenu dans le four.
- M. de Laval, l’inventeur suédois, a essayé de parer à cet inconvénient en employant des scories fondues au lieu d’acier en guise de résistance dans son four ; mais les résultats n’ont pas dû être satisfaisants car le brevet a été abandonné. La plus grande difficulté dans ces fours vient des électrodes, car les électrodes en charbon ayant une grande résistance, causent de grandes perles d’énergie et sont vite brûlées avec de l’acier fondu.
- O11 peut employer aussi des électrodes enfer, mais alors les propriétés magnétiques du fer créent de nouvelles difficultés. Pour obtenir une intensité suffisante de courant on doit employer de l’alternatif, mais alors le magnétisme produit la concentration du courant à la surface des électrodes et il en résulte une grande densité de courant dans les électrodes avec grande perte d’énergie et par la self-induction une diminution de capacité du générateur d’électricité Afin de diminuer cesdifficultés, j’ai proposé, en mai 1899 de construire à Gysinge un four électrique sans électrodes.
- La figure montre une coupe du four. Une rainure circulaire A,A forme la chambre du four ; les parois et le fond sont laits de briques réfractaires. Le couvercle BB ferme le four. Au centre est un noyau de forme jquadrangulaire C, fait de lamelles de fer. La bobine DD est en connexion avec un moteur à courant alternatif. E11 passant à travers la bobine, le courant produit un flux magnétique variable dans le noyau et l’intensité du courant dans l’acier est alors presque égale à l’intensité du courant primaire multipliée par le nombre de tours de fil clans la bobine primaire.
- De cette manière il est possible d’employer un moteur à courant alternatif à haute tension et d’obtenir cependant un courant de faible voltage et de grande intensité dans le four, cela sans se servir de transformateurs à fils de cuivre de large section et d’électrodes coûteuses.
- Le premier four était prêt, à fonctionner à Gysinge en février 1900 et le 18 mars, on obtenait le premier lingot d’acier d’excellente qualité. Le problème était dès lors résolu au point de vue technique mais non au point de vue économique car avec un moteur de 178 kilowatts on
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- 66
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N° 28
- n’avait produit que 270 kgr d’acier en 24 heures.
- Le second four construit fut prêt en novembre 1900 et donna en 24 heures de 600 à 700 kg d’acier avec un moteur de 58 kilowatts. Les charges étaient de 100 kg et le temps mis entre les chargements successifs variaient de 3 à 4 heures.
- Le résultat n’était pas encore pleinement sa-
- Fig. 1. — Coupe et plan du four électrique Kjellin.
- tisfaisant parce que la surlace de refroidissement de la paroi était trop grande par rapport au contenu du four et les frais d’entretien étaient plutôt élevés.
- Le 11 août 1901, par suite de l’incendie d’un moulin, une certaine puissance hydraulique devenait disponible et on décidait de s’en servir pour la fonte de l’acier.
- La nouvelle installation était prête à fonctionner en mai 1902 et depuis elle marche d’une façon satisfaisante. Elle comprend un four qui peut contenir 1 800 kgr d’acier ; à chaque opération on enlève de 1 000 à 1 100 kgr. Le four produit ainsi avec 160 kilowatts, 4 100 kgr d’acier en lingots dans 24 heures. Le générateur
- fournit de l’alternatif monophasé à 3 000 volts ; ce courant est alors transformé au moyen de la bobine primaire et du noyau de fer du four en un courant voisin de 3o 000 ampères dans l’acier qui lorme le circuit secondaire. Par le procédé employé à Gysinge, on tire de l’excellent fer en gueuse de Dannemora un acier de première qualité.
- Après chaque opération on laisse environ dans le four 800 kgr de métal dans lequel le courant continue à passer et on ajoute la quantité convenable de fer en gueuse, morceaux de barres et d’acier. L’expérience a déterminé les proportions qui donnent le pourcentage de carbone nécessaire dans l’acier définitif. Il y a toujours moins de carbone dans l’acier que dans les matières de chargement, car le fer en gueuse est rouillé et l’acier prend aussi un peu de silice par la réduction de l’acide silicique du revêtement du four. Lorsque la masse est fondue et portée à un degré convenable, l’opération se fait comme pour un four ordinaire à être découvert, en faisant un trou dans la paroi. La partie supérieure du four, comme le montre la figure, est au niveau du plancher de l’usine et le chargement se fait en ôtant simplement le couvercle et en jetant dans le four les matières premières. Comme le dégagement de chaleur se produit dans la masse même de l’acier, les scories ne sont pas portées à une température aussi élevée que dans les autres fours électriques. Aussi les ouvriers souffrent-ils moins de la chaleur. L’acier produit par ce procédé est, comme on l’a dit plus haut, d’excellente qualité, remarquablement homogène, dense et souple, facile à travailler, moins susceptible de pailles et d’inconvénients dans un travail considérable que les autres qualités d’acier.
- On sait que de petites quantités de gaz, principalement d’hydrogène, nuisent à la qualité de l’acier; aussi la principale raison de la valeur des aciers obtenus par la voie du four électrique est, à mon avis, que l’acier ainsi obtenu 11’est pas en contact avec les gaz du combustible, bien qu’il puisse en absorber une légère quantité à travers les parois poreuses du four électrique. Dans le four électrique décrit ici, l’acier n’a même pas l’occasion d’absorber de tels gaz et d’autres impuretés et sa qualité est encore supérieure à celle obtenue dans les fours électriques ordinaires. La fabrication par ce procédé
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- d’acier au nickel, au tungstène ou au chrome n’offre aucune difficulté et les alliages eux-mêmes sont très homogènes. Les frais de production dépendent surtout du rendement du four et du prix de la force motrice.
- Avec le four actuellement en service à Gy-synge, les pertes ont été estimées par expérience a 87,5 kilowatts, de sorte que la puissance effective absorbée par l’acier est 165— 87,5 = 77,5 kilowatts et comme il y a une production de 4 100 kgr en 24 heures, un kilowatt effectif fournit à peu près 53 kgr d’acier en lingots avec 200 kilowatts. Comme les frais d’entretien et d’exploitation seront les mêmes, le prix de la tonne d’acier en lingot sera environ les 2/3 du prix actuel et le prix de la force par tonne sera aussi sensiblement diminué. À Gysinge, le L/prix de l’entretien (renouvellement des revêtements du four) a été de 400 fr a peu près. Par
- expérience on a calculé qu’un four de y36 kilowatts pourra produire 3oooo kgr d’acier en lingots en 24 heures lorsqu’il sera chargé de matières premières refroidies. Avec des matières premières portées à une certaine température, le rendement est bien supérieur.
- Par exemple, si 25o kgr de fer en gueuse fondu sont employés pour chaque tonne d’acier en lingots produit, la production passe de 3o 000 à 36 000 kgr en 24 heures avec 736 kilowatts. A mon avis, les frais de travail et d’entretien pour un four de ce type seront moindres que ceux relatifs a un four ordinaire h être ouvert de même grandeur; si bien que, là où la force est à bon. marché, il est possible de produire par ce procédé de l’acier faisant concurrence à l’acier produit à grands frais par les autres fours électriques et à un prix n’excédant guère celui des fours à âtre ouvert. A. B.
- SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- ACADÉMIE DES SCIENCES
- Sur la dissolution électrolytique du platine. Nouveau procédé de préparation des platino-cyanures. Note de MM. André Brochet et Joseph Petit, présentée par M. H. Moissan.
- « Les acides sont sans action sur le platine. Seule l’eau régale le dissout ; encore cette attaque, due à la formation du chlore, est-elle relativement lente si le métal a été fondu ou laminé.
- » Le platine, utilisé comme anode, est inattaquable dans la plupart des cas ; l’électrolyse de l’acide chlorhydrique ‘ et des chlorures a cependant une action qui est loin d’être nulle. La transformation des chlorates en perchlorates est accompagnée d’un transport de l’anode à la cathode.
- » De la Rive a signalé que, si l’on fait passer du courant alternatif dans un voltamètre à acide sulfurique, les électrodes sont rapidement altérées ; il n’y a pas dissolution, mais simplement formation de noir de platine. Drechsel^),
- d) Drechsel. Journal für praklische Chemie, 2e série, t. XX, 1879, P- ^78; t. XXII, 1880, p. 4;6.
- Gerdes (J), Margules (2), Ruer (3) ont observé la di ssolution du platine, à la faveur du courant alternatif.
- » A la suite de nos recherches antérieures (4), nous avons été amenés à étudier la dissolution du platine dans les cyanures, qui est de beaucoup plus importante que celle indiquée par les auteurs précités.
- Nos recherches nous ont conduit à l'étude d’un procédé de fabrication des platino-cya-nures, notamment celui de baryum, sur lequel nous reviendrons ultérieurement. Faisons simplement remarquer que dans la préparation
- d) Gerdes. Journal für praktische Chemie, 2e série, t. XXYI, 1882, p. 257. Danneel (Zeitschrift für Elektro-chemie, t. YI, 1899, p. 27a) signale un travail identique. Nous n’avons pu retrouver le Mémoire, et pensons que ce travail, attribué par erreur à Erdmann, n’est autre que celui de Gerdes.
- (2) Margules. Annalen der Physikund Chemie, 2e série, t. LXV, 1898, p. 629; t. LXYI, 1898, p. 55o.
- d) Ruer. Zeitschrift für Elektrochemie, t. IX, 1903, p. 233.
- d) André Brochet et Joseph Petit. Comptes rendus, t. CXXXYIII, 1904, p. 33g et 419*
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- actuelle il laut obtenir successivement les chlorures platiniques et platineux, les platinocya-nures cle potassium et de cuivre. Finalement ce dernier sel est traité par l’eau de baryte. Les opérations sont longues et pénibles en raison des impuretés à éliminer. Par notre procédé, le platine est dissous directement dans le cyanure de b aryum ou autre ; il subît de filtrer et de laire cristalliser. La dépense d’énergie électrique est très faible, elle correspond à peu près a 8 kilowatt-heures par kilogramme de platinocya-nure de baryum.
- » Actioji comparative du fer et du cobalt. — Nous avons signalé précédemment que le fer et le cobalt se comportent d’une façon identique au platine mais que le rendement est plus important. Pour le fer, comme pour le platine, il varie très peu avec la densité de courant. Un ampère-heure dissout environ o,3o gr de fer dans les limites très étendues de 5 à ioo ampères par décimètre carré» Le cobalt, au contraire, se dissout d’autant mieux que la densité de courant est plus forte. Pour une variation de celle-ci de :> a 25 ampères par décimètre carré la dissolution s’est élevée de 0,20 gr à 0,70 gr par ampère-heure.
- » L’action de la température est très marquée dans le cas du 1er, la quantité de ce métal dissous par ampère-heure variant de o,35 gr à o,65 gr pour une élévation de température de 23° à ioo°.
- » Cyanure de potassium. — Ler platine est rigoureusement inattaquable dans le cyanure de potassium lorsqu’il sert d’anode. C’est précisément une lame de ce métal que l’on utilise dans la dorure à chaud ; en la plongeant plus ou moins, l’ouvrier règle ainsi l’intensité du courant suivant l’effet qu’il désire obtenir. L’électrode employée sert indéfiniment.
- » La dissolution par le courant alternatif 'fréquence 42) s’effectue très bien. Nos essais ont été laits avec des lames de 1 X 5 = 5 cnf, et une solution à 4 mol"B par litre. Pour une densité de courant variant de 20 à 80 ampères par décimètre carré, cette dissolution s’élève de o,4 gr à 0,6 gr par ampère-heure, c’est-ii-dire correspond à un rendement de 10 à i5 p. 100 ; ce rendement étant établi, à titre de simple indication, comme le rapport du poids de métal dissous au poids calculé d’après la quantité d’électricité fournie à l’appareil. CePe attaque
- du platine est donc très importante [puisque
- l’on peut dissoudre une lame de — de milli-1 10
- mètre d’épaisseur en 20 minutes avec une densité de courant de 80 ampères par décimètre carré.
- » Avec l’acide chlorhydrique concentré, toutes conditions égales, la perte de platine est de o,o4 gr par ampère-heure, ce qui correspond à un rendement cle i p. 100 environ.
- « Cyanure de baryum. — Il se comporte de la même façon mais le rendement est moindre. Il est seulement de 7,0 à 11 p. 100 avec une densité de courant de 10 à 60 ampères par décimètre carré, soit 0,20 gr à o,4o gr par ampère-heure, la solution étant à 2 moI'g environ par litre. La réaction est la suivante :
- Pt -f- aBafCN)4 + -RFO = Pt(CN)'*Ba + Ba(OH)- + H2
- » A côté de cette réaction il y a production d’un peu d’anhvdride carbonique et d’ammoniaque provenant de la destruction du cyanure, il y a formation également de traces d’acide nitrique que l’on retrouve à l’état de nitrate de baryum dans les derniers résidus.
- » Conclusions. — Le platine se comporte comme le ter et le cobalt vis-à-vis du courant alternatif et se dissout avec la plus grande facilité dans les cyanures. Ce point est d’autant plus intéressant que ce métal offre une résistance toute spéciale aux agents chimiques. La raison d’être de cette dissolution que rien ne pouvait faire supposer, nous parait très intéressante au point de vue théorique. Nous en poursuivons l’étude ^). »
- Remarques sur l’emploi des courants alternatifs en chimie et sur la théorie des réactions qu’ils déterminent, par M. Behthklot.
- « 1. L’emploi des courants alternatifs en chimie ayant été étudié à différentes époques et repris dans ces derniers temps par plusieurs
- p) L’étude de la variation de la fréquence, en utilisant, comme l’ont fait Le Blanc et Scliick, une série de courants alternativement positifs ou négatifs donnera vraisemblablement des résultats tout différents de ceux obtenus avec le cuivre. Si le platine, le fer et le cobalt se dissolvent, il est probable que la dissolution tendra vers zéro aussi bien avec une fréquence élevée qu’avec une fréquence basse, de sorte que cette dissolution passera par un maximum pour une valeur déterminée de la fréquence.
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- observateurs, je'demande la permission de rappeler quelques expériences que j’ai faites à cet égard et leur interprétation ; celle-ci me semblant présenter un caractère général, applicable à une multitude de phénomènes, non seulement en électrolvse, mais aussi dans les réactions provoquées par l’effluve électrique.
- » 2. Mes observations, publiées en 1879 {Annales de Chimie et de Physique), 5e série, t. XVI, p. 4So , étaient relatives à la transformation du sucre en alcool.
- » Voici la disposition des appareils, d’après le texte qu’il paraît convenable de reproduire ici :
- » J’ai disposé une pile de 6 à 8 éléments
- » Bunsen, dont les deux pôles étaient en rela-
- » tion avec un commutateur oscillant, de façon
- » à rendre tour à tour positifs et négatifs, 12 à
- » x5 fois par seconde, deux cylindres de mousse
- » de platine jouant le rôle d’électrodes. Cet
- » appareil, plongé dans de l’eau acidulée,
- » développe, h chacun des deux pôles, tour à
- » tour de l'hydrogène et de l’oxygène. En
- » réglant convenablement l’appareil, aucun gaz
- » ne se dégage, l’eau se reformant incessant-r> o 7
- » tuent aussitôt après sa décomposition. C’est » cet appareil, ainsi réglé, que j’ai plongé dans « des dissolutions de glucose, tantôt neutres, » tantôt légèrement acides ou alcalines. »
- « Ces expériences avaient pour but d’examiner les effets, sur le sucre, d’une oxydation et d’une réduction simultanées, développées par l’électrolyse de l’eau, dans la pensée que l’oxydation produisait l’acide carbonique, et la réduction, l’alcool.
- » Le mécanisme de la fermentation alcoolique sc réduirait ainsi à un phénomène comparable à l’électrolyse, accompagné de dédoublement moléculaire ; le tout offrant un caractère exothermique. J’ai obtenu en effet de l’alcool dans ces conditions.
- » 3. Celte théorie relative au rôle chimique du courant alternatif est générale ; car elle s’applique a toute réaction dans laquelle un corps est susceptible d’acquérir deux rôles électrochimiques opposés au cours de ses transformations ; ce double rôle représentant, dans le langage ancien, des affinités complexes, que l'on traduirait dans le langage actuellement en faveur par la formation d’ions simples ou complexes de rôle contraire. Mais il s’agit de savoir
- l’origine des énergies nécessaires pour l’accomplissement des réactions : soit en ce qui touche le travail atomique, consommé dans la réalisation des réactions endothermiques ; soit en ce qui concerne le travail préliminaire, indispensable pour écarter les inerties qui s’opposent souvent h. la mise en train des réactions, même exothermiques (*).
- » Pour mieux faire entendre la théorie de ces phénomènes, envisageons d’abord des réactions accomplies avec le concours de l’oxygène libre, et sans l’intermédiaire d’énergies étrangères aux corps mis en expérience.
- » 4- Soit, par exemple, l’altération d’un composé aldéhyclique en présence de l’air et d’une dissolution alcaline : l’oxygène, jouant le rôle électronégatif, s’unit à l’aldéhyde électropositif, avec dégagement de chaleur, et le change en acide ; puis (ou plutôt simultanément) l’acide, jouant en sens contraire le rôle électro-négatif, se combine à l’alcali électropositif, pour former un sel, également avec dégagement de chaleur.
- Aldéhyde -j- O
- + . —
- Acide -f- Alcali
- +
- » Il y a donc alternance entre le rôle électrique de l’aldéhyde et le rôle de l’acide qui en dérive.
- » Ce sont là des phénomènes que l’on expliquait autrefois par le mot d'affinité prédisposante et dont j’ai donné l’interprétation, en montrant comment leur accomplissement est effectué dans ces conditions par le seul concours des énergies des corps mis en présence, et réglé dès lors par les principes de la Thermochimie.
- » Or on conçoit aisément que, si l’on fait intervenir les énergies du courant électrique, on puisse réaliser par voie électrolytique une multitude de réactions de cet ordre, alors même qu’elles exigeraient l’emploi auxiliaire d’énergies étrangères au système des corps mis en expérience.
- » 5. Soit encore, pour préciser davantage, l’altération des métaux sous l’influence des chlorures alcalins et spécialement celle des métaux qui ne décomposent pas l’eau avec clégagementd’hydrogène. L’argent, parexemple,
- Acide
- Sel
- f1) Essai de~ Mécanique chimique, t. II, p. 6 à i3.
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- maintenu au contact de l’oxygène de l’air et du chlorure de sodium dissous, ou même de ce sel solide placé dans un air humide dont il attire la vapeur d’eau, est attaqué peu à peu et changé en un chlorure double d’argent et de sodium cristaliisable ; cette transformation ayant lieu avec mise en liberté de soude libre. L’action observée est la somme des suivantes :
- ( Ag2 O —f- H20 = Ag20 -)- H20,
- j Ag20 + H20 + aNaCl = aAgCl + aNaOH,
- ( AgCl + rcNaCl = AgCl,»NaCl,
- actions accomplies simultanément, en vertu de la somme des énergies chimiques mises en jeu. Ce sont là des faits d’expériences et même d’observation courante dans l’étude de la plupart des métaux.
- » Au cours de ces réactions l’argent libre joue d’abord le rôle d’ion positif vis-à-vis de l’oxygène négatif ; l’oxyde d’argent joue aussi le rôle positif, en déplaçant la soude dans le chlorure de sodium. Le chlorure d’argent, au contraire, est négatif, dans la formation du sel double qu’il constitue en s’unissant au chlorure de sodium.
- » 6. Les phénomènes que je viens de rappeler sont accomplis par le seul jeu des affinités chimiques et des énergies mises en jeu dans les conditions ordinaires. Or, ce sont précisément les mêmes enchaînements de réactions qui ont été observés dans les expériences récentes et très intéressantes de MM. Brochet et Petit, sur l’attaque du platine par le cyanure de potassium, avec formation de cyanure double, sous l’influence des courants alternatifs ; ceux-ci produisant la polarisation électrique (disposition en ions), et par suite l’énergie qui détermine les phénomènes. En effet, sous l’influence du courant, l’eau est électrolysée ; l’hydrogène se dégage, tandis que l’oxygène (négatif) tend à s’unir au platine (positif), en formant un oxyde, lequel échange à mesure son oxygène contre une partie équivalente du cyanogène du cyanure de potassium, pour former du cyanure de platine ; ce dernier corps se combine au même moment, en jouant un rôle négatif, à l’excès du cyanure de potassium, qui joue le rôle positif, de façon à constituer un cyanure double. La réaction observée est donc la
- somme virtuelle des actions suivantes :
- H20 = H2 + 0,
- ) 0-fPt = PtO,
- j PtO + H20 + aKCy = PtCy2 4 aKOH, ' PtCy2 4 aKCy = PtCy2.aKCy.
- » Toutes ces réactions apparaissent comme accomplies à la fois, suivant une progression qui part du platine pour aboutir au sel double.
- » Le platine y joue d’abord le rôle d’ion positif vis-à-vis de l’oxygène négatif. L’oxyde de platine est également positif, ou plus exactement l’ion complexe qui en dérive sous l’influence du courant ; de façon à déterminer la mise en liberté de la potasse aux dépens du cyanure de potassium. Il constitue ainsi un cyanure de platine, négatif vis-à-vis de l’excès de cyanure de potassium, auquel il demeure combiné.
- » Cette série de réactions est, on le voit, parallèle à l’attaque de l’argent par l’oxygène libre et le chlorure de sodium ; mais avec cette différence essentielle que l’attaque de l’argent a lieu sans le concours d’énergies étrangères au système des corps mis en expérience ; tandis que les énergies mises en jeu dans l’attaque électrolytique du platine sont susceptibles d’être fournies par le courant électrolytique, et cela suivant deux sens contraires par le courant alternatif. Voilà ce qui fait l’originalité de la réaction et sa signification générale.
- » Rappelons d’ailleurs que les énergies développées sous l’influence du courant, ou sous celle de l’effluve, sont comparables : les unes et les autres étant susceptibles à la fois d’effectuer les travaux préliminaires qui déterminent les réactions exothermiques, ainsi qu’on l’observe dans l’oxydation des métaux et leur attaque par les acides ; et les travaux mis en jeu dans les réactions endothermiques, comme le montrent la synthèse de l’acide persulfurique et les formations secondaires d’ozone et d’eau oxygénée. »
- Constatation d’une radioactivité induite sur tous les corps par l’émanation des fils métalliques incandescents. Note de M. Tli. Tom-masina, présentée par M. Becquerel.
- « De nouvelles recherches que je viens d’exécuter sur la déperdition électrique unipolaire, produite par un fil métallique chauffé au rouge par le courant et placé, soit parallèlement
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- au disque unique et vertical d’un électroscope, soit entre les deux plateaux d’un condensateur, l’un relié au sol, l’autre à l’électroscope, soit même, selon le cas, d’une façon quelconque hors des plateaux et a la distance de plusieurs décimètres, m’ont permis d’établir les résultats que voici :
- » i. L’action de décharge qu’on avait cru unilatérale ne l’est jamais d’une manière absolue ; au contraire, même aux plus basses températures actives, tous les métaux agissent sur les deux électrisations, mais la différence entre les deux actions est généralement très grande.
- » 2. Cette différence d’action, qui dépend du signe de la charge, augmente avec la durée du passage du courant pour les métaux qui produisent une déperdition plus rapide de l’électrisation négative, comme c’est le cas du fer et du cuivre, tandis que cette différence diminue pour les métaux, tels que l’argent et le zinc, dont l’activité maxima est de signe contraire.
- » 3. Un fil de fer zingué produit, pendant quelque temps, une déperdition plus rapide de la charge positive, puis la différence avec la déperdition négative diminue, s’annule, augmente dans l’autre sens et devient identique à celle du fer pur, ce qui est dû, évidemment, à la disparition de tout le zinc. Le laiton et le maillechort n’agissent point de cette façon; leur action semble être toujours du même signe que celle du zinc.
- » 4- Si l’on fait croître l’intensité du courant, la différence, caractéristique pour chaque métal, entre les deux déperditions tend à disparaître. En effet, lorsqu’on arrive à l’incandescence très vive ou à la fusion partielle du fil, les deux déperditions sont sensiblement égales, pendant que la radioactivité acquiert une valeur maxima. Si l’on coupe le fil avant l’action, la décharge disruptive qui a lieu ensuite dans la coupure produit une déperdition égale quel que soit le signe de la charge de l’électroscope et quel que soit le métal du fil. Ceci montre que ces résultats ne sont point attribuables aux rayons ultraviolets, lesquels, d’ailleurs, comme l’on sait, ne provoquent directement cpie la décharge des métaux polis et électrisés négativement.
- » 5. La radioactivité d’un fd métallique quelconque chauffé au rouge par le courant diminue immédiatement, selon une courbe asymp-
- totique, mais il suffit de frotter légèrement le fil entre deux doigts, ou de le laisser en repos pendant quelque temps pour qu'il manifeste de nouveau sa radioactivité maxima. Ainsi, par exemple, avec un fil d’argent, l’on a
- Pendant les premières
- io secondes .... 36o divisions
- Pendant les io» secondes suivantes ... 33 »
- Pendant les io secondes suivantes.... 5 »
- Pendant les io secondes suivantes. ... i »
- 38 divisions io »
- 3 ' ».
- i,5 »
- » Le platine, dont la déperdition maxima est la négative, manifeste aussi une même chute de radioactivité, mais seulement de la déperdition positive, tandis que la négative semble rester sensiblement constante.
- » 6. Lorsque la radioactivité du fl est devenue très faible, si l'on interrompt le courant on constate que le fl reste longtemps radioactif ; si on le frotte il perd presque complètement cette propriété, qui disparaît d'ailleurs d'elle-même, après un temps qui varie selon la nature du fl et selon la durée et l'intensité du courant utilisé précédemment.
- » En entourant le fil d’un manchon en verre ou en aluminium, ce dernier isolé ou relié au sol, le manchon acquiert un pouvoir radioactif propre, pouvoir qui est acquis aussi par des écrans de substances quelconques.
- » Ces phénomènes né pouvant être attribuables qu’à une radioactivité induite par l’émanation des fils incandescents, j’ai étudié la nature de cette dernière pour reconnaître l’existence des trois émissions typiques a, [3 et y de cette pyroradioactivité.
- » Le fil de platine a été spécialement utilisé pour cette série de recherches qui ont donné les résultats affirmatifs suivants :
- » L’émission a est arrêtée même par les écrans plus minces de nature quelconque, mais dans l’air libre elle semble se diffuser avec une tendance très marquée à suivre les lignes de force électrique et transporte toujours une charge positive.
- » L’émission [3 traverse des écrans très minces en papier ou en aluminium, lesquels en absorbent une grande partie et prennent une électrisation négative.
- » Les pyrorayons y ionisent fortement l’air, produisent la même décharge de l’électroscope
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- quel que soit le signe de sa charge, et peuvent traverser un récipient en carton hermétiquement fermé, mais avec un fort amortissement. Ils produisent la fluorescence induite des écrans au plafino-cyanure de baryum, laquelle cependant est très faible. Ces rayons sont émis en plus grande quantité par le fd de platine incandescent et par les décharges disruptives entre fils métalliques quelconques. »
- SOCIÉTÉ INTERNATIONALE DES ÉLECTRICIENS
- Séance du i3 avril 1904.
- MM. Lauriol, Boucherot, Tripier et Janet émettent leurs opinions au sujet des termes habituellement employés pour désigner les courants wattés et dévvattés. M. Boucherot propose de donner le nom de « courant magnétisant » à la composante normale à la force électromotrice. M. Janet propose les expressions de « courant en phase » et « courant quadrature » à condition de préciser par rapport à quoi sont prises ces expressions.
- M. Broca rend compte des expériences qu’il a faites en collaboration avec M. Turchini, au moyen de l’ondographe Hospitalier, sur les courants de rupture des bobines d’induction. Il a constaté que les interrupteurs à turbine étaient les seuls qui donnassent un phénomène absolument régulier. Il résulte de ses observations que le courant primaire est oscillatoire mais que la présence du fer dans la bobine rend ce phénomène singulier.
- M. Arnoux expose les différents perfectionnements apportés aux moteurs d’explosion.
- A. B.
- Surtensions dans les canalisations électriques dite I. Contribution a l’étude des régimes et des
- VARIATIONS DE REGIME DANS LES RESEAUX ALTERNATIFS. — Les diverses questions traitées par M. Picou peuvent être considérées comme des
- (1) Dans la séance du 4 mai 1904 de la Société internationale des Electriciens, M. Picou a fait une très intéressante communication sur les phénomènes de surtension qui se passent sur les réseaux électriques (voir Bulletin
- delà S. I. E., mai 1904).
- Ces surtensions ont leur origine dans les oscillations électriques dues à la self-induction et à la capacité. —- Un circuit électrique comprenant un condensateur C et une
- cas particuliers d’une question générale. Un réseau étant donné, et un régime permanent établi, si l’on vient à modifier brusquement les conditions de fonctionnement, comment se fera le passage entre l’ancien régime et le nouveau régime permanent ? La réponse est connue ; pendant la période de transition, le régime est le nouveau régime permanent, auquel se superpose un régime libre, c’est-à-dire un régime que le réseau pourrait prendre, s’il était à l’abri de toute force électromotrice extérieure, après avoir été dérangé de son équilibre ; ce régime libre est nécessairement un régime amorti, l’énergie communiquée primitivement au réseau n’étant plus renouvelée par des sources extérieures, tandis qu’elle se transforme en chaleur dans les conducteurs.
- » Puisque ces diverses questions sont connexes,
- self L possède une période d'oscillation propre telle que T = 2TipCL. — Si au lieu de charger le condensateur avec une pile, on prend comme source d'énergie du courant alternatif, l’expérience montre que la source arrive toujours à imposer sa période. La résonance se produit lorsque les tleux fréquences des oscillations propres du système et celle qu’on lui impose sont égales.
- Si la différence de potentiel aux bornes du condensateur s’élève considéi’ablement, il peut y avoir rupture du diélectrique ou des isolants des câbles. Il arrive souvent d’autre part que la force électromotrice imposée soit fo rniéc par une onde sinusoïdale principale et par d’autres ondes harmoniques superposées ayant une amplitude propre. S’il y a résonance, les phénomènes de surtension se produisent et il arrive des accidents.
- On observe surtout les surtensions en fonctionnement normal à cause de la résonance d’une des harmoniques, au moment de la fermeture d’un circuit, au moment de l’ouverture d’un court-circuit. M. Picou a donné plusieurs exemples.
- Au sujet de cette communication, M. Potier a adressé une note dont nous donnons un compte rendu in-ex-tenso (l).
- (J) Pour la compréhension de celte communication, nous rappellerons les données de M. Picou.
- M. Picou considère comme générateur de l’installation un alternateur pour lequel on a obtenu :
- Excitation pendant les deux essais
- i — 7,t ampères.
- En circuit ouvert
- I o ampère E r= 1 260 volts.
- En court-circuit
- Icc = 48,5 ampères U — o volt w m -ir.f — 100 TT
- wL' — —— zr ~ 26 ohms L' = o,o83 henry.
- *ec
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- on peut trouver singulier que les méthodes employées pour les résoudre soient différentes ; que, par exemple, le principe de la conservation de l’énergie suffise et soit seul invoqué pour le cas de la rupture du courant, tandis que la fermeture demande des considérations d’un autre ordre ; que rien ne fait prévoir comment on pourrait traiter le cas d’un simple changement : la mise en charge d’un nouvel alternateur, par exemple. En réalité, les principes communs et fondamentaux existent ; ce sont les suivants : dans son ensemble, le système comprend des capacités (câbles), des bobines (transformateurs et machines) et des résistances mortes ; sil faut et il suffit que la différence des potentiels, pour chaque capacité, et que le flux, pour chaque bobine, soient les mêmes, avant et après le changement brusque; en effet, si ces conditions n’étaient pas réalisées, on aurait des courants de charge, ou des forces électromotrices infinies; il suffit de joindre ces conditions, c’est-à-dire les potentiels et flux initiaux aux équations qui régissent les courants du système, c’est-à-dire aux équations de Kirchhoff, pour que le problème soit sinon résolu, au moins mis en équation et ne présente plus que des difficultés d’ordre mathématique (v. note i).
- Mais, en examinant la question de près, on verra que la difficulté est d’écrire les équations de Kirchhoff, et qu’elle vient de la présence du fer ; on peut bien négliger les variations de perméabilité du fer, ce qui permet des simplifications considérables, sans qu’on, s’éloigné trop de la réalité, mais on pousse ordinairement la simplification jusqu’à négliger l’hystérésis, ce qui est vraiment choquant quand il y a des transformateurs. Enfin, si l’on examine spécialement les méthodes fondées sur le principe de la conservation de l’énergie, et qui, par conséquent, ne fournissent qu’une seule équation, on voit que leur succès apparent tient à ce que l’on supprime les variables gênantes, pour n’en conserver qu’une seule, et souvent sans justification. Prenons, par exemple, le cas de rupture d’un circuit unique qui, après rupture du contact avec l’alternateur, n’est plus constitué que par une capacité, le câble, et le transformateur sur le secondaire duquel peuvent être branchées des lampes. On se borne à dire, au moment de la rupture, qu’une certaine quantité d’énergie est emmagasinée dans la capacité et dans les
- bobines; cette quantité, sauf la perte résultant de l’effet Joule, perte qu’on s’abstient de calculer, reste constante ; à certaines époques, l’énergie emmagasinée dans la bobine est nulle ; toute l’énergie initiale est alors concentrée dans la capacité et, de sa valeur, on déduit la différence de potentiel maximum ; or, la quantité d’énergie initiale n’est déterminée que si l’on connaît exactement le régime permanent avant la rupture ; de plus, on va voir que la présence des lampes jointes au secondaire modifie le régime libre du système (v. note 2). J’admets, d’ailleurs, la marche proposée par M. Picou, qui consiste à substituer aux lampes une résistance équivalente (produit de leur résistance réelle par le carré du rapport de transformation) faisant débiter au primaire le courant qu’il débite en réalité.
- » Ceci posé, on va étudier les régimes libres et forcés, d’abord sans tenir compte de l’hystérésis, puis en en tenant compte. »
- » II Régime libre, pas d’iiystérésis. — L’étude des oscillations libres du réseau semble facile, et, cependant, je ne suis pas sûr d’être d’accord avec nos confrères ; si l’on suppose les deux armatures d’un condensateur de capacité C, reliées par des appareils de résistances Rt R2..., et de self-induction Lx, L2,... on montre dans Jes Traités que les quantités — a et ^ correspondant à un régime libre (x) ne sont autres que les parties réelles (pour — a) et les coefficients de \f —' 1 (pour j3) des racines de l’équation
- équation qui, outre le condensateur, renferme autant de termes qu’il y a de types distincts d’appareils, car si plusieurs appareils sont de
- IT 1
- même type, et admettent le même rapport — , on
- peut grouper tous les termes correspondants en un seul de la même forme ; s’il y a des résistances mortes, on peut les réunir en un seul terme également, et finalement on a une équation de degré (p -f- ï), si p est le nombre des types d’appareils inductifs. Cette équation a toujours 'yp — 1) racines réelles, l’une comprise
- (*) Tout régime libre est représenté par une formule He—sin (B< — <!/) où H et <1/ sont arbitraires.
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- R R.
- entre-------p-et-------la seconde entre
- Ll L2
- et— ~ , ..., et la (p — i)ième entre —
- ^3
- L.,
- Rp — i Lp _ 1
- R
- et----y*-\ les deux dernières racines peuvent
- XJ p
- être réelles ou imaginaires, mais leurs valeurs sont toujours plus grandes en valeur absolue que
- les plus grandes des quantités -j— , si elles sont
- réelles. Parmi tous les régimes libres, il n’y en a donc qu’un seul oscillatoire et amorti (correspondant à deux racines conjuguées), tous les autres sont purement amortis. Lorsque l’équation ci-dessus renferme un terme correspondant
- à une résistance morte et que l’on fait varier
- ce terme (c’est ce qui arrive quand on allume ou éteint les lampes sur un réseau d’éclairage), on peut toujours donner h R une valeur assez faible pour que toutes les racines soient réelles ; si pour R infini il y a un régime libre oscillatoire, en faisant diminuer R, la fréquence des oscillations diminuera, arrivera à zéro pour une certaine charge, puis tout régime oscillatoire disparaîtra, en même temps que, des valeurs de ,v, l’une croîtra sans limite, tandis que les autres
- se rapprocheront de .Cespro-
- priétés sont générales pour tout système assimilable h un condensateur sur lequel sont bran chés tous les appareils. Il en résulte que les surtensions du fait de la rupture à l’alternateur sont d’autant moins h craindre que la charge est plus forte.
- » La détermination de la fréquence, facilequand il n’y a qu’un type d’appareils branchés, devient donc pénible si le système qu’on étudie comprend deux types, par exemple des alternateurs et des transformateurs. M. Picou, qui a rencontré cette question en étudiant la mise en charge brusque, l’a tranchée en négligeant délibérément le côté transformateur ; il y a lieu de craindre que les valeurs de la période des oscillations libres ne soient gravement altérées par cette suppression, et il vaudrait peut-être la peine de refaire les calculs complets, une fois résolue la difficulté relative aux transformateurs. »
- » III. Rôle des tbansfokmateues.—Négligeons d’abord la dispersion ; alors, sans être obligé de refaire les calculs relatifs aux transformateurs sans fer, comme le fait M. Brylinski, pour aboutir à la conclusion que M2 — LT ! est négligea-
- ble, il est clair que l’état magnétique du transformateur ne dépend que de la différence des ampères-tours primaires et secondaires, ou que le courant primaire est la somme (géométrique) des courants à vide, et d’un courant en phase avec le secondaire, et dont l’intensité est le quotient de celle du secondaire par le rapport de transformation ; il est donc exact d’opérer comme M. Picou et de remplacer les lampes par une résistance morte en dérivation directe sur le primaire, ce qui supprime en même temps la discussion sur la constance de la self-induction, discussion qui ne repose que sur des malentendus et l’abus du mot self-induction, dont on a dénaturé le sens primitif. Supposons donc le transformateur à vide. Qu’appellerons-nous sa self, qu’appellerons-nous sa résistance ? Si l’on définit sa self L par la condition que lui soit le flux déterminé par un courant i, on tombe dans l’incohérence, car la force électromotrice in-Ai
- duite devait être — L , donc en quadrature
- avec i, et elle ne l’est pas.
- » Pour la résistance, autre anomalie : si l’on appelle R la résistance déduite de l’effet Joule
- dans le primaire l’équation U = Rt -f-L n’est
- pas vérifiée ; en effet, si l’on mesure la différence U, l’intensité I à vide et la différence de phase <p, on trouve que, pour satisfaire à cette équation, on devrait donner à R une valeur beaucoup plus grande que la résistance réelle ; par exemple, dans le type cité par M. Picou (Q, on aurait, pour le transformateur équivalent à tous les transformateurs du réseau, R = 65o ohms,
- et L = -| — = 2,42, tandis que la résistance
- est inférieure à 1 ohm (qui donnerait lieu à une chute de tension de 3 p. 100 pour la résistance primaire seule) ; il ne peut pas être indifférent,
- fl) M. Picou avait pris le cas de bons transformateurs modernes où le courant I0 vaut, en général, environ o,o3 du courant maximum I que peut recevoir le transformateur, et le facteur de puissance est environ 0,60 lors de l’essai à vide.
- En supposant E = 3 000 volts et 3oo kilowatts reliés,
- 3oo 000 , ,
- 100 amperes et le
- le courant maximum I est
- 3 000
- courant magnétisant ip qui est environ, dans ce cas, égal à 0,023 Imax vaut 2,3 ampères. L’inductance est alors de 760 ohms et la résistance de 65o ohms. En adoptant la t 760
- fréquence 5o, on a L — — 2>42-
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- surtout au point de vue de l'amortissement, d’employer l’une ou l’autre de ces valeurs. Or, on sait que la puissance UI cos <p se retrouve en chaleur dans le fer, une partie y est dégagée par des courants de Foucault, et la pins grande partie produite par hystérésis ; l’hypothèse qui paraît la plus vraisemblable consiste à admettre que sous l’influence du champ magnétique variable les aimants particulaires se déplacent, et que la force vive qui leur serait communiquée aux dépens de UI cos <p est absorbée par des frottements ou une viscosité, comme si chacun d’eux pouvait être assimilé h un petit moteur synchrone ayant à vaincre un couple; ces petits aimants induiraient dans le primaire des forces électromotrices de même période, cela revient à dire que la variation magnétique engendre une force électromotrice qui n’est pas exactement en quadrature avec le courant magnétiseur ; la composante wattée demandant une puissance sensiblement proportionnelle à la fréquence du courant, ou à w et à l’aire du cycle d’hystérésis, ou à la puissance 1,6 de l’induction maximum. Les choses se passent à peu près comme si le flux magnétique était en retard d'un angle indépendant de la fréquence sur le courant qui le produit, de sorte que le terme R serait proportionnel à cette fréquence.
- Si l’on introduit directement cette hypothèse dans l’équation qui détermine la période, elle se trouve simplifiée d’une manière inattendue ; son degré est réduit au second ; étant entendu qu’on néglige la résistance bhmique des circuits inductifs. On arrive aux résultats suivants :
- » IV. Régimes libres avec ou sans transformateurs. — i° Alternateur hors circuit et résistances mortes en dérivation sur le crible, équivalentes à une résistance Rp
- t
- u — Ile ciq,
- J I ^
- i (vers le condensateur) — — —— u ~-— H e~~ cr1 .
- ou entièrement amorti,
- u = IRe+a^-J- H
- et les a sont les racines de
- (ïL + M (c* + ^)=o.
- » La résistance critique est donnée par
- RjCj
- 2
- s/cl2 ’
- ou pratiquement comme^- est petit à côté de l’autre terme
- R,
- dès que Rt est au-dessous de cette valeur les régimes libres ne sont plus périodiques.
- » Installation citée par M. Picou, C = 2 micro- % farads; L2= 0,0828,
- . . . 1
- résistance critique rr —
- io3^/0,0414 — 100 ohms environ.
- » 3° Cas général, où sont branchés, sur le réseau, des alternateurs, considérés comme bobines à circuit magnétique ouvert dont on néglige la résistance ohmique ; des bobines à circuit fermé, dont on néglige la résistance propre, mais non la résistance apparente, d’origine hystérésique ou parasite. Soient Z l’impédance à la fréquence —d’un de ces derniers
- 1 27T
- appareils, essayé à vide s ’il s’agit d’un transformateur ; cos cp' le facteur de puissance dans ces conditions. Soit L le coefficient de self-induction d’un des premiers appareils (qui ne sont que des cas particuliers des seconds pour lesquels il est commode de supposer, peut-être h tort, cos cp =0); on posera
- ^ ^ 1 coso0 _______^ wcoso sincp0 _______losincp
- » 2° Si, outre ces résistances, il y a une résistance inductive, à circuit magnétique non fermé (qui peut être les induits des alternateurs), le régime libre peut être ou périodique amorti,
- 7/ He—"é sin ([if — <]>)
- avec
- 3— — Æ q----L_
- a \LS ^ RtC
- ____l__y
- CL2 4 \L2 Ri<V ’
- puis l’on déterminera un angle £ et une constante k par les conditions
- k cos as
- 1 v sm?o
- 4R2iC ' s0
- k sin ae=-f-
- cosc?0
- *0
- Les valeurs des constantes a et [3 qui déterminent les régimes libres He-a* sin (^ — cp) d’un élément (flux, potentiels, courants) ont les va-
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- leurs
- +oosVr' p=sintV/'-è’
- R, étant la résistance morte réduite (voir la note 3).
- Application au schéma de M. Picoit.
- » i° Les alternateurs non reliés, Z = i ooo cos o — o,65. cosc?0 3i4xo,65
- ---- — ------------ = 0,20'! i,
- 70 i ooo
- à vide
- a = 2i5,6, p = 371,5 ;
- avec
- Rx = 5oo, « = 885,5, p
- RI — 100, a — 4 976, p
- Rx = 3o, a =16662, JJ
- » 2° Les alternateurs reliés =
- — 1 2,08, à vide
- a = 20,6, p = 2 482 ;
- avec
- Rx = 5oo, «= 5o3,4, p = 2 348,
- Rx = ioo, a = 2 5i8, p= 147,8,
- Rx = 3o, a =16 228, p= 6,4.
- » Ce tableau me semble ne pas avoir besoin de commentaires, et si les valeurs qui y sont portées diffèrent notablement de celles fournies par d’autres méthodes, une étude expérimentale que rend aujourd’hui possible l’existence d’appareils tels que celui de M. Blondel pourrait décider quels sont les chiffres les plus voisins de la vérité.
- » \ . Régime forcé. — Quant au régime forcé eninZ, on l’obtient ainsi : soit u = Usin tôt la différence de potentiel aux bornes du condensateur; le flux dans une bobine est
- U
- ------cos tôt,
- 10
- et, par suite, le courant------— sin Uùt — ce) en
- 0J~ ' ‘ '
- retard de -------cp^ sur le flux, et toz est l’impé-
- dance mesurée à la fréquence 10 ; dans les résistances mortes le courant est ~ - et enfin le cou-
- Rt
- = i3i,5,
- = 20,2,
- = 6.
- __ 1 ____ 3i4
- ~~4~~
- sincp0
- : 0,2385,
- rant de charge est C ~ j - = CwU cos toi ; on a
- donc, à chaque instant, le courant total de la machine
- i = U
- situot
- ~rT
- sin [rot— o) Z '_
- Co) cos toi
- d’autre part si l’on néglige l’hystérésis dans la machine
- . . r di
- e = h -f- Ri -f- L —jj-,
- d’où
- e = U J sin tôt -f- R sin —---------7ÏJ cos<°^
- {
- Ctu-
- >ino \ |
- "Z/ J
- -f- Lio cos tôt
- osep \ . ( sin<
- ~~ 1 — sm wt I c<o q—y
- en mettant la parenthèse, après substitution des valeurs numériques, sous la forme
- e = U (Asiniot -f-B cos toi),
- et posant A2-q-B2 = M2, on aura inversement le potentiel u lorsque e= E sin tôt en écrivant
- E
- A2 + R2
- (A sin tôt — B cos o><).
- et l’on en déduira facilement les courants et les flux.
- » VI. Application delà méthode. — Connaissant ainsi deux régimes permanents, si h l’époque 6, u et <ï> ont les valeurs ui et <!>,, tandis que dans le second les valeurs seraient ii2 et <î>2 à la même époque, on écrira u9— ui -f- i/0, ij>9 = ù>1 -f- <l>0, et u0 et <fl0 seront les valeurs instantanées à l’époque 0 du régime libre qui se superposera au régime permanent . Le paragraphe précédent fait connaître les valeurs de a et (3 correspondantes ; on posera donc
- u = He*(G—0 sin (j31 — 6)
- et
- 4) —— He<A—fl
- a sin [$t — V) + P cos (P*— <f) a2 + ^ ~
- et l’on déterminera II et par les équations M, — ui = H sin ({J6 — <j>),
- 4*0— 4>. = —:—r + a sin (P® — rt~ ,3 cos (21 —*i)]. se* 4- p- "
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- qui donnent
- h2=(«2 — wi)24~ r (*2 — (a2+f32)+a (m2 — "fl]2 "ôt
- et
- tang (p6 ~ — (4>2 —^ (aa + pâ) + a(u2 —«J '
- » On a tous les éléments nécessaires pour discuter les amplitudes des oscillations dont les
- maxima ont lieu pour tang — cp) = -|-; je remettrai à une autre occasion l’application de ces formules aux cas traités par M. Picou.
- » VII. Limites de la méthode. — Cette méthode ne saurait évidemment être considérée comme absolument rigoureuse ; elle néglige la déformation que les transformateurs font subira la courbe du courant; de plus, à moins de considérer z comme fonction de l’intensité, elle ne reproduit pas pour l’hystérésis la loi de Stein-metz ; je la crois néanmoins beaucoup plus rapprochée de la vérité que les modes de calcul généralement employés et qui conduisent à des résultats tout à fait inexacts quand on étudie les augmentations de tension ^ou d’intensité) produites par l’association d’une bobine et d’un condensateur (en série ou en dérivation).
- » Qn a considéré comme négligeable la dispersion des transformateurs, on pourra en tenir compte en supposant que les résistances mortes ont un léger coefficient de self-induction ; on peut également tenir compte des résistances ohmiques des bobines, et l’on doit même le faire quand ces résistances cessent d’être une petite fraction de la résistance morte R1. Si l’on veut en tenir compte, il faut alors reprendre l’équation générale (i), et écrire au dénominateur un terme r égal a la résistance ohmique, et, à la place de L, une expression imaginaire
- Z (sin cp 4* cos cpt/—i ) _ w 5
- mais alors on retombe sur des complications de calcul très grandes et des équations de degré supérieur, à moins d’avoir affaire à un circuit très simple (v. note 4)? et cette complication n est nullement justifiée quand la résistance ohmique n’est qu’une petite fraction de l’impédance.
- » Quelque méthode que l’on emploie, un résultat s’impose, c’est que l’existence d’une
- résistance assez modérée non inductive, reliant les deux armatures du condensateur, produit un amortissement considérable et une augmentation très notable de la durée de la période des régimes libres ; les calculs ci-dessus montrent comment on peut réduire (3 bien au-dessous de la valeur de eu, et éviter ainsi toute surélévation dangereuse. Il ne peut être question de laisser en service cette résistance, mais elle pourrait se trouver mise automatiquement en service, lorsqu’une manœuvre que l’on a des raisons de supposer dangereuse est néanmoins commandée par les nécessités de l’exploitation : les résistances que l’on introduit aujourd’hui dans les parafoudres à intervalle d’air jouent en partie ce rôle.
- » La question des accidents sur réseaux alternatifs, même limitée, comme elle l’a été aujourd’hui, aux réseaux d’éclairage, est loin d’êlre épuisée. M. Picou a parlé des interrupteurs à huile sur lesquels les Américains fondent de si grandes espérances, et a rappelé l’opinion qui attribue à ces appareils la faculté de choisir le moment le plus favorable pour produire la rupture; une telle théorie ne semble pas nécessaire; je serais plutôt porté à penser que dans l’air l’arc se rallume à une bien plus grande distance que dans l’huile, et que le régime pseudo-périodique de l’arc dans l’air exagère et prolonge les perturbations observées. Le mode de rupture peut encore avoir une autre influence : on a supposé que les deux fils du cable avaient à chaque instant le même potentiel dans toute leur longueur; il n’en est pas ainsi; mais, à moins de réseaux d’une longueur extraordinaire, ce fait ne joue aucun rôle appréciable ni dans le régime permanent, ni dans les régimes libres; il n’en est pas moins vrai que la perturbation naît brusquement en un point déterminé du câble, puis se propage comme une onde en gardant un front plus ou moins raide, et dont l’amplitude va plutôt en diminuant tant que le câble reste uniforme ; mais, si les conditions électriques changent, si un appareil est branché sur le câble ou si celui-ci est enroulé en spirale, il y a, à l’entrée des bobines inductives, des points où pendant un temps très court des tensions dangereuses peuvent se produire; l’étude de ces phénomènes échappe à l’analyse ci-dessus; elle est cependant indispensable pour comprendre la localisation (en dehors des défauts de cons-
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- truction) en certains points fixes d’un réseau, »
- Note i. —Pour illustrer cette méthode, je prendrai un exemple extrême, qui est la plus grande épreuve à laquelle un réseau puisse être soumis ; je suppose tous les appareils (les primaires des transformateurs) débranchés, le réseau isolé et la machine reliés ; la machine est mise en court-circuit, puis ce court-circuit rompu; après la rupture, le régime est la superposition d’un régime permanent (toutes résistances négligées)
- — E cos tut
- — E sin tut 'L~ (CLu2 — j)
- et d’un régime libre ([i'CL — 1
- i2 — CjsH cos (jj< — tp), — H sin ((5f — <t).
- A l’époque 8 de la rupture, le courant total q -f- q doit être le courant de court-circuit dans la machine et le potentiel nul au condensateur, d’ou deux équations
- C[jHcos(jiO—=
- E cos wG (CLw2—i) W
- H sin (,66— d/)
- E sin tu 6 CLw2—i
- qui détermine H et A, c’est-à-dire le régime libre quand on connaît l’instant de la rupture; on en déduit
- H2 _ i E2 — (CLw2 —i)2
- cos2 IU0 C^lAo2^
- -f- sin2cu0
- Lcos2coO -(- sin2wO>\ .
- Note a. — L’énergie emmagasinée dans le
- condensateur est — Coj2 ; dans le transforma-
- 2
- teur-^- Li2, u est une fonction U sin tôt du temps
- et i une fonction sinusoïdale en retard sur u du décalage »; l’énergie totale
- — CU2 sin2wi -j—— LI2sin2 (tut—es)
- 2 2 ‘
- est donc variable avec le temps, si on l’écrit
- LI2 .
- — j siii2cuf(CU2-{-Lr2cos2cs)---------— siu2iuisin2o
- —j—LI2 cos2 tut sin2 ?]
- 2 i (CU'M
- 3 P 3
- + H2) (LI2cos2cp-|-CU2)
- COS 2 tut
- LI2 .
- -----sin a o sm 2 tut
- et oscille entre
- (CU2 + LI2 ±\/C2U2 + L*I* -f- 2LCLT2I2cos 2 o)
- suivant le moment considéré, c’est-à-dire dans l’exemple de M, Picou, entre
- —• (2. io-e. 3ooo2 -f- 2,42.9 ± ÿ324 -f- 565,5 -j- 235
- = —- (3g,8 ± 33,5) joules.
- Le maximum est donc 36,6 joules qui, répartis sur le condensateur seul, donneraient
- H
- La valeur dedépend donc du moment
- choisi pour la rupture; si 10 > [3, sa plu? grande valeur est ^ p2-et correspond à la rupture sur le courant maximum. Si c’est j3 qui est le plus
- £3
- grand, la plus grande valeur —-----------r>- eorres-
- pond à la rupture au moment où le courant est nul. La valeur la plus dangereuse de la capacité est naturellement celle qui correspond à la résonance où w = (3.
- Dans l’installation à laquelle M. Picou (ait allusion, cette condition est loin d’être réalisée, car
- CLw2
- P
- 0,016.
- . / 2 X 36,6 Xio6
- \/ ------1------ = 6odo volts.
- Mais il faudrait tenir compte : i° de ce que les transformateurs absorbent 5o joules au moins par cycle (ce serait une perte de moins de 1 p. 100 de la puissance totale,: et que, si le réseau était en charge au moment de la rupture, les résistances mortes absorbent aussi une quantité notable cl’énergie. En tout cas, la rupture brusque, les transformateurs étant reliés, ne peut causer une tension dangereuse ; les choses sont toutes différentes quand on rompt un court-circuit, parce que l’énergie emmagasinée dans l’alternateur peut atteindre une valeur bien plus considérable (dans l’exemple de M. Picou, L = o,o83 h., Ieff — 115 A, LI2 = 1 100 joules)
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- que celle du câble et des transformateurs, et enfin qu’il y a encore une source d’énergie mécanique disponible : c’est la présence de cette réserve dans l’alternateur qui rend la rupture dangereuse.
- Note 3. — Soit <I> = We~%t sin $t le flux qui a nécessairement la même valeur dans toutes les
- bobines, le potentiel du condensateur est -jj- ou
- He~(— a sin [it -j- [3 c-os [it) et le courant dans
- t d<t>
- les résistances mortes -=^-courant total de décharge est
- dt
- tandis que le
- — G
- dU
- dt
- = CHe-«f[(a2—[i2) sin — zxpcos fit].
- Le courant dans les bobines d’alternateurs est le flux divisé par le coefficient de self-induction,
- soit , mais, dans les primaires de transfor-
- mateurs, il est en avance d’un angle -----------cp sur
- ce flux, soit
- <{> / - \ fl»
- — e~«t sin I [il-j----cp j — ~ e~at (S2U N s^n ?
- -f cos [it cos cp)
- (l’angle cp ainsi choisi détermine par son cosinus le facteur de puissance) ; le courant de décharge étant à chaque instant la somme de tous les autres, on doit avoir
- C (a2 —S*)
- Ri
- . I , suies
- + -T- d-------— =°>
- XP C + 17"
- coscs
- ------ — o;
- or, si l’on remplace dans ces équations a et par leurs valeurs, il vient pour la première
- C (LR7ci- + ^a£\/-§-R^+^oos2£)
- f 1 , i t / K \ . i . sincp
- -(tivc + r:V C cosV+r+-V-=0-
- ce qui est une identité à cause de
- K COS 2 £ —
- LR12C L
- +
- et, pour la seconde,
- -t 2 c°sî'R'V/d')sia V# +• èa/-
- K
- — =o,
- qui est encore une identité à cause de
- K sin 2
- On se rappelle que z est si Z est l’impédance, à vide, à la fréquence ~^r •
- Note 4- — Le circuit contient simplement un condensateur de capacité de C, un transformateur dont l’indépendance est Z à la fréquence
- et une résistance r en série (y compris la
- résistance ohmique du primaire) ; le condensateur est shunté par une résistance morte Rj en dérivation sur ses armatures; cos es représente
- le facteur de puissance à vide du transformateur;
- . . Z
- c désigne le quotient — .
- Soit it = Ile rjl sin 1it le courant du transformateur; u — ri, la force contre-électromotrice du primaire, est en avance de l’angle cp sur le
- courant it ; cette force serait z si le flux était en phase avec le courant, c’est-à-dire
- îHe—v-t (—a sin [it -}- ]3 cos $t),
- tandis que ce flux est en retard de ~------cp sur
- le courant, de sorte que sa dérivée est
- sHe-«( [a cos ((3f— cp) -f- (5 sin —(— cp) j.
- 11 en résulte
- u = He—«-t [/ sin [t-(- sa cos (j3f -f- cp) -f- sin ([it -f- cp)].
- En écrivant que le courant de décharge du condensateur est la somme des courants à travers la résistance et le courant ft, il vient, pour le régime des oscillations libres,
- n du
- C ~dt +« + *t-o;
- on remplacera u et it par leurs valeurs et l’on aura une équation qui doit être satisfaite quel que soit t ; or, pour [it -J- cp = o, on a
- it — — He—sin cp, u— He—(— /• sin es-j-sa),
- = He«—* [ai* sin o -j- (à/- cos cp (p2— a2) z]
- et, pour |it —(— cp — ,
- û = He«“f cos cp, u He—(r cos es -f- z\J), l- — He—a< (— ctr cos cp -(- (ic sin cp — 2 aps)
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- 8o
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N° 28.
- et, par suite,
- C [ar sin © -f- $r cos © -f- z (j32 — a2)] + rg— (as— r sincp)
- — sin o = o,
- C(—a/' cos o -4- [ir sin co — 2»Ss) 4- i ,n , ,
- v ‘ 1 • r ' 1 — (ps 4-r COSü)
- -|- COS © =0.
- En résolvant ces deux équations par rapporta a et (3, on est amené à introduire deux quantités auxiliaires, e et K1S cette dernière essentiellement positive, définies par
- Kj COS 2£:
- R,2CS
- RjCs 1 Cz
- Kj sin2£ =
- ^sil,'2? + (R(üF+À
- COS©.
- Les valeurs de a et 3 sont alors
- — sin o -j- cos£^/K^ ,
- = — cos o -f- sin £ \7kx J .
- R-G
- La valeur de ^/Kj sera toujours positive, et, entre les valeurs égales et de signe contraire de cos e et sin £, il faut choisir celle que donne a
- positif ; celui-ci tend vers - - -, il mesure que R,
- diminue. Si l’on veut faire une application numérique à l’exemple cité par M. Picou, on prendra
- ne 1 000
- C=2..o-«, r—i, 5 = -s;r
- — = 0,3x4, cos t, = 0,65, sin 0 = 0,76
- et l’on verra que le changement subi par les valeurs de a et [3 en posant — o au lieu de 1 est insignifiant; il n’en serait peut-être pas de même si l’induit de l’alternateur était relié au condensateur; les éléments manquent pour faire ce calcul, car si M. Picou fait connaître Z pour l’alternateur, d’où l’on déduit
- il n’indique pas la valeur du cos cp qui n’a pas été mesuré.
- L’idée de majorer la résistance ohmique d’un alternateur n’est pas nouvelle ; tout le monde sait que cette majoration est indispensable lorsque l’on veut tracer a priori la courbe de réaction d’induit, mais on se borne fort arbitrairement à doubler cette résistance, tandis qu’on
- trouve dans l’hystérésis et les courants de Foucault les éléments d’une évaluation rationnelle
- Toutefois, l’introduction de ce nouvel élément dans la recherche des régimes libres apporterait dans les calculs une complication énorme ; si l’on se reporte à ce qui a été dit au sujet des circuits sans hystérésis, on comprendra que l’introduction d’un appareil, pour lequel le rapport ~ est
- différent des autres, élève le degré de l’équation à résoudre ; que, si un appareil comprend avec un condensateur deux bobines de types différents, ce n’est plus un, mais deux régimes libres qui seront possibles, de sorte que le régime réel pourra être la superposition de deux régimes fort différents, l’un très amorti, par exemple, tandis que l’autre le sera à peine. La superposition de ces courbes donnerait une courbe à forme exponentielle, en gros, avec des dentelures, dont le tracé serait fort différent de celui de la courbe dite théorique. Or, ce cas se présente lorsque, pour étudier les régimes libres d’une bobine d’induction reliée à un condensateur par exemple, on trouble ce régime par l’adjonction des appareils de mesure.
- Séance du ier juin 1904.
- La discussion sur les surtensions dans les canalisations électriques a continué. M. de Marchéna pense que dans une installation faite dans de bonnes conditions avec un bon matériel, il n’y a pas beaucoup à craindre en pratique les accidents dus aux surtensions causées soit par courts-circuits, soit par les harmoniques. M. Brylinski, se plaçant au point .de vue économique trouve que si l’on augmentait le coefficient de sécurité dans le rapport indiqué par M. Picou pour les réseaux de i5 à 3o 000 volts la dépense serait considérable.
- M. Swyngedauw fait ensuite une communication sur la « Densité de courant et tension les plus avantageuses pour les transmissions d’énergie ». Il indique les formules les plus simples pour trouver la densité la plus avantageuse.
- Enfin M. Loppé présente un « Nouveau système d’éclairage électrique des voitures de chemin de fer » qui repose sur l’emploi d’une dynamo avec réglage électrique de la tension.
- A. B.
- Le Gérant : Ch. COINTE.
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- Tome XL
- Samedi 16 Juillet 1904.
- Il» Année. — N» 29
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- L’ÉNERGIE
- DIRECTION SCIENTIFIQUE
- â. D'ARSONVAL, Professeur au Collège de France, Membre de l lnstitut. — A. BLONDEL, Ingénieur des Ponts et Chaussées, Professeur à l’Ecole des Ponts et Chaussées. — Eric GÉRARD, Directeur de l’Institut Electrotechnique Montefîore. — G. LIPPMANN, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — D. MONNIER, Professeur à l’École centrale des Arts et Manufactures. — H. POINCARÉ, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — A. POTIER, Professeur à l’École des Mines, Membre de l’Institut. — A. WITZ, Ingénieur des Arts et Manufactures, Professeur à la Faculté libre des Sciences de Lille. •
- ÉTUDE THÉORIQUE
- SUR LES MOTEURS MONOPHASÉS A COLLECTEURS
- (Suite et fin.) .
- DISPOSITIF WJNTER-EIC1IBERG, AVEC TRANSFORMATEUR-SÉRIE DANS LE CIRCUIT D’EXCITATION
- La figure 5 montre le dispositif adopté par MM. Winter et Eichberg et dont on trouve la description détaillée dans le n° i4 de VÉclairage Electrique, p. i4-
- On voit que les balais court-circuités sont dirigés invariablement suivant la ligne polaire primaire et que perpendiculairement à cette direction, sont calés les balais série reliés au secondaire d’un transformateur-série, dont le rapport de transformation est réglable.
- Il paraît intéressant d’envisager l’influence que la variation de ce rapport de transformation peut avoir sur le fonctionnement du moteur compensé.
- Le dispositif est contenu dans le cas général auquel répondent les équations fondamentales (i), (a) et (3). Nous n’avons qu’à poser, à cet effet, 0=o et dans l’équation (2) : ,
- Z, = /U-£, 01l'2 = DE, 011'12 = DR,
- et dans l’équation (3) :
- Oïl'2 = DE,
- ce qui revient à supposer le circuit ccl distinct et indépendant du circuit ab (fig. 1) et ayant l> fois plus de spires que l’enroulement statorique.
- Il est facile de reconnaître que l’on pourrait tout aussi bien admettre les enroulements statorique et rotorique bobinés pour deux tensions différentes. On obtient dans les deux
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- 8-2
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N* 29.
- cas pour le courant de démarrage :
- T- — ^
- £k2
- et pour le courant d’alimentation en marche :
- — I cos 'b / cos2 J; , . n . I
- =-v*\—r-±y —r1 +A si"! +J
- avec
- tg
- k{0i* —to22)
- Le courant au synchronisme devient :
- 3. = âitak
- et la tension entre les balais série
- K2 — w22)*2
- Quel que soit donc le rapport k, toujours est-il que la tension C2, et implicitement la tension lamellaire e,t sous les balais court-circuités, ne seront milles qu’au synchronisme ; on ne saurait donc, en influençant l’excitation, rendre la tension e,t nulle à un régime autre que synchrone.
- La tension au démarrage entre les balais-série étant :
- <§2 ui — 5j,d iiu1£,/:2 — ê
- on voit qu’avec h < i, et en supposant le nombre de spires des bobines élémentaires réduit dans le même rapport, la tension lamellaire eM au démarrage restera la même quelque soit la valeur de k. Avec un sectionnement donné du collecteur on ne peut donc nullement agir sur la tension lamellaire e4d en variant k, tant que la tension d’alimentation é' reste constante.
- Pour le couple enfin on a :
- c _ Lm, y •1
- soit, au démarrage :
- r -
- d 2(.o12£ /r3
- et au synchronisme :
- ê2 X
- Cs =----Jp---7-
- Les couples Cd et Cs varient donc en raison inverse avec k.
- Il est facile de voir qu’une diminution de k a pour effet d’agrandir le couple, et d’autre part on reconnaît aisément, qu’en maintenant le couple de démarrage constant, e4rfsera d’autant plus faible que k sera petit. Ceci était d’ailleurs évident a priori, etn’estque la simple confirmation de la règle bien connue, qui tend à limiter le rapport :
- tension entre les balais série nombre de lames du collecteur
- Les diagrammes polaires pour les cas A’ ^ o ne sont guère différents de ceux que nous
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- 16 Juillet 1904.
- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- 83
- avons obtenus précédemment, nous n’avons, dans l’expression pour qu’à identifier k-avec----1 ~ • Cependant les valeurs de k < V/— donnent lieu à une série de courbes nou-
- ' i — sin 0 1 V 2
- velles qui nous avaient échappé jusqu’ici. La valeur /i;=-^-nous donne en particulier la cardioïde proprement dite. Si k diminue encore davantage, la bitangente inférieure de la quadrique se rapproche de plus en plus de l’axe polaire OE et, à la limite, lorsque k devient infiniment petit, la quadrique se confond avec le cercle ayant -y d comme diamètre ; dans ce cas ?>Ucl est infiniment grand, si C est fini bien entendu, et le lieu géométrique de sera donc l’axe polaire.
- Fig. 5 et 6.
- Une différence essentielle entre le cas k < o et les cas considérés précédemment [^>0 ] ’ réside dansce qu’au synchronisme, on a avec k ^ i toujours cos = i, étant donné
- que pour = co2, tg'i> devient infini pour tous les k. En tenant compte des fuites, on n’atteindra même pas cos z> = i au synchronisme. Le dispositif Winter-Eichberg, tel qu’il ressort de la figure 5, ne permet donc pas, évidemment, d’affecter le moteur compensé à la production de courant déwatté, décalé en avant au synchronisme.
- La discussion complète des différentes formes auxquelles donnent lieu les cas (-)= o et
- k ^ i serait intéressante et peu difficile, mais la place qu’elle prendrait ne serait, dans une revue technique, dans aucun rapport avec la portée pratique du sujet.
- Réprésentation clu courant cValimentation en fonction de la vitesse de rotation.
- Dans bien des cas pratiques le problème se pose de la façon suivante : on demande pour une vitesse o>2 donnée, le courant d’alimentation avec son décalage — ou, comme disent les
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- T. IL — N° 29.
- Américains, la perméance de l’appareil — et toutes les grandeurs qui en dépendent.
- Il va de soi, que dans ce cas une méthode graphique directe, tournant la construction explicite de la quartique, serait préférable.
- Or, on voit immédiatement, en partant de l’expression primitive pour le courant d’alimentation :
- A — •
- W|
- cos 0
- = 3
- i-d
- A«2)
- x -j- sin 0 i -f- sin 0
- que le mode de procéder, propre à ce cas, consiste, sans doute, à décomposer en frac-
- tions partielles, de sorte que l’égalité
- _i________ A
- /(u>2) «2 w'2
- +
- B
- w2 — o)
- soit vérifiée identiquement, to'2etw//2 étant les racines de l’équation /’(o>2) ==o, et A et B deux constantes arbitraires desquelles nous pouvons disposer librement.
- Envisageons, à titre d’exemple, le cas où le décalage des balais B = o. f (w2) = o nous donne alors les racines conjuguées :
- w'2
- (JD
- l
- + ^V/3-
- -3-t/r 2_
- En opérant comme nous venons de l’indiquer, on obtient
- A = — B
- »iV/3
- et
- b = èv<i—Vr r-
- wx V 3 I w2
- . (O, CO.. /——• . CO, CO, /—-
- + I —-------------------L V3 ox, + i —- q------------------------------l- y 3
- 2 2 ~ 2 2
- et, si enfin on pose :
- Ig c =
- >2 -
- et
- tglV —
- 3,+ -^ v*r
- il vient définitivement :
- 3. — 3., ,d —r=r (sin ve~ iv — sin ti>e~
- G3
- La construction de 32 peut être effectuée, à présent, très simplement.
- Prenons horizontalement, (fig. 6), le vecteur de la tension d’alimentation OE comme axe des abseisses et portons verticalement en 0 une longueur 0A= -bb- \fl. Faisons ensuite sur
- l’horizontale menée par A, AG = B A = et faisons passer par B et G deux parallèles à l’axe
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- des ordonnées ; ‘portons ensuite sur la verticale par B, positivement et toujours à la même échelle, la vitesse w2=BD, pour laquelle on s’est proposé de donner^. Fixons maintenant
- sur l’axe des abscisses négatives une longueur OG = ZLd et décrivons sur OG comme
- diamètre une circonférence. Si enfin nous menons par D et A une droite rencontrant la verticale par G en D', les rayons vecteurs OD et OD7 couperont le cercle en deux points F et F7 dont la droite de jonction FF7 nous représenté le courant d’alimentation 3X en grandeur et direction.
- Il est facile de vérifier que :
- O AOD = — w <) AF'O = — c
- O F' = 3,.^ —— sin ve~ iv
- V/3
- OF = 3,,<j —— sinwe~iw
- ' V/3
- On voit que la valeur maxima de 3X intervient au moment où FF7 devient diamètre, et où on a, en concordance avec ce qui a été obtenu précédemment :
- Nous pensons que ces quelques indications suffisent pour caractériser la méthode et de permettre aisément une extension aux cas 0 ^ o.
- INFLUENCE DE LA DISPERSION MAGNETIQUE SUR LE FONCTIONNEMENT DU MOTEUR
- MONOPHASÉ COMPENSÉ
- Soient d1= - et dz — 4- les coefficients de dispersion magnétique primaire et se'con-
- daire, et p.j= i -f- di et = i -f- c/2 les coefficients d’inductance correspondants. En admettant une même dispersion magnétique secondaire suivant les directions ab et cd (fig. i), et en observant que les champs de fuite de l’armature agissent également par induction dynamique sur les branches secondaires en quadrature avec eux, les équations fondamentales peuvent s’écrire, avec les conventions que l’on connaît :
- Lx iw1[Ji1£31 -f- OÏL cos 032 4- i(x>y Oïl sin 03i L., ito1[JL2J£,è>jL -f- i‘w101L sin 0t51 -)- Wj^OÏLc^ + w20ïl cos 03x O m'tollu2£32 -F ito10)L cos 03t — w2;jL201L3i — o)20ïl sin 03t
- Si nous résolvons comme précédemment ces équations d’après 3n il vient :
- N = N-* [ — \J+ ™2 sin2
- 5 £ • P*
- ' l'(l ico^J d+ (u2+sin0p j ’ cos 0 ((JQ-h sin 0)
- tox2 j d -|~ (u2 + sin 0)2 j—H- sin 0)
- 2 _ [jl, j d+ (,u2 + sinQ)2 j
- m cos2 0 (a2 + sin0)
- avec
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- et
- d — d^ —p d.^ —{— dyd-2
- Pour le couple on obtient aisément :
- ___ 311 cos 0
- ' _ f*2
- ” (Hâ + SÎn 0)
- et pour la tension entre les balais-série :
- (iu-2 + sin 0) (wp — co22)
- OnvoiL que l’influence delà dispersion magnétique ne devient comparativement notable qu’aux environs de 0 = —90°.
- Le couple, après avoir passé par un maximum, devient maintenant nul pour 0—— 90^, le courant de démarrage 3ld restant fini à présent.
- Pour le reste on reconnaît que le diagramme de fonctionnement conserve son caractère géométrique. Dans les épures figures 2, 3 et 4 interviennent simplement, à côté des valeurs
- un peu différentes de 31)d, m2 comme expression modulaire au lieu de ^ _Xgin q •
- La tension entre les balais-série <§2 ainsi que la tension lamellaire e4 sous les balais court-circuités a et b deviennent encore nulles au synchronisme comme auparavant.
- II est facile de reconnaître d’ailleurs que la représentation graphique du courant secondaire, de la vitesse de rotation io2 et de la tension lamellaire e4 ne diffère que quantitativement de celle que nous avons exposée en négligeant la dispersion magnétique des enroulements.
- Pour 0 = 0 on a par exemple :
- avec
- et
- - — I cos d» 1 / cos2J; , . 7 .
- 1 = ^i,d L ~— ~ V ~4~^ + (d + ^ sm“ J
- tK 4 —_________________________________________
- 8 Y — uy + [JL22 (wt2 — w22
- &l>d =
- *>2
- in}yL{d [jt22
- On peut, dans ce cas, entrevoir facilement que la quartique, lieu du courant d’alimentation, est du genre [0'>O], où 0; suffit à l’équation :
- sin 0'
- d + f*a
- Pour tenir compte de l’effet des fuites magnétiques il suffit donc de supposer décalés les balais par rapportai! cas idéal d’un certain angle 0' dans le sens de rotation, tout en introduisant la valeur plus exacte du courant de démarrage que nous venons de donner,
- Au synchronisme on a
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- 87
- donc pour le facteur de puissance :
- cos s. =
- f*2
- sJ |A/ -f d1
- (dL + ^2)2
- si et d, sont petits à côté de 1.
- Il résulte de là que pour le moteur compensé, les fuites magnétiques n’interviennent qu’en second ordre et n’ont plus sur le décalage la même influence que dans le cas des moteurs à induction ordinaires.
- Avec un coefficient de dispersion di_-\-di=- opo par exemple on aurait pour le moteur compensé, au synchronisme
- « cos cps = 0,995
- tandis que pour le moteur à répulsion et le moteur-série, ou le moteur à induction ordinaire, on aurait à la même vitesse tout au plus :
- cos o — 0,83
- Il va de soi, finalement, que la méthode de décomposition en fractions partielles peut tout aussi bien être appliquée cju’auparavant. Elle conduit en principe au même diagramme simple que nous avons exposé dans la figure 6 pour [0 = o].
- D‘ Th. Lehmànn.
- LES GRANDES TURBINES WESTINGHOUSE PARSONS
- La Société Westinghouse de Londres construit en.ce moment pour le Métropolitain et pour le chemin de fer régional de Londres des turbines Parsons très remarquables. Elle n’a entrepris la construction des turbines à vapeur qu’il y a quatre ans environ. Les unités étaient alors de 600 HP. Elles atteignent maintenant 7 5oo HP. Ces dernières peuvent produire une force maximum de 11 000 HP.
- Les nouveaux types se distinguent par leur aspect compact et par leur faible vitesse.
- L’espace occupé par une turbine de 7 5oo HP est approximativement de 8,5o m sur 4 m, la hauteur totale étant de 3,60 m. Cet encombrement équivaut à 0,15 m2 par HP. L’unité entière occupe une surface rectangulaire de i4,5° m de longueur sur 4 m de largeur, soit 0,2a m2 par HP.
- Les unités de 5 000 kilowatts marchent à 700 tours par minute, celles de 2000 kilowatts à 1 200 ou 1 56o tours par minute, celles de 1 000 kilowatts à 1 5oo ou 1 800 tours suivant la fréquence que l’on veut obtenir.
- Le groupe repose sur une plaque de fondation unique fondue en deux sections. Sur la plaque de fondation sont boulonnés les socles, la boite du générateur et le corps de la turbine.
- La plaque de fondation elle-même n’est pas fixée aux fondations autrement que par son propre poids. Gomme on le sait, la turbine Parsons se compose essentiellement d’un arbre portant une série de couronnes munies d’arbres analogues à la partie mobile d’une turbine hydraulique, et un corps cylindrique entourant le tambour précédent et muni intérieurement d’une série de couronnes directrices fixes s’intercalant entre les couronnes mobiles
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- X. IL. — N° 29 _
- précitées, enfin de deux paliers. Le manchon cylindrique horizontal fixe est d’une seule pièce pour les petites unités et de deux sections assemblées suivant le plan longitudinal pour les grandes unités.
- Le socle du palier interne est solidement boulonné à la plaque de fondation, tandis que le socle du palier externe peut librement glisser dans des coulisses.
- On empêche les fuites d’air de l’extérieur vers les espaces d’échappement du caisson à l’entrée de l’arbre par des boîtes à garniture sans friction. L’huile n’est pas employée. L’eau de condensation de la turbine est donc de l’eau distillée pure.
- L’énergie est transmise à l’arbre du générateur par un couplage flexible tendu au point de jonction de façon que le déboulonnage de quelques pièces permet d’enlever une section de l’unité sans touchera l’autre.
- Fig. i.— Turbc-dynamo Westinghouse 5 5oo kilowatts.
- Les paliers des grandes machines sont d’un type solide semblable à celui employé dans les générateurs et les moteurs à compoundage croisé. L’huile est fournie par un système central sous une légère pression. Le diamètre de l’arbre au palier d’une machine de 5 ooo kilowatts est de i5 pouces (3y à 38 centimètres), ce qui est peu en comparaison des 34 pouces (85 centimètres) requis pour les arbres des machines ordinaires d’égale capacité.
- Les deux demi-enveloppes se meuvent dans des directions opposées par des vis graduées. Le réglage une fois établi, est permanent, et ne doit jamais être repris en sous-œuvre.
- La vapeur pénètre dans la turbine successivement à travers un robinet modérateur automatique et rapide, un robinet à main et la soupape d’admission principale.
- Une caractéristique importante est la soupape qui admet la vapeur à haute pression dans le deuxième étage de la turbine en cas de surcharge dans le but d’augmenter jusqu’à 5o p. ioo la capacité. En proportionnant habilement la vapeur qui passe par cette soupape à la surcharge de la turbine, on peut faire le maximum d’économie et disposer en même temps d’une capacité de surcharge de réserve. La turbine n’a du reste à souffrir au point de vue économique que des surcharges excessives.
- La soupape d’admission principale consiste en une valve à double action commandée par un petit piston, lequel à son tourest contrôlé par une petite soupape placée directement sous la dépendance du mécanisme régulateur.
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- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
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- La soupape admet la vapeur dans la turbine par bouffées dont la durée est proportionnée par le régulateur à la charge que supporte la turbine.
- Cette méthode par intermittences corrige les gaspillages de vapeur et assure le maxi-
- Fig. 2. — Encombrement comparatif d'une turbine Westinghouse (à gauche) et d’une machine à piston
- de même puissance (à droite)
- muni d’économie en employant pour toutes les charges de la vapeur à la pression des chaudières.
- A l’extrême bout de l’arbre de la turbine est moulé un colimaçon qui actionne un petit arbre transversal horizontal. Cet arbre actionne d’un côté la pompe à huile, de l’autre, par
- Fig. 3. — Encombrement comparatif de 4 unités 5 000 kilowatts (à gauche) Westinghouse et de deux groupes
- à machine compound de même puissance (à droite).
- un engrenage conique, le régulateur. Un excentrique fournit le mouvement dé va et vient nécessaire au fonctionnement de la soupape.
- Le régulateur est du type centrifuge à boules. A l’extrême bout du socle externe est monté un régulateur de vitesse auxiliaire également du type centrifuge. Il peut être réglé de façon à décharger à une vitesse donnée une petite soupape qui contrôle avec la vapeur à
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- 9°
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N° 29.
- haute pression le fonctionnement du robinet à fermeture rapide déjà mentionné. A l’état normal, la soupape est ouverte par un piston différentiel. Au moment où la limite de vitesse est atteinte, l’excès de pression est enlevé et le robinet se ferme. Ce dispositif est uniquement destiné à éviter les accidents dus à l’excès de vitesse qui se produirait éventuellement à la suite du dérangement possible du régulateur.
- Un graissage copieux est assuré à tous les paliers au moyen d’une pompe à piston actionnée par l’arbre hélicoïdal déjà mentionné. L’huile chaude qui revient des coussinets passe à travers un réfrigérateur spiralé en cuivre placé dans la plaque de fondation, puis revient au réservoir où la pompe la puise à nouveau. L’huile est partout à basse pression pour éviter l’érosion des parties frottantes, la surface des coussinets étant suffisante pour supporter le poids des parties tournantes.
- Les générateurs ne présentent pas de particularités. Ils peuvent, s’il le faut, fournir directement du courant à i5ooo volts.
- Les unités de 5ooo kilowatts conviennent particulièrement pour les tramways à service intense.
- J. Reyval.
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- GÉNÉRATION ET TRANSFORMATION
- Moteur à gaz Vogt, par H. Humphrey. Engineering', n° 1984.
- Il n’a été construit jusqu’à présent qu’un modèle de 1 cheval 3/4 de ce moteur remarquable et cependant la consommation de gaz n’y a pas été supérieure à celle des moteurs actuels les* plus puissants et les plus^ perfectionnés (320 à 35o litres par cheval-heure indiqué). Les caractéristiques essentielles de ce moteur sont les suivantes : deux explosions par tour, absence de refroidissement extérieur, l’explosion se faisant au-dessus d’une masse d’eau qui remplit le cylindre et la chambre de combustion, composition et compression du mélange constantes quelle que soit la charge du moteur ; température du cylindre inférieure à celle d’une machine à vapeur, absence de graissage du piston.
- Les figures 1 et 2 ci-éontre représentent des sections du moteur. Le cylindre C porte des chambres de combustion verticales B2, le tout est rempli d’eau quand le piston est au début de sa course. En G, A, E se trouvent les soupapes de gaz, d’air et d’échappement, toutes commandées par des excentriques. L’air et le gaz sont envoyés dans le cylindre sous pression ; la pompe à gaz est mue par une bielle fixée à l’ar-
- bre principal, et la pompe à air est mise en mouvement par une tige fixée à l’arrière du piston. Une conduite d’eau de ville sert à injecter une certaine quantité d’eau à chaque coup de piston, sous chaque chambre verticale. Les soupapes d’eau Iv communiquent avec des soupapes L comprimées par un ressort à boudin et dont la fonction est de régler la quantité d’eau conservée dans le cylindre d’après la quantité de mélange admise à l’aspiration et de façon que la pression de compression soit constante.
- Le piston étant dans la position de la figure 1 et l’espace libre au-dessus de l’eau dans la chambre B2 étant rempli d’un mélange comprimé, ce dernier est enflammé par l’étincelle de la bougie I, la colonne d’eau refoule le piston vers B. Vers la fin de la course, la valve d’échappement s’ouvre et la pression tombe à celle de l’atmosphère. A ce moment, le niveau de l’eau est au-dessous de la soupape d’air A, qui s’ouvre et laisse pénétrer une certaine quantité d’air légèrement comprimée ; les produits de la combustion se trouvent complètement expulsés et remplacés par de l’air frais.
- Si le moteur travaille à pleine charge, la soupape d’échappement se ferme aussitôt que le piston a dépassé le point mort, et en même temps du gaz sous pression est envoyé dans la
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- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- 91
- chambre B2 ; le mélange est comprimé dans le retour du piston et le cycle recommence.
- La quantité d’eau expulsée par la soupape K lors de la compression est, dans le cas présent, maxima, et le volume du mélange comprimé est celui qui est nécessaire pour obtenir la pression constante de compression qui est déterminée par la soupape de sûreté L. Si le moteur tra-
- vaille à faible charge, la soupape d’échappement se ferme plus tard et la soupape d’admission du gaz s’ouvre plus tard ; une quantité d’eau plus faible est expulsée, mais la pression de compression est toujours la même.
- Ces considérations indiquent immédiatement le rôle du régulateur quand la charge décroît, à savoir, retard de la fermeture de l’échappement,
- Fig. i et 2.
- retard dans l’admission du gaz et étranglement de cette admission, enfin, réduction de la quantité d’eau expulsée en K.
- Les diagrammes donnés par l’auteur pour diverses charges montrent la grande durée relative de l’ouverture de l’échappement ; le peu de temps laissé à l’échappement et au balayage des gaz brûlés est, en effet, une des difficultés présentées par les moteurs Kôrting. Ces diagrammes montrent encore qu’au moment de l’admission du gaz, le volume total duùnélange explosif, a pleine charge, est égal à i fois ét demie le 'olume d’une cylindrée. La charge normale cor-
- respond à une détente s’achevant ail voisinage de la pression atmosphérique ; le rendement maximum du moteur a lieu pour une charge voisine de 6o p. ioo de la charge maxima.
- L’auteur a effectué une série d’essais sur un petit moteur de ce type ; les essais de consommation n’ont pas été aussi favorables que ceux du professeur Crapper, où on relève une consommation de 368 litres de gaz de Londres par cheval-heure indiqué.
- Néanmoins, ses diagrammes constatent des pressions explosives de 24 à 42 kgr par centimètre carré et dépréssions moyennes de 6,79 kgr
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- par centimètre carré. Ces résultats sont tout à l’ait surprenants, si l’on considère la difficulté que présente l’exécution de presse-étoupes et de soupapes parfaitement étanches avec d’aussi faibles dimensions. Ces dimensions dans le modèle étudié sont les suivantes :
- Diamètre du cylindre.................. 80 mm.
- Course du piston ..................... i5o »
- Diamètre de la tige du piston-avant. . . 20 »
- » » -arrière . . i5 »
- Diamètre du cylindre de la pompe à air. ico » Course du piston » » . i5o »
- Tige du piston » » i5 »
- Diamètre du cylindre de la pompe à gaz. 38 <>
- Course du piston » » . 2o5 »
- Tige du piston » » . 10 »
- Les avantages de ce moteur peuvent être résumés de la façon suivante :
- Il donne le même nombre d’impulsions par tour qu’une machine à vapeur à double action ; le piston et les presse-étoupes sont sous l’eau et peuvent être obtenus étanches sans trop de frottements ; il n’y a point de dilatation inégale entre le piston et le cylindre ; les soupapes d’air et d’échappement sont baignées par l’eau à chaque course ; la soupape de gaz est refroidie par la détente du gaz admis sous pression.
- L’absence de chemise d’eau simplifie notablement la fonte du cylindre et résout une des plus grosses difficultés de la construction des moteurs à gaz; on peut dès lors construire des cylindres épais et très résistants sous de grands diamètres.
- La qualité-du mélange et la pression de compression restent constantes à toutes charges ; et à charge normale la détente est plus prolongée que dans le cycle ordinaire d’Otto.
- La pression de compression peut être augmentée sans inconvénient.
- Le rendement est supérieur à celui d’un moteur Otto et le coût du moteur est peu élevé.
- L’emploi des gaz de hauts fourneaux ou de gazogènes ne risque plus de provoquer l’encrassement des cylindres ; les poussières sont ramassées et entraînées par l’eau. Il n’y a pas, du reste, de graissage du cylindre.
- L.e moteur est susceptible d’être alimenté d’air et de gaz au moyen de compresseurs indépendants ce qui dans une station centrale est d’une importance capitale.
- A côté de ces qualités remarquables, on peut
- se prbposer de rechercher les défauts possibles de ce moteur. Tout d’abord, on se demandera si l’on peut atteindre des vitesses de piston élevées, par suite de la présence de la masse d’eau dans le cylindre. Dans le petit modèle, avec une vitesse de rotation de 100 tours à la minute, la colonne d’eau n’est pas rompue. La pratique des compresseurs a eau a montré que Ton ne pouvait dépasser 2 m par seconde pour les vitesses des pistons sans provoquer une rupture de la colonne liquide. Toutefois, dans le moteur Yogt, la colonne d’eau est toujours soumise à la pression des gaz et le calcul démontre que Ton peut atteindre des vitesses de 5 à 6 m par seconde sans que la masse d’eau cesse d’adhérer au piston. Comme on ne dépasse guère 4 m par seconde dans les moteurs à gaz courants, l’inconvénient considéré ne semble pas devoir se présenter.
- Une autre question se présente au sujet de l’explosion à la surface de l’eau. Le fait que la bougie électrique n’est pas mise en court-circuit prouve que des perturbations à la surface de l’eau ne sont pas à craindre pour les petits moteurs. Mais on ne saurait rien en inférer pour les moteurs puissants. On construit actuellement un moteur de 1 000 chevaux, pour fixer ce point en même temps que quelques autres. Si la masse d’eau se comporte d’une façon satisfaisante pour les moteurs puissants, il semble qu’il n’y ait pas de difficultés mécaniques qui puissent s’opposer au succès de ce moteur.
- P.-L. C.
- La construction des machines électriques en 1903. J. Lowy. [Suite) f1). Zeitschrift fur Elec-troteclinick. 10 et 17 avril.
- En fait de nouveaux convertisseurs, nous mentionnerons en premier lieu ceux de Davis.
- Un convertisseur qui sert à la transformation de courant monophasé en diphasé se compose de deux moteurs synchrones accouplés ensemble dont les inducteurs sont calés perpendiculairement l’un à l’autre sur Taxe commun. Un conducteur de la ligne monophasée est connecté à un point de l’enroulement du stator de l’un des moteurs, et le second conducteur au point correspondant de l’enroulement du stator du second moteur. Les points de deux enroulements oppo-
- (x) Voir Ecl. Eteclr., 21 mai 1904.
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- ses aux deux premiers sont reliés ensemble: un conducteur connecté à cette jonction lorme, avec les deux conducteurs monophasés, un réseau diphasé à trois conducteurs.
- Une autre forme de ce convertisseur comporte deux enroulements Gramme placés sur un stator; chacun des deux conducteurs de la ligne monophasée est relié a un point de l’un des enroulements Gramme, les deux points étant à qo° l’un de l’autre. Les points opposés aux deux premiers dans les enroulements sont reliés ensemble comme précédemment, et forment le point d’attache du troisième conducteur du réseau diphasé.
- Dans un troisième convertisseur imaginé par Davis, le stator porte deux bobines rectangulaires l’une h l’autre. A l’intérieur du stator tourne un champ à courant continu bipolaire nui ou bien mécaniquement, ou bien par le champ tournant existant dans le stator. Un conducteur du circuit monophasé est connecté à l’entrée des deux bobines ; les extrémités de celles-ci forment les points de départhle deux conducteurs du réseau diphasé dont le troisième conducteur est formé par le second conducteur monophasé.
- Un convertisseur triphasé continu de Davis a une grande ressemblance avec les convertisseurs connus de Iiutin et Leblanc, Déri et Sahulka.il comporte un enroulement secondaire disposé sur un stator et relié a un collecteur. Le courant continu est recueilli sur ce dernier au moyen de balais tournant synchroniquement avec le champ.
- Pourtransformer un courant continu en un autre courant continu de tension différente, Wydts et Weissmann convertissent d’abord le courant continu en alternatif, font passer ce dernier dans un transformateur, et le redressent au moyen d’un commutateur mécanique.
- B.-G. Lamme a réalisé un convertisseur pour la transformation du courant alternatif en courant continu dans lequel la tension du coté continu est modifiée d’après la charge du réseau à courant continu. Le convertisseur (fig. 1) consiste en un moteur d’induction accouplé avec un convertisseur tournant ; l’enroulement fixe 14 du moteur d’induction et l’enroulement induit 6 du convertisseur tournant sont reliés en série à la ligne polyphasée 15, 16, iy et le nombre des pôles du stator du moteur d’induction est supérieur a celui des inducteurs du convertisseur.
- Par suite de ce dispositif le moteur d’induction tourne h une vitesse supérieure au synchronisme et, agissant comme générateur, produit une force électromotrice qui s’ajoute à celle du réseau h courants alternatifs. L’inducteur du convertisseur porte un enroulement-série 9 et
- Fig. 1.
- un enroulement shunt 10 connecté h un rhéostat variable 11 grâce auquel la différence de potentiel du courant continu peut être exactement réglée.
- Le réglage de la tension continue se fait aussi automatiquement d’après la charge. Comme le groupe convertisseur est alimenté par une canalisation à tension constante, sa vitesse est constante h toutes les charges. Une variation de la charge entraîne une variation ou bien du glissement ou bien de la tension du moteur d’induction qui fonctionne comme générateur. Comme, ainsi que nous l’avons vu, le glissement ne peut pas varier, la tension produite par le moteur d’induction varie.
- Lorsque la différence de potentiel alternative est trop élevée pour que l’enroulement fixe du moteur d’induction puisse être relié directement au réseau, Lamme interpose des transformateurs.
- Un groupe convertisseur très intéressant est dù h Bragstad et La Cour (fig. 2); il se compose d’un moteur d’induction et d’un convertisseur U auquel il est accouplé ; l’enroulement secondaire R du moteur d’induction est relié à l’enroulement induit du convertisseur. S est l’enroulement fixe du moteur, W la résistance de démarrage, K le collecteur et F le champ inducteur du convertisseur en dérivation sur le réseau h courant continu. Lorsque le moteur et le convertisseur ont le même nombre de pôles, les deux machines accouplées ensemble tournent à une vitesse correspondant à la demi fréquence du
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- courant primaire. L’enroulement mobile du moteur d’induction est donc le siège d’une force électromotrice induite dont la fréquence est la moitié de celle du courant primaire. Par suite de la connexion entre cet enroulement et l’induit du convertisseur, il se forme dans ce dernier
- Fig. 2.
- un champ tournant qui, par rapport à lui, tourne à une vitesse égale à sa vitesse de rotation. Si l’enroulement induit du convertisseur est connecté avec l’enroulement du rotor de telle façon que le champ tournant tourne en sens inverse du sens de rotation ce champ tournant est immobile dans l’espace et la machine se comporte, à cette vitesse de rotation, comme un moteur synchrone. Le moteur d’induction travaille en partie comme moteur et en partie comme transformateur, pendant que le convertisseur travaille en partie comme générateur a courant continu et en partie comme convertisseur. La position respective des deux champs immobiles du convertisseur dépend de la charge de la machine et ne peut être modifiée que par une force extérieure. La production d’une perturbation exté-
- Fig. 3.
- Heure donne lieu à une force synchronisante importante, car il se produit non seulement un décalage entre les champs du convertisseur, mais aussi un décalage semblable entre ces champs du moteur asynchrone. La distance W sert au démarrage du groupe convertisseur et est peu à peu court-circuitée. Lorsque le convertisseur est convenablement excité, on atteint laci-lement le synchronisme et la résistance peut être court-circuitée.
- La figure 3 représente une disposition du groupe convertisseur pour la transformation de courant monophasé en courant continu, S est la phase normale et H une phase auxiliaire du moteur asynchrone monophasé. La self-induction L ou une capacité est placée en série sur la phase auxiliaire. Pour amortir les pulsations du champ tournant produit par le courant du rotor, les pôles du convertisseur U sont munis d’un amortisseur Leblanc.
- Le groupe convertisseur peut aussi être employé comme moteur à courant alternatif (fig. 4)-
- w '
- Comme il marche en moteur synchrone, on peut facilement mettre le courant et la tension en concordance de phases.
- Au démarrage, l’interrupteur Au est ouvert et la résistance W est mise peu à peu hors circuit. Lorsque la vitesse normale de rotation est atteinte, l’interrupteur A u est fermé et le convertisseur fonctionne comme moteur synchrone.
- La figure 5 représente l’application d’un tel moteur pour une exploitation de traction polyphasée. L’enroulement fixe S est développé sur
- le sol entre les rails et l’enroulement mobile P est placé sur la voiture. Le convertisseur u est relié mécaniquement, directement ou indirectement avec l’axe moteur. Au démarrage l’interrupteur Au est ouvert, les résistances Wt et W2 sont en circuit et la voiture se met en mouvement sous l’action simultanée du courant continu fourni par la batterie Ac et du courant triphasé. Lorsque l’on a atteint la vitesse à laquelle
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- la fréquence des courants triphasés induits dans le rotor coïncide avec celle de l’induit du convertisseur, on ferme l’interrupteur Au et on ouvre la résistance W. En diminuant la résistance W on augmente la vitesse de la voiture et le convertisseur u fournit du courant à la batterie.
- La figure 6 montre l’emploi de l’appareil
- Fig. 6.
- comme générateur h courants alternatifs avec la machine asynchrone b comme générateur et le convertisseur Ef. comme excitatrice. Les courants alternatifs produits dans cette dernière engendrent un champ tournant dans le rotor de la machine asynchrone. Les courants induits dans le stator ont pour période la somme ou la différence entre la vitesse de rotation du rotor et celle du champ tournant, suivant que ce dernier tourne dans le sens du rotor ou en sens contraire. Un tel générateur est donc tout indiqué lorsqu’il est nécessaire d’obtenir un courant alternatif de fréquence inférieure à celle qui correspond à la vitesse de rotation de la machine motrice. C’est donc aussi bien un transformateur de fréquence qu’un transformateur de phases.
- En modifiant la différence de potentiel aux bornes du rotor on peut modifier la tension du courant produit par la machine fonctionnant en
- générateur : la différence de potentiel au rotor peut être modifiée en réglant, au moyen d’un rhéostat, le courant qui passe dans l’enroulement inducteur F de l’excitatrice. Si la machine asynchrone doit avoir une différence de potentiel constante aux bornes h toutes les charges, l’ex-
- citatrice peut être réglée d’une manière particulière. La figure y donne un exemple de ce réglage.
- Sur une armature Ac accouplée à la machine est disposé un enroulement triphasé Dc dans lequel sont amenés les courants du rotor et qui forme autant de pôles que l’enroulement induit de l’excitatrice Ec.
- Le champ tournant produit par ces courants dans l’induit Ac tourne avec la même vitesse que ce dernier, mais en sens inverse, de sorte qu’il est fixe dans l’espace. Autour de l’induit Ac sont disposés des pôles Pc de telle façon que, lorsque le courant et la tension sont en phase dans l’induit, les balais B à courant continu se trouvent dans la zone neutre. Ces balais frottent sur un collecteur Kc relié à un enroulement h courant continu Gc, et mènent le courant qu’il engendre dans un enroulement de compoundage Fc de l’excitatrice Er. S’il se produit un retard de phase des courants dans l’enroulement Dc, le champ tournant se décale dans le sens dt: rotation de l’induit Ac, et s’il se produit une avance de phase, il se décale dans le sens opposé au sens de rotation de l’induit. Dans le premier cas on a un renforcement du champ Pe, et dans le second cas un affaiblissement de ce champ. Par suite, non seulement le courant de compoundage Jc dépend, pour un décalage donné, de l’intensité de courant de l’excitatrice variable avec la charge, puisque cette intensité de courant détermine l’intensité du champ tournant produit dans l’induit Ac, mais encore il dépend, à charges égales, du décalage.
- La General Electric C° construit un convertisseur tournant (fig. 8) pour transformer du courant alternatif à différence de potentiel constante en courant continu à intensité constante.
- Dans un champ bipolaire i. i tourne une armature portant 3 bobines équidistantes 3, 4, 5 : chacune de ces bobines a une de ses extrémités reliée à une bague et l’autre à l’une des lames de collecteur y, 8, 9. Sur le collecteur glissent 4 balais opposés 2 à 2 (10, i3 et 11, 12) et maintenus par un porte-balais spécial (i4, i5) ; ces balais sont reliés deux à deux par l’intermédiaire d’une self-induction (16, 18) dont le rôle est d’empêcher qu’un courant trop intense passe entre deux bobines connectées ensemble et de diminuer ainsi la production d’étincelles aux lames du collecteur. Les courants triphasés
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- sont amenés à l’armature par les conducteurs 6', les balais 6 et les bagues, et le courant continu est recueilli par les conducteurs iy et 19 connectés au milieu des bobines de self-induction.
- Pour maintenir constante l’intensité du courant continu produit, on règle automatiquement la différence de potentiel correspondante aux
- Fig. 8.
- courants induits dans la cage d’écureuil et la fréquence du courant induit dans l’enroulement Gramme dépend du mouvement relatif entre le champ tournant et de l’armature que l’on entraîne à la vitesse voulue par un moteur synchrone approprié.
- Auvert a construit un convertisseur de courant alternatif en courant continu analogue à l’excitatrice que Déri emploie dans son alternateur auto-excitateur. 11 envoie dans un enroulement placé sur un anneau de fer et en 3 points placés à 1200 les uns des autres des courants polyphasés qui produisent un champ tournant transformé en champ fixe dans l’espace parce que l’anneau est entraîné par un moteur synchrone en sens inverse du champ tournant et à une vitesse égale à la sienne. Un second enroulement placé sur le même anneau et relié à un collecteur produit du courant continu que l’on recueille par des balais. Au lieu de courants polyphasés on peut alimenter le premier enroulement par du courant monophasé.
- (A suivre.)
- O. A.
- TÉLÉGRAPHIE SANS FIL
- bornes du circuit à courant continu. Dans ce but la distance entre deux balais métalliquement reliés ensemble est modifiée par un régulateur magnétique (23, 24) intercalé dans le circuit à courant continu : le régulateur n’effectue de déplacements que dans un sens ; le retour des balais à la position initiale a lieu par l’action d’un ressort ou par le poids de porte-balais.
- Lorsque les balais sont écartés l’un de l’autre par suite d’une augmentation d’intensité, la dilférence de potentiel est diminuée comme dans les dynamos à courant continu à doubles balais. Au démarrage de la machine par le côté alternatif les balais sont placés de manière que l’armature soit fermée en court-circuit sur elle-même.
- Un convertisseur tournant de la General Electric G0 pour modifier la fréquence d’un courant monophasé se compose d’un moteur monophasé dont l’armature porte une cage d’écureuil et un enroulement Gramme relié h 2 bagues. L’un des deux champs tournants en lesquels on peut décomposer le champ alternatif est annulé au sychronisme par la réaction des
- Télégraphie sans fil. Max Abraham. Physi-kalische Zeitschrift, ier avril.
- i° Le système transmetteur à connexion directe.
- La théorie de l’antenne simple d’émission de Marconi a déjà été donnée. Depuis lors, MM. Braun et Slaby ont indiqué des dispositifs de transmission dans lesquels l’énergie emmagasinée dans une batterie de bouteilles de Levdeest dissipée dans une antenne accouplée directement ou par induction au circuit oscillant. Les phénomènes en jeu dans un transmetteur de ce genre ont été indiqués clairement pour la première fois, à notre connaissance, par M. Wien. Cet auteur considère le circuit primaire des bouteilles de Leyde ainsi que l’antenne comme des circuits indépendants et discute surtout le cas de l’accouplement par induction. Dans ce qui suit nous allons développer la théorie de l’antenne directement connectée à un circuit de bouteille de Leyde, en envisageant les propriétés particulières des antennes de transmission.
- Supposons que le circuit primaire fermé contienne la capacité C0 et la self-induction L0, ces
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- deux grandeurs étant mesurées en centimètres, c’est-à-dire C0 en unités absolues électrostatiques, et L0en unités absolues électromagnétiques. Admettons que la capacité soit tout entière contenue dans les bouteilles, et la self-induction tout entière contenue dans le fil reliant les bouteilles, et que l’on puisse appliquer au circuit primaire les lois relatives aux ondes quasi-stationnaires. Supposons que l’une des armatures des bouteilles soit mise à la terre et que l’autre soit reliée directement à l’antenne verticale formée d’un fil droit, accordé sur le circuit primaire c’est-à-dire dont la longueur l soit égale au quart de la longueur d’onde du circuit primaire indépendant.
- 4 l — Xq — 2 TC ^/CqLq. (i)
- 2° Le phénomène oscillant en négligeant Vamortissem en t.
- Lorsque dans un système oscillant l’amortissement n’est pas suffisamment fort pour influencer notablement les fréquences des oscillations propres, il est permis, en première approximation, de négliger l’amortissement. C’est ce que nous ferons. Nous envisagerons d’abord les fréquences des oscillations propres et la répartition correspondante du courant et de la tension le long de l’antenne sans nous occuper des pertes d’énergie. Ce n’est que plus tard que nous envisagerons leur influence sur les phénomènes en jeu.
- Par hypothèse, les oscillations du potentiel de l’armature de bouteilles de Leyde reliées à l’aintenne sont représentées par l’équation
- VQ = bQ cos () (2)
- où t représente la durée d’oscillation de l’antenne transmettrice. L’autre armature des bouteilles est à la terre. Si V0 est mesuré en unités électrostatiques, et J0, courant dans le circuit primaire, en unités électromagnétiques, on a
- Vn —
- dt
- (3)
- (c vitesse de la lumière dans l’éther).
- Le courant primaire alternatif résultant est
- Jn — br.
- 2 TT t
- -'0 ---J-- OUI -----
- u 2 TT L0 TC
- [X = ex longueur d’onde cherchée).
- (4)
- La charge alternative des bouteilles donne lieu à un courant (en unités électromagnétiques).
- i
- c
- C0
- dV0
- dt
- = K
- 2 TT C 0
- X
- sin
- 2 TT t X
- Ce courant passe en partie dans le circuit primaire et en partie dans l’antenne.
- La première partie est donnée par l’équation (4); la seconde par l’expression
- bQ sin
- 2TTZ
- X
- ™Co
- X
- X
- 2TcL0
- (5)
- La répartition du courant J et de la tension V le long de l’antenne est représentée par les formules
- J a sin x 11
- f)sin pr)
- al
- -£T- cos x li — ~ l cos
- 2 TT t
- (6)
- (7)
- 2Tî/
- (8)
- U
- C est la capacité de l’antenne, — la capacité calculée par unité de longueur
- dJ_ _ _C_ dV dz l dt
- A l’extrémité supérieure de l’antenne, z — l, il y a un nœud de courant. Le potentiel est en ce point :
- al
- C
- cos
- 2TC t X
- (9)
- S’il était possible de rendre la longueur d’onde A du transmetteur connecté égale à la longueur d’onde du circuit primaire non connecté, on aurait d’après les équations i et 8,
- x = — et un ventre de tension à l’extrémité 2
- inférieure de l’antenne.
- Mais c’est incompatible avec la condition suivante résultant de la connexion directe, que le potentiel à l’extrémité inférieure de l’antenne doit être V0. Aucune des périodes d’oscillations du transmetteur connecté ne peut coïncider av^c la période propre d’oscillation du circuit primaire.
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- Le couplage du circuit primaire avéc l’an-tenne donne deux équations.
- D’une part le potentiel à l’extrémité inférieure de l’antenne (z = o) donné par l’équation (7) doit être égal au potentiel de l’armature des bouteilles à laquelle est reliée l’antenne : on a donc
- -^-cosx = — b0 (10)
- D’autre part le courant à l’extrémité inférieure de l’antenne donné par l’équation (6) pour £ =0 doit être identique à celui que donne l’équation (5), d’où
- 2TüCq X \
- X 2TcLq J
- a sin x — br.
- (”)
- En divisant l’une par l’autre ces deux équations on trouve :
- tgx = — ^
- ' 2TtC„
- X
- 2 TT L/
- )H'
- zx
- 2TTZ \ C
- 27tC0Lq
- Posons pour abréger
- i-icZ
- ^ — JÜ_ / Comparer avec\
- \JC0L0 2 \ l’équation 1. )
- (12)
- (capacité de l’antenne divisée par la capacité des bouteilles, ou plus brièvement rapport des capacités) : nous obtenons en tenant compte de (8)
- .•y* 2 _ «y»2
- tgs= —P4)
- Cette équation transcendante détermine les périodes d'oscillations du transmetteur à connexion directe. Cette équation se trouve sous une autre forme dans les travaux de M. G. Seibt, mais cet auteur a négligé d’en tirer les déductions importantes pour la télégraphie sans
- fil.
- On pourrait obtenir graphiquement les racines de l’équation transcendante (14). Heureusement, dans le cas le plus intéressant pour la pratique, les longueurs d’ondes V k" du transmetteur à connexion directe ne sont pas très différentes de la longueur d’onde du circuit primaire librement oscillant et l’on peut avoir un aperçu de l’allure des oscillations qui prennent naissance.
- Écrivons l’équation (i4) : "
- (x02 X2) COtg X — CLX.
- D’après l’équation (12), x0 = . Posons de
- plus :
- ;,5)
- æ ___ 2TlZ _____ TC j
- En supposant £ petit vis-à-vis de et en
- négligeant le carré et les puissances supérieures de £ nous obtenons
- cos x — — %
- 30tg X = ---- \
- et
- Comme a est de l’ordre de £2 nous pouvons barrer à droite a £ et à gauche £3. Il vient
- v/t-
- Pour un rapport des capacités (a) suffisamment petit les deux plus petites racines de l’équation transcendante (14) sont :
- t+V/t- ** = v-V/-r
- (i6a)
- Les autres racines correspondant aux oscillations supérieures du fil transmetteur connecté n’ont pas à intervenir pour la télégraphie sans fil.
- Il est avantageux d’introduire au lieu de x, le nombre d’oscillations en 2-ît secondes (ri)
- aire C
- — = T*-
- (*7)
- La fréquence des deux oscillations propres 'les plus lentes du transmetteur à connexion directe sont :
- l
- n" = y x1
- (r8)
- — A la moyenne arithmétique de ces deux fréquences
- n! -j- ri' C / x’ -f- x’1 \ C ir
- "° ~ ~ ~ \ 2 ) ~ t T
- 2TtC
- “XT
- correspond la fréquence du circuit primaire librement oscillant. _ s
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- La demi-différence
- ri — n" Ci/a _ C / C
- à = T V T — T V ic;
- (20)
- est d’autant plus petite que la capacité de Vantenne C est plus petite par rapport à la capacité primaire C0 des bouteilles de Leyde. Le résultat expérimental trouvé, par le comte Arco est donc théoriquement vérifié et formulé.
- De la valeur trouvée pour x résulte la répartition du courant et de la tension dans le fil d’émission correspondante aux oscillations propres du transmetteur.
- Nous avions cos x =— £ et d’après (io) et
- (im-
- posons pour abréger :
- '' = tV'V = T\/aCC« =^V T7 <2,)
- Les grandeurs a1 = -\- b[0 rt, a" — — bf -ç représentent d’après (6) les amplitudes de courant à l’extrémité inférieure de l’antenne qui correspon dentaux deux oscillations propres. Le courant résultant de la superposition des deux oscillations est
- L=o = ^ [6'0 sin (rit) — b"0 sin («"*)] (22)
- Pour la tension à l’extrémité supérieure de 'l’antenne nous avons d’après (9) et (21) :
- Yz^y/ — [—t)'0 cos (rit).-j- b'\cos (n'7] (a3)
- et pour la tension à l’extrémité inférieure de l’antenne :
- V0 = b'0 cos (rit) -|- b"Q cos (ri't) - (24)
- rant. La longueur d'antenne n intervient pas dans Vexpression des amplitudes d'ondes. L’augmentation de la longueur active du fil conducteur de courant est compensée par l’accroissement de la longueur d’onde, puisque l’intensité du champ électrique des ondes est proportionnelle à la variation dans le temps de l’intensité du courant.
- Toutefois, pour une seule et même antenne, l’amplitude du courant au ventre de courant croît parallèlement avec l’amplitude de la tension au ventre de tension, tout au moins pour le montage dont il s’agit ici. Si l’on considère différentes antennes, ce n’est plus le cas, mais on peut dire d’une façon générale: Il faut, pour obtenir les plus grandes amplitudes de courant possible, rendre le plus grand possible le nombre 7) défini par l'éqtiation (21). Un accroissement de la capacité d'antenne, une diminution de la self-induction primaire (pour a0 = 21X y/L0C0 constant) augmentent le courant dans l'antenne et exercent une action favorable.
- Un résonateur non amorti décompose les radiations du transmetteur en deux ondes partielles n' et n" lorsque la différence d’oscillations e n’est pas trop petite. Cependant l’amortissement des oscillations transmises aplatit les courbes de résonance des deux ondes partielles ou les amène à se confondre d’autant plus tôt que v est plus petit. L’amortissement du résonateur exerce le même effet; les récepteurs employés en pratique devraient, pour une différence d’oscillations suffisamment faible, recevoir lés deux ondes partielles comme une onde unique.
- Au début du phénomène oscillant (t — o), la différence de potentiel des armatures des bouteilles V0 est égal au potentiel explosif B0. La différence de potentiel finale Ve est également B0 et il n’y a aucun courant dans le transmetteur. On a
- Plus la différence d'oscillations est faible, et plus grand est Vaccroissement de tension dans V antenne. - -
- Lorsqu on a en vue la télégraphie sans fil, il est moins important d'avoir des tensions aussi grandes que possible au bout de ïantenne que d'avoir des amplitudes de courant aussi grandes que possible à T extrémité inférieure, c est-à-dire au ventre d'intensité, car les amplitudes des ondes émises par le transmetteur sont directement proportionnelles ii cètte amplitude de cou-
- - i."0H-4'o = B0, = B, y/-2- .
- Au lieu des valeurs exactes
- , qui correspondent à l’état initial que-nous ad-
- -•H+Vt)
- -H-v'ï)
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- I oo
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- f. XL. — N« 29
- mettons, nous supposerons que
- nous l’avons montré dans un précédent travail
- b\
- b' =
- (3i)
- en nous contentant d’un calcul approximatif ap~ plicable à de faibles différences d’oscillations. Nous avons
- (a5)
- (26)
- (27)
- Le nombre d'oscillations (n0 en itz secondes) est celui du circuit primaire avant la connexion, ou celui du fil d'antenne dans le montage simple Marconi.
- Le nombre des périodes (2c en m secondes) est déterminé par
- Au début du phénomène l’énergie est dans le circuit primaire; pendant la période elle passe dans le fil d’émission ; au bout d’une période, au temps
- La totalité de l’énergie a quitté le circuit primaire. Ensuite elle reviendrait en arrière d’après un mouvement pendulaire s’il ne s’en était pas perdu une certaine quantité par radiation.
- C’est cette quantité que nous allons calculer maintenant.
- I Jz=0 = B07j sin (vt) cos (n0t)
- J Ve = Bo = \J sin {vt) sin {n0t) [ V0 = B0 cos (rf) cos (n0<)
- Nous avons déjà calculé le décrément logarithmique de l’amortissement dû à la radiation pour les oscillations propres du fil transmetteur en intégrant exactement les équations de Maxwell. Le décrément de l’onde fondamentale est
- 2,44
- P
- (32)
- (p, rayon de la section du fil d’antenne).
- Nous devons appliquer ces mêmes formules aux antennes du système connecté, puisque la répartition du courant, au moins pour de faibles différences d’oscillations (2c), ne s’écarte pas sensiblement de celle qu’on trouve pour le montage simple Marconi.
- Comme nous l’avons déjà montré, il faut, pour obtenir la valeur exacte (32) du décrément d’amortissement, poser pour la self-induction L de l’antenne
- (t)
- au lieu de la valeur qu’on doit lui attribuer pour un courant quasi-stationnaire.
- La self-induction calculée par unité de longueur est égale à l’inverse de la capacité
- par unité de longueur, la vitesse des ondes qui se propagent le long du fil étant égale à la vitesse de la lumière. On a
- 3° Amortissement dû à la radiation.
- Pour déterminer la quantité d’énergie radiée par le transmetteur il y a lieu de réunir les deux ondes partielles en une seule d’amplitude variable dans le temps. En effet les intensités de champ des deux ondes partielles se superposent bien, mais il n’en est pas de même des énergies radiées. Bien plus la radiatiôn est proportionnelle au carré de l’intensité du champ résultant.
- L’amplitude du courant au centre de courant est d’après l’équation (25).
- A = B07) sin {vt) (3o)
- La radiation moyenne par seconde est comme
- et l’on en déduit
- 2C #,
- a = 2,44 —p (34)
- d’après l’équation (32)
- Quoique la formule 33 concorde avec la capacité trouvée en électrostatique pour un fil de longueur il (antenne et son image), il est à peine possible de l’appuyer sur des considérations électrostatiques. La répartition de la charge et la création d’un champ sont tout à fait autres lorsqu’il s'agit d’oscillations rapides que lorsqu’il s’agit d’une charge statique. La for-
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- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- loi
- mule (33) conduit cependant à des valeurs de l’énergie du champ à attribuer au fil transmetteur qui, avec l’expression (3i) de la radiation, donnent la valeur exacte du décrément d’amortissement.
- Supposons que, par suite de l’amortissement dû à la radiation, l’amplitude des oscillations d’un transmetteur simple Marconi soit réduite
- <st
- au bout du temps t à la fraction e T° . Dans le transmetteur connecté, l’énergie se trouve d’abord dans le circuit primaire et ne se transmet que peu à peu au fil transmetteur. L’amplitude maxima du courant dans ce fil au temps
- T=-£-qui, dans l’amortissement serait égale à B0rj, est réduite par la radiation à la fraction
- crT
- e 2T<> . En effet dans le transmetteur connecté, où en moyenne il n’y a d’énergie dans l’antenne que pendant la durée T d’une demi-période, la moitié seulement de l’énergie peut être radiée et il faut introduire dans le facteur d’amortissement-^- au lieu de la valeur cr qui s’applique au
- montage simple Marconi. L’amplitude maxima du courant A est d’après (29).
- D’après l’équation 21 le rapport entre la? self-induction primaire et la capacité d’antenne correspondant aux conditions optima est le suivant :
- Lo _ « _ (2,44)2-
- C ~ u2 ' ~ 8
- ou, si L0 est mesuré en centimètres comme précédemment, mais C en microfarads.
- L0 = 6,7. ios. C. (38)
- Si donc Von desire, pour une antenne donnée de capacité C (en microfarads) augmenter autant que possible Vamplitude maxima des ondes transmises par un dispositif à connexion directe, il faut défnir la self-induction d’après Véquation (38)
- La diminution de l’amplitude par rapport à la valeur optima n’est que de 10 p. 100 lorsque L0 est compris dans les limites 3. io5.C et 2.io6.C
- 3.io3.C < L0 < 2. io6,C (38 a)
- Si l’on admet une diminution d’amplitude de 18 p. 100, les limites sont :
- 2. ioB. C < L0 < 2,7.10e.C (38 b)
- — JLi/—
- Am = B0r(<? 16 * « •
- Si l’on introduit dans cette expression la valeur (34) de 3-, on trouve, en tenant compte de (21)
- —fi.i . 7T
- Am-f-B0rje . f — —.2,44 (35)
- L’amplitude maxima de l’onde est proportionnelle à cette amplitude maxima du courant. Pour un potentiel explosif donné, on obtient la plus grande amplitude possible avec un couplage direct en choisissant 7] de façon que rjc — A soit maximum.
- D’après
- à (
- —,— \ r, 1
- CÏ7] '
- h)>
- ce maximum a lieu pour
- ri ni
- f
- 8
- 71.2,44
- La valeur correspondante de Am est :
- Am =
- fe
- Dans les appareils de transmission munis d’un fil transmetteur unique, la self-induction peut à peine être abaissée à la valeur correspondante aux conditions optima. Si l’on néglige la radiation, la règle trouvée dans le paragraphe précédent est toujours valable à savoir que : pour une longueur d’onde donnée il faut avoir la plus faible self-induction possible et la plus grande capacité possible au primaire.
- Lorsqu’on emploie des antennes multiples, il faut bien faire attention a ne pas dépasser la valeur de la capacité primaire correspondant aux conditions optima sans quoi l’amplitude des ondes diminue au lieu d’augmenter.
- Les considérations précédentes s’appliquent à ces antennes multiples car, comme l’a montré M. Drude, une antenne multiple est équivalente aune antenne simple de section déterminée.
- Les autres causes d’amortissement n’ont pas été envisagées ici; parmi ces dernières la plus importante est, non pas la résistance de l’étincelle mais les pertes des condensateurs. Il est clair que, contrairement à l’amortissement dû à la radiation, ces autres causes d’amortissements sont essentiellement nuisibles lorsqu’il
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- s’agit de télégraphie sans fil, et qu’il faut les éviter le plus possible.
- Dans la détermination des conditions optima, nous avons supposé que nous avions affaire à un récepteur assez fortement amorti comme ceux que l’on emploie généralement en pratique, et que nous désirions obtenir la plus grande portée possible.
- Si l’on employait un récepteur faiblement amorti il pourrait être avantageux de porter au-delà de la valeur optima la période T en diminuant le rapport des capacités a pour obtenir, aux dépens de l’amplitude, des oscillations qui persistent plus longtemps. Une discussion complète de ce cas nécessiterait en plus de la théorie du transmetteur à connexion directe développée ci-dessus, la connaissance de la théorie du récepteur.
- R. Y.
- tionneront avec la même intensité et les effets d’in' duction sont neutralisés ; il est d’ailleurs aisé de donner aux enroulements une impédance assez faible pour ne pas diminuer la valeur de la communication téléphonique. Dans un autre exemple, l’auteur examine le cas d’une ligne télégraphique influencée par un conducteur de transport d’énergie ; il ne suffit pas pour éliminer ces influences de supprimer la serre sur la ligne télégraphique et de doubler les conducteurs ; il faut encore veiller à ce que l’insertion des divers appareils n’apporte pas des différences d’isolement notable entre les deux conducteurs; il devient donc nécessaire de répartir également les appareils sur les deux conducteurs, mais la disposition précitée a besoin d’être modifiée en raison de l’isolement plus ou moins défectueux d’une ligne très étendue. Ainsi, dans la figure 2,
- Nouveau mode de connexion des appareils aux lignes télégraphiques et téléphoniques.
- A. Bauti. L'Elettricista. itir janvier 1904.
- Pour conserver, sur les lignes télégraphiques et téléphoniques, la symétrie destinée à neutraliser les effets des inductions perturbatrices, il semble que le seul mode de connexion des appareils soit de les relier en déviation à la ligne. Mais quand un système comprend de 8 à 10 postes, la communication entre les postes extrêmes devient presque impossible. L’auteur propose
- n. 2
- Fig. 1.
- n?2
- donc de diviser en deux parties les appareils et d’insérer chacun des moitiés en série sur l’un et l’autre conducteur de la ligne. Ainsi dans une ligne téléphonique exposée aux actions inductives d’une ligne télégraphique, l’auteur suppose que les appels se fassent au moyen d’une sonnerie polarisée (fig.i), on dispose alors chacune des bobines de la sonnerie sur un des conducteurs; de la sorte, les sonneries de tous les postes fônc-
- A
- 8
- T,
- Fig. 2.
- la pile P devra provoquer dans les bobines A et B de l’appareil Morse des pôles nord et sud respectivement, mais des courants induits dct, circulant dans le même sens et acquérant une certaine intensité grâce à la défectuosité de l’isolement, produiront des pôles de même nom dans les bobines A et B, et provoqueront le collage ou des vibrations sur le levier du Morse.
- Pour éviter cet inconvénient, on enroulera les bobines de telle sorte que les courants induits ne produisent aucune aimantation des bobines, comme le montre le dispositif de la figure 3, où les conducteurs A et B sont enroulés en sens contraires sur chaque noyau. P.-L. C.
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- REVUE D’ELECTRICITÉ
- io 3
- Dépôt électrolytique de cadmium et des alliages de cadmium. Sherard Cowper Cowles.
- Electrochemist and Metallurgist, mars 1904.
- L’auteur après avoir énuméré les propriétés chimiques du cadmium, cite divers emplois du cadmium déposé par électrolyse. Comme il est moins attaqué par les acides que le zinc ou le laiton, il peut être employé pour recouvrir les prises de courant et les connexions des piles et accumulateurs. On s’est servi du cadmium en couche mince sur le plomb de chasse pour éviter l’encrassement des canons de fusil ; on l’a employé également pour recouvrir les chemises en acier des balles de fusil. La galvanoplastie emploie des alliages cadmium-argent pour recouvrir les pièces en acier des machines.
- Un alliage d’argent contenant y,5 p. 100 de cadmium est employé pour les couverts. Ces alliages résistent mieux à l'attaque des agents atmosphériques que l’argent pur ou l’alliage d’argent à y,5 p. 100 de cuivre.
- Sm ée paraît avoir été un des premiers qui aient obtenu pratiquement des dépôts de cadmium ; depuis la publication de ses expériences, on s’est peu occupé de la question, sans doute à cause du prix élevé de ce métal (actuellement le cadmium titrant 99.3 p. 100 vaut 8,25 fr le kilogramme).
- Smée obtenait un dépôt rugueux de cadmium en électrolysant une solution de sulfate de cadmium additionnée d’ammoniaque jusqu’à redissolution du précipité formé ; il n’a pas pu obtenir de bons dépôts avec les solutions de sulfate ou de chlorure de cadmium ; avec ces sels, le métal se dépose en fines aiguilles sur les bords de la cathode, même aux faibles densités de courant.
- Une solution de sulfate de cadmium et de sulfate d’aluminium donne un dépôt blanc et cristallin, mais très dur et difficile à polir. En 1849, Woolrich et Russell prirent un brevet pour le dépôt électrolytique de cadmium ; ils se servaient d’une solution de cyanure de cadmium dans le cyanure de potassium et contenant 40 gr de cadmium par litre. On peut obtenir de bons dépôts avec cette solution en employant une densité de courant de o,5 à 2 ampères par décimètre carré, vers 3o° C. ; à chaud on peut employer une densité de courant de 9 à 10 ampères par décimètre carré.
- Dépôt électrolytique des alliages argent-cad-
- mium. — Ces alliages sont électro-positifs par rapport au nickel ; ils présentent donc en galvanoplastie un avantage sur les dépôts de nickel, car si accidentellement le métal sous-jacent est mis à nu, la corrosion par l’air et l’humidité est bien moins intense que dans le cas du nickel. Les bains les plus employés sont préparés en dissolvant du cyanure d’argent et du cyanure de cadmium dans du cyanure de potassium ; on peut obtenir des dépôts contenant de 10 à 80 p. 100 de cadmium en faisant varier la proportion des deux métaux. On obtient les meilleurs résultats avec une quantité totale des deux métaux de 20 à 3o gr par litre, la quantité d’argent ne devant pas être inférieure à 3 gr par litre, ni supérieure à 8 gr par litre. Plus la densité de la solution est faible, plus la densité de courant devra être faible. Pour empêcher l’appauvrissement du bain, la surface de l’anode doit être plus grande que celle de la cathode ; il faut aussi maintenir une richesse suffisante de cyanure de potassium pour dissoudre les cyanures d’argent et de cadmium formés sur l’anode.
- Il faut de nombreuses expériences pour arriver à régler la proportion des métaux déposés. Des solutions contenant de i.3 à 2 gr de métaux par litre (la majeure partie en cadmium) donnent avec de faibles densités de courant de 4o à 100 p. 100 d'argent, tandis que des solutions contenant de 5o à 60 gr de métaux par litre donnent des dépôts contenant 80 à 90 p. 100 d’argent pour des densités de courant variant dans des limites étendues. Pour obtenir un dépôt défini, il faut une concentration et une densité de courant déterminées.
- G. L.
- Perfectionnements à la construction des électrodes d’accumulateur. Henry-Francis Joël.
- Brevet anglais 5845, i3 mars igo3.
- Le cadre de plomb fondu a une forme rectangulaire ; ses bords o ont une section triangulaire (fîg. 1 et 2). Des barreaux C à section rectangulaire traversent ce cadre en long et en large et forment ainsi des espaces carrés. Ces carrés sont encore partagés en carrés plus petits par des barreaux à section ronde R et d’un diamètre inférieur à l’épaisseur des barreaux c. Le cadre est muni en haut d’un appendice destiné à la connexion et en bas d’une
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. IL. — N° 29.
- 104
- pièce support P. Ce grillage est comprimé entre deux plateaux ; cette compression a pour effet de déformer les bords du cadre et les bar-
- UŒjyuuy
- nnnnrj
- JL PU PL.
- mm
- Fig. i et 2.
- reaux c et de donner à ceux-ci une section biconcave. La matière active est alors introduite par pression dans le quadrillage et dans le milieu de chaque carré, on perce un trou pour faciliter la circulation de l’électrolyte. Le pied Z
- on
- est isolé du récipient, par une pièce d’ébonite E. Des séparateurs D en ébonite isolent les plaques entre elles. Une connexion cylindrique H relie les plaques de même polarité. On ferme l’élément en cerclant de la poix sur le couvercle L (fig. 3). C. L.
- Perfectionnements aux accumulateurs.Hen-ry Pratt et Fréderick Vince. Brevet anglais, 2 septembre 1903.
- Un certain nombre de plaques de plomb perforées a (fig, 1) sont placées dans un cadre b.
- Une partie de la surface n’est pas perforée c. Les plaques sont garnies avec une pâte composée de 5 p. 100 de glycérine, 10 p. 100 d’acide sulfurique, 3 p. 100 d’antimoine et 80 p. 100 de litharge.
- Les|plaques positives sont séparées des négatives par des plaques de porcelaine rainées e (fig. 2). En 4° à 60 minutes, l’élément peut être chargé jusqu’à pleine capacité (patente avec 5 figures). C. L.
- Machine à fabriquer les plaques d’accumulateurs. Thomas John Coster et Smith Storage Battery C°. Patente anglaise 18 323, a5 août 1903.
- Le bâti de la machine est constitué par deux
- Fig. 1 à 6.
- fers 1 2 et 3 (fig. 1 et 2) qui se coupent en croix
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- 16 Juillet 1^:04
- HEVUE D’ÉLECTRICITÉ
- i o.J
- et reposent sur les pieds 4- Ces fers supportent a leur extrémité les colonnes 5 et 6 qui sont reliées à leur partie supérieure par les entretoises 7 disposées parallèlement aux fers 2 et 3 Les pièces 2 et y sont mpnies chacune d’une nervure h section triangulaire qui guide les colonnes mobiles 9. Ces colonnes peuvent être rapprochées ou éloignées l’une de l’autre par les vis 10 et 11. La vis 10 est actionnée par une manivelle et entraîne par un système d’engrenages d’-angle, la vis 11. Les colonnes 9 sont traversées par une série d’arbres 19 qui tournent tous ensemble sous l’action d’un système d’engrenages (20) mis en mouvement par la poulie 21. Ces arbres commandent le mouvement des outils 17 par un emmanchement carré. La plaque destinée à être travaillée est placée dans la position 22 (fig. 3) normalement aux arbres 19. L’outil muni de couteaux est représenté par les figures 4, 5 et 6.
- C. L.
- Electrode négative pour éléments primaires ou secondaires. Maxime-Jean-Baptiste-Alfred Colletas. Brevet allemand 149681, 25 avril 1901.
- La combinaison endothermique Cu2H2 donne avec une anode en PbO2 une force électromotrice de 3,5 volts. Cette combinaison qui se détruit h 55° peut être obtenue, soit par les procédés connus, soit par électrolyse d’une solution aqueuse contenant 7 p. 100 de sulfate de cuivre et 10 p. 100 cl’acide sulfurique avec une densité de courant de 1 ampère par décimètre carré de cathode. Cette combinaison tient environ 1 5oo fois son volume d’hydrogène.
- La décharge d’un élément constitué par une cathode en Cu2ll2 et une anode en PbO2 avec une solution acide de sulfate de cuivre comme électrolyte fournit une quantité d’électricité de 3o p. 100 environ plus élevée qu’avec l’emploi du cuivre seul comme électrode soluble. La quantité d’électricité dépasse aussi celle des accumulateurs Planté ordinaires et de ceux qui utilisent l’occlusion de l’hydrogène dans le plomb ou le fer. La distance des électrodes doit être tout au plus de 1 cm. Si on utilise cet élément comme élément secondaire, sa capacité dépend de la quantité de PbO2 formée sur les électrodes positives.
- Periectionnements dans la fabrication des plaques positives d’accumulateur. Cari Roder-burg. Brevet anglais 1088. i5 janvier 1903.
- Comme le plomb spongieux est plus adhérent que le peroxyde de plomb sur les plaques Planté, il vaut mieux transporter les électrodes positives h l’état réduit. En outre le peroxyde de plomb a une capacité beaucoup plus faible, à la première décharge, qu’après un certain nombre de charges et décharges. On obtient les meilleurs résultats, après la première charge, si l’on plonge la plaque de plomb spongieux dans une solution saline et si on l’y laisse quelque temps pour que le plomb spongieux en soit bien imbibé. On sèche ensuite la plaque à l’air. La formation peut aussi être menée directement dans la solution saline. Les sels qu’il convient d’employer peuvent être neutres, acides ou alcalins ; ceux qui conviennent le mieux sont les sulfates, phosphates, borates et silicates. Le sulfate de zinc est le plus avantageux.
- Des plaques ainsi traitées peuvent être conservées une année et donnent leur capacité totale après la première charge.
- C. L.
- JPerfectionnements aux éléments secondaires. Georges Rosset. Brevet anglais 28482, 29 octobre 1903 (Priorité du 24 novembre 1902).
- Ces perfectionnements consistent à diviser la matière active aussi finement que possible et à lui incorporer un produit capable d’accélérer la vitesse des réactions. Le plomb est obtenu par électrolyse d’une solution d’acétate de plomb avec des électrodes en plomb ; on n'a ainsi aucune force contre-électromotrice, on 11’a à vaincre que la résistance de l’électrolyte et la concentration du bain reste constante. La résistance intérieure du bain peut être diminuée par une élévation de température. Le plomb est ainsi déposé sous une forme arborescente. On le recueille et on le soumet à un lavage pour enlever une partie de la solution d’acétate qu’il retient. La poudre de plomb peut être employée, soit directement, soit après compression après qu’elle a été séchée. Pendant le séchage Je plomb s’oxyde et l’oxydation peut être accélérée par un courant d’air chaud. Cette matière oxydée, dont la teinte dépend du degré d’oxydation, peut être réduite facilement en poudre fine. On la mélange avec de l’acide sulfurique dilué et on l’applique dans un grillage. Les
- C. L.
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- plaques séchées sont ensuite montées en élément, avec de l’acide sulfurique à 20° B comme électrolyte. L’accumulateur possède sans formation préalable une capacité très appréciable, à la première décharge. On continue la formation dans une solution de sulfate, bisulfate, pyrosulfate ou persulfate alcalin additionnée de 1 à 2 p. 100 d’acétate alcalin.
- L’action de la petite quantité d’acétate non éliminée par lavage est la suivante : à la première charge l’acide acétique se porte sur l’électrode positive ; l’acide sulfurique de l’électrolyte forme alors une mince couche blanche qui empêche une diffusion trop rapide de l’acide acétique. A la décharge cet acide acétique a pour effet d’augmenter la vitesse de réaction. Pour éviter l’attaque du quadrillage support, on emploie un alliage de plomb antimoiné ou un métal conducteur recouvert d’un dépôt électrolytique d’antimoine.
- C. L.
- MESURES
- Sur remploi de condensateurs dans les mesures de courant alternatif\ W. Peukert,
- Elektrotechnische, Zeitschrift 24 mars.
- En 1898, l’auteur a indiqué une méthode pour lamesure de tensionsélectriques élevées dans lesquelles la différence de potentiel totale était divisée très simplement par une série de condensateurs en un certain nombre de parties facilement accessibles à la mesure. Si l’on connecte une série de condensateurs en cascade sur la tension alternative à mesurer et si les capacités de ces derniers sont c1 c2 c3..: cm on a entre la capacité totale C et les capacités individuelles la relation connue
- + . . . . -j—— —
- =y
- / j c
- Entre la tension totale E et la différence de potentiel e entre les électrodes de l’un des condensateurs on a la relation
- Soient
- E_ _ _c_ e C
- I
- I
- C
- I
- c
- les différences de potentiel aux différents condensateurs on a
- t — ^ —|— e, d- e3 + • • • "4~ en — 2e.
- On obtient donc la tension E en mesurant et en sommant les tensions individuelles : il n’y a même pas besoin de connaître les capacités.
- La façon la plus simple de faire une telle mesure est de prendre n condensateurs égaux : on a alors
- ci cx ’ Cn c et C w
- d’où
- — — — — n e — ne e c
- n
- Il suffit dans ce cas de mesurer la différence de potentiel aux bornes d’un seul condensateur pour connaître la tension totale.
- Si par exemple deux capacités seulement, c, et c2 sont montées en cascade sur une différence de potentiel E1? on a, en désignant par ei et e2 les différences de potentiel aux bornes de ces deux capacités :
- d’où
- ou aussi
- ci + c3
- 1 .
- Cl + C2
- E = 3-±fâ- ,
- C1 + C2
- Si les capacités sont connues, il suffit de mesurer la différence de potentiel aux bornes de l’une d’elles.
- Lorsqu’on effectue des mesures avec cette méthode il faut faire attention que la capacité de l’instrument de mesure employé doit être faible vis-à-vis de la capacité avec laquelle il se trouve en parallèle. Les relations rappelées ci-dessus ne sont valables que si tous les condensateurs ont le même diélectrique, car dans ce cas toutes les différences de potentiel sont en phase et s’additionnent directement. On a donc de cette manière un moyen simple de fractionner la tension totale en parties correspondantes a l’étendue de l’échelle de l’instrument employé pour la mesure (électromètre ou voltmètre électrostatique). Le fractionnement de la tension au moyen
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- 107
- de condensateurs présente sur le fractionnement au moyen de résistances non inductives des avantages connus, ainsi que sur la méthode souvent employée du transformateur de mesure.
- Cette méthode de mesure de la tension a été depuis lors appliquée pratiquement d’un autre côté par YAllgemeine Electvicitàts Gesellschaft. D’après les renseignements donnés par M. Benis-chke, cette société construit des voltmètres électrostatiques à haute tension dont l’étendue de l’échelle de mesure est triplée ou quadruplée par l’emploi de condensateurs ; on peut ainsi construire des voltmètres à lecture directe pour des tensions atteignant 4°000 volts. Dernièrement des voltmètres électrostatiques tout h fait identiques ont été construits avec des condensateurs sur les données de Kelvin, Ayrton et Mather ; l’étendue de l’échelle de mesure des instruments à basse tension employée a pu être ainsi rendue 40 fois plus grande. Une comparaison de ces instruments avec des instruments normaux de Kelvin a donné des résultats très satisfaisants.
- Le même principe de la mesure des tensions peut être appliqué aussi d’une autre manière et l’étendue de l’échelle d’un voltmètre peut être augmentée en introduisant une^capacité dans l’instrument. Une méthode semblable pour la réduction de la tension agissant sur un électromètre, a été décrite par A. Franke, mais le dispositif
- Fig. 1.
- n’a pas été appliqué à des mesures réelles. M. Benischke a indiqué aussi que l’emploi d’un condensateur permet d’étendre l’échelle de .mesures d’un voltmètre électrostatique, mais qu’alors les indications de l’instrument ne sont plus indépendantes de la fréquence. D’après M. Gorges, la Société Siemens et Halske emploie
- également des condensateurs à lame de porcelaine comme diélectrique pour l’application des électromètres à la mesure de tensions élevées. Les données de l’instrument peuvent être rendues indépendantes de la fréquence si l’on emploie un condensateur à lame d’air puisque comme on le sait, la capacité d’un tel appareil est indépendante de la fréquence du courant alternatif. Comme le voltmètre ou l’électromètre est lui-même un condensateur à lame d’air, on a deux capacités de même diélectrique et les tensions s’additionnent directement : l’emploi
- —I|i—-è-J1
- Fig. 2.
- d’un condensateur àlame d’acier réalise donc un moyen très simple pour reculer considérablement la limite de l’échelle d’un voltmètre.
- Supposons qu’une capacité soit montée en série avec un voltmètre électrostatique en un électromètre sur une différence de potentiel alternative E (fig. 2). Soient C2 la capacité du voltmètre, ei et e2 les différences de potentiel aux bornes des deux capacités : on a
- _£l =
- ei
- ou
- ei ~l~ eî _ Ci ~f~ ^2
- e2 — Ct
- mais
- ei + ei ~ E
- d’où
- JL= £.+£*_ E = ^+£±e!.
- <?2 C.1
- Si donc la capacité C2 du voltmètre est connue, 011 peut faire varier à volonté, par un choix approprié de C17 l’étendue de l’échelle de l’instrument. Si l’on prend par exemple
- = C2 » E = 2«2
- et l’échelle est doublée ;
- C1 = -f- C2 E — ioe2
- et l’échelle est décuplée, etc. . ,
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- Les relations précédentes peuvent être appli- , quées pour mesurer avec un instrument quelcon- j que des tensions d’un ordre de grandeur tout différent de celui pour lequel il a été construit. Par exemple si Ton a un électromëtre permettant de mesurer au maximum 200 volts et que Ton ait besoin de mesurer une différence de potentiel voisine de 1 5oo volts, il est facile de calculer la j capacité à mettre en série avec lui. Soit C la j capacité de cet électromètre et C* la capacité additionnelle, on a l’équation
- . k----------C* + G
- mètre était constante, ce qui n’a pas lieu en général. Il faut donc, pour pouvoir utiliser cette méthode, rechercher au préalable de quelle façon la capacité varie avec la grandeur de la différence de potentiel, ou bien il faut déterminer pour diverses tensions la capacité de l’instrument.
- La mesure de la capacité, toujours faible, du voltmètre peut être effectuée en le plaçant en série avec une résistance élevée non inductive (résistance en graphite de quelques mégohms) sur une différence de potentiel connue. Soient E la différence potentiel totale et ei la différence de potentiel lue sur le voltmètre, on a entre ces deux différences de potentiel et la différence de potentiel e, aux bornes de la résistance la relation
- On peut employer comme condensateur à air un appareil formé de deux plaques métalliques supportées par du verre: L’une d’elles est fixe et l’autre peut être déplacée par une vis micrométrique. La capacité de cet appareil est dans de certaines limites d’écartement, inversement proportionnelle à la distance entre les plaques, et peut être déterminée facilement pour chacune de leurs positions respectives. En amenant au contact les deux plaques, la capacité est supprimée ; en montant en cascade plusieurs de ces condensateurs, on peut obtenir de très faibles capacités.
- Fig. 3.
- Dans les formules indiquées ci-dessus on a supposé implicitement que la capacité du volt-
- E2 = eA2 + e,2
- d’où
- = \J E2 — ef .
- Soit R la résistance non inductive : = L,
- courant de charge du condensateur, d’où Ton peut calculer la capacité lorsqu’on connaît la fréquence et la différence de potentiel e1. En modifiant la résistance R on obtient au voltmètre differentes déviations et la capacité peut être déterminée par diverses tensions. C’est de cette manière que Sahulka a déterminélacapacité d’un voltmètre multi-cellulaire W. Thomson pour diverses différences de potentiel comprises entre 12.4 et I93 volts et a obtenu des valeurs variant de 97,6 à 122 millionièmes de microfarad. Si la capacité varie sensiblement avec la différence de potentiel, on peut représenter la relation entre ces deux grandeurs par une courbe (fig. 3) de laquelle on tire les valeurs h porter dans les formules précédemment indiquées.
- La méthode de mesure des tensions élevées par l’adjonction de condensateurs aux voltmètres ou aux électromètres est employée depuis longtemps par l’auteur et a toujours donné d’excellents résultats. E. B.
- Phasemètre. A. Grau. Elektrotechnische Zeitschrift, 3i mars.
- La puissance d’un courant alternatif E1J1 cos cp est donnée au moyen du wattmètre par l’expres-! sion Cira en appelant la différence de potentiel, Jj l’intensité du courant, cp le décalage entre j la tension et le courant, C la constante de l’ins-j trament, w la résistance totale de la bobine et
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- du rhéostat additionnel non inductif, a l’angle de torsion.
- Soit i l’intensité du courant dans le système mobile, on a Ea = iw et cos o — C.wx prend la forme cos cp = Ca.
- Si le dispositif pouvait être monté de telle façon que, même pour des puissances variables, l’intensité de courant i dans la bobine mobile et le courant parcourant la bobine fixe de l'instrument restent constants, l’instrument pourrait être employé non comme puissance-mètre mais comme instrument de mesure de cos cp.
- Pour atteindre ce but, on construit la bobine fixe du wattmètre en fil de manganin ou de constantan de dimensions déterminées et on relie à un voltmètre les extrémités de cette
- Voflm.
- Appareil d'utilïs&tion
- Fig. i.
- bobine, dont la résistance est exactement connue. Comme la résistance de cette bobine est constante entre des limites étendues, la déviation du voltmètre peut servir à déterminer l’intensité du courant traversant la bobine fixe. Si cette déviation reste constante, le courant est constant aussi.
- Pour maintenir constant, c’est-à-dire pour le rendre indépendant de l’intensité du courant absorbé dans l’appareil d’utilisation, on monte en parallèle avec la bobine fixe de l’instrument une résistance liquide (fig. i). Cette résistance
- liquide et la bobine fixe formée d’un petit nombre de tours pouvant être considérées comme dépourvues d’inductances, on peut admettre, avec une exactitude suffisante pour la mesure, que les deux courants J1 et J2 et le courant résultant J sont en phase. Dans ces conditions, sans modifier sensiblement le courant résultant J nécessaire à l’appareil d’utilisation et quelle que soit la valeur de ce courant, on peut, grâce à la résistance liquide, maintenir constant le courant Jx traversant la bobine fixe de l’instrument.
- En ce qui concerne l’intensité du courant i traversant le système mobile de l’instrument, on peut la maintenir toujours à la même valeur en modifiant convenablement la résistance mise en série. Comme la grandeur de cette dernière est choisie de façon que la self-induction de la bobine mobile ait une influence négligeable, le
- Ampêrm.
- m être
- App< ireil c ^utilisation
- Résistance Jiquïde
- Woltm
- courant i est en phase avec la différence de potentiel E aux bornes de l’appareil d’utilisation. Par conséquent, J2 étant en phase avec J, si Jt et i sont maintenus constants, on a
- cos co = = Ka où K = —p-r- est une cons-
- » J, î >V
- tante.
- Les indications de l’instrument multipliées par une constante K donnent le facteur de puissance cos cp.
- Si l’on trace au-dessus de la graduation ordinaire une seconde graduation dans laquelle une division vaut K divisions de la première, on peut lire directement sur cette échelle le facteur de puissance.
- Une troisième échelle peut être graduée de façon à donner directement la valeur de l’angle cp.
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- L’instrument devient alors un phasemètre à lecture directe.
- Si la résistance du système mobile n’est pas réglable, et si par conséquent elle ne peut pas être modifiée pour les diverses tensions E, de façon que i reste toujours constant, les valeurs de i subiront des variations correspondantes à celles de la différence de potentiel, et avec elles
- C
- la constante de l’instrument K = -r-r. Si la
- variation de tension est connue, la valeur de K peut être déterminée facilement. L’instrument peut donc être employé non seulement pour une différence de potentiel normale, mais pour des différences de potentiel variables dans d’assez grandes limites.
- En partant des considérations précédentes, nous avons placé dans un wattmètre donné une bobine en manganin de o,3o3 ohms et nous avons relié l’instrument à un voltmètre de sensibilité convenable ; avec l’adjonction d’une résistance liquide cet appareil a servi à faire une série d’essais. Le voltmètre employé doit avoir une sensibilité suffisante pour permettre de maintenir toujours J, exactement constant.
- Avant chaque mesure la résistance liquide a été mise en court-circuit et ensuite réglée jusqu’à ce que l’on ait obtenu exactement l’intensité de courant J4 dans l’instrument.
- Pour contrôler les données, les angles de décalage cp ont été calculés d’après la puissance, le courant et la différence de potentiel. Le dispositif employé est celui de la figure 2 ; le tableau suivant résume les résultats trouvés
- Puissance Courant Différence cos 0
- watt ampère de potentiel calculé mesuré
- i35 7,3 107 0,-172- 0,179
- 820 8 107 0,958 0,965
- 528 12,7 107 0,38g 0,384
- 860 14 — 107 -0,574 o>'568
- 865 • 19» 7 107 o,325 0,302
- La constante de l’instrument était, à 107 volts, Iv == o,004088.
- B. L.
- DIVERS
- Appareil pour le centrage des arbres, etc.
- Lin dispositif léger, commode et pratique pour le centrage des arbres, disques, hexagones, etc., se trouve représenté dans la pho-
- tographie ci-jointe. L’appareil consiste en un mandrin universel adapté à un cadre en alumi-minium qui tient du côté opposé un moteur avec une mèche et une fraise dans l’alignement du centre du mandrin. Le moteur roule dans
- Fig. 1.
- une coulisse à clavette et est actionné par une vis d’avance et une poignée. De cette façon, la mèche et la fraise pénètrent dans l’extrémité de la barre. L’usure et le jeu sont reçus par des coulisses et des vis à la base du pied de fonte. Un arrêt traversant l’intérieur de l’ouverture du mandrin empêche la pointe de la mèche d’être trop brusquement mise en con-
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- tact avec l’extrémité de la barre en cas de négligence.
- On voit immédiatement que cette machine modifie singulièrement la méthode de centrage des barres pour le tournage. De plus l’appareil peut s’appliquer à la barre quel que soit l’endroit où celle-ci se trouve. On n’est plus de cette façon tenu de transporter de lourdes pièces h la machine à centrer ou de les centrer au tour.
- La fo rce motrice est empruntée à une conduite d’éclairage électrique à iio volts ou à une petite batterie d’accumulateurs. Un rhéostat placé h l’arrière du moteur permet le contrôle.
- L’appareil peut évidemment se faire en plusieurs dimensions suivant la taille des pièces à travailler. L’appareil représenté ici mesure 20 cm de diamètre extérieur au mandrin, 2Ô cm de longueur et pèse ii kg environ. Il convient à des barres de- io cm au maximum.
- L’appareil rendra probablement de grands services dans les usines où l’on travaille les métaux.
- E. G.
- Signaux automatiques pour chemins de fer électriques.
- La Compagnie des signaux pneumatiques, de Rochester, a récemment réalisé un système de signaux automatiques par circuit de voie pour chemins de fer électriques. Le courant employé est à bas voltage (1/2 à 1 volt).
- A première vue, cela paraît impossible, parce que les rails employés pour le retour du courant sont au même potentiel et que ce potentiel est aux environs de 5oo volts.
- Du reste, l’expérience montre que le circuit de voie ne fonctionne pas convenablement si la différence de potentiel entre les deux rails dépasse 1 ou 2 volts.
- D’autre part, on comprend sans peine qu’il est impossible de conserver l’indépendance entre deux courants continus de potentiels différents circulant dans un même conducteur.
- Mais, si au lieu de faire usage de deux courants de même nature on emploie un courant continu et un courant alternatif et des appareils appropriés pour empêcher ces courants de réagir l’un sur l’autre ou du moins d’agir sur le récepteur de l’autre, le circuit devient possible et pratique.
- Laisser le courant continu pour les moteurs, employer le courant alternatif à basse tension pour les signaux, tel est le principe du système qui nous occupe.
- La ligne est divisée en sections, mais un seul rail est interrompu.
- Les joints isolés employés pour séparer ce rail sont cependant franchis par des dispositifs électriques qui livrent passage sans résistance au courant continu retournant à la centrale, mais empêchant le passage du courant alternatif. Le fonctionnement des signaux d’une section est donc indépendant de celui d’une autre. Pour le courant continu, les deux rails sont au même potentiel, pour le courant alternatif, ils sont à des potentiels différents pour lè fonctionnement du circuit de voie.
- Le schéma ci-joint montre la disposition des appareils.
- La centrale ou la sous-station est pourvue d’un petit générateur de courant alternatif, spécialement conditionné à cet effet. Comme chaque section demande environ 5o watts, une ligne à deux voies dé34,i35 km demanderait une machine de 2 kilowatts si les sections sont de 1 609 m. Un fil de cuivre n° 10 est placé sur toute la longueur de là ligne (à 3oo volts, par exemple) pour le transport du courant alternatif. Le retour du courant alternatif se fait parles rails.
- La ligne à courant alternatif alimente les primaires de transformateurs 100 : 1 dans chaque section. Les secondaires de ces transformateurs sont connectés directement à travers les rails aux extrémités de chaque section. Ainsi est fourni le courant du circuit de voie qui doit actionner le relais de chaque signal. Ces relais ne sont sensibles qu’à des courants alternatifs d’une fréquence déterminée. Les points de contact du relais se ferment par une révolution partielle de l’armature. Le courant continu est sans effet sur les relais.
- Les circuits locaux des- signaux passent par les contacts de ces relais. Lorsqu’il n’y a pas de voiture dans la section, le circuit de voie part du secondaire du transformateur, traverse le premier rail, le relais, va à l’autre rail et revient au transformateur.
- Lorsque ce circuit est complet, il tient les contacts du relais fermés et ferme le circuit local du signal, ce qui met ce dernier à la position « libre ».
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- L’entrée d’une voiture dans la.section court-circuite le transformateur, désactive le relais et ouvre le circuit du signal, ce qui met le signal à « danger ».
- Toute interruption dans le circuit de voie, quelle qu’en soit la cause, prive le relais de son courant et amène le signal à « danger ».
- Outre un générateur h courant alternatif servant pour toute la ligne et du mécanisme signa-lateur qui peut être de n’importe quel modèle, l’appareil complet de chaque section comporte donc un transformateur de 5o watts, les appareils employés pour rendre continu le rail de block et un relais. Ce dernier est la seule partie du système qui ait des organes mobiles.
- Le système es't disposé de telle sorte qu’aucune combinaison ou défectuosité des parties ne puisse donner la position « libre » lorsqu’il faut la position « danger ».
- Le perçage même de l’isolation des rails entre sections amène le signal « danger ».
- Aucun courant de source étrangère ne peut entraver le fonctionnement du système. La présence de courants alternatifs fortuits ne peut actionner le relais.
- Là où l’on emploie les signaux à électromoteurs, six petits éléments d’accumulateurs sont connectés à travers une résistance pour actionner le moteur du signal.
- La batterie fournit également une réserve qui actionne les signaux aux moments où le courant du moteur est coupé. *La batterie est chargée continuellement par un quart d’ampère environ. Des lampes à incandescence servent de résistance dan§ le circuit de trôlet à 5oo volts pour char-
- ger la batterie. Ces lampes peuvent se placer notamment dans la lanterne du signal et indiquer la position du bras du sémaphore.
- Il n’est pas besoin comme sur les lignes à vapeur de faire les signaux la nuit par des fanaux colorés. Il suüit, pour les lignes électriques, de placer un certain nombre de lampes à incandescence alimentées par la ligne à haute tension et servant en même temps de résistances pour charger la batterie avec le courant à 5oo volts.
- E. G.
- SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- ACADÉMIE DES SCIENCES
- Séance du 16 mai.
- Sur l’état microscopique des pôles et les spectres des décharges. Note de M. B. Éginitis, présentée par M. J. Violle.
- « i. Quand les étincelles jaillissent, l’aspect microscopique des pôles n’est pas le même pour tous les métaux. Ainsi, l’état des pôles de manganèse, de fer, de platine, de nickel est très différent de celui des pôles de plomb, d’aluminium, d’étain, etc.
- » Les bouts des pôles, constitués de métaux de la première catégorie, sont ornés de points brillants, qui se ramassent surtout sur les arêtes ou les sommets des pôles. Ainsi, avec des pôles
- prismatiques à base carrée, les points brillants forment des lignes droites tout le long des arêtes qui sont en même temps liées par des courbes régulières formées aussi de points brillants.
- » Les métaux de l’autre série ne présentent pas de points pareils et les étincelles, dans ce cas, paraissent jaillir d’un point unique ou d’une partie restreinte des pôles.
- » Avec quelques métaux de la deuxième série (plomb, étain, etc.) on voit apparaître des gouttes, qui proviennent de la fusion du métal et qui disparaissent subitement, si les étincelles jaillissent sur elles. Dans le cas du plomb (pôles prismatiques à base plane rectangulaire,
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- disposés horizontalement) nous avons remarqué une fois le phénomène suivant : Pendant la décharge, quelques gouttes s’étaient formées à la partie inférieure de la base. Ces gouttes, après avoir atteint un diamètre de 3^ environ, s’étaient mises en mouvement ascendant, l’aspect qu’elles présentaient pendant cette ascension étant exactement semblable à celui des gouttes d’eau descendant le long d’un mur. Elles disparurent enfin avec un bruit très aigu, quand elles arrivèrent là où les étincelles jaillissaient.
- » 2. Les photographies des pôles, prises avec un très fort grossissement, incitent à penser que chacun des points brillants est un centre d’émission de vapeurs incandescentes. On dirait que ces points sont de véritables cratères microscopiques, disséminés sur une longueur qui varie avec la nature des pôles, leur forme, leur distance, la self-induction du circuit, etc.
- » En augmentant la self-induction du circuit de décharge, le nombre des points brillants augmente jusqu’à une certaine limite, pour diminuer ensuite très vite. Cependant, l’intensité du spectre diminue au commencement, tandis que la température des pôles augmente. Quand l’un des pôles est plus chauffé que l’autre, c’est lui qui s’orne de quelques-uns de ces cratères, tandis que sur l’autre on n’en distingue pas.
- » La plupart des métaux dont le spectre est plus ou moins renforcé par l’augmentation de la self-induction présentent ce phénomène des points brillants, la température des pôles de ces métaux augmentant énormément avec les petites valeurs de la self-induction.
- » 3. Les variations de l’état des pôles que l’on distingue au microscope, quand la self-induction augmente, peuvent être provoquées par d’autres moyens.
- » Quand on élève artificiellement la température des pôles, le nombre des points brillants augmente de plus en plus, comme si l’on avait augmenté la self-induction du circuit de décharge. En même temps, les phénomènes lumineux des étincelles subissent les variations qui correspondent aux premières variations de la self-induction. Au contraire, le refroidissement des pôles est accompagné de phénomènes inverses. Il est donc probable que l’augmentation du nombre des points est due à l’élévation
- de la température des pôles qui provient de la self-induction du circuit.
- » Quand les bobines de self-induction sont munies de noyaux métalliques l’état des pôles subit des variations semblables à celles des phénomènes lumineux et calorifiques des étincelles ('). »
- Sur les rayons cathodiques. Note de M. P. Vjllard, présentée par M. Mascart.
- « En 1858 Plücker avait observé que dans une ampoule à gaz raréfié placée dans un champ magnétique intense la lumière négative se dispose suivant un tube de force ayant pour base la cathode. Récemment M. A. Broca (2) a nettement établi que dans un champ puissant il se produit simultanément des rayons cathodiques ordinaires s’enroulant autour du champ suivant les lois connues, et une seconde espèce de rayons qui suivent les lignes de force. Ces phénomènes ont également été étudiés par M. Pellat qui les a interprétés en admettant l’existence d’un frottement anisotrope des particules cathodiques dans le champ magnétique (3).
- » L’existence de deux espèces de rayons peut être facilement vérifiée par des dispositifs analogues à ceux de M. Broca ; on peut également employer une ampoule cylindrique étroite placée obliquement dans un champ uniforme ou mieux convergent : on voit alors simultanément le faisceau dirigé suivant les lignes de force et la trace fluorescente produite sur la paroi par les rayons ordinaires déviés et disposés suivant une nappe hélicoïdale (4).
- » Le procédé le plus simple consiste à observer les rayons dans l’oxygène pur qu’ils illuminent brillamment en jaune. On distingue alors très nettement, et sans troubler le phéno- (*)
- (*) L’influence d’un noyau de cuivre est plus grande que celle d’un noyau semblable de laiton.
- (2) Comptes rendus, t. CXXVI, 1898, p. 786 et 823.
- (3) Comptes vendus, t. CXXXIY, 1902, p. 352 et 697.
- (4) Quand on fait croître le champ, on observe d’abord une tache fluorescente unique de plus en plus déviée qui s’allonge en arc d’hélice ; quand le rayon de courbure des rayons les plus déviés est devenu assez petit, ceux-ci passent sans toucher le verre, décrivent une spire de plus et font brusquement app'araîlre sur la paroi une deuxième tache fluorescente semblable à la première, puis, de même, une troisième et une quatrième, de plus en plus faibles.
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- mène, le faisceau hélicoïdal et le faisceau en tube de force. Ces aspects peuvent être photographiés,
- * « Ces rayons de seconde espèce, que j’appellerai magnéto-cathodiques, pour rappeler leur mode de formation, se produisent, toutes choses égales d’ailleurs, avec une différence de potentiel moindre que les rayons ordinaires ; leur apparition détermine une chute de tension aux électrodes et, par suite, un affaiblissement notable, ou même une suppression complète des rayons càthodiques proprement dits (*)
- J » Le^s propriétés principales des deux espèces de rayons sont essentiellement différentes. Pour les rayons magnéto-cathodiques, le champ est non seulement directeur, mais aussi moteur. Si, en effet, l’on gêne l’émission (plus exactement l’alimentation) en plaçant près de la cathode un diaphragme à petite ouverture, on constate qu’en faisant croître suffisamment le champ on peut obtenir une émission au travers de cette ouverture ; de même la fluorescence excitée sur le verre et surtout la luminescence du gaz traversé par les rayons augmentent d’intensité avec le champ.
- » Les rayons magnéto-cathodiques ne sont pas électrisés :
- » L’ombre d’un fil ne s’élargit pas quand on charge ce fil négativement (expérience de M. Perrin (2). On peut même relier ce fil à la cathode sans obtenir, soit un élargissement de l’ombre, soit la suppression des rayons passant près du fil.
- « La méthode du cylindre de Faraday, devenue classique depuis les travaux de M. Perrin, permet de vérifier directement cette absence d’électrisation : il convient seulement d’éviter le mélange des rayons en plaçant, en avant de la cathode, un diaphragme à petite ouverture, et il est commode de ne pas mettre, en ligne droite la cathode, le diaphragme et l’ouverture de l’enceinte protégeant le cylindre. Dans ces conditions, en l’absence du champ, aucun rayon n’arrive au cylindre, et, si l’appareil est électrique-
- (1) Dans certains cas, en particulier avec des ampoules très résistantes, on observe au contraire une élévation de la tension qui parait due à l’électrisation négative des parois par les rayons déviés ramenés près de la cathode.
- (2) Annales de Chimie et de Physique, 7e série, t. XI, 1897, p. 507.
- ment étanche, l’électroscope n’accuse aucune charge. On peut ensuite, à volonté, diriger dans le cylindre soit les rayons ordinaires, au moyen d’un aimant faible, soit les rayons magnéto-cathodiques en orientant convenablement l’ampoule dans un champ puissant. Une poudre fluorescente, déposée sur l’enceinte du cylindre,4 facilite le réglage de l’-expérience. Or, l’arrivée des rayons ordinaires dans le cylindre produit instantanément une divergence filés feuilles d’or correspondant à plusieurs centaines de volts ; la divergence est, au contraire, absolument nulle avec les rayons magnéto-cathodiques.
- » Leur charge, si elle existe, est donc incomparablement moindre que celles des premiers. Il est fort probable que cette charge est nulle et que ces rayons sont autre chose qu’électrisés.
- » En effet, si l’on fait passer un mince faisceau de rayons magnéto-cathodiques dans un champ électrique (longueur des plateaux 4o mm à 5o mm, écartement 8 mm h 10 mm, différence de potentiel a5o a 000 volts) on observe une déviation, mais, contrairement à ce qui a lieu en pareil cas pour les rayons de Hittorf, cette déviation se produit perpendiculairement aux lignes de force électrique. Le sens de la déviation change avec celui du champ électrique ou magnétique : ce dernier étant dirigé de droite à gauche, un observateur regardant dans -la direction de la force électrique verra les rayons s’enrouler dans le sens du mouvement des aiguilles d’une montre. La grandeur de la déviation électrique est d’autant plus grande que le champ magnétique générateur est plus faible; c’est l’analogue de ce qui se passe pour la déviation magnétique des rayons cathodiques ordinaires.
- » Ainsi les propriétés des rayons magnéto-cathodiques sont inverses de celles des rayons, de Hittorf : le champ électrique agit sur les premiers comme le champ magnétique sur les seconde, et réciproquement ; c’est, je crois, le premier exemple réalisé d’une action laplacienne de la force électrique. »
- Sur une méthode propre à mesurer les coefficients de self-induction. Note de M. Iljoyici, présentée par M. Mascakt.
- « La bobine dont on veut mesurer le coefficient de self-induction L se trouve dans un bras a&, de résistance rp d’un pont de Wheatstone, dont
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- 11 b
- les trois autres bras sont formés par des résistances non inductives et sans capacités, ad—r2, /)C = 7-3, de = i\. La source d’électricité se trouve dans la diagonale ac, l’appareil de zéro dans la diagonale bd. Enfin entre le point c et un point e variable sur la résistance r2 est branché un eondensateur de capacité C.
- . » La méthode consiste à régler d’abord l’équi-
- libre en régime permanent en agissant surtout sur la résistance /\ ; ensuite en régime variable en déplaçant le point e sur la résistance r2 (la résistance r2 peut être formée par deux boîtes de résistances jumelles; le point e reste alors fixe et l’on agit sur les résistances ae—x et ed—y de façon que x -f- ?/= i\ reste constant). ,
- » Soient q, 4? 4, 4, 4—j les courants dans
- m-> m-* m-*
- les résistances ab, ae, bc, de, ed, pendant le
- régime variable ; j le courant dans la branche ec du condensateur.
- » Si l’équilibre existe à chaque instant du régime variable, on a
- b — b’
- ?VQ rr r,i.,
- rdl + L — xh + y (4 — j)i . j = cy Æî=A + C, iL ;
- J J dt — * dt ’
- d’où l’on déduit la- relation
- ('Vi — Wa) r
- + [Lri — c«r3(r -f r.J
- dilv
- dt
- o. (1)
- « Le courant 4 ayant comme valeur initiale zéro et ne pouvant pas être identiquement nul, l’équation (1) nous donne
- rir\ — 'Vs = O, V2)
- qui est la condition d’équilibre en régime permanent. et
- L = Cx + r*)r8~ =
- C r3x ( 1 +
- (3)
- » On sait que le prototype des méthodes de comparaison, au pont de Wheatstone, d’un coefficient de self-induction à une capacité, c’est la méthode de Pirani, dans laquelle la bobine dont on veut mesurer la self-induction L, en série avec une résistance R, aux extrémités de laquelle on branche une capacité C, forme l’un des bras du pont.
- » On a alors la formule : ' *. -
- L - CIE
- C étant habituellement petit, pour la mesure des coefficients de self-induction, R devra être grand; le courant qui traverse la bobine de self-induction sera donc forcément petit et la méthode] peu sensible.
- » Dans notre cas, au contraire, la formule qui donne L est très élastique : on peut s’arranger pour que le courant qui traverse la self-induction soit aussi grand que peut le supporter le fil, et l’on peut agir aussi sur les aulres éléments de façon à obtenir une grande sensibilité.
- » 11 existe des variantes de la méthode de Pirani qui ont à peu près la même sensibilité que la nôtre ; mais notre méthode a surtout deux avantages sur toutes celles dans lesquelles on compare un coefficient de self-induction à une capacité :
- « i° Elle permet l’emploi d’un galvanomètre quelconque, balistique ou non ;
- » 20 On peut employer en toute rigueur et avec il importe quelle vitesse de rotation, le commutateur tournant (sécohmmètre) de MM. Ayrton et Perry, qui augmente énormément la sensibilité de la méthode.
- » Ces deux avantages tiennent a ce qu’on s’arrange de façon que le courant dans l’appareil de zéro soit nul à chaque instant, tandis que dans les méthodes genre Pirani, c’est seulement la quantité d’électricité qui traverse la balistique pendant une décharge complète qu’on peut rendre nulle.
- » On peut aussi employer le courant alternatif, l’appareil de zéro pourra alors être un téléphone.
- » Application : On a mesuré le même coefficient de self-induction avec et sans sécohmmètre et l’on a trouvé.
- » i° Sans sécohmmètre :
- 7*3= O"’,28, C — 7,5 microfarads,
- (4) rég. perm. r= 4 ampères, x = à 20 w près,
- 7'j = 10 38o “ ; 7% = 15 490 w,
- d’où
- L — 0,00255 Henry à 3 p. 100 près.
- » 2° Avec sécohmmètre :
- x = 745 “à 1 “ près en plus ou en moins,
- d’où
- L = 0,002 600 henry à moins de 0,2 p. 100 près. »
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- L’ECLAIRAGE ELECTRIQUE
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- Méthode pour l’enregistrement continu de l’état d’ionisation des gaz. Ionographe. Note de M. Oh. Nordmann, présentée par M. Lœvy.
- » Les divers procédés employés jusqu’à ce jour pour l’étude de l’ionisation et de la radioactivité comportent des modes opératoires assez longs et compliqués qu’il faut renouveler à chaque nouvelle mesure et qui nécessitent chaque fois l’intervention de l’opérateur; ils ne se prêtent pas à un enregistrement et les mesures, outre que chacune d’elles prend un certain temps, sont forcément discontinues (*).
- » La méthode que je vais décrire parait éviter ces inconvénients ; elle réalise, en quelque sorte, automatiquement les mesures, et se. prête à la fois à l’enregistrement photographique et continu, et à des lectures directes et immédiates à un moment quelconque, et sans l’intervention d’aucun mode opératoire, l’appareil une fois réglé.
- » I. Le gaz étudié se trouve entre les arma-
- o
- tures d’un condensateur ; l’une a est portée à un potentiel suffisant pour produire entre les armatures le courant de saturation ; l’autre b est reliée d’une part à l’électromètre, d’autre part à la terre par l’intermédiaire d’une résistance très grande R (dont la valeur sera déterminée ci-dessous) ; sous l’inlluence du champ produit dans le gaz entre les armatures, b recueille par seconde une quantité d’électricité Q, caractéristique du nombre n des ions produits par seconde au sein de ce gaz. Soient G la capacité et E le potentiel de b et de ses connexions électromagnétiques; les quadrants de l’électromètre étant séparés au temps zéro, la charge CE de b au bout de temps t sera évidemment égale à Qt moins la quantité d’électricité perdue au sol à travers la résistance R. On peut donc écrire
- l’intégration de cette équation conduit à l’expression
- E QR . (!)
- (x) Seul le quartz piézoélectrique de M. Curie permettait d’échapper jusqu’ici à cette discontinuité dans les mesures ; mais il exige l’intervention constante de l’opérateur et ne se prête pas à l'enregistrement automatique.
- *» Si alors le nombre n des ions produit au sein du gaz devient n\ la quantité d’électricité recueillie par b devenant Q', il est facile de voir qu’on aura au bout d’un nouveau temps t
- » On peut par un choix convenable des constantes de l’appareil (nous en verrons ci-dessous un exemple (rendre très petite la partie exponentielle des expressions (i) et (2), de sorte que pratiquement, au bout d’un temps inappréciable, E et E; peuvent être considérés comme égaux, respectivement à QR et QR.
- Autrement dit, à chaque instant la lecture de l’électromètre (que l’on peut soit suivre sur une échelle divisée, soit recueillir sur un papier sensible entraîné uniformément par un mouvement d’horlogerie) est un nombre proportionnel au nombre des ions produits dans le gaz étudié. La connaissance de la constante R permettra de graduer la feuille de l’enregistreur en « nombre d’ions par centimètres cubes (J).
- » II. Il est facile d’interpréter objectivement
- la formule E = QR ^qui correspond à une valeur
- de l rendant négligeable R c,”^ : il est évident
- en elïet que le potentiel de b supposé par exemple nul au début, doit augmenter par suite de l’apport continuel des ions jusqu’au moment où il reste stationnaire, la quantité Q apportée par les ions en 1 seconde étant alors égale à l’intensité du courant qui va du sol à travers la
- . E
- résistance R; on aura alors — — Q ouE = QR,
- ce qui est bien l’expression ci-dessus.
- » III. La sensibilité de l’appareil est, comme il ressort des expressions ci-dessus, proportionnelle à R, pour une valeur donnée de l’ionisation. Mais, d’autre part, on ne peut pas trop augmenter R, car la partie exponentielle de E et E' croît rapidement avec R et avec elle le léger retard des indications de l'appareil sur le phénomène ; ce retard doit être négligeable à côté de la vitesse avec laquelle varie la quantité Q. Il sera d’ailleurs d’autant plus petit pour
- (J) Il est naturellement indispensable d’employer un électromètre à zéro fixe; il sera bon de vérifier de temps en temps la position de ee zéro.
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- i
- .une sensibilité donnée que Q sera plus grand.
- » Il convient donc de déterminer la valeur la plus convenable des constantes R et C selon la nature des phénomènes étudiés et l’objet particulier de chaque expérience.
- » Je vais en donner un exemple :
- » Applications aux ionisations intenses telles que celles produites par le radium et les rayons X. — Pour les ionisations très intenses et avec les appareils de dimensions moyennes utilisés ordinairement pour leur étude, () est de Tordre io-8 coulomb par seconde, c’est-à-dire io-3ampère.
- » Supposons que l'électromètre employé donne 5oo divisions pour i volt et qu’on veuille
- apprécier des variations de - ; comme on peut
- estimer facilement la demi-division, on déduit de la formule (i1 qu’il faudra prendre
- Il ^ io" ohms.
- Supposons qu’on prenne R = io7 ohms; le
- temps t au bout duquel E t log 100
- OR à-------près est
- 100 1
- donné par
- 1 KL — iog e
- » Ce temps sera donc plus petit que i/y seconde par exemple à condition de prendre R inférieur à io-2 microfarad environ, ce qui est parfaitement réalisable dans la pratique. Les capacités auxquelles on a afïaire ordinairement dans les expériences de radioactivité étant bien inférieures à io~2 microfarad, il s’ensuit que ce temps t sera inférieur d’autant à 1/2 seconde; 011 voit qu’ainsi l’appareil enregistre d’une manière pour ainsi dire immédiate les états d’ionisation variables du gaz étudié.
- » Quant à R = io7 ohms, je rappelle qu’on construit facilement des résistances très constantes de cet ordre, comme l’ont montré successivement Ilittorf, M. YVarburg et M. Max Reich, en employant une solution cl’iodure de cadmium dans l’alcool amylique dans un tube à électrodes de cadmium.
- » Cette méthode paraît de nature à être utilisée pour les recherches les plus variées relatives à l’ionisation et à la radioactivité ; et peut-etre, en raison des avantages énumérés au début de cette Note, pourra-t-elle y rendre quelques services.
- » Il sera, je crois, commode de donner aux
- appareils construits suivant le principe que je viens d’exposer le nom d'Iotiographes, qui caractérise semble-t-il clairement leur objet.
- » Dans une prochaine communication, j’étu-dierti plus particulièrement l’application de cette méthode à l’enregistrement continu de l’ionisation atmosphérique.
- Influence de la fréquence dans l’électrolyse par courant alternatif. Note de MM. André Brochet et Joseph Petit, présentée par .M. H< nri Moissaa.
- « De la Rive, qui fit les premières recherches sur l’électrolyse par courant alternatif, observa que la quantité de produits formés aux électrodes diminuait rapidement lorsque Ton augmentait la fréquence. Ce point fut confirmé depuis par tous ceux qui se sont occupés de cette question.
- » Au cours de l’étude que nous avons entreprise sur ce même sujet nous avons observé un certain nombre de faits qui nous ont engagés à étudier l’action de la fréquence dans quelques cas particuliers.
- « Dans une note précédente, nous avons fait "remarquer que le fer et le platine (nous avons ajouté par erreur le cobalt), pratiquement insolubles comme anodes en présence de cyanure de potassium, devaient, s’ils entraient en solution sous l'influence d’une série de courants alternativement positifs et négatifs, présenter un maximum de dissolution pour une fréquence déterminée.
- » Nous avons constaté l’exactitude de cette hypothèse dans le cas du courant sinusoïdal.
- » Nous nous sommes servis, pour effectuer la présente série de recherches, d’une commu-tatrice à excitation séparée dont nous faisions varier la vitesse en agissant sur la tension aux bornes de l’induit. Nous avons pu disposer ainsi de courants dont la fréquence était comprise entre sept et cent périodes par seconde.
- » Ces expériences furent faites dans des conditions identiques, en utilisant des tiges de différents métaux, avec une intensité de 1 ampère correspondant à une densité de courant de 20 ampères par décimètre carré environ.
- » Pour la comparaison facile des résultats, nous les avons réunis sur des courbe. Les ordonnées représentent le rapport du poids de métal dissous pendant l’unité de temps à son équiva-
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- L’É
- CL AIRAGE ÉLECTRIQUE
- lent électrochimique ; les abscisses donnent la fréquence en période par seconde,
- » La courbe relative au cuivre montre que ce métal ,se dissout d’autant moins, dans une solution de cyanure de potassium, a quatre .molécules-grammes par litre, que la fréquence est plus élevée.
- » Cette réaction correspond donc à ce que l’on avait observé jusqu’à présent. Mais tous les métaux n’agissent pas de la même façon.
- » Le fer donne une courbe présentant un maximum très net.
- » Le platine fournit également des résultats intéressants. Sa solubilité spontanée dans le cyanure de potassium fut indiquée par Sainte-Claire Deville et Debray. Elle est insignifiante avec le métal en lame et ne se produit en tous cas qu’à la température de l’ébullition. La solubilité sous l’influence du courant alternatif _que nous avons étudiée récemment est au contraire très importante. Le fait avait été signalé antérieurement par Ruer (*).
- » La courbe relative au platine montre que, dans la limite de nos expériences, la dissolution de ce métal augmente d’une façon régulière au fur et à mesure que l’on élève la fréquence.
- » Les courbes du nickel et du cobalt passent par un maximum très net.
- » Nous avons étudié comparativement l’action de l’acide sulfurique sur le plomb ; dans les conditions de nos expériences l’effet de la fréquence est à peu près insensible.
- » Conclusions. — Il était admis jusqu’à présent que, dans l’électrolyse par courant alternatif, la fréquence avait une action capitale sur les réactions mises en jeu et que la quantité de produits formés aux électrodes décroissait rapidement au fur et à mesure que cette fréquence s’élevait.
- » Nous établissons par la présente série de recherches que cette remarque n’est pas générale et que, fait assez inattendu, la fréquence n’a qu’une action faible dans le cas, précisément, de réactions particulières au courant alternatif, telles que la dissolution du fer et du platine dans le cyanure de potassium et celle du plomb dans l’acide sulfurique.
- » Avec le nickel et le cobalt, la fréquence agit d’une façon toute particulière en contra-
- diction avec ce que l’on avait admis jusqu’ici.
- » Il résulte enfin de nos observations que le courant alternatif paraît jouir de propriétés électrolytiques spéciales toutes différentes de celles du courant continu. » v
- SOCIÉTÉ FARADAY
- Expériences sur Félectrolyse des solutions en couches minces et son application a l’impression. c. R. Darling. Communication lue à la réunion delà Faraday Society le 21 mars 1904.
- Dans une première série d’expériences, l’auteur est arrivé à la conclusion que l’électrolyse des solutions en couche mince conduit dans beaucoup de cas à des résultats différents de ceux obtenus par l’électrolyse d’un bain ordinaire ; l’emploi de papier mince, imbibé d’électrolyte permet l’étude de l’électrolyse dans des couches d’un dixième de millimètre.
- L’appareil servant au procédé d’impression électrolytique se compose d’une plaque de métal servant d’anode et d’une cathode constituée par des caractères d’imprimerie ou par des planches gravées. On imprime sur une feuille de papier imbibée d’une solution convenable et séchée entre des feuilles de papier buvard ; cette feuille repose sur un bloc de papier légèrement humide. Pour imbiber le papier destiné à recevoir l’impression, l’auteur a essayé de nombreuses solutions de sels : nitrate d’argent ; sulfate et nitrate de cuivre ; acétate et nitrate de plomb ; nitrate de mercure ; nitrate de bismuth. Tous ces sels ont donné des impressions qui disparaissent plus ou moins rapidement. Avec le nitrate d’argent on obtient cependant une impression permanente, mais le papier noircit par exposition à l’air. Les sels de manganèse employés comme électrolytes donnent une impression permanente. L’auteur s’est servi des solutions suivantes : solution demi saturée de sulfate de manganèse ; nitrate de manganèse ; mélange de nitrate de sodium et de sulfate de manganèse. Toutes ces solutions donnent des dépôts qui brunissent rapidement à l’air et sont permanents ; des impressions datant de cinq ans, n’ont pas encore subi d’altération.
- Un essai a été fait pour obtenir industriellement du papier contenant un sel de manganèse, en incorporant un sel soluble de manga-
- (*) Z.phys. Chem., t. XLIY, p. 81.
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- nèse dans la pâte ; mais le sel disparaît pendant les dernières phases de la fabrication (lavages, passages entre les cylindres).
- Le procédé d’impression électrolytique dans son état actuel 11e paraît pas devoir supplanter l’encre d’imprimerie pour les usages courants, mais dans certains cas particuliers, il est probable qu’il pourrait être appliqué, l’impression obtenue étant aussi nette que la meilleure impression â l’encre. L’auteur espère pouvoir faire bientôt une communication traitant des applications de l’impression électrolytique et de l’électrolyse dans les solutions en couche mince. C. L.
- Séance du 13 avril 190b.
- Au cours de la séance ordinaire tenue le mercredi i3 avril 1904 par la « Faraday Society » à 1’ « Institution des ingénieurs électriciens », M. E.-G.-P. Bousfiekl a donné lecture d’une note sur a Les expériences avec une nouvelle pile primaire ». Cette nouvelle pile consiste en un vase poreux intérieur, contenant de l’acide nitrique et un pôle en charbon, et un vase extérieur contenant une solution d’hydrate desodium et un pôle métallique, de préférence de zinc. On peut ainsi, avec une solution de 12 à 10 p. 100, qui est une des solutions de conductibilité ma-xima, et des pôles de zinc et de charbon en circuit ouvert, obtenir une force électromotrice de 2,6 volts. Non seulement la pile possède une force électromotrice relativement élevée, mais elle peut être court-circuitée beaucoup plus longtemps que la majorité des autres piles avant d’être déchargée. Une telle pile mise en court-circuit avec une résistance totale de 0,61 ohm fournit un courant de 4,1 B ampères qui tombent a 2,61 en une heure, h 2,38 en deux heures et demie et à 1,^5 en six heures. Une pile plus petite donne un courant parfaitement constant, d’environ 0,8 ampère pendant vingt à vingt-cinq heures.
- L’acide nitrique ne fut pas seul essayé dans ces piles. Mais aucun autre ne possède cette même « puissance durable ». On tenta également de se servir d’autres métaux que du zinc ; quelques-uns donnèrent des forces électromotrices plus élevées, mais qui ne furent que passagères. Avec deux pôles en charbon, la force électromotrice fut d’environ i,35 volt. La pile est alors analogue à la pile au platine de Bec-
- querel dans laquelle les électrodes sont respectivement plongées dans de l’acide et dans de la potasse caustique.
- L’emploi de l’acide nitrique et de la soude caustique comme électrolytes a été combattu par M. W.-R. Cooper, qui prétend que la haute force électromotrice de la pile n’est qu’apparente et qu’elle tombe rapidement à une valeur de régime de 1,8 à 1,9. Il aimerait à voir des essais comparatifs avec une pile, par exemple au bichromate.
- On a cependant essayé de perfectionner cette pile, ainsi que le mentionne M. J. Swinburne, en proposant, avec le D1' Swan, de convertir la pile en un élément â un élément à liquide triple avec un électrolyte neutre dans le compartiment moyen. L. M.
- ACADÉMIE DES SCIENCES DE BERLIN
- Sur la décomposition magnétique des lignes de radium. C. Runge et J. Precht. Mémoire présenté à l’Académie des Sciences de Berlin, séance du 18 février 1904; voir les Sitzungsberichte p. 417-428.
- Les auteurs, en étudiant les lignes les plus intenses données par le spectre d’étincelle du radium, démontrent que les champs magnétiques produisent la même décomposition qu’on observe dans le cas de Mg, Ca, Sr, Ba. Cettè décomposition est identique, non pas seulement qualitativement (c’est-à-dire par rapport au nombre de composantes et à leurs intensités relatives), mais même au point de vue quantitatif, les distances étant mesurées en fonction des nombres de périodes. Or quant à ce qui regarde une relation possible entre les nombres de périodes correspondant aux lignes homologues et le poids atomique de l’élément, on constate une formule simple dans le cas de la seconde série secondaire, alors qu’on ne trouve de relation pareille, s’appliquant à toutes les séries (la série principale et les deux séries secondaires) qu’en considérant en fonction des poids atomiques, non pas les nombres de périodes eux-mêmes mais les différences de chaque deux nombres de périodes correspondant à une paire de lignes ; en effet la formule empirique
- y — c. xn,
- où y est le poids atomique, x la différence des nombres de vibrations et c et n certaines constantes, paraît très bien représenter les résultats
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- des expériences, qui d’autre part font voir que le radium appartient au groupe des terres alcalines. . A. G.
- Expériences ultérieures sur les phénomènes lumineux dus à l’ozone et au radium. MM. F. Ri.ch.arz et R. Schenck (Mémoire présenté à l’Académie des Sciences de Berlin. Séance du 3 mars 1904 ; voir les Sitzungsbericlite, p. 49°-
- Les auteurs, il y a quelque temps, ont fait part à l’Académie de l’observation que la sido-blende (sulfure de zinc) devient luminescente dans un courant d’ozone. Or, dans une communication ultérieure, les expérimentateurs résument quelques autres cas de luminescence due à l’ozone. Alors que le phosphore blanc, comme on sait, devient incandescent même dans l’air atmosphérique, le phosphore rouge ne présente une luminescence qu’au sein de l’ozone, luminescence qui est de faible intensité dans le cas du phosphore rouge ordinaire, tandis que celle du phosphore retiré d’une solution de tribromure de phosphore est fort intense. Quant à ce qui regarde l’effet désonizateur de la sidoblende et du phosphore rouge, un courant d’ozone qui, ayant été abandonné à lui-même, n’était pas capable d’agir sur un jet de vapeur, a exercé un effet très intense après être venu au contact de l’une ou l’autre de ces substances. Parmi les autres substances qui présentent une faible incandescence, au sein de l’ozone, il convient de mentionner l’acide arsénique vitreux, alors qu’une goutte d’huile de térébenthine présente une luminescence très forte. Les expérimentateurs observent même qu’un doigt de la main aussi bien que la laine, le papier, le lin, le coton, exposés à un courant d’oxygène fortement ozonisé et s’échappant dans l’air présentent une luminescence qui est due probablement à l’adhérence de l’ozone. Quant à savoir si la luminescence est due à l’oxydation des substances produite par l’ozone ou bien aux ions d’oxygène libérés par la désagrégation de l’ozone, les auteurs ont l’intention de faire des recherches spectroscopiques dans cette direction. A. G.
- SOCIÉTÉ ALLEMANDE DE PHYSIQUE
- Spectres de luminescence discontinus des corps solides, organiques, par E. Goldstein, Mémoire présente à la Société allemande de physique. Séanée du i5 avril, voiries Verhandlungën, p. 156-170.
- L’auteur présente ses recherches sur les
- spectres de luminescence discontinus des corps solides organiques. On sait qu’à l’égal du verre des parois de l’ampoule, de nombreuses matières solides présentent une luminescence sous l’action des rayons cathodiques. Parmi les substances examinées dans cet ordre d’idées par MM. Wie^-demann et Schmidt, il convient de noter un certain nombre de corps organiques, qui tous leur ont donné des spectres continus, alors que M. Crookes a observé des spectres discontinus en exposant à l’action des rayons cathodiques des terres rares et des solutions solides de ces dernières. L’auteur a étudié le groupe des corps dits aromatiques, comprenant, à côté de substances à coloration vive, des composés presque décolorés. Il s’est posé la question de savoir (si dans ces corps le faible pouvoir d’absorption peut être exalté sous l’action des rayons cathodiques jusqu’à donner des couleurs résiduelles. Or, comme l’ont fait voir ses expériences, il en est bien ainsi. La luminescence souvent très intense, observée quand on expose certaines de ces substances au rayonnement cathodique a engagé l’auteur à étudier à nouveau la composition spectrale de cette lumière, bien que dans tous les corps appartenant à la série grasse, on n’ait trouvé que des spectres continus, exempts de toute structure. Le premier corps aromatique ainsi étudié, à savoir, le xanthone, présentant une phosphorescence rouge dans le rayonnement cathodique, a en effet montré un spectre discontinu bien marqué, comprenant 5 raies lumineuses étroites et analogues et qui appartiennent respectivement au vert, au bleu verdâtre et au violet (deux). . Ce spectre rappelle vivement le spectre des carbures d’hydrogène gazeux dans les tubes Geissler, bien que la position des ma-xima soit essentiellement différente dans les deux cas. Des résultats analogues ont été observés dans le cas de nombreux corps appartenant à cette même série aromatique, et voici la relation approximative que vient de trouver M. Goldstein entre le caractère >du spectre et la nature chimique des corps. ;
- Dans les substances à deux anneaux ou plus, la tendance à donner des spectres discontinus semble être bien plus forte que dans les groupes à un anneau seulement. A. G.
- Le Gérant : Ch. COINTE.
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- Tome XL
- Samedi 23 Juillet 1904.
- Il8 Année. — N° 30
- cl.
- il r;
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Therrmques
- L’ENERGIE 8—*4
- CO-
- DIRECTION SCIENTIFIQUE
- k. D’ARSONVAL, Professeur au Collège de France, Membre de Tlnstitut. — A. BLONDEL, Ingénieur des Ponts et Chaussées, Professeur à l’Ecole des Ponts et Chaussées. — Eric GÉRARD, Directeur de l'Institut Electrotechnique Montefiore. — G. LIPPMANN, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. —- D. MONNIER, Professeur à l’École centrale des Arts et Manufactures. — H. POINCARÉ, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — A. POTIER, Professeur à l’École des Mines, Membre de l’Institut. — A. WITZ, Ingénieur des Arts et Manufactures, Professeur à la Faculté libre des Sciences de Lille.
- ÉTUDE DE LA PROPAGATION DU COUR ANT EN PÉRIODE VARIABLE
- SUR UNE LIGNE MUNIE DE RÉCEPTEUR (x)
- Équation des télégraphistes. — Je volis rappelle cl’abord comment M. Pomey est arrivé dans son cours à l’équation des télégraphistes. Soit dx la longueur d’un élément de fil, \dx sa self-induction, çdx sa résistance, ydx sa capacité, Edy la force électromotriee qui règne dans cet élément, Vie potentiel, i l’intensité ; on aura (par l’équation de ohm).
- X
- di
- dt
- + pt = E-f
- dv
- dx
- D’autre part, la quantité d’électricité qui se trouve sur l’élément de fil est yYdx et l’équation de continuité nous donne :
- di dv
- dx ^ dt
- Cette dernière équation montre qu’il existe une fonction <ï>, telle que l’on ait :
- . _ d<P _____ d<ï>
- et en remplaçant i et V par ces valeurs, nous voulons :
- , dJ<l> d'l> d2t[>
- + ----dô^
- (')
- (*) Cette étude est la reproduction in extenso d’une série de conférences, faites à l’École Supérieure de Télégraphie et complétant le cours de M. Pomey. . ‘ . ..
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- I 22
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N°30.
- C’est Féquation des télégraphistes. Si l’on suppose que la force électromotrice E qui a donné naissance à la perturbation a cessé, l’équation devient :
- . d2<t> d<i> rf2<ï>
- T 1 ~dp~ + PT ~di ~
- (ibis)
- qui nous apprend comment se propage une perturbation une fois produite. Si l’isolement de la ligne était imparfait, de façon que la ligne fût affectée d’une perte constante, il faudrait ajouter au premier nombre un terme en d>. L’équation ainsi obtenue se ramènerait d’ailleurs aisément à la forme [ibis).
- Soit en effet :
- d1(& d<t> d2<$
- p-3r+f','-t,i5- = 0
- l’équation complète, où ,3, y et a sont des coefficients quelconques. Posons :
- = UeKt
- l’équation conserve la même forme et devient :
- <mJ +»(K + P)^+(K«+2K|3 + ï)U-ï^-=o
- dP
- Si alors on prend K = — (3 on fait disparaître le terme en —jp • Si au contraire on choisit K de façon à satisfaire à l’équation :
- K2 + 2Kp + y = o
- on fait disparaître le terme en U et on est ramené à l’équation (i bis).
- Reprenons l’équation (i bis) ; il est clair que nous pouvons y satisfaire en faisant :
- <j> — çCft + px
- pourvu que q-etp soient des constantes liées par la relation :
- ï¥+ m — p* = o. (a)
- Si q etp sont des constantes imaginaires satisfaisant à la même relation on satisfera encore à l’équation (i bis) en faisant
- <ï> — partie réelle e<>t + i,x.
- Si q est purement imaginaire, la solution ainsi trouvée est une fonction périodique du temps ; c’est une solution isochrone.
- Théorie rigoureuse de la propagation. — Mais avant d’aller plus loin, une question préjudicielle se pose. La façon dont nous avons établi l’équation (i) est-elle à l’abri de toute objection ? Nous avons traité la résistance p comme une constante ; or on sait que les courants à alternance rapide ont une tendance à se porter à la surface du conducteur, de sorte qu’une petite partie de la section de ce conducteur est utilisée et que sa résistance (Semble augmenter. Ainsi la résistance devrait dépendre de la fréquence, c’est-à-dire de q et être plus grande pour les fréquences élevées que pour les faibles fréquences. Il est donc .necessaire pour justifier l’équation que nous avons adoptée de recourir à une analyse plus complète. Je vais d’abord vous rappeler les équations du champ électromagnétique, telles
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- 23 Juillet 1904.
- REVUE D’ÉLECTRICITE
- I 23
- que M. Pomey les a établies dans son cours (p. 252).
- dx dZ dY d% dy - 4uCX + K dX
- dt dy dz ’ ~dT~ dy dt
- ?d 11 dX. ~~dZ~ dZ dx dy ’ dx dx dZ " = 411GY + K dY dt
- dy dY dX dx dp = 4'jtCZ + K dZ
- dt dx dy dx dt
- X, Y, Z représentent les composantes de la force électrique, G la conductibilité, K le pouvoir inducteur.
- Supposons un conducteur cylindrique (génératrices parallèles à l’axe de x) et une perturbation se propageant le long de ce conducteur. A l’extérieur du conducteur, G sera nul et K sera égal à l’inverse du carré de la vitesse de la lumière. A l’intérieur du conducteur, G est très grand, K est inconnu mais nous verrons plus loin qu’il n’intervient pas, de sorte qu’on peut le négliger.
- Dans ces conditions le champ électromagnétique est de révolution autour del’axedes^r, les lignes de force magnétique sont des cercles dans des plans perpendiculaires à cet axe, les lignes de force électrique sont des courbes planes situées dans des plans méridiens, c’est-à-dire dans des plans passant par l’axe des x.
- Nous pouvons poser alors :
- x =r O,
- d’où l’on déduit immédiatement :
- P =
- diz
- dz
- d’jt dy
- (4)
- 4irCX'+K ~ =
- dt
- 4tuCY + K 4izCZ -j- K
- dY
- dt
- dZ
- dt
- d2 TT
- dy2
- ^ d~J
- d2TZ
- dxdy
- d2TZ
- dxdz
- ?)
- Je dis que l'on aura également :
- f n du ! v d2Tz d2tz d2iz d2tc
- 47rL ~dT + K ~d¥~ ~ Ihd2 ~ ~df ~ ~d¥
- (6)
- En effet, on peut déduire des équations précédentes que les dérivées du premier membre de (6) tant par rapport à y que par rapport à 2 sont nulles ; c’est-à-dire que ce premier membre est une fonction de x et de t. Mais la fonction tz n’est déterminée par les équations (4) qu'à une fonction arbitraire près de x et de t. On pourra alors toujours disposer de cette fonction arbitraire de telle façon que ce premier membre se réduise à zéro.
- Gela posé, le champ étant de révolution, si nous passons aux coordonnées semi-polaires en faisant ;
- y — r cos 0, z = r sin 0,
- la fonction une dépendra que de x, t et r, et l’équation (6) deviendra :
- 4nC
- diz
- K
- d2 TZ
- ~dW
- d2TZ d2 TZ
- dx2 dr2
- diz
- dt
- r dr
- (7)
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- I. XL — N° 30.
- 124 L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- Cherchons à satisfaire à cette équation en faisant
- TI = f{r) e# +VX
- il viendra :
- Nous ferons :
- (4 n C<7 —(— K<72—p-) = a dans l’air
- (4TT Cq-\- Kq2—p2)—a! dans le conducteur.
- et l’équation aura la forme : (dans l’air par exemple)
- d'1- . 1 d~ _
- dr2 2 dr
- (8)
- (8 bis)
- Propriétés des fonctions de Bessel.— Cette équation ne nous est pas inconnue. Elle a été envisagée par M. Pomey dans son cours (p. 278) ; c’est d’ailleurs une des transformées de l’équation de. Bessel qui s’écrit comme on sait :
- J"+VJ'+J = ° (9)
- où J' et J" représentent les dérivées successives de J par rapport à x. Alors la solution de l’équation (8 bis) sera évidemment :
- tt: = J (r \/— a)
- L’équation (9) admet comme intégrale.
- r exzldz
- L’intégrale peut être prise soit de —1 à+i, soit de —1 à 1’ 00, pourvu que z tende vers l’infini de telle façon que l’exponentielle entende vers zéro.
- Si l’on intègre de— 1 à —J— 1, on obtiendra l’intégrale :
- où 50 est la fonction de Bessel proprement dite ; nous voyons que cette fonction est holo-morphe pour toutes les valeurs de x. Pour x réel, elle est réelle et subit des oscillations analogues à celles du cosinus.
- Dès que x dépasse la valeur 2, on a très sensiblement :
- J„ =
- \/i
- Pour# purement imaginaire, tous les termes du développement sont positifs, d’où il suit que la fonction est constamment réelle, positive et croissante avec le module de #, Si ix est positif et très grand on a très sensiblement :
- pix
- ) do=-^=
- y 27ux
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- I 20
- Si au contraire on intègre, de — i à l’co on obtiendra une autre intégrale que j’appellerai I0 et dont les propriétés essentielles seront les suivantes ; pour x = o elle devient infinie, pour x très petit, elle est sensiblement proportionnelle à log x. et pour x très grand elle est sensiblement proportionnelle à
- e—ix
- . \J X
- Si on intégrait de -f- i à l’c© , on obtiendrait une troisième intégrale, qui pour x très grand serait sensiblement proportionnelle à
- eix
- \! x
- Suite de la théorie de la propagation. — D’après cela on aura dans le conducteur
- J (r\J—a')
- J étant l’une des intégrales de (9) et dans l’air :
- J [r^—ci)
- J étant une autre intégrale.
- Quelle est maintenant celle de ces intég*rales qu’il s’agit de choisir :
- Dans le conducteur, l’intégrale choisie doit être proportionnelle a I0, car elle doit rester finie pour r=o, dans l’air elle doit être proportionnelle à I, sans quoi à une très grande distance de l’axe, la perturbation se réduirait à deux ondes planes, l’une se rapprochant de l’axe, l’autre s’en éloignant, et en effet on aurait alors :
- J = cI + cT
- où F serait l’intégrale obtenue en intégrant de + 1 à l’oo etc et c' deux coefficients constants ; on aurait donc pour r très grand :
- TC (c e<l*+px—r \'a _j_ c>eqt+px + r \f a)
- \/r
- Le premier terme représente une onde s’éloignant de l’axe, le second une onde se rapprochant de l’axe. Gomme l’axe est l’origine de la perturbation, nous ne pouvons avoir que l’onde qui s’éloigne de l’axe I il faut donc que c' soit nul, c’est-à-dire que J soit proportionnel à I.
- Gomme le rayon du fil est très petit, nous aurons donc dans l’air :
- J r= Alog r
- A étant une constante, et dans le fil :
- J=BJ0 (iV^ô')
- B étant une constante.
- Il y a une discontinuité à la surface de séparation dés deux milieux (conducteur et air), c’est-à-dire à la surface du fil. Il faut que la composante tangentielle de la force magnétique, et celle de la force électrique soient continues.
- Force magnétique. — Elle est égale à ; elle est donc dans l’air et dans le fil
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N° 30.
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- d’ôù une première équation :
- B y/^' J '0 (r v/^â') = ~^-
- (r représente ici le rayon du fil).
- Force électrique. — Il s’agit ici de la composante tangentielle, c’est-à-dire de X. On a d’ailleurs :
- 4 r CX -j- K
- dX
- dt
- (4uC+K9)X =
- d2iz
- dyl
- dp- TZ
- Hz?
- d-Ti 1 du
- dr2 r dr
- d’où dans l’air : (C = o) :
- et dans le conducteur (K = o)
- d’où une deuxième équation :
- KqX = aiz — aeil+PxA log r
- 4 t. C.X = a'-K BJ0 (ry/—a')
- 4 rCaA logr=: BK<y a'J0 (ry/ — a')
- en éliminant le rapport-g- entre les équations (10) et (n), on trouve :
- 4 TiCa log r [r y/—a1 3'0(r\/—a') ] — K^ra'J0 (r \J—a') (12)
- Si r y/— a! est petit, on pourra réduire les développements de J0 et de J'0 à leurs premiers termes, ce qui donne :
- X /---; x; a'r2
- J0r=i, ry—a J 0 = ——
- et l’équation (12) devient :
- 2 ti C ar2 log r — Kq (i3)
- or
- a — Kq2 — p2
- je puis donc écrire
- K q-
- Kq
- 2 7rC r2log r
- -P‘ = o
- Ce n’est pas autre chose que l’équation (2); on a en effet, si r est petit
- K
- 2 logr 5
- "a — — 2 log r,
- 1
- P
- tt Cr2
- N)
- L’équation (2) étant équivalente à l’équation (1), l’équation des télégraphistes se trouve vérifiée dans le cas où ry — a' est petit.
- • Si au contraire r y/—a' est grand, on aura sensiblement :
- h.=
- \/Tt r y/—a'
- y Tir y/—a'
- •V -ai
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- 12 7.
- ce qui montre que J0 croît rapidement avec r et par conséquent que le courant est localisé à la surface du fil. L’équation (12) devient alors :
- 4 t: Car log r — Kq \Ja'
- ou si l’on observe que
- a'~4~C<jr
- car K q2 — p2 est négligeable devant 4 q
- Kq‘-p‘=
- rlogr y 4 uC
- On voit que dans ce cas, l’équation des télégraphistes n’est plus applicable.
- (ï5)
- Évaluations numériques. —On a dans le cuivre C = 1,20.10 4, et dans l’air K — ~ 10 20.
- Avec les oscillations hertziennes on a : 4- = tî 1 o8. Donc K q2 est plus de 400 000 000 de fois plus petit que 4^Cq ; nous pouvons donc négliger dans a! les termes en K#2—p2 devant 4tt;C<7; et cela quand même K serait dans un métal beaucoup plus grand que dans l’air. Gela est vrai pour les oscillations hertziennes et a fortiori pour les oscillations plus lentes.
- Quel est maintenant l’ordre de grandeur de ;• sJ—a'—\/—a^Gq. S’il y a io2m vibrations par seconde, on a |çi = tc io2” ; d’où : pour r — 0,2 :
- | r\J—a!\=o,zn\/$ 1 on—2
- Avec une fréquence de 10 000 on aura donc \r\/ — a'\ voisin de 1 et la formule (14) restera sensiblement applicable ; avec une fréquence hertzienne, on aurait }r\f— ci'| voisin de 100 et il faudra appliquer la formule (i5).
- Cas extrêmes. — Si la fréquence est très élevée, le terme en q est négligeable devant le terme en q2 et l’équation (14) se réduit à :
- K#2—p2~o
- L’équation des télégraphistes peut donc avec les grandes fréquences être réduite à :
- ^ d2<$> _
- ^ dt2 dx1
- en supprimant le terme en , c’est l’équation des cordes vibrantes. 11 est vrai qu’avec une fréquence hertzienne, l’équation (i4) n’est plus valable, et qu’il faut la remplacer par l’équation ( 15) ; le terme en q est alors remplacé par un terme de q \Jq, il est donc plus grand que si l’on conservait l’équation (14), il n’en reste pas moins négligeable devant un terme en q2.
- Avec les oscillations hertziennes, par conséquent, tout se passe comme si le terme d<i> ,
- en —jj- n existait pas.
- G’est ce qui nous permet d’appliquer l’équation des télégraphistes même aux cas où la fréquence devient très grande parce qu’alors les termes par lesquels les équations (i4) et(i5) diffèrent deviennent l’un et l’autre négligeables.
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- L’ÉCLAIRAGE ELECTRIQUE
- L’autre cas extrême nous est fourni par les câbles sous-marins. Lord Kelvin en a établi la théorie en négligeant le terme en , c’est-à-dire en réduisant l’équation des télégraphistes à celle de la propagation de la chaleur.
- Qu’est-ce qui lui en donnait le droit ? Le câble est ici formé : i° d’une âme métallique ; 20 d’une enveloppe isolante ; 3° d’une enveloppe extérieure conductrice formée par l’armature du fil et maintenue au potentiel zéro parce qu’elle est en communication directe avec l’eau de la mer. C’est un véritable condensateur, et quand le fil prend une charge, l’armature prend une charge égale et de signe contraire. Les courants dans le fil et l'armature sont donc égaux et de signe contraires, et produisent des effets d’induction inverses de sorte que la self-induction est à peu près nulle : le terme en disparaît donc dans l’équation des télégraphistes.
- (A suivre.)
- II. Poincaré.
- SUR LA MESURE
- DU FLUX LUMINEUX DES LAMPES A INCANDESCENCE
- Dans un des récents numéros de Y Eclairage Electrique (voir numéro du 3i décembre 1903) a paru le résumé d’une étude très intéressante de M. Alexander Russel sur la mesure des intensités lumineuses moyennes, moyennes sphériques et hémisphériques des lampes à incandescence.
- L’auteur y présente en particulier un nouvel appareil permettant la détermination rapide et exacte de leur intensité moyenne sphérique ou hémisphérique.
- J’avais présenté en 1901 à M. Janet, directeur du Laboratoire Central d’Electricité et à M. Laporte sous-directeur, le principe de l’appareil décrit parM. Russel. Des fonds avaient été affectés à sa construction, et j’attendais que l’appareil eût été réalisé et expérimenté pour en publier le principe et les résultats.
- Il est à regretter que dans l’exposé de ses travaux sur les lampes à incandescence, M. Russel n’ait pas fait intervenir la notion fondamentale du flux lumineux.
- Le lecteur me permettra d’exposer à nouveau le principe de cet appareil tel que je l’avais compris, en me basant sur la notion du flux lumineux et en indiquant les différentes solutions plus ou moins pratiques qui résolvent le problème de la mesure directe du flux lumineux des lampes à incandescence ou de petites sources lumineuses.
- Avant de développer ce sujet, je vais dire quelques mots sur les facteurs qui déterminent une source lumineuse.
- Généralités. —Un foyer lumineux quelconque est bien déterminé au point de vue photométrique (laissant de côté l’étude des radiations dont se compose sa lumière) lorsqu’on connaît le flux lumineux total émis par cette source et sa répartition lumineuse dans différents méridiens.
- Dans le cas d’une source lumineuse symétrique autour d’un axe, tel l’arc voltaïque, la connaissance du flux lumineux total et de la répartition lumineuse dans un méridien est seule nécessaire.
- La valeur du flux lumineux total donne l’importance de la source; les courbes de répar-
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- I29
- tition lumineuse permettent de déterminer les conditions dans lesquelles le foyer doit être placé pour obtenir la meilleure utilisation de sa lumière.
- Quand on désigne la valeur d’une lampe à incandescence par une intensité lumineuse, comme c’est le cas général, on ne peut avoir une idée exacte de sa valeur au point de vue lumineux. Cette désignation ne peut donner que la valeur relative de lampes semblables, les mesures étant faites dans les mêmes conditions. Mais s’il s’agit de comparer des lampes différentes, une lampe à incandescence avec réflecteur ou diffuseur à une lampe à ampoule claire par exemple, cette donnée n’a aucune signification. On est obligé d’avoir recours aux flux lumineux émis.
- La représentation erronée de la valeur lumineuse d’une lampe à incandescence par son intensité lumineuse maximum, s’est surtout répandue à cause de la simplicité de sa détermination. La mesure du flux lumineux total parla méthode ordinaire, demande au contraire un travail assez long, car elle nécessite l’étude préalable des répartitions lumineuses dans plusieurs méridiens, la lampe à incandescence étant un foyer dissymétrique. Il est vrai aussi que la notion peu répandue du flux lumineux s’est opposée jusqu’ici à son emploi.
- X,
- h.
- h-2\—
- Jz
- . dcv
- ..-V___L
- D.
- ‘T
- ;oCf
- —^
- — — - *
- "s /
- ' Y ' A ,/ot&
- 88 2
- Fig. I.
- Il était cependant important pour vulgariser la désignation de l’importance lumineuse des lampes à incandescence par leurs flux, de trouver un appareil simple, permettant par peu de lectures au photomètre de déterminer leur valeur exacte.
- Principe de U appareil. — Considérons une source lumineuse (fig. i) o, symétrique par rapport à l’axe XY, placée au centre d’une sphère de rayon unité. Appelons IK l’intensité lumineuse dans l’angle solide infiniment petit di» correspondant à l’angle plan da.
- La valeur du flux lumineux, qui est le produit d’une intensité lumineuse par un angle solide, mesuré par la surface de la zone qu’il découpe sur une sphère de rayon unité, sera exprimée dans l’angle d<r> par
- Ja doj — 27:1« cosx do..
- 2- cos ada représentant la valeur de l’angle solide du.
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- La valeur du flux lumineux total sera exprimée par la formule connue
- (I> — 2 TT
- '+T
- I« cosarfa
- Divisons la sphère de centre O en angles solides assez petits afin que nous puissions admettre une intensité lumineuse constante dans chacun de ces angles. Appelons (ot, o>2, w3, to4..., ces angles solides; oq, a2, a3, cq ... les angles plans correspondants; I1, I2, I3, I4 ... les intensités lumineuses correspondantes. Nous pourrons écrire :
- = hwl + + L0j3 + ....
- Plus o>j, to2, to3 . . . seront petits, plus nous nous rapprocherons de la valeur exacte
- 2 TT
- '+ T I« cosa do
- 2
- Mais
- <o1 — 2tc sinoq — iizh^
- o)2 — 2tc [sin (oq -f- ot2) — sinaq] — 2ttA2
- «3 — 2tî [sinoq —|— a2 —(— a3] — sin (oq -|- a2) =r 2 zh3
- Nous aurons
- Faisons Nous aurons
- <ï> — 2TT (h/q + l.2h2 -p I3/î3 -p
- <I> (flux lumineux) = nzk (g —J— I2 —I3 —|— fl1 = 2 TT k Is
- Is étant la somme entre parenthèses du second membre.
- Nous voyons que le flux lumineux cherché est le produit d’une quantité connue i~k par une somme Is d’intensités lumineuses du foyer, dans différents azimuts, somme qui peut être directement obtenue au photomètre.
- Disposition de Vappareil. — Faire dans la formule 2
- /q rr: h2 = h,3. (2)
- revient à diviser la sphère en angles solides égaux, c’est-à-dire à* décou per sur sa surface des zones d’égales surfaces.
- Il suffit pour cela de diviser le diamètre XY (fig. 2) en parties égales /q, h2, /z3, et de mener par ces points des parallèles à DDP diamètre perpendiculaire à XY. Ces droites rencontrent un méridien de la sphère en des points a, b, c, d, e. . .
- Nous placerons des miroirs plans (fig. 2 et 2 bis) circulairement autour du centre o (où sera disposée la lampe à incandescence) de façon que leur plan soit tangent aux arcs respectifs ab, cd, ef. . . et en leur milieu. Leur inclinaison égale pour tous, sera réglée de façon que les rayons lumineux issus de o, soient réfléchis sur l’écran P (fig. 2 bis) du photomètre.
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- Pour fixer les idées, nous pourrons prendre i m comme diamètre de la circonférence de centre o. Nous adopterons 24 miroirs répartis comme il a été indiqué précédemment, 12 au-dessus et 12 au-dessous du diamètre horizontal DD1
- h, — h* — —— 8,333 cm
- correspondant dans la partie horizontale à un angle de 9°3o'. On pourra adopter comme hauteur du miroir 8 cm. (Cette hauteur est acceptable, la hauteur des filaments des lampes ordinaires étant de 6 à 7 cm).
- L’angle plan correspondant à la zone près du diamètre vertical aura 33° 4c/. C’est une
- i
- / 1 X
- : i
- T
- > / l
- '< I
- \ 1
- Fig. a et 2 bis
- valeur qui paraît grande, mais qui n’influe pas beaucoup, dans une courbe de répartition lumineuse continue, ce qui est le cas général, sur l’exactitude du résultat. D’autre part, si nous voulions diminuer sensiblement cet angle, nous serions obligés d’augmenter considérablement le nombre des miroirs, et par suite le diamètre de la circonférence inscrite à ces miroirs; d’où encombrement trop grand de l’appareil.
- Pour tourner la difficulté, remarquons que dans la lampe à incandescence, les intensités lumineuses sont égaies en des points symétriques par rapport à XY ; nous pourrons ainsi
- h
- décaler les miroirs de gauche tangents en mi, m2, m3, . . . par exemple, de — sur ceux de
- droite tangents en ji, /q n2... (fig. 3). Les résultats obtenus seront ceux que l’on obtiendrait avec 48 miroirs tout en n’en conservant que 24. L’exactitude de l’appareil est ainsi accrue.
- Nous avons jusqu’ici considéré une source lumineuse dont les répartitions suivant les parallèles sont des circonférences. La lampe à incandescence ne rentre pas dans cette catégorie. Pour avoir son flux lumineux on sera^obligé de faire trois mesures, l’une perpendiculaire au plan du filament, l’autre à 45° et la troisième à 90° de la première, et de prendre la moyenne de leur somme, en faisant intervenir deux fois la valeur déterminée à 45°; ou bien d’imprimer un lent mouvement de rotation à la lampe autour de l’axe vertical de l’appareil, auquel cas une seule mesure donne la valeur du flux.
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- 13a
- Il suffit d’une vitesse assez lente (2 tours par seconde environ) parce que la différence entre les intensités lumineuses maximum et minimum dans un même parallèle, est de faible valeur ; leur rapport est ordinairement 0,9.
- Constante de l'appareil. — On peut déterminer a priori la constante globale de l’appareil, en connaissant le coefficient d’absorption des miroirs et l’angle que font les rayons
- réfléchis par l’appareil avec l’écran du photomètre. Appelons :
- h, la hauteur de chacune des zones de même surface ;
- d, la distance de la source lumineuse au photomètre en suivant les rayons lumineux; k1 le rendement des miroirs ;
- C, l’angle de l’écran du photomètre avec les rayons réfléchis.
- La constante de l’appareil sera
- 27zh1 X d2 cos & X K
- c’est-à-dire que l’intensité lumineuse déterminée par le photomètre, multipliée par cette expression donnera le flux lumineux cherché.
- De la connaissance du flux lumineux il est facile de déduire l’intensité moyenne sphérique en divisant la valeur du flux par 4k.
- Antre solution de la question. — Disposons autour d’une source lumineuse O (fîg. 4), dont les répartitions lumineuses dans des parallèles sont des circonférences, un certain nombre de miroirs inclinés de façon à réfléchir les rayons lumineux sur l’écran d’un photomètre P. Appelons cq, a,, a3... les angles plans dans lesquels ces miroirs sont placés perpendiculairement à leur bissectrice ; dt, d2, dz. . . les distances de la source O au photomètre P en suivant les rayons lumineux réfléchis, y15 y2, y3. . . l’inclinaison de ces rayons lumineux sur l’écran du photomètre, IA, I2, I3 . . . les intensités lumineuses correspondantes.
- Le flux lumineux est toujours donné par la .formule (2) ; en remplaçant 7q, 7q, etc., par leur valeur
- x 1
- D /
- / f™Z !
- 1 1 À
- —- tl\ Tü\
- 1 0 tf \ 1 S 1
- \ ï 1 I _ ... _ j / /
- ---------1------
- -------4--------
- I
- vi
- Fig. 3.
- Mais
- CF = 27: (h sinaj -f- I2 (sin (oc1 4- a2) — sina^ -f- I3
- h =
- I3 =
- cosy, E, d./ cosy 2
- (4)
- E1? E2 ... éclairements sur le photomètre produit par I4, I2 ...
- . En remplaçant dans (4) nous aurons
- / Ej d* . E, d* / . \
- 4> —27: -----• sma, -f----- ( sin (a. 4- a,) — sinx. ) 4- L
- \ cosy2 1 cosy, y v i i 2; 1/13
- Nous pouvons faire dans cette expression
- c?,2 sino:, _ d22 [sin —sinaj ____
- (5)
- cos y l
- cos y2
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- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- 1.33
- Nous aurons
- <ï> = ‘iizk (Ex -|~ E2 -f- E3 +. (6)
- La détermination du flux lumineux est ainsi ramenée à celle d’une somme d’éclairements donnée directement par le photomètre.
- La courbe de disposition des miroirs autour de la source O variera suivant la loi de variation des angles a et de la valeur de la distance OP (fig. 4)- Le nombre de dispositions que Ton pourrait théoriquement adopter est ainsi illimité.
- _.ï___
- Fig. 4.
- Si l'on fait sin a = sin (oq -f- a2) — sin oq = . . .., on tombe dans le cas traité précédemment (formule 3), qui correspond à la disposition la plus pratique : miroirs disposés circulaire-ment autour de la source O, avec clx = cl2 — dz. . . et y* = y2 = y3 . . .
- Avant de terminer cet exposé, je tiens à attirer l’attention sur un point. On pourrait croire, à première vue, simplifier les dispositions indiquées, en plaçant la lampe à incandescence à l’intérieur d’un miroir conique. On aurait ainsi sur l’écran du photomètre, non un éclairement proportionnel au flux lumineux, mais une valeur proportionnelle à l’intensité lumineuse moyenne dans le méridien passant par l’axe de la lampe et perpendiculaire à l’axe du miroir conique ; cette quantité n’a aucune relation constante avec le flux de la lampe.
- Camille Léonard.
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- i34
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N° 30.
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- GÉNÉRATION ET TRANSFORMATION
- La construction des machines électriques en 1903. J. Lowy. (Suite) (1). Zeitschrift fur Elec-trotechnik. xo et 17 avril.
- Passons maintenant aux dispositifs dont le but est d’uniformiser la marche des convertisseurs.
- Mix relie dans ce but chacun des balais principaux qui frottent sur le collecteur à un ou plusieurs balais auxiliaires au moyen de conducteurs de faible résistance. Ces balais auxiliaires sont placés en avant et en arrière de la ligne neutre : les courants de courts-circuits engendrés dans ces dispositifs amortissent les variations de vitesse de la machine.
- Pour éviter que la vitesse des convertisseurs tournants varie par suite de la réaction des courants déwattés de l’induit sur le champ inducteur, Lunt emploie une petite dynamo à courant continu régulatrice qui tourne en synchronisme avec le convertisseur. L’armature de cette dynamo porte deux enroulements dont l’un est relié à un collecteur et l’autre est en série avec les conducteurs parcourus par le courant alternatif du convertisseur. Sur le collecteur frottent des balais auxquels sontconnectés les enroulements inducteurs du convertisseur et les enroulements inducteurs de la dynamo régulatrice. Si la grandeur du courant déwatté varie, la réaction d’armature sur le champ de la dynamo régulatrice varie aussi et il en résulte une A^ariation de la différence de potentiel aux bornes de cette machine, d’où aussi une variation de champ dans le convertisseur.
- La General Electric C° relie actuellement dans ces convertisseurs les masses polaires voisines par des ponts conducteurs en cuivre ; les courants induits dans ces ponts s’opposent aux variations des champs transversaux d’armature.
- En fait de nouveaux redresseurs de courant, on doit mentionner les redresseurs électro'ly-tiques de Nodon et de Grisson, et le convertisseur statique de Hewitt.
- (4) Yoir Ecl. Electr., 21 mai 1904.
- L’électrolyte du redresseur Nodon est du phosphate d’ammonium : l’une des électrodes est un cylindre de fer à double paroi, dont la partie intérieure est perforée et la seconde électrode est une baguette en alliage zinc-aluminium placée à l’intérieur du cylindre de fer. Cette soupape agit comme un condensateur
- 8 ^0
- Fig. 9.
- et produit du courant continu pulsatoire : On peut la construire pour des tensions atteignant 140 volts et des puissances atteignant 4 kilo-Avatts : le rendement ne descend pas au-dessous de y5 p. 100.
- Le redresseur de IleAvitt consiste en une lampe à mercure que le courant ne peut franchir que dans le sens fer-mercure. La chute de tension dans le convertisseur est indépendante de l’intensité de courant et est de i4 ou i5 volts.
- La construction des Transformateurs a été très étudiée en Amérique par suite de nombreux transports de force h haute tension récemment installés.
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- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- 135
- La figure 9 représente un transformateur à haute tension de la General Electric C°. La bobine C du transformateur est placée dans un bain d’huile ; de l’eau de refroidissement circule, sous l’effet d’une pompe, dans les canaux EB de la carcasse.
- Fig. 10.
- Un autre transformateur à haute tension de la General Electric C° est représenté schématiquement par la figure 10. La bobine primaire F est un anneau et le secondaire H est bobiné autour de la partie intérieure cylindrique de la bobine primaire. On voit sur la figure avec quel soin les deux bobines sont isolées l’une de l’autre. La carcasse du transformateur est remplie d’huile.
- Un transformateur à refroidissement d’air de Berry contient un noyau de fer composé de
- paquets de tôles disposés radialement. La largeur des bandes de tôle composant chaque paquet va en diminuant du milieu du paquet vers les deux côtés et il existe aussi des canaux assurant une parfaite circulation d’air.
- La Compagnie Westinghouse construit des transformateurs isolés à l’huile dans lesquels les enroulements en bandes plates de cuivre
- 0,o Oo 1
- Fig. 11.
- sont séparés en plusieurs bobines où des canaux sont ménagés entre le fer et l’enroulement pour la circulation de l’huile.
- Il existe toute une série d’inventions concernant des améliorations dans la manière de disposer les enroulements par rapport au circuit magnétique et dans la disposition de ce circuit lui-même, particulièrement dans les transformateurs polyphasés, pour empêcher que les circuits magnétiques produits par les différentes phases influent les uns sur les autres.
- Peck a construit un transformateur dans lequel l’enroulement secondaire est constitué par 2 ou plusieurs dérivations en parallèle. Peck veut obtenir que la même force électromotrice soit induite dans chacune de ces dérivations, ce qui 11’a pas lieu en général lorsqu’on les place les
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- T. XL. — N° 30.
- 136
- L’ÉCLAIRAGE ELECTRIQUE
- unes à côté des autres ou les unes sur les autres, parce que, par suite de la dispersion du transformateur, chacune de ces dérivations est soumise à une induction différente. Pour atteindre son but, l’inventeur divise les dérivations en un nombre égal de portions d’enroulement d’un même nombre de tours connectés en série, et dispose ces portions de manière que chaque zone d’induction déterminée renferme une por-
- 4
- Fig. i‘à et i3.
- tion d’enroulement de chaque dérivation. Malgré l’existence de zones d’inductions différentes, chaque dérivation est soumise de cette manière h la même induction totale.
- La Berliner Maschinenbau Actiengesellchaft vormals L. Schwarzkopf construit des transformateurs polyphasés dans lesquels les enroulements sont disposés de manière que les circuits magnétiques produits par les différentes phases ne s’influencent pas mutuellement ; de cette manière une surcharge sur une ou plusieurs phases ne réagit pas sur les autres. Le transformateur (figure ii) consiste en un cadre
- de fer rectangulaire a partant des traverses c. Chaque phase primaire et secondaire porte deux parties d’enroulement placées vis-à-vis l’une de l’autre sur le cadre et limitées par des traverses.
- Un transformateur diphasé analogue dans lequel les deux phases n’ont pas d’influence l’une sur l’autre est construit par la Union Electricitats Gesellchaft (fig. 12). Ce transformateur possède 3 noyaux de fer abc réunis par des culasses. L’enroulement d’une phase est disposé en parties égales sur les montants extérieurs a c et les jonctions sont faites de telle façon que le courant les parcourt par exemple dans le sens des flèches. L’enroulement de la seconde phase est placé sur le montant &. On voit sur la figure que les lignes de force produites par une phase dans les noyaux a et c et passant dans le noyau b se contrebalancent dans ce dernier, et que les lignes de force produites par la phase II dans le noyau b et se renfermant par les noyaux a cl c produisent un renforcement de l’induction dans l’autre noyau.
- La Compagnie Thomson Houston construit un transformateur monophasé qui alimente deux réseaux secondaires distincts ou un réseau secondaire à 3 conducteurs et est disposé de telle manière qu’à toutes charges les tensions secondaires restent constantes. Ce transformateur (fig, i3) consiste en un cadre en fer C sur les grands côtés duquel sont disposées les deux parties Px et Py de l’enroulement primaire. Ces deux parties sont reliées en parallèle au réseau 1, 2 et connectés ensemble de manière que le courant qui les parcourt produise un circuit magnétique fermé.
- Les deux enroulements secondaires -sont placés concentriquement .aux enroulements P„ et Py. Si la charge d’un des enroulements secondaires augmente, cet accroissement a pour effet de diminuer le flux magnétique et la force contre-électromotrice de l’enroulement primaire diminue. Par suite le réseau envoie plus de courant dans l’enroulement primaire correspondant et l’intensité du flux magnétique commun aux deux enroulements secondaires reste constant. Grâce à ce réglage automatique les deux enroulements secondaires produisent une tension constante à toutes charges.
- O. A.
- (A suivre.)
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- 23 Juillet 1904.
- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- ï37
- Sur les mouvements pendulaires des alternateurs en parallèle. A. Sommerfeld. Elektro-technische Zeitschrift, 7 et 14 avril.
- Remarques préliminaires. — Les phénomènes particuliers qui peuvent prendre naissance dans deux générateurs h courant alternatif travaillant en parallèle sur le même circuit sont bien connus. On observe dans ce cas un mouvement ondulatoire des intensités de courant, des différences de potentiel, et des puissances effectives des deux machines. L’amplitude de ce mouvement pendulaire peut, dans certaines circonstances, devenir assez considérable pour empêcher tout fonctionnement rationnel des deux machines qui, comme Ton dit, tombent hors de phase. Le phénomène se manifeste particulièrement lorsque les générateurs sont accouplés à des moteurs à vapeur ou à gaz, et ne se produit pas lorsqu’ils sont actionnés par des turbines à vapeur ou commandés par courroies.
- Nous ne reviendrons pas sur les plus anciens travaux faits particulièrement en Angleterre et en France sur ce sujet (Hopkinson, Cornu, Blondel, Boucherol). Plus récemment, Kapp, Benischke, Gorges, Rosenberg se sont occupés de ce problème. Dans ces différents travaux, la question a été envisagée sous divers points de vue et les résultats principaux sont concordants ; toutes les explications données reposent sur la considération d’une oscillation forcée imprimée à la machine, et d’une oscillation propre du système dont la période dépend des constantes mécaniques et électriques des deux machines. Les phénomènes de mouvement pendulaire atteignent une grande amplitude lorsque ces deux oscillations sont en résonance. En outre la possibilité d’une interférence entre l’oscillation propre et l’oscillation forcée cause également, comme Ta montré Benischke, la formation de mouvements pendulaires.
- L’opinion émise par A. Fôppl est tout à fait différente. Ce dernier, sans s’occuper des particularités électriques, cherche la cause des mouvements pendulaires dans l’action du régulateur dont la présence avait été laissée de côté par les auteurs précédemment cités. Sans doute 1 influence du régulateur doit entrer en ligne de compte dans la production des mouvements pendulaires, mais le fait que Ton peut expliquer ce phénomène sans tenir compte de l’action du régulateur prouve que cette dernière n’est pas
- prédominante. Les travaux de Fôppl nous semblent apporter une contribution de valeur à la théorie des oscillations du régulateur plutôt qu’une explication du mouvement pendulaire des dynamos.
- Contrairement aux auteurs précédents, nous partons des équations différentielles mécaniques et électriques de la production du courant comme base la plus simple du phénomène.
- Comparé aux élégantes constructions graphiques de la technique, l’exposé de la théorie doit paraître long et laborieux, mais il présente l’avantage d’être plus certain et plus complet et rend possible les simplifications nécessaires.
- Lorsqu’on intègre les équations différentielles, on traite les mouvements pendulaires qui prennent naissance comme de petites grandeurs et on néglige leurs puissances élevées (méthode des petites oscillations). Mais malgré cette simplification,il reste des difficultés mathématiques dont la cause réside dans l’alternance rapide des forces électromotrices et que nous surmonterons, en partie, en prenant la valeur moyenne des grandeurs variables, en partie en choisissant commodément la forme (très compliquée en réalité) de la courbe de tension.
- Les phénomènes initiaux du couplage en parallèle sortent du cadre de cette étude; nous ne parlerons dans ce qui suit que de l’état permanent qui a lieu lorsque le couplage en parallèle a été fait exactement au moment où les tensions instantanées sont égales, et lorsque la puissance moyenne est la même pour les deux machines.
- Notre point de départ a été l’étude d’un appareil nommé pendule-sympathique qui reproduit fort exactement les phénomènes enjeu dans le cas qui nous occupe. Cet appareil peut être remplacé tout simplement par une montre dont l’anneau est suspendu à un clou avec le plus de liberté et le moins de frottement possibles. Par suite du mouvement du régulateur, la montre est soumise a de petites oscillations forcées (il faut donner à la montre un mouvement opposé de façon qu’au point de suspension les forces d’inertie se compensent). En général il existe aussi une oscillation pendulaire ordinaire, oscillation libre du système. Les deux périodes de ces oscillations ne concordent naturellement pas exactement, puisque l’oscillation forcée est synchrone avec le mouvement du régulateur, et
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-
- 138
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N° 30.
- que l’oscillation propre obéit aux lois du pendule : il semble cependant que dans les montres de construction ordinaire ces deux périodes sont assez voisines l’une de l’autre. Par suite, il se produit des mouvements ondulatoires importants ; après un instant d’immobilité complète, on voit des mouvements pendulaires dont l’amplitude croît jusqu’à un maximum puis décroît jusqu’à un nouveau point d’immobilité ; les intervalles entre ces points d’immobilité se reproduisent régulièrement et chacun d’eux est d’autant plus grand que les périodes de l’oscillation propre et de l’oscillation forcée sont plus voisines, c’est-à-dire que la résonance et les mouvements pendulaires intermittents sont plus •forts. Si le frottement au point de vue de suspension est très faible, le phénomène peut durer assez longtemps. Les oscillations propres décroissent d’ailleurs peu à peu, et avec elles le mouvement ondulatoire, et il ne reste que les oscillations forcées produites par le mouvement du régulateur.
- Etablissement des équations fondamentales. — Soient :
- OjCp2 les angles de rotation des manivelles ou des volants de la première et de la seconde machine motrice au temps T compté à partir d’une origine quelconque; comme nous faisons abstraction des angles de torsion, œ et cp2 représentent aussi les angles du premier et du second rotor ;
- ce = <pj —cp2 le décalage du premier rotor par rapport au second ;
- JjJ2 les courants produits par la première et la seconde machine (valeur instantanée) ;
- J = Jx —f— J2 le courant total ;
- z’ == J± — J., le décalage de courant de la première machine par rapport à la seconde ;
- (cpj, M2 (<p2) les couples moteurs égaux aux produits des forces tangentielles aux boutons des manivelles par le rayon de ces dernières ;
- S1Sâ le degré d’irrégularité des deux machines motrices ;
- A une grandeur auxiliaire déduite de la difïé-rence entre les degrés d’irréffularité et de la différence des phases ;
- deux fonctions auxiliaires de t dépendantes des degrés d’irrégularité ;
- EK la valeur instantanée de la différence de potentiel aux bornes ;
- Ea1 E“2 les valeurs instantanées des deux tensions des induits (force électro motrice) ;
- E la tension efficace moyenne égale au moyen carré des valeurs instantanées ;
- /"('fi) ?â) première et la deuxième tension
- d’induit au cas où le rotor tourne avec la vitesse unité, les inducteurs étant normalement excités. Cette tension de l’induit dépend de la position actuelle de l’inducteur et est par suite fonction de <p, et de <p2.
- W la vitesse angulaire moyenne du rotor, égale à la valeur moyenne de 5
- p le nombre de paires de pôles; w = pw = 27Ty^la pulsation du courant alternatif produit ;
- n la fréquence propre du système;
- I la période propre d’oscillations du système; T la période de la rotation des machines ;
- F la période du mouvement ondulatoire;
- R la résistance ohmique extérieure du réseau ; r la résistance ohmique intérieure des machines ;
- L le coefficient de self-induction extérieure; l le coefficient de self-induction de l’enroulement induit;
- 0 le moment d’inertie des masses tournantes (volant, rotor, manivelle, arbre, etc.) d’une machine. Dans le moment d’inertie on tient compte de l’apport des masses en mouvement alternatif en rapportant la moitié du total de ces masses au bouton de la mariivelle ;
- 0 est mesuré en unités de mesure absolues ; a, [3, V des angles de décalage.
- Les grandeurs non affectées des indices i et 2 sont supposées égales pour les deux machines.
- Rappelons quelques points fondamentaux dont nous aurons besoin dans la suite.
- La différence de potentiel aux bornes EK sert à surmonter la résistance de la ligne extérieure et la self-induction extérieure.
- On a donc :
- E* = L ~ + RJ J = L + J2 (a)
- L’excédent de la tension de l’induit sur la différence de potentiel aux bornes surmonte la résistance et la self-induction intérieure de chaque machine. On a donc :
- E^-E k = l^ + rJi , E/‘— EK = /
- dJ.,
- dt
- + (0
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- 23 Juillet 1904
- REVUE D’ÉLECTRICITÉi
- i3g
- D’après la définition de la fonction f, la tension de l’induit est :
- E>“=V^
- do.
- E •'=-#( to-
- rt
- Le travail à fournir pour la production de courant pendant l’élément de temps dt est donné par le produit des valeurs instantanées du courant et de la force électro-motrice
- dk, = E/J ,dt
- dk9
- E aj9dt
- (d)
- On en déduit le couple antagoniste de production du courant que doit surmonter la force motrice. La façon la plus simple de le définir est d’envisager le travail à développer par unité de variation d’angle, c’est-à-dire le quo-
- . da . . , , , dk -,. . , do ^
- tient qui est égal a —divise par-^-- rar
- suite des équations (c) et Ut) on a donc, en désignant par D2 D2 le couple antagoniste pour la première et la deuxième machine
- D, = h f{n)
- D*= J*/’(?*)
- («)
- A ces équations électriques fondamentales nous devons ajouter l'équation mécanique fondamentale qui exprime que le produit du moment d’inertie par l’accélération angulaire est égal à la différence du couple moteur et du couple antagoniste, c’est-à-dire :
- & -i
- dt2
- M,
- 0
- d*o 2 dt2
- :*W)-D2 (/•)
- Les équations b, après introduction des valeurs de la tension tirées de (a) et (c), donnent les deux équations différentielles électriques suivantes :
- (L+')-^- +l47 + (R+’0J.+RIi = (0
- dt
- dk,
- (R + r)J2 + RJ,=
- dt do 2 dt
- (>)
- De plus les équations f combinées avec (V) donnent les deux équations différentielles mécaniques
- o
- dt2 d2o2 dt2
- (3)
- LA?,)
- Xous avons donc 4 équations pour 4 incon-
- nues Jj J. cpj cp2 et nous pouvons en déduire par intégration l’allure du mouvement pendulaire. Les constantes l L /’ R 0 doivent être considérées comme connues; les deux fonctions./'('f) et M (cp) sont données ou bien doivent être déduites des données électriques et mécaniques de la machine.
- Simplification des équations différentielles d'après la méthode des faibles oscillations.
- Soient :
- — o.z le décalage angulaire -h — J2 le décalage du courant
- (5)
- de la première machine vis-à-vis de la seconde.
- do di
- —r- comme dt
- Traitons cp et de même que ^ -petites grandeurs.
- En soustrayant l’une de l’autre les équations (i) et (2) et les équations (3) et (4), nous obtenons une équation différentielle électrique et et une équation différentielle mécanique :
- 1 -5T+"- fW
- do l ( dt (
- d®2 \
- -if
- d2 o dt2
- M,(»J - - f J.floJ -V(?J) j (1)
- Dans la quantité entre parenthèses, remplaçons par cp2 -|- cp et Jx par J2 i et développons f{p>f) d’après la série de Taylor
- /*(?i) = fiSi) + (?a) +...
- en négligeant les termes en
- do
- dt
- , oi etc,
- il vient :
- ( do,
- ( dt
- /(? 0
- do,
- dt
- f{?i
- do
- dt
- d
- dt
- do,
- + -jf- ?r (?d
- Ç — J/(?2) j = ifüi) + J2?f (?i)
- Introduisons maintenant dans les deux nombres de droite des valeurs approchées de cp2 et de J.,, ce qui équivaut à négliger des petites Grandeurs du second ordre. Comme valeurs
- O
- approchées nous prendrons les valeurs
- —1 ad , Jx — J2 — —— (8)
- que Ton obtient en supposant une vitesse de
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- ï. XL — S" 30,
- i4o
- rotation uniforme, et une répartition de courant uniforme pour les deux machines.
- Les expressions précédentes sont à remplacer d J
- par -jj- et if -|—— cp/" où l’argument wt est
- remplacé, pour faciliter l’écriture, par les symboles f et y0. Dans la suite cet argument sera toujours sous-entendu. Pour le courant total J, on a toujours avec le degré d’approximation déterminé par l’équation (8) l’équation différentielle suivante, obtenue en introduisant dans l’équation (i) ou dans l’équation (2) les valeurs approchées (8) :
- (*L-H) ~T + (rR + r) J = (9)
- Les équations (6) et (7) deviennent :
- l AA -f- ri — (©/) (10)
- dt ^ dt v '
- e f~‘t (l,)
- Occupons-nous de la différence M^cp,)—M2(cp2). Posons
- Cp, = wt + ?2 — + ^2
- et, après différentiation :
- tvM'j 0
- _ a
- dt
- +
- 4jw
- dt
- J (f)
- Introduisons ces valeurs dans l’équation 12 et divisons par 0, il vient
- Md?i) - Mâ(?â)
- 0
- -p.+—
- iU
- 4- 4
- dt
- i Ah
- Ÿ2 dt 1 d •m\($ dt
- (J n
- Nos fonctions auxiliaires p, et p>2 sont donc aussi de petites grandeurs. Les membres de droite des équations 3 et 4 sont identiques en première approximation, c’est-à-dire en employant les valeurs (8), aux membres de droite des équations (i3). Il en résulte que pJ et p2 sont identiques à
- dt2
- AAa
- dp
- et —
- et sont de petites grandeurs du premier ordre. Il en est de même de
- et d2 représentant l’écart entre les angles de rotation co± et cp2 et les valeurs approchées (8). On a évidemment <0 = cp( — cp2 = — d2, et
- 'f,, cj;, sont aussi de petites grandeurs. Par suite nous pouvons développer M, et M2 en série de Taylor en négligeant les puissances supérieures de cjq et cjq et en exprimant l’argument commun wt par et M2. Nous avons alors
- Ma(?i) ~ M2(?2) = M, - M2 + M't - *2M'2 (12)
- Introduisons à côté de M0 deux fonctions
- 1 2
- uq et p2 qui, comme on le verra plus tard, dépendent étroitement du degré d’irrégularité des deux machines motrices et qui représentent les excédents actuels (positifs ou négatifs) divisés par 0 du couple moteur sur le couple résistant pour une vitesse de rotation uniforme des deux machines. Soient donc, d’après e et (8)
- «Pi=M t-^-f 0fc = M ,-~f (x3)
- où l’argument wt est sous-entendu dans M, et *M2 et f. Il en résulte
- - M2 =0;(U1 - p.)
- d\x j d[x2
- dt dt ’
- par suite on peut négliger les produits de ces grandeurs en d, comme petites grandeurs du deuxième ordre et écrire l’équation précédente de la façon suivante en tenant compte de la définition de c|q et <j>2
- L’équation (11) donne alors
- d2o dt2
- Pi — P2 +
- 4L Li.
- 120 ( W
- A
- dt
- if
- 0
- ou aussi comme
- dj_
- dt
- — wf :
- d2cp vfdJ if
- dt2 ^ 2iv0 dt 0
- (i5)
- Nous avons donc deux équations différentielles (10) et (i5) pour les décalages cp et f qui, par suite de l’approximation faite en négligeant les puissances élevées, sont linéaires en fonc-
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- 141
- tion de ces inconnues. Les fonctions /, u, et J entrant dans ces équations doivent être supposées connues ; f est donné directement, p.,, p2 et J sont à déterminer au moyen des équations i3 et 9.
- La résistance ohmique intérieure est négligée vis-à-vis de la résistance inductive intérieure. Période des mouvements pendulaires libres et couple synchronisant. — Pour faciliter l’analyse des phénomènes, il est bon de supposer d’abord /• = o. L’équation 10 donne alors
- l
- di
- dt
- JL
- dt
- et peut être immédiatement intégrée; à cause de la périodicité du phénomène, la constante d’intégration est nulle. Portons la valeur ainsi obtenue
- dans Péquation (i5); il vient
- d2o
- f JJ
- •in>0 dt
- IL 10
- h)
- la courbe de tension, et par conséquent vis a vis de la courbe de notre fonction f. Par suite
- la courbe IJ est décalée d’environ un angle
- droit vis-à-vis de f. Il en résulte que la valeur moyenne du produit des deux est une petite grandeur.
- Pour estimer plus exactement la valeur moyenne, supposons que l’on ait
- f — a sin uùt
- Si nous voulions nous rapprocher plus exactement de la (orme réelle, la plupart du temps angulaire, de la courbe de tension, il faudrait ajouter à cette onde fondamentale une série d’autres ondes supérieures de la tension. Mais on peut en faire abstraction, cardans la suite on ne tiendra pas compte de la forme réelle de cette courbe.
- De f nous déduisons d’après l’équation (10) la valeur de J. Supposons que l’on ait
- J = C sin [bit — a) (20)
- l’équation (g) est vérifiée si l’on prend
- Cette équation pourrait être directement désignée comme équation des oscillations ou équation pendulaire si le facteur de cp était constant. En réalité, il varie périodiquement, avec une fréquence égale à celle du courant alternatif. Nous remplacerons ce facteur approximativement par une valeur moyenne prise sur une longue série de périodes du courant alternatif. Il s’agit alors des valeurs moyennes f%
- . r ds
- et f —r- .
- 'dt
- La première de ces valeurs moyennes est liée directement avec la tension efficace de l’induit. D’après l’équation (c) la valeur instantanée de la tension de l’induit est, à une vitesse de rotation uniforme pour chacune des deux machines : Ea = wf. Mais, d’après la définition de la tension efficace, on a
- E2 = (E«)2 = te2/2
- d’
- ou
- r
- JL
- La seconde de nos valeurs moyennes doit être presque nulle. En effet la courbe du courant J est décalée d’un petit angle a vis-à-vis de
- C =
- 21 va
- (yLio-j- /w)2q-^2R-|-r)2
- tga.=
- iLbi -f- Ibi 2 R -f- r
- (20')
- On a
- f
- IL— — co«C (cos dt v
- a sin cot cos bit -f- sin a sin2 bit)
- En prenant la valeur moyenne, le premier
- f
- terme de la parenthèse disparaît. Ecrivons —
- au lieu de sin oit et tenons compte de l’équation (18) : il vient
- ,d3 r . -7-5—- u>C
- / —r—. — (oaL sin a. sm- b>t — -
- 1 dt a
- sin a f 2 —
- E2C
- bi --;-
- w-a
- sin a
- De l’équation (20) on tire aussi
- t 2L1W —j— /co
- sinarr —
- y (2Eco —Ibi)2 —(2 H -j- r)1
- d’où enfin
- 2wa sin a ùj(2L -|- l)
- di 2E2 sin2 a
- dt ii'(2L —f— l)
- Par suite des équations (18) et (22), le facteur de cp dans l’équation (17) devient, lorsqu’on
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
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- 142
- prend les valeurs moyennes
- E2 sin2 qc E2 ____ E2 / l . , \
- w2 (2L -{- /j0 (v2/0 sv-lQ y ih -\-l J
- Supposons que l’angle a soit petit ( io° envi-
- ron, c’est-à-dire —J ; si nous ne cherchons pas
- une grande exactitude, nous pouvons négliger le terme en sin 2 a vis-à-vis de 1. I/équation (17) prend alors la forme simple
- d2a> dt2
- (23)
- Nous sommes donc conduits en adoptant les valeurs moyennes à l'équation pendulaire habituelle. Notre équation finale est indépendante du choix particulier de la fonction /"parce que la valeur moyenne 22 calculée à la base de ce choix particulier doit être négligée dans le résultat.
- Naturellement, l’introduction des valeurs moyennes dans les coefficients de l’équation différentielle ôte au calcul toute rigueur mathématique. Mais il est hors de doute que l’erreur qui en résulte est forcément faible. En effet, les rotors alourdis par les volants ne peuvent pas obéir d’une façon sensible à des alternances dont la fréquence est celle du courant alternatif: leur mouvement ne peut être déterminé que par les valeurs moyennes de ces forces. Les conditions sont les mêmes que celles d'un pendule qui ne serait pas placé dans un champ constant de la pesanteur, nais dans un champ dont la force d’accélération varierait entre o et 2? avec une fréquence, par exemple, 5o fois plus grande que le nombre d’oscillations du pendule dans le champ de la pesanteur. Il paraît évident que les oscillations pendulaires seraient les mêmes dans ce champ alternatif et dans le champ normal de la pesanteur.
- De l’équation (23) on déduit la période propre d’oscillations du système. On trouve les oscillations libres en annulant la force extérieure pq — uc. L’équation 23 prend alors la forme
- d2 es , 0 E
- —;—k r — O 71 — ----— — (o A \
- dt2 ^ * te v/7© 10
- Son intégrale générale est :
- es = A sin nt -f- B cos nt (25)
- où A et B sont des constantes d’intégration qui restent indéterminées tant qu’011 ne fait pas d’hypothèse particulière sur l’état primitif des oscillations libres : n représente la fréquence propre d’oscillations. D’après l’équation (24) elle est égale à la tension efficace de l’induit divisée par le produit de la vitesse moyenne par la moyenne géométrique entre la self-induction de 1 armature et le moment d’inertie. La période propre d’oscillations est
- 2 TC ____ ÎW
- n E
- (26)
- Cherchons l’expression du couple synchronisant, c’est-à-dire du couple qui s’oppose au décalage entre les deux rotors.
- On le déduit de l’équation (24). Multiplions l’équation par 0, il vient
- 0
- d2cp _
- ~IF ~
- E2-
- w2l
- o = M,
- Le couple ainsi défini est proportionnel à l’angle cp et de signe contraire et tend à établir la marche au synchronisme des deux rotors (cp = o). Ecrivons Ms = — ÙTla où
- représente le couple correspondant à l’angle unité; nous pouvons écrire l’équation (26) sous une forme semblable à celle de l’équation donnant la durée d’oscillations du pendule physique :
- T=”\/4- , (.60
- Naturellement nous pouvons aussi bien trouver pour l’équation une forme qui rappelle l’équation de la durée d’oscillations du pendule dit mathématique. Il suffit pour cela d’introduire, au lieu du moment d’inertie 0, la masse m rapportée à la périphérie du rotor ~ , p désignant le rayon de ce dernier. Si de plus on désigne par u la vitesse périphérique du rotor, u = nqo, et si l’on introduit au lieu de Ms la force tangentielle rapportée à la distance 0,
- M . ‘
- Fg = —jy--, et au lieu de dit la force tangentielle
- correspondante pour l’unité de décalage linéaire
- ;))C E2
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- 23 Juillet 1S04.
- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- il vient
- Fs
- rj1 p Cp
- n
- (26")
- (27')
- Kapp donne la formule (26") pour le calcul de la période propre d’oscillations et détermine la force tangentielle synchronisante par une équation semblable à l’équation (27).
- Benischke remarque par contre que l’on ne devrait pas employer la formule du pendule mathématique, mais celle du pendule physique : nous avons vu que ces deux formules (26') et (26") sont exactement semblables, si l’on désigne par m, comme l’a fait Kapp, la masse des parties tournantes, c’est-à-dire dans nos notations , rapportée à la périphérie des rotors.
- Enfin la formule de Gorges concorde avec les nôtres : seules les notations de cet auteur diffèrent en plusieurs points : au lieu des coefficients de self-induction il envisage la perte de charge inductive Es; la tension est en partie remplacée par la puissance moyenne A0 ; le moment d’inertie n’est pas exprimé en unités absolues, mais en unités techniques et un facteur g apparaît dans les formules; la différence de potentiel aux bornes contient ce que nous distinguons sous le nom tension efficace de l’induit, etc.
- Intégration générale de Véquation pendulaire. Résonance et interférence. — Cherchons maintenant les oscillations forcées correspondantes a l’équation (23) et entretenues par le terme pq — pq. Il est nécessaire au préalable de développer quelques considérations sur ce terme. Dans les machines à vapeur ordinaires que nous envisageons ici, le couple moteur M se reproduit, comme l’on sait, à chaque demi-tour. Si T représente la durée d’un tour complet, l’expression analytique de M doit être mise pour chacune des deux machines sous la forme suivante :
- M m M0 -f- N sin j- — -f-...
- tant M0 détermine la puissance de la machine qui, dans le cas actuel, sert à surmonter le couple antagoniste D dû à la production du courant : en moyenne M0 = D, et la puissance est M0n\ De plus la durée de rotation T est liée à la vitesse angulaire w par l’équation
- 2—
- La valeur du couple-moteur peut donc être écrite de la façon suivante :
- M = D -|- N sin 2wt (28)
- L’amplitude N de l’onde fondamentale détermine le degré d’irrégularité S du mouvement. Si nous considérons chacune des machines individuelles, nous avons pour chaque tour, d’après l’équation (28)
- 0 —r-î- — M — D — N sin i» t dt'1
- d’où
- do ~S
- Le degré d’irrégularité 0 est, d’après la définition usuelle, la variation maxima de vitesse divisée par la vitesse moyenne,
- N
- «^0
- d’où inversement
- N = (G§0 (28')
- Les équations de définition (i3) pour pq et p.., peuvent être écrites de la façon suivante pour les deux machines :
- 0u, — M, — D, = N, sin -iwl ) , ,
- e|4 = M2- D, = N, Bi„ > <*»>
- Il vient, d’après (28)
- — w'iùi sin iwt j
- fi2 tv2o2 sin 2wt \ (3o)
- [jl1 — jjl2 — w2 (o1 — o2) sin 21 vt )
- où les termes omis sont des fonctions trigono-métriques de fréquences plus élevées (oscillations supérieures) et d’amplitude plus faible, et peuvent être négligés en première approximation vis-à-vis de l’amplitude du premier terme en sinus (onde fondamentale). Le terme cons-
- Les degrés d’irrégularité des deux machines ont été supposés inégaux, mais les phases ont été supposées égales. Admettons, au contraire, que les degrés d’irrégularité soient égaux — B., = 0, et envisageons un décalage possible y entre les points correspondants sur les courbes
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — Nü 30.
- des deux machines; les équations (3o) doivent être remplacées par les suivantes :
- ) • T
- , • ut, — ix, = 2w-o sm
- T/ ) 2
- cos (iwt-----— j (3o')
- fa = (i^o sin 2wt jji2 = ir28 sin (2wt —
- D’une façon générale les phases des couples-moteurs ainsi que les degrés d’irrégularité du mouvement sont distincts pour les deux machines. Nous pouvons alors écrire, en modifiant l’origine des temps
- où
- et
- P-i — =
- i r: 3j — o2 pour y — o A = 2 S sin —— pour 81 — §2 rr o
- Dans ce qui suit, nous prendrons pour point de départ ce cas général et l’équation (3i).
- Ecrivons maintenant de la façon suivante l’équation (23) en tenant compte de la valeur de n2 tirée de l’équation (24) :
- d2o , .
- —~ 4- n-o = w-A sm iwt dt2 1 ‘
- (32)
- Une intégrale particulière de cette équation, qui représente l’oscillation forcée de notre système, est donnée par la formule suivante :
- Le facteur £ qui dépend de la fréquence propre d’oscillation n et de la fréquence des oscillations forcées 2w a été nommé par Gorges module de résonance. C’est le nombre par lequel est multipliée l’amplitude des oscillations suivant la plus ou moins exacte concordance des deux fréquences. Le signe doit être choisi de façon que Ç soit un nombre positif.
- Le mouvement le plus général du système se compose de l’oscillation propre (26) et de l’oscillation forcée (33). Il est donc donné par l’équation
- 9 = A sin nt -4- B cos nt 4- A —^-;—5- siQ (34)
- 1 n- —
- Les constantes A et B dépendent de l’état origine (par exemple au temps t = o) et sont indéterminées tant que nous ne faisons pas sur cet état origine une hypothèse spéciale. Pour obtenir des valeurs déterminées, nous supposerons que pour t = o les deux machines marchent momentanément d’une façon régulière.
- do
- V ~ 0 ~df ~~ °
- On a alors
- B o , nA. 4- 2w\ —r------------- = o
- n1 — 4W'Z
- et par conséquent
- o
- i
- iV2
- — 4 w2
- sin 2wt
- (33)
- o — A
- 4 wl
- sin ‘iwt
- sin nt
- (35)
- Comme on le comprend facilement, notre oscillation forcée a pour période la demi-durée de rotation de la machine motrice, ou bien pour fréquence le double de la vitesse angulaire 202. Son amplitude dépend de la nature du moteur, c’est-à-dire de la grandeur A et du degré de résonance, c’est-à-dire de la plus ou moins grande concordance entre la fréquence propre d’oscillations n et la fréquence des oscillations forcées 202.
- Lorsque ces deux fréquences sont égales, c’est-à-dire lorsque la résonance est parfaite, l’amplitude de l’oscillation forcée devient infiniment grande.
- Au lieu de l’équation (33) nous pouvons écrire aussi
- Si n est beaucoup plus grand ou beaucoup plus petit que 2w, le premier ou le second membre prédomine dans la parenthèse. On a donc principalement une onde sinusoïdale dont la fréquence est celle de l’oscillation forcée ou celle de l’oscillation libre ; son amplitude est faible. Mais si n et 2w se rapprochent l’un de l’autre, les deux membres de la parenthèse deviennent du même ordre et, par interférence, se détruisent ou se renforcent. En même temps l’amplitude maxima de l’oscillation résultante croît très rapidement par suite de la diminution du dénominateur n2 — . L’allure générale
- du phénomène prend alors la forme typique du mouvement ondulatoire tel qu’il résulte de la superposition de deux sinusoïdes de périodes voisines. Dans la figure 2, par exemple, le rapport entre les durées de l’oscillation forcée et
- sin 2wi
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- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- i45
- de l’oscillation libre a été pris égal à-|-. L’oscillation forcée est dessinée en traits fins et l’oscillation libre, dont l’amplitude est les 4/5 de celle de l’oscillation forcée, en pointillé. La courbe tracée en traits forts donne les battements dus à l’interférence entre les deux ondes individuelles.
- Nous désignerons sous le nom de durée du mouvement ondulatoire le temps qui s'écoule entre deux périodes successives de renforcement ou de destruction. Pour calculer la période de ce mouvement ondulatoire F, on s’appuie sur ce que, si par exemple n < iw, la phase de l’oscillation forcée avance de itz sur celle de l’oscillation libre pendant le temps F. On a donc
- «F -f- 71Z — IWF
- D est donc d’autant plus grand que l’on est plus près de la résonance : plus est longue la durée du mouvement ondulatoire et plus le phénomène est dangereux.
- Mais les résultats n’ont cette netteté que si nous prenons comme point de départ l’état origine spécial
- do
- 0 = 0 , -^-=0
- D’une façon générale, il faudra supposer quene s’annule pas en même temps que <p.
- Dans ce cas le membre de droite de l’équation (35) contient, comme on le calcule facilement,
- le terme— {—— ^ sin nt qui modifie le carac-n \ dt J 0 1
- tère du mouvement ondulatoire.
- O11 a alors 3 périodes d’oscillations de divers ordres de grandeur : i° la période du courant ou de la tension alternatifs, qui est d’environ 1 /60 de seconde ;
- 20 La période propre d’oscillations des rotors qui, dans le cas de la résonance, est approximativement égale à la demi-durée de rotation de la machine. Si le nombre de tours par minute est compris entre 60 et 90, cette période est comprise entre 1/2 et i/3 seconde;
- 3° La période du mouvement ondulatoire très variable qui, lorsqu’on approche beaucoup de la résonance, peut devenir aussi longue que l’on veut.
- Le décalage de courant i suit pas à pas le décalage angulaire cp. D’après l’équation (16),
- cp/"
- ce décalage est i = et présente la même
- période que <p jointe a la période courte du courant alternatif due au facteur f. Pour nous débarrasser de cette période, nous prendrons les valeurs moyennes et nous ne considérerons que la valeur efficace de i qui, par suite de l’équation (8), est :
- i„,=t/rs = x v?! = -Æ- = <”>
- et est par conséquent proportionnelle à cp.
- Par définition
- L H- L — J > L — J 2 — fi
- le décalage i se répartit donc également sur les deux courants individuels et l’on a
- J.— J --+- , J, rr-i-üi (38)
- 2 2
- Les ampèremètres intercalés sur la première ou sur la seconde machine n’indiquent naturellement pas les valeurs instantanées Jj J2, mais les valeurs efficaces y/jj2 \/J2a- Nous avons à voir de quelle façon se traduit le décalage i sur ces valeurs.
- Dans ce but, élevons au carré l’équation (38)
- J,2 = 4“ (J2 + 2Ji+P) (39)
- 4
- Le premier et le troisième membre de la parenthèse sont les carrés de et de 4/f. Le terme du milieu, si l’on pose
- f — a sin wt et J = C sin (vot — a) est
- T. Cao C ao
- il = —sin — a) sin u)t — p- cosa = Jeff ien cos a
- l 7.1 '
- Si nous nous contentons de poser approximativement cos a = 1 et si l’on écrit J2 la formule analogue à l’équation (39), il vient :
- 4V — ~~ (JeH ± ieff)2 (4o)
- J 2- 4
- Par conséquent, la valeur efficace de Jt ou J2 est approximativement égale h la demi-somme ou à la demi-différence des valeurs efficaces de J et i. Les aiguilles des ampèremètres indiquent
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- les mouvements pendulaires correspondants et le décalage angulaire cp. Ils oscillent de part et d’autre de la valeur efficace de la demi-intensité de courant J pendant la durée d’une période qui, dans le seul cas à envisager en pratique de résonance dangereuse, est de l’ordre de grandeur de la demi-durée de rotation de la machine. L’amplitude de ces oscillations n’est pas constante en général, mais varie alternativement. La durée du mouvement ondulatoire est d’autant plus grande que l’on est plus près de la résonance et que, par conséquent, les amplitudes maxima sont plus grandes.
- Il en est de même des mouvements pendulaires correspondants du voltmètre.
- Exemple numérique. — Prenons, comme exemple, d’après les données de Kapp, un alternateur monophasé accouplé à une machine tandem.
- Nombre de tours : 85.
- Vitesse périphérique du rotor : 24,4 m Par seconde.
- Distance entre axes polaires 0,27 m
- Masse des parties tournantes rapportée à la périphérie : y3o p. 100.
- Puissance : 5oo kilowatts.
- Différence de potentiel aux bornes : 3000 volts.
- Courant de court-circuit : 670 ampères.
- Le courant de court-circuit i est défini de telle façon qu’en négligeant la résistance intérieure
- Z = EK
- dt
- en prenant les valeurs efficaces de i0 et de Ek indiquées ci-dessus, il vient
- De plus, la périphérie du rotor divisée par la distance entre axes polaires donne le double du nombre de paires de pôles :
- ip =
- — 64
- p 32.
- On en déduit :
- ou bien
- 10 = pw — 205
- 1 =
- 4,5
- 285
- io9 cm =: i,58 io7 cm.
- Il faut en outre connaître la valeur efficace du courant J et de la tension de l’induit E.
- Si, comme nous le supposerons pour plus de simplicité, le réseau est dépourvu de self-induction, le décalage entre le courant J et la différence de potentiel aux bornes EK est nul et le
- décalage entre -^- et EK est égal à — . Dans ce
- cas la valeur efficace de J est égale à la puissance divisée par la différence de potentiel efficace aux bornes : '
- T 5ooooo .
- Jefl = —5-------— 107 amp,
- 3 000
- La tension de l’induit est déterminée par l’équation (5) qui, pour r = o, donne
- E« = Ek -p /
- di
- dt
- Si nous passons aux valeurs efficaces, nous
- <ZJ
- trouvons, puisque le décalage entre EK et -jp doit
- égal à ~ :
- loi . 670 — 3 000
- 4,5 ohms — 4,5— io9 cm/seconde.
- Pour déterminer la grandeur de tu = wp, calculons d’après les données la valeur de w et celle de p. On a :
- «’ = 85 = 8,9-
- d’<
- Zco =
- 3 000 6to
- Le rapport de la vitesse périphérique u à la vitesse angulaire w donne le rayon du rotor :
- P
- u
- iV
- 24,4
- 8,9
- E2 = 3 000 -f- (Zco . 167)2 — 3 000" -p (4,5 . 167)2 =
- E = 3 000 V / 1 -f-
- v/;
- 3 000“ + 750
- 3 100 volts 1= 3 xoo .
- io9 cm3!2 grt12 sec2
- Pour calculer la durée t d’oscillations libres, employons l’équation (26") et cherchons d’abord la force synchronisante S' correspondante au décalage 1. D’après l’équation (pq') on a : (*)
- & =
- 3 100 . io2
- 2,44 • 106 - 1,58 . io7
- 10,2 . io8 gr . sec
- f1) L’unité de mesure de 3 est ici dynes/cm. Si nous
- — 2,75 m.
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- De l’équation (26") on déduit, pour
- m — 730 kg — 7,3 io8 gr
- 2 __ § _____ 10,2 . io8 ____ ^
- m 7,3 . io8
- n = 37,4 • sec-1
- 211 M
- ---- = 0,160 sec
- n
- D’autre part, la fréquence des oscillations forcées est égale au double de la vitesse angu-
- Fig. 1.
- laire 2m = 17,8 ou la durée d’une oscillation forcée est égale à la demi-durée de rotation de la machine :
- Dans notre exemple, nous sommes bien loin
- ___r___
- de la résonance puisque la période propre d’oscillations n’est pas la moitié de la période des oscillations forcées. Par suite, deux machines d’une semblable construction pourraient travailler sur le même circuit sans qu’il se pro-
- passons aux unités techniques kilogrammes/mètre, nous trouvons :
- j 10,a , ios kg
- 981.000 ’ cm
- 10,2 io6 9 8x0
- kg
- ——= 104 000 m
- M
- m
- duise de mouvements pendulaires. Supposons qu’une des machines ait un degré d’irrégularité èq = * (machine à vapeur) et l’autre
- un degré d’irrégularité = o (turbine). Dans ces conditions on ne peut pas parler d’une diffé rence de phase entre les deux moments moteurs. Nous posons
- % g 1
- 1 100
- et avons, pour l’état origine spécial défini à la base de l’équation (35)
- 1
- 100
- 8,9
- 3 7,42 — 17,8'
- sin (17,
- t)
- 17,8
- sin (37,4 . t)
- La période du mouvement ondulatoire qui prend naissance est :
- „ 27: * 2- „
- T = -------- — ----- =0.32 sec .
- n — 20 19,6
- elle est trop courte pour que ce mouvement ondulatoire soit sensible. L’allure de cp est représentée par la figure 1 dans laquelle l’oscillation forcée est dessinée en traits fins, l’oscillation résultante en gros traits et l’oscillation propre en pointillé. Le rapport entre les périodes des oscillations propre et forcée a été pris pour
- plus de commodité dans les figures égal a . La
- plus grande valeur que peut prendre cp est, comme le montre la figure, un peu plus petite que la somme des amplitudes des deux oscillations individuelles. Donc, on a
- 9max "d
- 8,9'
- 100 37.4' — 17.1
- I +
- *7>8 \
- 87,4 /
- ou bien
- Xpmax < I.I • IO~3 = O0,o64 = 3',8
- La valeur de i correspondante est, d’après l’équation (37) (avec l’hypothèse E = 3 100 volts) au maximum
- P . Xpmax • L 101
- <
- 3,1
- 4,5
- 24 amp.
- Les variations de courant 11e sont donc plus insignifiantes dans ce cas. Leur amplitude atteint au maximum 12 ampères contre 167 ampères que
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- débite chaque machine comme courant moyen.
- Modifions l’exemple pour nous approcher de plus en plus de la résonance. Supposons en premier lieu que le moment d’inertie soit triplé, et en second lieu qu’il soit quadruplé. Prenons donc m — 3.y3o.io3 puis m = 4-760. io3.
- Comme rien n’est modifié dans la valeur de §, la fréquence propre d’oscillation devient la \/'5 L partie ou la — de la fréquence précédente. On a donc
- ou
- n — zzz 18,7
- 2
- La période du mouvement ondulatoire est alors
- ou
- 271
- 21,6 — 17,8
- = 1,76 sec
- 18,7 — 17,8
- - 7,0 sec
- Dans le premier cas l’allure de cp est donnée par la figure 2 dans laquelle le rapport entre la période propre d’oscillation et la période des oscillations forcées a été pris égal à 5/6, et par suite le rapport des amplitudes à 6/5. (L’amplitude de ces oscillations forcées a été figurée plus petite dans la figure 2 que dans la figure 1 quoique par suite de la résonance cette amplitude soit plus grande que précédemment).
- Dans le dernier cas il est impossible de figurer la courbe dans un dessin de faibles dimensions par suite de la très grande période du mouvement ondulatoire. La plus grande amplitude de cp est dans les deux cas au voisinage
- du point et----î- , elle est :
- __, U +-^4')
- 100 21,6 —17,8“ \ 2i,6/
- =; 0,96 . io—2 = o°,55
- ou
- 8,9'
- 18,:
- 17,
- 4-7 • ïo-2
- Les valeurs correspondantes pour le décalage
- de courant sont
- 32 . 0,96 . 3i
- lmas = ----yh----- = 2 IO amp.
- 4,5
- OU
- 82 . 4,7 • 3i
- 1 mai = ----7-7---- = 1020 amp.
- 4,5
- Dans le premier cas, l’amplitude des variations de courant dans chaque machine atteint io5 ampères, soit 66 p. 100 du courant débité par chaque machine (167 ampères). Dans le second cas, les oscillations de courant dépasseraient considérablement la grandeur du courant moyen, de sorte que chaque machine fonctionnerait alternativement comme générateur et comme moteur; la marche en parallèle serait donc impossible.
- Dans l’exemple donné, la période propre d’oscillations est plus petite que la période des oscillations forcées ; en pratique il vaut mieux, comme l’a montré Gorges, que ce soit l’inverse, pour que la période propre d’oscillations ne puisse pas coïncider avec un des termes supérieurs des oscillations forcées.
- D’ailleurs les valeurs trouvées ne doivent être admises qu’avec certaines restrictions, car, en premier lieu, nous avons traité au début les décalages cp e i comme les petites grandeurs et nous avons négligé leuf* deuxième puissance, et en second lieu nous avons négligé au début du § 3 la résistance ohmique de l’enroulement induit qui produit un amortissement.
- La première approximation fait partie de la méthode des petites oscillations et est permise dans tous les cas où cette méthode s’applique. En ce qui concerne la seconde approximation, nous allons voir que la résistance intérieure ne joue qu’un rôle secondaire dans notre problème.
- Influence de la résistance ohmique. Le décrément d'amortissement des oscillations propres. — Retournons aux deux équations (10) et (i5) donnant cp et i. I/équation (10) s’écrit, si l’on tient compte de la résistance intérieure r
- _di_
- dt
- + ri = f
- d c? dt
- + ?
- df_
- dt
- Posons comme précédemment f = a sin ot et traitons cp comme une grandeur lentement variable en comparaison de f et i. Séparons i en deux parties constitutives i' et i" définies par les
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- deux équations différentielles
- , di do do \
- dt dt dt i
- di" df l
- l —T,---[- n _ o ——- = aïoo cos cor
- dt
- dt
- (41)
- Nous pouv.ons poser
- ( i' — c' sin (tot — p) ( i" — c" cos [lût — p)
- Si l’on introduit ces valeurs dans l’équation (4'), on voit qu’il faut avoir
- tg P
- d’où
- hù
- Zen
- 1 sin 6 — — ----
- ) [i^y +rl
- COS p
- V^)2 +
- et
- , a do ___ a cos {3 do
- \c ~ 7dw)2 +rf dt ~ r dt
- i « _ a sin [3
- V' lïw)2 + 7-S ‘ 1
- (42)
- (43)
- Notre calcul n’est pas rigoureux si nous considérons d et d' comme des constantes alors que ces grandeurs varient avec cp : c’est pourquoi nous avons supposé que cp est une grandeur lentement variable.
- Pour i nous trouvons :
- i — i' -j- i” z=z
- cos S do
- sin H — P) +
- P
- Cp COS [hit ----- P)., (44/
- Formons la valeur moyenne de if dont nous avons besoin pour calculer l’équation (i5)
- L’équation (i5) peut être écrite, après introduction des valeurs moyennes et en tenant compte de (45 et (46)
- d2o E2 do E2
- —775“ 1----ôTV COS2 p---------f— --V77V
- dt2 tc2/’0 ^ dt (c-Z0
- sin2 p
- îL4-Z
- sin- a o ~ a.
- lJ-2-
- (47)
- Pour la suite il est important de connaître l’ordre de grandeur de [3. Ivapp donne comme exemple en chiffres ronds :
- Zco 26 olims
- 3 = 85°, :>.
- 2 ohms
- d’où
- tg 3
- lia
- i3
- D’une façon générale l’angle [3 est toujours de l’ordre de grandeur d’un angle droit et sin (3 est toujours voisin de 1. Nous pouvons donc, dans l’équation (47)1 négliger sin 2a précédé de
- la fraction—^—r vis-à-vis de sin 2 3, voisin 2L l 17
- de 1 (cela n’est d’ailleurs que pour abréger les
- formules et n’a aucune influence sensible sur le
- calcul). Au lieu de l’équation (47) nous écrivons
- donc plus brièvement :
- d2 o dt1
- E2
- (V2 7-0
- CQS2 §
- do
- dt
- E2
- —T[q sin2 ;3? = ux — ;x2 (48)
- Les deux termes en cp et ~ représentent, si
- on les multiplie par D, un couple synchronisant et un couple amortisseur synchronisant. Le premier concorde avec la valeur indiquée pour le cas précédent (équation 27) où
- 7' ~ O $ = 9O0 .
- — a2 cos2 & do a2 sm2 8
- if =z ------!---A- 0------;—— es
- 7 2r dt 2/
- ou, en tenant compte de l’équation (18), comme
- Posons pour abréger
- E2 cos2 3 2__ E2 sin23
- 2 <n2r@ d'2/0
- E2
- «,2Z0
- (49)
- E2 / cos2 3 do r dt
- +
- sin2 p
- (45)
- En nous servant de la valeur moyenne donnée par l’équation (22), nous avons
- 1 „ di __ E2 sin2 a. ____ E2 sin2 a Z
- 7 ~dT ~ “m2" 2L -j- Z ~' "m2 Z 2L -f- Z ^ 7
- n0 coïncide avec la fréquence propre d’oscillations dans le cas où l’on ne tient pas compte de l’amortissement que nous désignions précédemment par n\ notre 11 actuel se distingue du précédent par le facteur sin (3.
- Pour intégrer l’équation (28) nous emploierons la méthode générale qui consiste à chercher d’abord les oscillations libres du système en laissant de côté le terme extérieur ux — p.2.
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N° 30.
- Nous avons alors affaire à l’équation des oscillations pendulaires amorties
- d? cp dt2
- 2 k
- do
- dt
- + n°-o =
- o
- (5o)
- vis-à-vis de l’unité et l’on a d’une façon très suffisamment exacte
- k _ k n' n
- dont l’intégrale générale est
- © = Ae~kt sin \/ri2 — k1 t-f- cos y/n2 — k2 t (5i)
- où A et B sont des constantes d’intégration. La fréquence d’oscillations n’est donc plus n ou n0, mais est réduite par l’amortissement à
- n' — \Jri2 — k2. (52)
- De plus l’amplitude des oscillations n’est plus constante, mais décroît pendant une oscillation ^pendant le temps — ^ proportionnellement au décrément d?amortissement :
- (53)
- Mais on voit facilement que la fréquence actuelle est très proche de n et que le décrément d’amortissement est très proche de l’unité. On a, en- tenant compte des équations (49) et (42)
- k E cos [3 \Jl cos p _________ E cos [3 __ n0 cos [3
- n 2ivr [/0 sin ,8 2((’co^//@ 2t0
- Si, par exemple, plus haut,
- on a
- comme nous l’avons supposé tg p = i3,
- COS P =
- I
- i3
- Si nous avons en vue le cas le plus intéressant de la résonance, nous avons environ
- 7Z0 2IC
- et
- Dans l’exemple du §6, p = 32 et l’on aurait : k 1
- 0,0024.
- i3.32
- Le carré de cette grandeur peut être négligé
- Le décrément logarithmique d’amortissement est alors
- k
- 2TT-----:
- Tl
- — o,oi5.
- Pendant une oscillation complète, l’amplitude est donc multipliée par le facteur
- e—0,015 — 0)g85,
- et il faudrait 66 oscillations pour réduire l’amplitude à 1 de sa valeur primitive.
- Ces données numériques montrent que l’influence de la résistance ohmique sur les oscillations libres est très faible.
- Reprenons le terme — p.2 que, d’après les considérations du § 5, équation (3i), nous pouvons écrire sous la forme
- [jt^ — jjl2 ~ (v2A sin 21 vt
- et considérons l’équation :
- d2?
- HF
- 2 k
- dy
- dt
- — (l;2^ sjn
- (54)
- Une intégrale particulière de cette, équation, qui représente l’oscillation forcée due à l’irrégularité du couple moteur, est donnée par l’expression connue :
- cp/=z C sin (21 vt — y) •
- Pour que l’équation (54) soit satisfaite, il faut prendre :
- 4 kw
- tSÏ= *rs
- alors :
- ri2 — 4 te2
- p2 A
- (n2 —4<r2)2 + 4h\f
- y/ (n- — 4<v2)2 -f- (4 kw)*
- \ (n2 — 4(c2) sin 21 vt
- -j- 4kw cos 2wt |. (55)
- L’amplitude de cette oscillation forcée, lorsque la résonance est complète, c’est-à-dire lorsque iw = n’est plus infinie, comme lorsqu’on néglige l’amortissement, mais elle atteint un maximum fini inversement proportionnel à la valeur de k.
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- IOI
- Le mouvement le plus général se compose donc de la somme de l’oscillation propre (5i) et de l’oscillation forcée (55). Si l’on détermine les constantes d’intégration de telle façon que par exemple pour t = o la rotation momentanée des deux rotors soit uniforme
- (?=°- js- = °)>
- on trouve l’expression suivante :
- __ w^l
- ^ (n2 — 4(v2)2 -j~ (4kw)'1
- 4<v2) ^sin iwt-e~u sin n'tj— 4kw ^cosaivt
- — e~ kt cos n't--e~kt sinra'A). (56)
- » /)
- On peut déduire de cette expression qu’il se produit un mouvement ondulatoire, avec l’hypothèse, valable dans la réalité, que l’amortissement ohmique est faible.
- Mais ce mouvement ondulatoire n’est perceptible que pour un temps limité car, par suite du facteur d’amortissement e~K\ l’oscillation propre s’éteint et l’oscillation forcée reste seule.
- Calculons encore la valeur efficace du décalage de courant i. D’après l’équation (44) on trouve facilement
- V (/w)2 + (,,2)
- Si r on tient compte de ce que r est petit vis-à-vis de ho, et petit vis-à-vis de aiy, on
- tombe exactement sur la valeur (3y) trouvée dans le cas où l’on néglige de l’amortissement.
- Finalement, nous pourrons corriger l’exemple numérique du paragraphe 6 en tenant compte de la résistance ohmique intérieure et de l’amortissement. Mais on voit que c’est tout à fait superflu.
- Si nous prenons pour le rapport ~ la valeur
- numérique i3 et si nous conservons les données du paragraphe 6, nous trouverons que la fréquence propre ni corrigée en tenant compte de 1 amortissement, ne s’écarte pas sensiblement de celle indiquée précédemment. De plus, le k
- rapport —- est si petit que, dans le calcul de
- ïeff
- / (w Ç>)2 -f-
- (*$_ \ dt
- l’équation (56), les termes multipliés par K disparaissent pratiquement. Le caractère du mouvement ondulatoire aussi reste le même que précédemment, tout au moins au début, pendant la durée d’environ 20 oscillations particulières.
- Il peut parfois arriver (par exemple en télégraphie sans fil) que les effets de résonance attendus ne se produisent pas ou sont effacés parce que l’amortissement est trop grand. Cela ne peut pas avoir lieu dans le cas qui nous occupe : un fort amortissement serait naturellement très désirable puisqu’il écarterait le danger des mouvements pendulaires, mais il serait impossible et déplorable de l’obtenir par l’accroissement de la résistance ohmique qui absorbe de l’énergie. Par contre, on peut, comme l’a montré M. Leblanc, obtenir un amortissement énergique qui n’absorbe que l’énergie nuisible des mouvements pendulaires.
- Les courants de Foucault qui prennent naissance dans l’amortisseur Leblanc freinent les mouvements pendulaires : l’amortissement qui en résulte pourrait être introduit dans tous nos calculs comme l’amortissement ohmique, mais avec un coefficient K beaucoup plus grand.
- Les courants de Foucault qui se produisent dans les masses polaires non feuilletées agissent dans le même sens, mais avec moins d’énergie. L’amortissement qui en résulte a été pris en considération par Gorges qui, au contraire, a négligé l’amortissement dû à la résistance ohmique. Le terme d’amortissement de Gorges est analogue à celui que nous avons introduit dans nos calculs pour tenir compte de la résistance ohmique, avec cette différence qu’il contient un coefficient dépendant du genre de construction des pôles.
- R. Y.
- TRACTION
- Tramway électrique de Sofia. Street Railway Review.
- La ville de Sofia a maintenant un réseau aérien de 35 km avec fil de trôlet. Il comprend 34 aiguillages. Le nombre de voitures est de 35 dont 25 voitures motrices et 10 voitures de remorque. Les voitures sont pourvues de moteurs alimentés de courant à 5oo-55o volts. La concession a été accordée à la Société des Grands Travaux, à Marseille, pour l’éclairage de la ville et au Trust franco-belge, à Bruxelles, pour la
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- traction électrique, la première s’engageant à fournir à la seconde l’énergie nécessaire à un prix déterminé, la seconde s’engageant à organiser sa centrale de manière qu’en cas de nécessité la ville puisse également être éclairée directement par elle.
- L’installation électrique, qui par le but même à atteindre, est très compliquée, est, par contre, très intéressante parce qu’elle résout économiquement un problème qui peut, se poser dans beaucoup d’autres localités. Elle a été projetée et dirigée par M. Palaz, professeur h l’Université de Lausanne.
- Le réseau des tramways est alimenté tantôt par une centrale à basse tension située à Sofia même, tantôt par le courant à haute tension d’une centrale utilisant les eaux de l’Isker et se trouvant à une distance de 2D km environ de la ville. La centrale à haute tension a été construite par la Société Oerlikon, d’Oerlikon (Suisse) ; l’installation à basse tension a été faite par la Société Electricité et Hydraulique, de Charleroi (Belgique).
- Dans le cas où l’on emploie le courant de la centrale de l’Isker, la centrale de Sofia sert de sous-station. C’est pendant les époques de sécheresse et de gelées que la centrale de Sofia fournit, avec des machines à vapeur, le courant nécessaire a l’alimentation du réseau des tramways. Par contre, lorsque le réseau est alimenté par la centrale à haute tension, la centrale de Sofia peut employer ses machines à vapeur pour la production de courants continus ou alternatifs utilisables pour l’éclairage et pour d’autres applications de la ville.
- La centrale de l’Isker n’emprunte à la rivière qu’une énergie de 2 000 chevaux sur 3 000 disponibles. Le débit moyen est de 5 à 6 m3 par seconde. La prise d’eau est réglable par deux vannes et est située a quelques mètres en amont d’un barrage. La galerie d’amenée est longue de 1 100 m, large de 2 m et profonde de 2,5 m. Elle est maçonnée et voûtée. La conduite sous pression a une longueur de 1 10 m ; le diamètre du passage d’eau est de 1 400 mm ; les tubes sont en acier de 0 à 8 mm d’épaisseur et rivés entre eux. A son entrée dans la centrale, la conduite contient un collecteur-distributeur muni d’une soupape principale de retenue.
- Le bâtiment de la centrale est situé à 22 km environ de la ville de Sofia. 11 a 3o m de long-
- sur 12,5 m de large. Il est destiné à recevoir 6 unités hydro-électriques dont 4 sont installées. Une annexe de 418X9,9 m est exclusivement occupée par le tableau et les appareils de distribution.
- Les turbines sont construites pour une chute utile de 02 à 55 m, pour une consommation de 960 3910 litres d’eau par seconde avec un rendement de y5 p. 100 et pour une puissance de 5oo ampères a 4oo tours par minute.
- Le couplage avec les alternateurs est direct. Pour ne pas perdre la hauteur de chute entre les turbines et le niveau d’aval, on a établi un tube d’aspiration Jonval qui descend à quelques centimètres au-dessous de ce niveau. Ce tube est toujours rempli d’eau, qui par son poids produit sur la turbine un effet d’aspiration de telle sorte que la partie de la chute au-dessous de la turbine est employée comme si cette dernière se trouvait au bas de la chute. Les turbines sortent des ateliers Picard, Pictet et Cie à Genève et sont construites sur le type centrifuge à axe horizontal et à aspiration. Le réglage peut se faire à la main ou par un servo-moteur actionné par l’arbre de la turbine. Un régulateur centrifuge sert de relais, de sorte que le nombre de tours est toujours constant.
- Le couplage des générateurs et des turbines est effectué .par un accouplement flexible et isolant. Les générateurs ont une puissance unitaire de 1 125 kilovoltampères. A la vitesse de 4°° tours, ils débitent sous 8 000 volts de tension composée avec une fréquence de 53 périodes par seconde.
- Les bobines induites sont enroulées sur gabarit ; elles sont montées dans 48 rainures ouvertes ; chaque bobine comprend 65 spires de fil de cuivre de 3,4 mm et est protégée par un tube de micanite sans joint.
- La couronne inductrice possède 16 pièces polaires en tôles laminées assemblées. Les bobines inductrices se composent de 110 spires de fil de cuivre de y mm. La carcasse est venue de fonte en une seule pièce. Pour faciliter le montage et l’échange des bobines, la machine peut être déplacée sur le socle de fondation.
- Le courant d’excitation pour chaque générateur est fourni par un dynamomètre tétrapolaire à courant continu, d’une puissance de 9 kilowatts sons 5o volts. L’induit de l’excitatrice est calé sur l’arbre du générateur correspondant.
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- Le courant est recueilli aux bornes des générateurs par des barres d’aluminium supportées par des isolateurs en porcelaine et amené ainsi jusqu’au tableau de distribution dans des couloirs souterrains. Les conducteurs du courant d’excitation sont des câbles qui suivent ces mêmes couloirs.
- Le tableau de distribution est h deux étages. Le, revêtement de l’étage supérieur est formé de panneaux de marbre blanc reposant sur des pilastres de fonte. On a vissé, sur ces derniers les guidages à coulisse pour les leviers d’interrupteurs à haute tension des machines et des lignes, et les paliers des arbres de commande avec volant à main pour la manœuvre des rhéostats de réglage.
- Chaque pilastre correspond à une machine et le panneau de marbre immédiatement supérieur porte les instruments de mesure correspondant h cette machine. Les panneaux à l’extrémité gauche du tableau portent les instruments collecteurs des lignes ; ceux de droite, les instruments pour la mise en parallèle des machines, les lampes de phase avec interrupteurs et les commutateurs de voltmètre.
- L’étage inférieur du tableau renferme les interrupteurs à haute tension pour les machines, les rhéostats, les coupe-circuits de machines, les rhéostats et les transformateurs de mesure, du côté tourné vers la salle des machines.
- Tous les générateurs débitent sur un système de barres omnibus en circuit fermé qui sont également montées à l'étage inférieur du tableau. Entre les connexions des deux machines consécutives sur les barres omnibus, on a ménagé des interrupteurs. On peut ainsi séparer du circuit général une machine quelconque pour lui faire subir des réparations, sans que le service général ait à en souffrir en aucune façon.
- Les parafoudres à cornes sont montés à l’étage supérieur du tableau immédiatement avant le départ des lignes aériennes.
- L’étage inférieur du tableau est séparé de la salle des machines par une cloison de tôle perforée ; il est relié â l’étage supérieur par deux escaliers de fer ; h la sortie de l’escalier sur l’étage supérieur, on accède par deux portes latérales â la plate-forme de service ménagée devant la façade du tableau. La plateforme est située à 2,1 m au-dessus du plancher de la salle des machines.
- De la centrale à haute tension partent vers la ville, deux groupes de trois conducteurs à haute tension. Un de ces groupes sert pour l’éclairage et l’autre pour la force motrice.
- Les deux lignes sortent de la station centrale par deux boîtes de mur en fonte, fournies par des plaques de verre pour empêcher la pluie et la neige de pénétrer dans la chambre des appareils de distribution. Au delà de ces plaques de verre, les fils de 8 mm se trouvent à l’air libre. Les deux lignes à haute tension sont portées par des poteaux de bois.
- Le courant pour l’alimentation du réseau secondaire aérien d’éclairage des faubourgs est transformé de 7200 à i56 volts. Les transformateurs ont une puissance de 4©o kilowatts. Ils sont branchés sur un circuit fermé. Le centre de la ville est alimenté par 5 sous-stations transformatrices d’une puissance totale de 260 kilowatts, alimentées elles-mêmes par une station de transformateurs principale de 270 kilowatts recevant directement le courant de la centrale. Cette station réduit la tension de y 200 à 3 4oo volts. Les sous-stations la réduisent de 3 4oo à la tension d’utilisation pour l’éclairage.
- L’autre groupe de conducteurs aboutit à la centrale secondaire construite, comme nous l’avons dit, par la société Electricité et Hydrauliquede Charleroi. Cette centrale secondaire est située au boulevard Marie-Louise qui relie, comme prolongement de l’avenue Vitoschka, la ville à la station du chemin de fer. L’usine consiste en un bâtiment principal tenant à rue, avec habitation pour le directeur, remise pour voitures, atelier, magasin, hall des machines et salle des chaudières. Le bâtiment principal occupe une surface de 270 m2 et consiste en caves, rez-de-chaussée pour bureaux et salle d’attente du personnel, premier étage, demeure du directeur et du comptable, grenier.
- Le hall des machines et celui des chaudières avec cheminée et remise à charbon, sont situés à gauche et occupent respectivement 232 m? (hall des chaudières) et ^16 m2 (hall des machines).
- La cheminée, de 4° m de hauteur, a un diamètre supérieur de i,5o m. La soute au charbon peut contenir i5o tonnes.
- La remise des voitures est construite pour 4o voitures et comprend, en outre, sur toute sa largeur, une fosse dé visite de 10 m de Ion-
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- gueur. A cette remise sont joints un atelier de peinture, une forge, une menuiserie, un atelier de réparation avec fosse, et le magasin.
- Le transport et le garage des voitures se font au moyen d’un transbordeur actionné par un moteur à courant continu commandé par un controller. Le transbordeur peut aussi être mû à la main. Le tablier permet le transport simultané de 2 voitures. I/amenée de courant se fait par un trôlet adapté latéralement. Il occupe toute la largeur de la remise et dessert aussi le chantier dans l’atelier.
- Le courant à 7 000 volts alimente deux moteurs synchrones d’une puissance de 4°o chevaux tournant à 260 tours par minute. Chacun de ces moteurs est, grâce à un accouplement élastique Zodel-Yoit, accouplé à une dynamo à courant continu de 270 kilowatts sous 55o volts. Ce sont ces deux dynamos qui, aidées par une batterie d’accumulateurs de 600 ampères-heure, alimentent le réseau. La même batterie d’accumulateurs sert pour la mise en train qui, au commencement, était faite par un petit moteur asynchrone de 3o à 4° kilowatts connecté à la transmission à 7000 volts par l’intermédiaire de 2 transformateurs. Par l’intermédiaire d’un joint élastique, chaque moteur et dynamo est accouplé à une machine à vapeur Sclessin développant 4oo chevaux sous 26a tours. Lorsqu’on reçoit du courant à haute tension de la centrale de l’Isker, la machine à vapeur reste inemployée. Dans le cas contraire, la machine à courant continu est actionnée par la machine à vapeur, tandis que la machine à courant alternatif fonctionne soit à vide, soit pour livrer du courant alternatif au réseau d’éclairage, usage pour lequel la machine à courant continu peut être employée.
- Le hall aux chaudières contient deux chaudières tubulaires Babcock et Wilcox ayant chacune une surface de chauffe de 292 m2 à 10 atmosphères de tension. L’eau- d’alimentation est prise à un puits dont le niveau d’eau est h 22 m de profondeur, grâce à une pompe qui élève l’eau dans un réservoir de 100 m3. Les chaudières sont alimentées par 2 injecteursou par la pompe. Les 2 chaudières fonctionnent sur une conduite de vapeur principale qui a deuxembran-chements vers les machines.
- La salle des machines renferme :
- i° deux machines verticales Sclessin déve-
- loppant à 260 tours par minute 4°° ampères ;
- 20 Deux moteurs asynchrones de même puissance avec 205 tours par minute et 7 000 volts ;
- 3° Deux générateurs à courant continu de 270 kilowatts pour 55o volts.
- Les moteurs générateurs se composent de deux machines normales de ladite firme de Char-leroi.
- Le moteur synchrone possède 24 pôles en acier coulé. Le stator a un diamètre de 1 780 mm, une largeur de 34o mm. L’enroulement à haute tension se trouve dans des tubes en micanite dans des rainures demi-fermées.
- La machine à courant continu est à 8 pôles et établie comme machine compound pour une tension de 000-600 volts. En vue de l’installation possible d’une batterie d’accumulateurs, elle fut construite de manière à pouvoir fournir comme dynamo-shunt sa tension complète. L’excitation se fait à 5oo volts.
- Des variations de tension par suite de courants déwattés ne se sont pas présentées et comme les moteurs synchrones sont mis en train par des génératrices spéciales qui ne travaillent pas sur le réseau d’éclairage, les différences de tension par le changement subit de la charge ne sont pas à considérer. En outre, celles-ci sont évitées par la batterie d’accumu-teurs.
- Pendant le fonctionnement, il a été constaté que, malgré les multiples courts-circuits sur les lignes du tram, la marche des moteurs synchrones n’a pas été dérangée.
- Le groupe de mise en train se compose d’un moteur asynchrone de 5o ampères et d’une machine à courant continu. Le moteur est construit pour une surcharge triple et est raccordé à la haute tension au moyen de deux transformateurs de 26 kilowatts, calculés de façon qu’un transformateur puisse, au besoin, assurer la mise en marche.
- Toutes les machines sont portées par des isolateurs de porcelaine. Une mise à la terre spéciale s’emploie en cas d’orage.
- Le tableau de distribution a 9 panneaux dont 2 de réserve pour le 3° groupe à monter plus tard. Il est incombustible. Un interrupteur principal peut séparer toute la station de la ligne à haute tension. Cet interrupteur principal est placé à une certaine distance du tableau de distribution .
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- Avant d’aborder la description du réseau, nous donnerons quelques renseignements sur les prescriptions pour le personnel et sur le réglement d’exploitation,
- U est prescrit au personnel de ne pas dépasser des vitesses de 8 km dans les rues étroites et populeuses de l’intérieur de la ville et 12 km dans les autres quartiers intérieurs, 18 km dans les faubourgs et 22 km sur la ligne de Kniajewo. Dans les croisements et aiguillages, la vitesse ne peut dépasser 0 km. L’arrêt s’obtient par un frein à raccagnac, le renversement de marche (pour les arrêts brusques) ou le freinage en court-circuit.
- Le personnel comprend un directeur, un comptable, un chef de dépôt, un machiniste.
- Les voitures ne s’arrêtent qu’à des haltes fixes. Le tarif est fixé à 10 et 10 centimes pour les parcours en ville. Pour Kniajewo, il y a un tarif spécial avec coupons de retour. Sur certaines lignes les départs ont lieu toutes les 7 1/2 m, sur d’autres toutes les xo m. Comme quelques lignes sont parallèles, on peut, en ville, avoir une correspondance toutes les 3 1/2 m.
- Les voitures motrices à deux classes ont à l’intérieur 16 places assises et 10 places debout sur chacune des deux plate-formes. Elles sont munies de deux moteurs de 3o ampères chacun avec controller permettant toute une série de combinaisons. Le petit cylindre donne marche en avant ou arrière avec le premier ou le second moteur ou avec les deux moteurs à la fois. Le grand cylindre donne : x° un ou deux moteurs en série avec 3 résistances ; 20 un ou 2 moteurs en série avec 2 résistances ; 3° idem avec une résistance ; 4° idem sans résistance ; 5° les deux moteurs en parallèle avec une résistance ou sans résistance. Les résistances sont simples et solides. Elles consistent en une bande d’acier |
- pliée en forme de V et enroulée. Les couches sont séparées par de l’amiante. Le poids est de cette façon réduit au minimum. Les controllers ont deux manivelles connectées mécaniquement par un enclanchement. Il est donc impossible de faire une fausse manœuvre.
- Chaque voiture est munie de deux interrupteurs dont l’un est automatique. L’éclairage est assuré par 5 lampes à incandescence, soit une sur chaque plate-forme ; les autres à l’intérieur.
- Le réseau installé se compose de six lignes dont les deux principales sont celles « Station-Vélodrome )) et « Place du Marano-Pont-Pon-daneni ». Elles traversent la ville en deux directions diagonales en se croisant à la Place des Bains. Les cinq premières lignes sont urbaines, la sixième interurbaine. Celle-ci commence au boulevard DoudoukofF et se dirige vers le village de Kniogewo situé à 8 km de la ville. Ce village est admirablement situé dans un des plus beaux sites de la montagne. Les bains et la beauté du paysage y attirent de nombreux excursionnistes. Sans aucune communication avec la ville, les habitants de l’endroit attendaient avec impatience l’ouverture de la ligne du tram. Aussi la recette de cette ligne a-t-elle été, depuis le premier jour, très forte et a-t-il fallu bientôt établir deux voies supplémentaires pour pouvoir espacer les départs d’un quart d’heure au lieu d’une demi-heure.
- Les rails employés sont des rails à ornière de 35 kgr le mètre courant. La longueur des voies posées est de 23 km.
- Dans la ville, le fil de trôlet est soutenu au moyen de rosaces fixées aux maisons ou de poteaux métalliques avec potence. Ces poteaux sont utilisés en même temps pour l’éclairage par lampes à arc et lampes à incandescence.
- E. G.
- SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- AMERICAN INSTITUTE OF ELECTRICAL ENGINEERS
- Transformations de l’énergie dans les com-mutatrices, par W.-L. Franklin. Transactions of Am. Inst, of El. Ëng., t. XX, p. 875-896.
- Dans l’étude des actions internes des commu-
- tatrices, la décomposition de ces actions en composantes prises dans l’étude du moteur synchrone et de la génératrice à courant continu présente quelque chose de factice, par suite de l’existence de certains éléments de fonctionnement qui 11’appartiennent ni à l’un ni à l’autre
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- de ces appareils. L’auteur croit donc necessaire de considérer ce fonctionnement au point de vue des actions physiques réelles, sans recourir à l’analyse mathématique qui introduit ces composantes plus ou moins factices, mais qui, l’au-
- Dans la figure i, b représente un des balais du côté continu d’une commutatrice à deux bagues, et est pris comme origine des potentiels, a désigne l’autre balai.
- r est la position de la spire alternative à un instant donné, dont le potentiel est compris entre ceux de a et b.
- i désigne la valeur instantanée du courant dans r.
- Une portion A de ce courant i circule de r vers a, et absorbe de l’énergie par le fait des forces électromotrices induites dans les spires comprises entre r et a.
- L’autre partie B du courant circule de r vers b, et dépense de l’énergie parce que son action est opposée à celle des forces électromotrices induites dans les spires entre r et b.
- L’énergie absorbée par le courant A, forcé de r en a, est en général, égale à l’énergie dépensée par le courant B circulant de r en b.
- Dans l’un et l’autre de ces appareils, une portion définie de l’énergie les traverse par le seul effet de la continuité des connexions conductrices. Dans l’auto-transformateur, comme dans la commutatrice, une portion définie d’énergie
- Fig. i.
- passe du primaire ou secondaire, par induction de l’enroulement B sur l’enroulement A.
- L’auteur se propose de déterminer quelles sont les fractions de l’énergie totale traversant une commutatrice par simple conductibilité, d’une part, et par transformation inductive, d’autre part.
- teur le reconnaît, n’en est pas moins apte à représenter convenablement les actions extérieures.
- Pour préciser sa pensée, l’auteur compare la commutatrice à un auto-transformateur.
- Dans la figure 2, b représente un des conducteurs d’une ligne alimentée par un autotransformateur et est pris comme origine des potentiels, a représente l’autre conducteur.
- r, r' désigne la ligne primaire ; le potentiel de r est, à un instant donné, compris entre ceux de a et b.
- Le courant entrant en r se divise en deux parties A et B.
- Le courant A circule, par exemple, de r en a, en absorbant de l’énergie grâce à l’action des forces électromotrices induites entre r et a.
- L’autre partie B, circule de r en b, développe de l’énergie par suite de son action opposée aux forces électromotrices induites entre r et b.
- L’énergie absorbée par le courant A, forcé de r en a, est, en général, égale à l’énergie dépensée par le courant B circulant de ren b.
- Commutatrice à grand nombre de bagues. — La figure 3 représente un côté d’une commutatrice bipolaire à grand nombre de bagues; E est la force électromotrice entre les balais continus a, ô, I le courant continu entrant en a et sortant en i est le courant dans l’enroulement induit
- en un point dont la distance angulaire au balai a est $,di est la valeur du courant alternatifissu de toutes les bagues collectrices, connectées aux barres du collecteur, pour une variation angulaire dp, au temps correspondant à la position [S. Les flèches représentent les directions positives des courants et des forces électromotrices.
- Dans toute cette discussion, l’auteur supposera que la commutatrice reçoit des courants
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- alternatifs sous un facteur de puissance = i, que les courants et les forces électromotrices sont harmoniques simples, et que les pertes d’énergie dans la commutatrice sont négligeables.
- Fig. 3.
- (3 = o et [3 - soit nulle, donc
- A sin2,3 dp -j- K sin[3. d$ o
- d’où
- îtA
- 2
- — 2 K = O.
- L’énergie fournie dans la moitié de l’induit du côté alternatif est
- — E J (i—-cos|3)<ij
- et l’énergie disponible dans cette même moitié, du côté continu est
- d’où
- A cos2 [3. dp -— A cos [3. dp — o
- Il est d’abord nécessaire de déterminer la distribution du courant dans l’induit pour une puissance donnée du côté continu.
- D’après ce qui précède on peut écrire
- di — — A cos p dp i z= — A sin p -{- K.
- Les constantes A et K sont déterminées par les deux conditions suivantes :
- i° Les actions génératrices et réceptrices s’équilibrent à chaque instant
- 2° La puissance fournie du côté alternatif est égale à la puissance disponible du côté continu.
- Soit de la force électromotrice induite dans l’élément angulaire dfi ; on a
- de —----A E sin(3. dp.
- i
- L’énergie fournie ou disponible dans cet intervalle est
- qui donne
- I — ttA --------: o
- 2
- et par conséquent
- 2
- i = —---------- . sin (3. (2)
- 2 TT W
- Or, d’après les hypothèses admises, l’énergie transformée inductivement est égale à l’action génératrice ou motrice totale. Donc cette énergie inductive P est donnée par l’intégrale de dG (1) prise sur les portions de l’induit où elle est positive 1 par exemple. Or dG est positive, quand i est positif, puisque de l’esttoujours, et d’après (2), i est négatif de (3 = o à j3 = 5i°,y5, positif de 5i°,75 à 128°,20 et négatif de 128°,2Ô à 180°. Pour l’induit entier, on aura donc
- dG = -
- dG — i. de
- p A p p
- — shPp. + — sin[3.cq3. (1)
- La première des conditions précitées exige que l’intégrale de cette expression prise entre
- 3 = 1280,25
- P = El
- sin2.3. dp-\-------sin [3. dp
- = 510,75
- et
- P = 0,1153 El.
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- Donc, dans une commutatrice à grand nombre de bagues, ii,5 p. ioo de l’énergie sont transformés inductivement, et 88,5 p. ioo la traversent par conduction.
- Ces actions sont beaucoup plus complexes dans les commutatrices à deux, trois ou quatre bagues. La grande distance angulaire des points d’arrivée du courant alternatif introduit des pulsations dans les courants et l’énergie des divers enroulements dans leur passage aun point donné, de sorte que dans l’étude des actions internes,
- ue grandeur en fonction du temps qui s’introduit ainsi dans les intégrations.
- Commutatrice à deux bagues. — Dans la figure 4> f est une prise de courant alternatif, ia, ib sont les valeurs du courant dans l’induit à l’instant t. Les expressions se déduisent comme précédemment des relations de l’énergie ; on trouve
- ia — ----(- I cos tôt
- 1 T
- ib —-----1 COS O)t
- 2
- d’autre part, les forces électromotrices entre a et v et b et r, sont respectivement
- — E (i — cos wt 2
- — E (i -f- COS Dit
- Soit A l’action génératrice ou motrice, en watts entre a et /•; B, cette action entre r et b, on a
- il est nécessaire d’exprimer cliaq
- A — — El ^-----1---cos iot — cos2w^ (3)
- B — — El ^---------cos tôt— cos2totj (4)
- Dans une commutatrice à deux bagues, l’action génératrice totale n’est pas équilibrée à chaque instant par l’action motrice totale; dans l’énergie transformée par induction, il faut distinguer : i° l’énergie P transformée par action génératrice et motrice, simultanée et équilibrée; a0 l’énergie Q, convertie d’abord en énergie cinétique, donnant lieu à une accélération de l’induit, puis transformée en énergie électrique au ralentissement.
- i° L’énergie — correspondant à la moitié de
- l’induit est égale : i°A l’intégrale de A dans le temps que A est positif, B négatif et A plus petit que B en valeur absolue; plus 2° l’intégrale de B dans l’intervalle où B est positif, A négatif, et B plus petit que A en valeur absolue ; moins 3° l’intégrale de A pendant que A est négatif, B positif et A plus grand que B en valeur absolue ; moins 4° l’intégrale de B, dans l’intervalle où B est négatif, A est positif et B numériquement inférieur à A; ces intégrales étant étendues à une demi-période et le résultat divisé par la durée de cette demi-période. Les intervalles à prendre pour l’intégration se déduisent aisément des expressions (3) et (4) et on trouve, en posant
- L’intégrale 1/2 Q s’obtient en intégrant A -j- B dans l’intervalle où cette somme est positive, soit de 45° à i35°, et en divisant par la durée de la demi-période. On trouve
- _Q
- El
- — 2 cos2x)dx = o,3x83.
- Ainsi l’énergie traversant la commutatrice par simple conduction constitue les 58,65 p. 100 de l’énergie totale fournie.
- Commutatrice à trois bagues. — Dans la figure 5 on considère encore la moitié d’un induit de commutatrice bipolaire à trois bagues r', r" sont deux prises du courant alternatif, 4, 4> 4s les valeurs des courants à l’instant t ; leurs expressions algébriques sont
- 41
- 3^3
- =- cos (a)t — i5o°)
- I 41
- ib =-----^ cos (wt— 3o°)
- * 3v/T
- l__ 41
- 2 3 [/J
- cos [tôt— 90°)
- Il suffit de considérer ce qui se passe dans les
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- 23 Juillet 1904.
- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- portions ar', rr!/f7'"b, péndant un tiers de périodes, c’est-à-dire entre tol = o° et ut =. 1200 L’intégrale de toutes les actions génératrices, dans ces parties, pendant un tiers de période,
- 4Y
- Fig. 4.
- divisée par la durée de ce dernier, donne la moitié de l’énergie P transformée inductive-ment.
- Les forces électromotrices correspondantes sont entre
- a et r', pour tôt compris entre o° et 1200 = —
- (1 — cos Mt)
- r' et r" » » o° et 6o° =
- 2
- cos (w< — 3o°)
- . , E
- r et 6 » » 60° et 1200 r= —
- 2
- [ I — COS (Lût 6o0)] .
- On calcule les expressions des actions génératrices A, B', B// et C dans les portions d’induit ar', r'r", r'b et ?J'b à l’instant t; on intègre dans les intervalles correspondant à une action génératrice positive et on trouve
- et
- P = o,2358 EL
- Donc 76,4 p. 100 de l’énergie traverse la
- .109
- commutatrice par simple conductibilité dés connexions.
- Cornmutatrice à quatre bagues. — Par un calcul analogue, on trouve
- P = 0,1280 El
- et 87,1 p. 100 de l’énergie totale traversent la commutatrice par conduction.
- Réaction d'induit dans la commutatrice à nombre infini de bagues et son influence sur la déformation de la courbe de force êlectromo-trice.
- L’auteur considère la distribution du champ dans l’entrefer, à vide d’une part, et pour un débit I d’autre part. Soit f la différence de ces deux champs à une distance angulaire (3 du balai a (fig. 3). Soit df sa variation dans l’intervalle d$’, l la largeur de l’entrefer en centimètres, n le nombre de conducteurs par centimètre de circonférence d’induit, i le courant pour l’élément a?(3. On a les relations suivantes :
- Idf—
- 4tc
- 10
- ni.d$
- àf-
- fynni 10 l
- .d§.
- En substituant la valeur de i tirée de (2), il vient
- «
- ïTJll ÎO l
- d{i —
- Snî 101
- sin
- et en intégrant
- /
- 27mlp 10 l
- +
- 8»I cos 10 l
- C
- où G est une constante à déterminer. Par symétrie de l’enroulement et de la distribution du courant dans les deux moitiés de l’induit, la valeur de /"pour (3 = o doit être égale et de signe contraire à celle de f pour [3 =0.
- On en tire
- n___ iz2nl
- L ~ TÔT
- d’où
- f— JdT + 8 cos P — TT2) .
- Cette égalité n’est applicable qu’à un côté de l’induit, pour obtenir l’expression de f pour l’autre côté, il est nécessaire de mesurer (3 à partir du balai b.
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- i6o
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL — N° 30.
- “ Si la courbe de force électromotrice de la commutatrice est déterminée en employant un
- J#
- enroulement auxiliaire de T tours, la quantité dont l’ordonnée de la courbe de force électro-
- motrice en pleine charge, dépasse célle de la courbe à vide, au point ,3, est, en volts.
- , 2LTV0I , „ „ .
- e ~ ----j--(27ïp -f- 8 cos j3 — t:2). io~ 9
- où L désigne la longueur de l’induit en centimètres, v la vitesse périphérique en centimètres par seconde.
- Si l’on veut enlever une couche d’épaisseur x de la face polaire, pour obtenir la compensation de la chute due à la réaction d’induit en pleine charge, x est une fonction de (3 donnée par l’expression.
- où [3 est l’induction dans l’entrefer à vide ; donc
- ïl\
- X —-----=r- (27tS 4- 8 COS S-Tï2) .
- 10B v 1 ‘ '
- P.-L. C.
- Le Gérant : Ch. COINTE.
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- Tome XL
- Samedi 30 Juillet 1904.
- 11« Année. — N» 31
- jccia.ur;
- TT 9 TT^
- JLL^r
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- à. D’ARSONYAL, Professeur au Collège de France, Membre de 1 Institut. — A. BLONDEL, Ingénieur des Ponts et Chaussées, Professeur à l’Ecole des Ponts et Chaussées. — Eric GÉRARD, Directeur de l’Institut Electrotechnique Montefiore. — G. LIPPMANN. Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — D. MONNIER, Professeur à l’École centrale des Arts et Manufactures. — H. POINCARÉ, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — A. POTIER, Profes seur à l’École des Mines, Membre de l’Institut. — A. WITZ, Ingénieur des Arts et Manufactures, Professeur à la Faculté libre des Sciences de Lille. v
- ÉTUDE DE LA PROPAGATION DU GOURANT EN PÉRIODE VARIABLE
- SUR LUXE LIGNE MUNIE DE RÉCEPTEUR (suite)
- Intégration i»e l’équation. — Nous considérerons d’abord une ligne indéfinie, pas de fuite, et pas de force électromotrice, sauf à l’origine (x = o) où régnera une force électromotrice variable f (t).
- Nous choisirons les unités de façon que :
- quitte à rétablir plus lard l’homogénéité.
- On aura alors, tant pour ,r > o que pour x < o :
- dH> d<I>
- ~'dl- dt
- dM> _______ . ___ <7fI> ____________ d'ci)
- d.r- ’ dl dx
- (i6)
- Pour x = o, <t> sera continu, mais les valeurs de -HT pour.r =— sel pour ,r = -f- s différeront de f(t).
- On voit que par symétrie, (1> et i ne changent pas et V se change eu — N' quand on change x en — x. On a donc pour .r = 4- s, V — T f (t) et pour x = — s, Y — — T- f(t).
- Solution isochrone. — Soit d’abord f (t) = evit, <] étant réel ; <I> devra être proportionnel à eiqt ; d’où :
- <I> z= Ae’i'd + cQ -f- lïe’dt ~p->)
- kk
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- i6a
- L’ÉCLAIRAGE ELECTRIQUE
- T. IL. — 31
- ou A et B sont des coefficients constants, et où p est donné par :
- q- — iiq — p- — o
- Nous supposerons que la partie réelle de qp est négative, alors le premier terme de d> représente une onde marchant vers la droite, c’est-à-dire vers les x positifs et le second terme représente une onde marchant vers la gauche.
- Comme l’origine de la perturbation est en x - o, il ne doit y avoir pour x > o qu’une onde marchant vers la droite et pour x < o une onde marchant vers la gauche. On aura donc pour x > o :
- fï> — Ae!'0f +
- et par symétrie pour x < o :
- <j> — Ae'f(ii - px)
- Il reste à déterminer A ; on a :
- Y =: AipeW + i,x)
- ce qui doit se réduire à eÜJt pour x = o. On a donc
- A
- Solution générale. — Supposons f{t) quelconque ; cette fonction peut se développer par l’intégrale de Fourier sous la forme :
- avec :
- La fonction f(t) est ainsi décomposée en ses composantes isochrones ; il suffit de considérer séparément chacune de ces composantes, par exemple la composante :
- 0 (q) e'11 dq
- elle donne pour x > o
- <!> = 6 W dq ei qt+l>x)
- i ip
- On aura donc pour la solution générale :
- ou en remplaçant 0 [q) par sa valeur :
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- 30 Juillet 1904.
- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- 163
- ou en renversant l’ordre des intégrations :
- - *=jT /Yt) «fc [jf^ -jfÎLeW-»>+*•]]
- Ebranlement élémentaire. — Je suppose que f (t) soit nul sauf quand t est compris entre o et e, et cela de telle façon que dans cet intervalle f (t) soit très grand et que :
- jf f(t) dt = i
- C’est ce que nous pouvons appeler un ébranlement élémentaire se produisant à l’instant zéro. Notre formule devient alors :
- J-
- •-f-
- d<t
- 4îTC sJ q2
- ei[<lt + p?)
- C’est cette intégrale représentant l’effet d’un ébranlement élémentaire, qu’il s’agit maintenant d’étudier. La fonction sous le signe / admet deux points singuliers c
- q = O , q = li
- Nous voulons que la partie réelle de — reste négative, au moins pour q réel; pour cela
- P
- nous évitons de franchir la droite qui joint les deux points singuliers et qui jouera le rôle de coupure. Sur la figure,
- A et B représentent les deux points singuliers, AB est la coupure ; nous devons prendre notre intégrale depuis — oo jusqu’à -f- oo , c’est-à-dire le long du chemin CMD ; le point C est — oo , le point D est + c© ; nous allons de C en D en suivant l’axe des quantités réelles ; seulement nous décrivons autour du point A un petit arc de cercle M de façon à éviter le point singulier A et à ne pas franchir la coupure. On peut aussi joindre C à D par deux autres chemins, à savoir les deux demi-circonférences de rayon très grand CND et CPD.
- Si q est très grand, on a sensiblement p — — q ; de sorte que l’exponentielle ei<'qt+px] se réduit à :
- eiq(t — X) .
- d’où cette conséquence; si t < x, cette exponentielle sera sensiblement nulle le long de la demi-circonférence CND ; si t > x, elle sera sensiblement nulle le long de la demi-circonférence CPD.
- Donc si t<x\ nous pourrons dire [Pintégrale le long de CND étant nulle) que <I> est égal à l’intégrale prise le long du contour CMDNC, c’est-à-dire à zéro ; puisque nous n’avons aucun point singulier à l’intérieur du contour.
- Cela veut dire que <ï> est nul en tous les points qui n’auraient pu être atteints par une perturbation partie de l’origine à l’instant de l’ébranlement et marchant avec une vitesse i, e est-à-dire avec nos unités, avec la vitesse de la lumière.
- Si au contraire t>x, nous voyons que (l’intégrale le long de CPD étant nulle) <ï> est égal à l’intégrale prise le long du contour CMDPC, ou ce qui revient au même le long d’un
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- 164
- L'ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N° 31.
- contour quelconque enveloppant les deux points singuliers, par exemple le long d’un cercle de rayon très grand.
- Calculons cette intégrale et pour cela posons :
- d’où
- et
- (q — ï) t -J- px = p V/x2 — t-pt {q — i) x — p\J x2 — t-
- p2 — u.2 rz: p- — [q — i)2 — i
- dq ___ dp _______ dp
- p ~ q — i ~~ p
- de sorte que notre intégrale devient :
- i C dp -t-\-io\/x-~ l- —t f dp e'
- ‘l* = I e ' - = e ^------------......
- J f\lT.p J 471 ÿi p2
- Lorsque q décrit un cercle de rayon très grand, il en est de meme de p, notre intégrale doit donc être prise le long d’un cercle de rayon très grand, mais comme la fonction sous le signe / n’a que deux points singuliers p = ± i, il reviendra au même d’intégrer le long d’un contour quelconque enveloppant ces deux points singuliers; par exemple, on peut aller de — i à + i et revenir de + i à — i, en contournant les points singuliers par des cercles infiniment petits comme sur la figure :
- Il vient alors :
- Fig
- 2.
- <I> rz: e "
- dp
- 27: p'x -- pi
- Nous reconnaissons la fonction J0 ; on a donc :
- <J> = — J0 (\/x‘z t2')
- Comme nous supposons que t > x, l’argument de J0 est purement imaginaire, cette fonction est donc positive et croît constamment avec le module de son argument. Supposons x fini et t très grand, on aura sensiblement :
- e~ t e V ** x*
- 2 \/%r. t/f2 — x2
- ou avec la même approximation ;
- I
- 2 ^277 \/1
- Voilà avec quelle lenteur décroît $ ; heureusement ce sont ses dérivées qui nous intéressent et elles décroissent plus rapidement.
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- 30 Juillet 1904.
- REVUE D’ELECTRICITÉ
- i(>5
- Si t et x croissaient en même temps et de telle façon que :
- lim —— rz a > i x
- y/t2— x2 serait sensiblement égal à x y/a2 — i d’où :
- <i>
- f V«2 — 1)
- i V 2-z Qt y a1 — i Variations de (I>. — Nous pouvons poser :
- F (x, t) — o pour t < x F (x, t) — ---- J0 (j/x'z —- i2) pour t > x
- mr
- \?v.
- -i
- Qu’arrive-t-il quand on lait varier restant constant. Si x est assez grand, et t plus grand que .r, y/t'2 — x2 =\/{t — x) (t -f- x) sera grand et nous pourrons poser :
- VU — æ2
- y 2-n: \]t-
- Soit t2 — x2 — u2, nous aurons
- 2 a— F — e — Vw2 h- ,
- y u
- d\-
- Ecrivons que = o, il viendra :
- Posons :
- l’équation deviendra :
- d’où :
- I
- I
- 2 U
- U
- y «2 -f- xz
- o
- y m2 -j- x2 =
- i
- i — r
- o
- (*+$) (*+^2)
- 5P-Ç)
- Quand t varie de j? à lac , ç varie de o à i ; faisons donc varier ç de o à i ; la valeur de x qui satisfait à l’équation précédente (c’est-h-dire pour laquelle s’annule) sera positive ;
- infinie pour ; -= o elle décroîtra jusqu’à un certain minimum x0, qui correspondra à la valeur de ? donnée par l’équation réciproque :
- _ 2 £3 — 2^2 ~ 2^ -f- I — O
- et croit ensuite jusqu’à l’c» qui est atteint pour £ = i.
- Si donc x est < x0, la fonction F n’a ni maximum ni minimum; si x > xot elle a un
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- 166
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- minimum et un maximum. Les. variations de cette fonction sont alors représentées par les figures suivantes :
- A
- pour jc <jca
- pour ocyjci
- Mais la formule précédente n’est valable que pour u suffisamment grand ; lorsque x est très grand, le minimum de F, tel que le donnerait la formule précédente, aurait lieu pour une valeur de u voisine de a. Dans ces conditions, la formule n’est plus applicable, de sorte qu’on peut se demander si le minimum existe encore. Or il vient :
- -,« = ‘+iL+...
- e f “4 + x~ ~ e x e 2x — x ( i — —7- J -j- . . . .
- d’où
- F
- ce qui montre que la fonction F est décroissante pour u — o [comme sur les deux figures précédentes) si x < 2, mais que pour x > 2, elle est croissante. On a donc la figure suivante pour x > 2
- pour jc y 2.
- Si nous supposons x très grand, nous aurons sensiblement : pour le maximum
- x » , ,, 1
- X = <----=- , u — x-, t — X2, t rr-—
- I— ? X1\/-3K
- La valeur de F au point (A correspondant a t = x, u — o) étant d’ailleurs -.
- La valeur de F au point G est donc de l’ordre de et par conséquent beaucoup plus
- grande que la valeur au point A qui est de l’ordre de e~x. Il en résulte qu’à de très grandes distances, la propagation de l’électricité semble se rapprocher des lois de la propagation
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- REVUE D’ELECTRICITE
- 167
- île la chaleur; le maximum au lieu d’être brusquement atteint, ne l’est plus que progressivement.
- IJ. Poincaré.
- (A Suivre. )
- NOUVEAUX MODÈLES D’OSCILLOGRAPHES BLONDEL
- DE LA MAISON J. CARPENTIER
- L’exposition de la Société de Physique nous a donné la satisfaction de constater que les oscillographes Blondel, qui jusqu’ici apparaissaient plutôt comme des appareils de laboratoire, délicats et dilliciles à manier, étaient entrés désormais dans la pratique industrielle. Le nouveau modèle que présentait M. Carpentier est robuste et d’une manipulation très simple; il permet de plus une grande variété d’applications et, à ce point de vue, nous pensons qu’il est intéressant de le signaler aux électriciens, savants ou ingénieurs, à qui il est appelé à rendre quelques services.
- Après avoir rappelé brièvement le principe des oscillographes, nous examinerons les perlectionnements apportés à leur construction dans les dernières années, et les résultats qu’ils ont permis d’obtenir.
- L’oscillographe n’est autre chose qu’un galvanomètre à période d’oscillation très courte, plongé dans l'huile, de façon à présenter un amortissement aussi voisin que possible de l’apériodicité critique. La déviation du miroir de ce galvanomètre est amplifiée optiquement et le mouvement qui en résulte pour le rayon lumineux réfléchi est composé avec un mou-, vement rectangulaire, proportionnel au temps. Ce dernier mouvement est obtenu par un miroir oscillant. La courbe résultante est observée sur un écran ou recueillie photographiquement.
- Dans le cas de l’étude des courants périodiques, le miroir oscillant est mu par un dispositif synchrone, afin de faire superposer les images des différentes périodes et de les rendre observables grâce à la persistance des impressions lumineuses sur la rétine.
- Les galvanomètres des nouveaux oscillographes sont de deux sortes : à fer doux ou bifilaires. Dans les premiers, une mince bande de fer doux portant un petit miroir, et polarisée par un champ magnétique intense, ‘est plus ou moins écartée de sa position normale par l’action d’un champ perpendiculaire que produit le courant à étudier. Dans les seconds, le courant parcourt en sens inverse deux fines bandes très rapprochées et tendues dans un plan parallèle à la direction d’un champ magnétique intense. Ces bandes portent un miroir collé en-leur milieu qui permet d’observer la torsion du système sous 1 action du courant.
- Ces deux systèmes de galvanomètres utilisent un champ magnétique constant; d autre part, le dispositif optique destiné à traduire les déplacements du miroir sous forme de courbe en fonction du temps, est le môme dans les deux cas. On voit donc que pour qu’un oscillographe pût être à volonté de l’un ou l’autre système, il suffisait de réaliser les deux galvanomètres sous forme d’équipages pouvant se remplacer entre les pièces polaires du même aimant permanent, disposé dans une boîte contenant un système optique. C est cette idée qui a déterminé la nouvelle construction des oscillographes.
- Nous ne décrirons pas le système optique qui n’a pas subi de modifications importantes, et pour lequel nous renverrons le lecteur au numéro de VEclairage Electrique (3 mai 1902) f
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL.— N°31.
- nous indiquerons seulement les dispositions nouvelles adoptées pour les équipages des galvanomètres.
- Entre les pièces polaires de l’aimant permanent, on peut introduire très facilement l’une ou l’autre monture comprenant deux équipages, indispensables afin de permettre d’observer ou d’enregistrer à la fois deux phénomènes, leur déphasage et leur amplitude relative.
- La figure i indique la disposition d’un équipage d’oscillographe à fer doux. Les bandes
- g, d'
- Fig. i et 2.
- de fer doux a portent en leur milieu le petit miroir de o,8 mmX 0,9 mm collé avec une dissolution de caoutchouc. Chacune d’elles se fixe très simplement sur un support b en mailleehort (afin d’atténuer les courants de Foucault) par un lacet et une goupille à la partie inférieure. A la partie supérieure la bande est reliée de la même façon à une tige c formant piston dans le support, et sollicitée par un ressort cl réglable, qui donne la tension. Deux petits chevalets e taillés dans le support limitent la longueur de bande utilisée. Les supports des bandes se vissent dans la garniture supérieure des tubes en verre qui renferment l’huile de vaseline. Les deux tubes s’introduisent dans les montures; un contre écrou les fixe à la hauteur convenable. L’orientation des tubes se règle par une vis'tangente, et en desserrant un
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- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- 169
- bouton on peut régler leur inclinaison. Les bobines amovibles et interchangeables sont parcourues par le courant à étudier; elles se mettent en place très simplement au moyen de tiges j et de boutons-écrous h. Ces bobines, enroulées en fils ou en lames permettent
- a
- Fig. 1. — Essai d’alternateur. a, Courbe de tension. — b, Harmonique principale.
- d’étudier toutes les intensités comprises entre oai et 20% la tension de la bande étant réglée pour une fréquence d’environ 10000 vibrations doubles par seconde.
- Fig. 2.
- a, Courbe de tension. — b, Harmonique 3.
- La figure 2 indique la disposition d’une monture d’oscillographe bifilaire. Les deux extrémités du ruban de bronze sont reliées à la partie supérieure aux deux cornes a qui
- Fig. 3.
- a. Courbe de tension. — b. Harmonique à.
- servent de bornes pour amener le courant. Elles sont fixées en b sur les prolongements de ces cornes par un lacet et une goupille, de façon qu’on puisse facilement remplacer le ruban. La boucle inférieure passe sur une poulie c sollicitée par un ressort d réglable qui donne la tension.
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-
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL.
- N° 31
- 170
- Chaque ruban passe sur deux chevalets en ivoire e qui limitent la longueur utile du bifilaire. Le miroir se colle sur les deux fils tendus, au milieu /’des chevalets; ce miroir est plus petit que celui des équipages à fer doux; il mesure 0,4 mm X 0,6111m. Il en résulte pour l’image une atténuation de l’éclat qui est parfois un inconvénient. Le support du bifilaire qui est en laiton s’introduit dans un tube de laiton présentant une fenêtre en face du petit miroir; au même niveau se trouvent, encastrés dans le support, les prolongements des pièces polaires, taillés à l’angle théorique d’Ewing. Les boutons destinés à régler la hauteur, l’inclinaison et l’orientation des équipages sont disposés comme dans l’oscillographe à fer doux et se manœuvrent de la même façon.
- Chacun de ces deux systèmes d’oscillographe correspond à des applications différentes. Le galvanomètre à fer doux est plus robuste. Il permet d’obtenir la même fréquence avec un miroir de plus grandes dimensions, donnant par conséquent de meilleures images. Ses bobines présentent une certaine résistance et le garantissent quelque peu contre les erreurs d’expérience pouvant amener des court-circuits. Par contre, il est moins sensible que le bifilaire, et présente une self-induction non négligeable; ce dernier point ne permet pas de le shunter pour l’employer dans le cas des grosses intensités. Le bifilaire au contraire présente une self-induction négligeable et peut être utilisé sur shunt pour l’étude des courants importants; de plus, lorsqu’on règle la tension des bandes de façon à obtenir la même fréquence que dans le cas du fer doux, la sensibilité est environ dix fois plus grande.
- Par contre, le bifilaire donne des images d’une clarté moindre à cause des petites dimensions du miroir : de plus, il est peu garanti contre les court-circuits. Ce dernier inconvénient n’a pas l’importance que l’on pourrait croire, car le remplacement d’un fil de bifilaire peut se faire facilement, et comme l’appareil n’est pas étalonné, il n’en résulte aucun déréglage. Le bifilaire semble donc réservé aux recherches spéciales exigeant un appareil sensible, ou portant sur de grosses intensités, tandis que le fer doux convient très bien pour les observations courantes.
- L’adjonction d’un électro-aimant qui se dispose près de l’appareil 3 a permis d’augmenter encore la sensibilité qui peut être atteinte par le bifilaire. Cet électro présente une glissière destinée à recevoir la monture des équipages. L’intervalle entre les 2 pôles de l’aimant permanent laisse le passage libre aux rayons lumineux. Il suffit d’une légère inclinaison de la lentille cylindrique du système optique pour rétablir la mise au point troublée par l’augmentation de longueur du trajet des rayons. L’électro donne un champ environ trois fois supérieur à celui de l’aimant permanent et augmente la sensibilité dans le même rapport. Pour prendre une photographie dans ces conditions, il suffit de recouvrir par un voile l’électro et la partie voisine de la boîte.
- 11 resterait à signaler, pour être complet, quelques perfectionnements de détail qui ont leur importance au point de vue du fonctionnement, de la manœuvre et de l’entretien. C’est ainsi que l’ensemble du synchronoscope a été rendu amovible, de telle sorte qu’il est facile de le prendre en mains pour l’examiner et le régler s’il y a lieu. L’obturateur, la lanterne, la boîte elle-même ont été entièrement remaniés en vue d’augmenter la solidité et de rendre plus commode la manipulation.
- Grâce à cette mise au point de l’oscillographe comme appareil industriel, le champ de ses applications s’est étendu peu à peu. Permettant d’observer les courbes instantanées des courants alternatifs, il présente pour les réseaux un intérêt dont on n’a pas assez signalé l’importance. Car, à regarder les choses de près, rien n’est moins fixe que la courbe de tension d’une installation. Sans parler des variations dues aux irrégularités de vitesse des générateurs, lesquelles donnent lieu à des interférences d’harmoniques et à des fluctuations
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- 30 Juillet 19C4.
- REVUE D’ELECTRICITE
- I7I
- de la courbe de tension en synchronisme avec les coups de piston, il est intéressant d’observer les réactions que produisen t la mise en marche ou l’arrêt des divers récepteurs tournants. Ceux-ci amplifient ou réduisent certains harmoniques en rapport simple avec le nombre de dents des appareils bobinés ou le nombre de lames du collecteur, dans le cas des machines à collecteur ; et il peut en résulter pour l'installation des perturbations sérieuses qu’il est bon de prévoir afin de les éviter.
- Fig. 4.
- a, Courbe de tension. — b. Harmonique 19.
- 0/
- VC
- vF- )
- A un autre point de vue, rien n’est plus facile que d’étudier complètement la courbe d’un alternateur, et cette étude présente un intérêt considérable pour le constructeur ou l’ingénieur chargé de la réception. En ayant recours à la méthode de la résonance décrite par M. Armagnat dans le n° de VEclairage du i5 mars 1902, il est possible de mettre en
- Fig. 5.
- a. Courbe de tension. — b, Harmonique 21.
- évidence chacun des harmoniques de la tension et de le déterminer en amplitude et en phase. Les 5 courbes ci contre donnent un exemple de l’essai d’un alternateur et de rétablissement de l’équation complète de la courbe de tension. L’importance des harmoniques 19 et 21 s’explique par le fait du nombre d’encoches par pôle qui est de 20.
- En dehors des courants alternatifs, l’oscillographe a pu être appliqué à l’étude des courants redressés, ou même des courants de dynamos à courant continu qui ne sont pas exempts d’harmoniques.
- Enfin, cet appareil permet d’étudier aussi bien les phénomènes non périodiques, et dans ce sens, ses applications ne sont pas encore assez développées. Appliqué récemment à l’étude des bobines d’induction, il a permis de constater bien des phénomènes intéressants et jusqu’alors mal connus (‘) relatifs au fonctionnement complexe de ces appareils. Il n’a
- (b Armagnat. VEclairage, n° 46, t. XXXYII.
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- i72
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N° 31.
- pas encore été appliqué, mais pourrait l’être utilement, à l’étude des courants télégraphiques ou téléphoniques dont la loi d’établissement est encore si peu connue.
- •Il y a là un ensemble d’applications très intéressantes, qui méritaient, croyons-nous, d’être signalées aux électriciens.
- A. SoLIËR.
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- TÉLÉGRAPHIE ET TÉLÉPHONIE
- Sur les bobines d’induction à résonance et leur emploi en télégraphie sans ûl. Seibt.
- Electrotechnische Zeitschrift, 7 avril.
- La production rationnelle d’oscillations électriques de fréquence élevée est devenue une question très importante de la technique à cause de l’extension de la télégraphie sans fil. La méthode la plus employée jusqu’ici consiste à déclencher brusquement par des étincelles, des quantités d’électricité à haute tension aussi considérables que possible, et de provoquer ainsi les oscillations propres du système analogues à celles qu’on obtient lorsqu’on abandonne brusquement un pendule soulevé. Pour que le phénomène puisse se produire, il est nécessaire qu’il existe entre ces masses électriques une différence de potentiel capable de vaincre une distance explosive déterminée.
- Dans le premier dispositif de Marconi — antenne simple suspendue avec coupure explosive et connexion à la terre — la charge ne présentait aucune difficulté par suite de la faible capacité du fil d’émission. Une bobine d’induction d’environ 20 cm d’étincelle et un interrupteur à marteau suffisaient amplement pour produire au transmetteur les différences de potentiel nécessaires. Mais depuis que l’on emploie des circuits oscillants de Thomson pour exciter l’antenne d’émission, le besoin s’est-fait sentir de dispositifs capables de mettre enjeu de plus grandes quantités d’électricité.
- Si l’on cherche à charger une capacité de l’ordre de grandeur fréquent en pratique d’environ 5 000 à iSooo cm avec les moyens employés dans la technique des rayons Rontgen, bobines d’inductions et interrupteurs sur courant continu, ou bien transformateurs et courant alternatif, on se heurte à plusieurs difficultés.
- La tension agissante tombe très vite, la consommation de courant est extrêmement élevée, et l’étincelle a des tendances à devenir inactive par suite de la production d’un arc aux électrodes entre lesquelles elle jaillit. Hertz le premier, et, après lui, tous les expérimentateurs qui ont étudié les oscillations hertziennes, ont eu à lutter contre cette production d’arc.
- Quelques recherches faites au laboratoire de Charlottenbourg nous ont conduit à une méthode permettant d’éviter ce défaut. Pour étudier les effets de la résonance, nous avons fait varier dans de grandes limites la capacité du circuit excitateur et nous avons observé que la puissance de la bobine d’induction variait, pour une capacité donnée, en fonction de la longueur et de la qualité de l’étincelle et atteignait un maximum. Le phénomène n’était pas extrêmement intense mais était suffisamment marqué pour nous engager à en pénétrer plus profondément les causes. Des recherches ultérieures nous ont conduit à une explication simple, et à quelques résultats utiles pour la construction et l’emploi de bobines d’induction. C’est ainsi que nous avons trouvé particulièrement avantageux de réaliser un accouplement lâche (4) entre les circuits primaire et secondaire et de faire résoner la rupture en lui imprimant des oscillations de période égale à celle de ses oscillations propres. L’accouplement lâche a déjà été employé au hasard par plusieurs expérimentateurs, mais est resté inefficace car la condition de résonance n’était pas remplie.
- Les bobines à résonance ou transformateurs à résonance comme on peut les appeler brièvement, ont presque entièrement remplacé leurs devanciers ; nous croyons donc intéressant de
- Lose Kuppelung.
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- donner quelques détails spéciaux sur leur fonctionnement et leur construction.
- § 2. Supposons que la figure 1 représente schématiquement une bobine d’induction secondaire fermée sur une capacité. Avec les notations usuelles nous avons les deux équations différentielles fondamentales :
- : T IT 1T.T dJ.)
- 1 Ei JjU'i + Lx -jj- -j- M
- h.
- j,=
- M
- d t d3l dt
- d E„
- dl
- Supposons d’abord pour simplifier que la bobine d’induction soit alimentée par du cou-
- 958
- Fig. x.
- rant alternatif sinusoïdal. Nous passerons ensuite à l’étude des phénomènes en jeu lorsqu’on emploie du courant continu interrompu.
- En employant les notations symboliques nous écrivons les équations fondamentales de la façon suivante :
- ^ E, -f-1,(1’! -f- ûoLI, -f- (wMI2 zzz o ( E2 + I2«’2 -f ïwLI, + «oMI* = o W
- I2 ZZZ /toCE2
- L’introduction des symboles offre l’avantage que tous les calculs deviennent purement algébriques et que, par suite, lorsqu’une grandeur est donnée, toutes les autres s’obtiennent facilement par substitution et élimination.
- Nous verrons que l’on peut distinguer entre deux sortes de résonance : la résonance de la tension, et la résonance du courant ou résonance magnétique. La première se manifeste par l’augmentation de la tension secondaire jusqu’à un maximum et la seconde par une diminution du courant primaire jusqu’à un minimum.
- § 3. Envisageons d’abord la résonance de la tension. En éliminant I, et I2 dans l’équation 2
- nous obtenons
- E. =
- A
- M
- L* -f- C (i’|iv2
- x2(LiL2-.
- —]— 1 | wC (L.jdç —|— E,d'.,j
- (3)
- Posons en première approximation
- Nous obtenons, d’après l’équation (3) E„
- M
- [L2 — w2C (L1L2 — M2]
- (4)
- a. Supposons l’accouplement entre les circuits primaire et secondaire absolument rigide, c’est-à-dire que toutes les lignes de force d’une bobine traversent aussi la seconde et que la self-induction de la machine est extrêmement faible. Cette hypothèse est à peu près réalisée lorsqu’un bon transformateur, construit d’une façon technique, est alimenté par une station centrale de grande puissance. On a alors
- M"2 — LjL., et EA zzz E2
- h__
- M ““
- A
- L2
- Comme les self-inductions sont proportionnelles aux carrés des nombres de tours d’enroulement n1 et on a
- et, en repassant aux grandeurs réelles
- Quelles que soient la fréquence et la capacité, les tensions sont proportionnelles aux nombres de tours d’enroulement des bobines. Une élévation de tension ne peut donc se produire que proportionnellement au rapport de transformation.
- Le fonctionnement de la bobine d’induction avec accouplement rigide fixe aurait pu être déduit de la théorie générale des transformateurs, par exemple du diagramme de Kapp dans lequel, avec notre hypothèse, le triangle de dispersion se réduirait à un point.
- b. Supposons l’accouplement élastique. Ce cas se produit lorsque les deux bobines ont des
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- lignes magnétiques de dispersion, ou lorsque la bobine d’induction est alimentée par une machine dont la puissance est de l’ordre de grandeur de celle de la bobine. Dans ce dernier cas, il faut tenir compte de la self-induction de la machine, et même lorsqu’on emploie un transformateur excellent et sans dispersion, l’ensemble du dispositif se comporte comme si l’on avait un accouplement lâche.
- Avec celte manière de voir, E, ne représentera pas, dans ce qui suit, la différence de potentiel aux bornes, mais la tension induite dans la machine. On a alors
- M2 < L2L2
- ou, en introduisant un facteur k2 facteur d’accouplement :
- M2 = à-'2L1L2
- Dans l’équation 4 il est donc possible que l’expression entre parenthèses s’annule et que par suite, la tension secondaire devienne infiniment grande. L’augmentation de l’amplitude jusqu’à une valeur infinie indique un effet de résonance entre les oscillations imprimées au système et ses oscillations propres. La condition pour que ce phénomène se produise peut s’écrire
- Li — to2C (LaL2 — M2) = o
- ou, en introduisant la période T et le facteur d’accouplement K2
- T = 2“V CL2 (i — /,) (6)
- Lorsque l’accouplement est absolument rigide k2 = i et la formule indique, pour la résonance, une oscillation infiniment rapide. Pratiquement on ne peut jamais parvenir à ce point. Lorsque les deux circuits sont tout à fait séparés au point de vue magnétique, /î2=o, et la formule se réduit à la formule connue de Thomson :
- T — 2- s/v.U
- que l’on obtient en calculant la période propre d’oscillations du circuit. Entre ces deux cas limites il existe un nombre infini de degrés
- O
- d’accouplement ; on est donc en mesure, pour des fréquences et des capacités très différentes, d’arriver peu à peu, par un choix judicieux de
- l’accouplement, à obtenir la résonance entre les oscillations imprimées et les oscillations propres du système, k2 =o est le cas où l’on peut obtenir la résonance avec la plus petite self-induction secondaire, c’est-à-dire avec le minimum de cuivre. Si la résonance était l’unique but vers lequel on tend en chargeant des condensateurs, il serait avantageux au point de vue de l’économie, de travailler avec un accouplement aussi lâche que possible. Mais il faut bien remarquer que, lorsque l’accouplement diminue, le transport d’énergie de la bobine primaire à la bobine secondaire diminue aussi et que, par suite, même lors de la résonance, il ne peut se produire au secondaire que des tensions limitées. Mathématiquement, dans le cas de l’accouplement absolument lâche, l’expression entre parenthèses de la formule
- Kl= -|f- [L, — w2C (LJL,-M>)]
- n’est pas seule à s’annuler ; le dénominateur s’annule aussi, et le côté droit de l’équation prend la forme d’un symbole indéterminé dont on ne peut pas obtenir la valeur. Si cependant nous supposons, comme cela a lieu en réalité, qu’il existe un amortissement provenant de réchauffement et de l’hystérésis dans le fer et dans le diélectrique des bouteilles de Leyde, nous voyons tout de suite que la tension secondaire restera infiniment petite pour un accouplement absolument lâche. Il est évident qu’indépen-damment des autres causes en jeu, la diminution de la tension secondaire dépendra de l’amortissement des deux circuits. Il est donc nécessaire d’examiner d’une façon particulière l’influence de ce dernier.
- § 4- L’équation i tient compte d’une façon correcte de l’amortissement dù à la résistance. Mais en ce qui concerne le calcul mathématique de l’hystérésis magnétique et diélectrique, les bases précédentes sont insuffisantes. On est forcé, ou bien de négliger ces pertes, ou bien d’en tenir compte approximativement dans le calcul, en majorant les résistances. Par suite de l’inexactitude inévitable qui en résulte, les considérations suivantes sur l’amortissement ne peuvent donner que des résultats qualitatifs et non quantitatifs.
- a. Lorsque dans l’équation (3) on examine le terme imaginaire du côté droit, on voit tout
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- d’aborcl qu’il y a un quotient affecté du signe
- — qui ne dépend que de la fréquence et de la résistance, et non du degré d’accouplement. Il en résulte la possibilité d’obtenir une sorte de résonance même pour un accouplement absolument rigide. En fait, si l’on suppose d’abord to = o, puis oj = oo, on a dans les deux cas E2 = o. Il doit exister entre ces deux limites une valeur de to pour laquelle E2 est maximum. Le calcul peut être poursuivi facilement. Posons dans l’équation (3)
- , Ll +C [>Vp2 — (LtL2 — M2)] = a ( coC (L,»^ -j- Lj(»’2)-= b
- \ ~ CO
- La forme réelle de l’équation est alors Ei — —\/a1 + ê2
- Le maximum de E2 a lieu lorsque a2 -f- b2 est minimum. Comme, pour un accouplement rigide, a2 est indépendant de to, on n’a à former
- que et à annuler cette expression. On a
- •^r = a[wC
- | C (L..V, + + -$-] = »
- L’équation n’est satisfaite que quand la première expression entre parenthèses est nulle. On a alors
- 9. _ "'l
- w C (Lgd'i -f Ljlh'2)
- OU
- Lorsque la résistance secondaire a une valeur peu élevée, la formule devient
- T — 2- v/cT, (l)
- Nous verrons plus loin que, dans ce cas, la bobine secondaire sert seule à l’aimantation du noyau de fer et que, par suite, le courant primaire et l’échauffement dû à ce courant atteignent un
- (x) Le signe * signifie : approximativement égal.
- minimum. Si d’autre part, la résistance primaire est faible et la résistance secondaire assez grande, la période est très longue et, comme le courant de charge de la capacité diminue*dans ce cas, l’échauffement du secondaire est faible.
- La production d’un maximum de tension secondaire avec l’accouplement rigide ne doit pas être considéré corne un effet de résonance dans le sens habituel du mot, mais bien plutôt comme le phénomène accessoire d’un minimum de pertes. La courbe donnant l’allure de la tension secondaire est très aplatie dans ce cas et ne dé-
- 100 200 Zoo kOO 500 600 200 800 900 1000
- ---s— CO
- Fig. 2.
- passe pas la valeur correspondante au rapport de transformation.
- b. Le fonctionnement de la bobine d’induction avec accouplement lâche est infiniment plus intéressant que ce phénomène accessoire causé par l’amortissement.
- Mais à cause de la forme compliquée de l’équation (3), il est extrêmement difficile d’apercevoir l’influence des grandeurs individuelles.
- Pour pénétrer l’essence physique de l’équation (3) il est nécessaire de bien déterminer quelles sont les grandeurs qui peuvent être laissées de côté vis-à-vis d’autres, et dans quels cas ces approximations sont admissibles. Pour abréger l’analyse, nous avons choisi un exemple pratique et nous avons dessiné dans la figure i
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- un certain nombre de courbes représentant l’allure de la tension secondaire déduite de l’équation (3).
- Les nombres sur lesquels sont basées la première rangée de courbes de la figure 2 sont les suivants :
- iv^ — 0,073 , ii'2 = 2 000 , Ljiro, 1 , L2 ~ I OOO
- Pour la deuxième rangée de courbes, nous avons doublé les résistances et pris
- C = 0,01 . io~
- — 0,15 , — 4000 ;
- Pour la troisième rangée de courbes
- Wy — 0,25 = 7 5oo.
- Dans la détermination graphique des valeurs maxima, il faut faire attention que au voisinage du maximum, une faible erreur sur les abscisses produit une très grande erreur sur les ordonnées. Afin d’éviter ces erreurs, nous avons d’abord tracé toutes les courbes à une très grande échelle pour déterminer, par un grand nombre de points, la position et la grandeur des maxima.
- Le maximum se produisait chaque fois que dans l’équation (3) la partie réelle de la parenthèse était nulle, c’est-à-dire quand on avait
- Lx 4- C («v'’.2 — “2 (LiL2 — M2) = o
- Comme, dans cette expression, était une
- grandeur extrêmement petite, on pouvait la négliger sans nuire à l’exactitude des résultats.
- Dans tous les cas où ramortissement est de l’ordre de gixmdeur que nous avons supposé, la position du maximum peut être calculée d’après la formule simple
- , Lx — w2C (LxLa — M2) = o
- ou
- T — 27r ^/c L.) (1 — k2)
- De même que pour les autres effets de résonance, l’amortissement n’a pas ici d’influence sensible sur la durée d’oscillations à laquelle la résonance se produit.
- . En ce qui concerne l’amplitude de la tension secondaire, la partie imaginée de l’équation (3)
- exerce une influence sensible. On a
- wC (I-,u’x -|- Lx"’.>)-—
- Une comparaison des rangées de courbes entre elles, montre bien l’influence décisive de l’amortissement sur l’amplitude, Si par exemple les résistances sont doublées, comme cela a lieu dans la deuxième rangée de courbes, les amplitudes tombent à la moitié de leurs valeurs et les courbes sont considérablement plus aplaties.
- L’influence de l’accouplement se fait sentir de trois façons : en premier lieu la période d’oscillations à laquelle la résonance se produit en dépend dans une large mesure; en deuxième lieu, la résonance est d’autant plus aiguë que l’accouplement est plus lâche; et en troisième lieu, les valeurs maxima des courbes varient avec ce dernier.
- Aux deux derniers points de vue la diversité d’allure des courbes ne doit pas être attribuée seulement au degré d’accouplement, mais aussi à l’action variable de l’amortissement.
- Pour l’accouplement lâche, par exemple, la valeur de la résistance primaire est manifestement sans importance. Au point de vue de l’acuité delà résonance, larésistance secondaire entrepeu à peu en considération et, au point de vue de la grandeur de la tension, il faut envisager en outre la force électromotrice induite dans la bobine secondaire. Lorsque l’accouplement est plus rigide, la force électromotrice est plus élevée, mais l’influence de l’amortissement augmente très vite aussi, car, pour produire la résonance, une très haute fréquence devient nécessaire et les intensités de courant augmentent aussi. L’amplitude ne peut donc pas atteindre de grandes valeurs.
- Entre les deux cas limite, il existe un degré d’accouplement moyen pour lequel l’amplitude atteint sa valeur maxima. Dans nos courbes l’accouplement le plus avantageux est placé entre
- k'2 — 0,39 et
- K2 0,361
- Le calcul peut facilement être poursuivi avec plus d’exactitude. Posons dans l’équation ci-dessus.
- M = k
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- et
- y/CL2 (i — A2)
- nous obtenons
- K y/^LiEj y/CL2 (i — A2)
- C (L2m;i + L1‘V2) — w'iCL2 (i — P) •
- On trouve la valeur maxima de E2 en annulant la dérivée
- d E, ~dK
- = °.
- En différenciant, on obtient pour l’accouplement le plus favorable la relation simple
- L.jtr, —|—
- D’après cela, la valeur de k2 doit être égale ou inférieure à 1/2.
- L’écart entre cette valeur et 1/2 est d’autant plus grand que la résistance primaire est plus élevée et la résistance secondaire plus faible.
- Dans notre exemple nous avons
- A2 — 0,421
- Dans les projets de bobines d’induction à résonance, il faut prendre comme point de départ À2 = 1/2 en supposant la self-induction du générateur, y compris la réaction d’induit, égale à la self-induction primaire de la bobine.
- Etant donné que l’amortissement dû à l’hysté-résis des condensateurs agit comme un accroissement de la résistance secondaire, mais que les pertes dans le fer se partagent sur les deux circuits, on sera bien près de la valeur la plus avantageuse en prenant pour k2 la valeur 1/2.
- 5. Ce qui nous manque maintenant pour connaître entièrement les phénomènes en jeu dans la bobine d’induction, c’est la détermination de la consommation de courant ou primaire.
- De l’équation (2) on déduit, après élimination de E2 et de I2 et après quelques transformations, la relation suivante :
- p , t I , w*M2CV2
- 1 + 1 P + (I -^cl2)2 + <o2C%7
- , ... (1—u>sCL2)[L1—to2C(L;1L2—M2)]-|-c«l2C2^22L1 |_/Q,
- + ' (1 — w2CL2)2 + waC2<r22 J ( *
- et, en négligeant les résistances *
- E^ -j—
- — u>2C (L1L2 x — tu2 CL,
- M2
- (9)
- Nous allons examiner en premier lieu deux cas spéciaux, particulièrement caractéristiques. Ces deux exemples pourraient suffire à eux seuls «à donner un aperçu de l’étendue des limites entre lesquelles peut varier l’intensité de courant au point de vue de la grandeur et de la phase.
- a. Supposons que la condition pour que la résonance de tension ait lieu, soit remplie, c’est-à-dire que l’on ait
- Lj — w2C (LjLj — M2) = o, ou
- T = 27t V^CL2 (i —A:2).
- L’équation (9) donne alors pour l’intensité primaire une valeur infiniment grande. Ce résultat n’est pas surprenant si l’on songe que, dans ce cas, il y aurait une tension secondaire infiniment grande. A la réaction magnétique infiniment grande de la bobine secondaire doit être opposée une intensité de courant primaire aussi grande.
- En outre, lorsqu’on supprime l’amortissement, la phase du courant primaire est incertaine. En effet la moindre modification dans la capacité ou la fréquence suffit pour donner le signe -f- ou le signe — à l’expression :
- L4 — w2C (L1L2 — M2)
- et pour retourner la phase.
- Du côté des plus faibles fréquences ou capacités, le courant est décalé de 90° en arrière de la tension ; de l’autre côté il est décalé de 90° en avant. Si l’on fait abstraction pendant un instant du circuit secondaire, on obtient, comme l’on sait, pour le courant primaire la valeur :
- La présence de la bobine secondaire agit alors, à la résonance, comme un court-circuit de l’enroulement primaire. La self-induction de ce dernier devient nulle en apparence, ou fait place à une capacité infiniment grande.
- On a supposé dans ce qui précède que les deux circuits étaient dépourvus d’amortissement. Si l’on veut tenir compte de ce dernier dans le calcul, l’équation (8) entre en jeu.
- Dans le cas de la résonance de tension la partie imaginaire de la parenthèse est très petite. On
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- peut l’annuler et l’équation (8) se réduit à
- deur, on a avec une aproximation suffisante.
- + L ( "’i +
- >''>M2CV,
- (i —w2CL2) -)- o)'-C2(v22
- (io)
- Ei + Ix
- (ti +
- w2M2
- = O.
- (")
- Si l’on tient compte des pertes, les résultats précédemment acquis correspondant à l’équation (io) sont modifiés de la façon suivante : Le courant primaire est purement un courant de travail; il n’est pas infiniment grand, mais prend une valeur finie très grande. La phase du courant réagit, il est vrai, encore beaucoup lors des variations de la fréquence, mais ne change plus brusquement de signe comme lorsqu’on néglige l’amortissement. La bobine primaire ne se comporte plus, au point de vue technique, comme une self-induction infiniment petite ou une capacité infiniment grande, mais comme une résistance ohmique finie.
- Si la résistance secondaire était nulle, le courant primaire atteindrait la même intensité que si nous avions affaire à du courant continu.
- b. Le second cas spécial est caractérisé par la condition :
- i — co2CL2 = o. ou
- T = 27t \JCL
- L’équation (9) donne alors pour I15 quelque rigide que soit l’accouplement, la valeur O. La phase de I2 est de nouveau incertaine. La réaction de la bobine secondaire est si forte qu’elle empêche totalement le passage du courant dans la bobine primaire. Cette dernière se comporte donc au point de vue électrique comme une selI-induction infiniment grande ou une capacité infiniment petite.
- Si l’on veut encore tenir compte des pertes, il est nécessaire de revenir à l’équation (8). Lorsque
- 1 — ü>2CL = o
- le numérateur de la partie imaginaire est très petit et peut s’annuler pour une faible modification de la fréquence. Supposons-nous dans ce cas, il vient
- 1 T ( .. , wtM2C2«,.2 . ) _ „
- 1 + 1 \ Wi (1 — w2CL,)2 + m2C2(v22 ) — °'
- et comme 1 — to2 CL2 est une très petite gran-
- Le courant est entièrement watté. Mais son intensité n’est pas-considérable comme dans le cas précédent ; elle est au contraire très petite et serait nulle si le circuit secondaire était dépourvu d’amortissement.
- Considéré au point de vue physique, le phénomène se présente de la façon suivante :
- La fréquence du courant produite par la machine est en résonance avec la fréquence propre du circuit secondaire. Si l’on suppose ce dernier mis en vibrations par une cause quelconque, les amplitudes diminuent de plus en plus avec le temps jusqu’à ce que l’énergie communiquée au système pai l’impulsion extérieure ait été consommée par l’amortissement. En réalité il y a au primaire un complément d’énergie qui compense les pertes. Dans ces conditions, le courant dans la bobine primaire ne prend pas part à l’aimantation du fer ; il est purement watté et a comme seule fonction d’entretenir le phénomène oscillatoire au secondaire.
- Nous pouvons désigner ce phénomène comme résonance du courant ou résonance magnétique.
- Il est intéressant de connaître les tensions dans ce cas.
- L’équation (4) donne, pour
- 1 — m2CL2 = o : ou
- Ej = E2co2CM Ej — E2w2CÆ \/L1L2
- ou encore
- Pour la marche à vide c’est-à-dire pour C= o, on obtient d’après l’équation (4)
- La tension secondaire est donc, lors de la résonance du courant, fois plus faible que la
- tension à vide. Comme à-2^i, elle est la plupart du temps supérieure à cette dernière.
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- La raison de ce phénomène est que la bobine secondaire produit seule le champ de force. Les deux bobines intervertissent donc leurs rôles et la tension secondaire qui, dans la marche à vide était déterminée par K fois le rapport de transformation, doit être maintenant déterminée
- par •— fois ce rapport.
- La résonance de courant peut avoir une application pratique lorsque la bobine d’induction est branchée sur une station centrale avec introduction de résistances de réglage dans le circuit primaire. Dans ce cas la résonance de tension ne peut être réalisée par suite de l’accouplement rigide que par l’emploi de capacités très fortes, et est effacée par le fort amortissement.
- Fig. 3.
- En essayant d’obtenir les proportions les plus favorables, on arrive tout naturellement dans le voisinage de la résonance du courant pour laquelle, par suite de la faible.intensité de courant dans le circuit primaire, l’influence de l’amortissement atteint un minimum. -
- c. Après avoir examiné les cas spéciaux de résonance de la tension et de résonance du courant, il nous reste a donner une image d’ensemble sur l’allure de l’intensité du courant. La courbe de la figure 3 le représente en fonction de la capacité. La première partie de la eourbe agrandie 20 fois a été reportée en pointillé pour mieux faire ressortir sa forme. Le facteur d’accouplement est K2 = o,38, et la fréquence 5o périodes par seconde ; pour le reste on a pris les mêmes données que pour la figure 4.
- Lorsque la charge est nulle, le courant est :
- V/wjS 4- ro'-Lj2 -
- L’angle de décalage est négatif et correspond à un retard du courant sur la tension. Lorsque la capacité croît, le courant primaire diminue, atteint un minimum pour
- T = 2tu ^/CL2
- et devient un pur courant de travail. Si l’on élève la capacité au delà de la résonance de courant, une composante déwattée et en avance s’ajoute à la composante wattée. L’amplitude croît avec une extrême rapidité et atteint un
- maximum dans le proche voisinage de la résonance de tension
- T = 2tu \/CLa.(! — K2)
- Peu auparavant, la composante déwattée tombe rapidement à O et fait place à une composante purement wattée. Si la capacité croît encore, l’intensité de courant diminue de nouveau très vite, la phase change de signe, et, pour C ==00 , elle s’approche asynptotiquement d’une valeur limite. Cette dernière correspond au court-circuit de la bobine secondaire, car -une capacité infiniment grande agit, pour le courant alternatif, comme une connexion métallique. La grandeur de la valeur limite peut être facilement déterminée. En faisant abstraction de l’influence des résistances, l’équation (9) se réduit, pour C ='00 , à un symbole indéterminé, dont la valeur peut être obtenue en différenciant le numérateur et le dénonciateur. O11 a
- F, —
- l,l2 — m2
- L,
- o.
- ou en grandeurs réelles
- L = E,
- L>
- w (Ljp, — M2)
- ou
- 1
- 3,717, (, ~1 k'2[
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- T. IL. — 31.
- 6. Le fonctionnement du dispositif varie suivant que l’on travaille avec accouplement rigide ou lâche, à proximité ou très loin de la résonance de tension. Supposons en premier lieu la résonance de tension et l’accouplement lâche, et admettons qu’une décharge des condensateurs vienne précisément de se produire; avant que l’étincelle suivante ait lieu, la tension secondaire devra s’élever jusqu’à la valeur précédente sous l’effet de plusieurs impulsions de courant. Par suite de ce jeu des étincelles, nous n’avons pas à faire en réalité à l’état d’immobilité pris comme point de départ dans la théorie, mais à l’état représenté dans le temps par la figure 3. Chaque fois qu’une étincelle se produit, l’énergie accumulée dans les condensateurs se déverse dans l’arc qui ferme le circuit oscillant et se transforme en oscillations électriques de grande fréquence.
- Comme la, tension secondaire ne dépend pas de la liaison entre les deux circuits, mais que son amplitude dépend d’un effet de résonance, c’est-à-dire d’une agglomération progressive d’énergie oscillatoire, il résulte que l’étincelle est toujours « active ». Pour la même raison, le nombre des étincelles peut être modifié dans de larges limites par l’allongement ou le raccourcissement de la distance explosive ou par le réglage de l’excitation. On peut arriver à ce que les étincelles jaillissent tout à fait isolément ou bien passent en grand nombre, ce qui correspond pour chaque train d’étincelles à une plus ou moins grande quantité d’impulsions excitatives du circuit primaire. Lorsque l’on emploie à la station réceptrice un cohéreur, appareil que l’on peut considérer comme répondant à des élévations de tension instantanées, il est avantageux de ne pas dépasser comme nombre d’étincelles au transmetteur celui qui correspond strictement à la production de points et de traits nets. On économise ainsi une grande quantité d’énergie et on ménage les appareils transmetteurs.
- Une conclusion intéressante est qu’au moment de la production de l’étincelle le courant primaire tombe nécessairement. En effet, non seulement la tension secondaire, mais encore le courant secondaire et le courant primaire ont une allure analogue à la courbe de la figure 4 le moyen carré est plus faible au moment où se produit l’étincelle.
- Comme, après la décharge des condensateurs,
- le rôle du courant primaire est de rétablir l’état oscillatoire, ce courant est encore purement watté. Le dispositif travaille donc avec le meilleur rendement possible.
- Il en est autrement lorsqu’on emploie l’accouplement rigide ou bien lorsqu’on est plus loin de la résonance de tension. Dans ce cas, lorsqu’une étincelle a lieu, il s’en produit un groupe ininterrompu, le courant primaire augmente, et, si l’étincelle qui ferme le circuit oscillant présente de la self-induction, il se forme un arc. On peut diminuer cet inconvénient en intercalant des résistances et en se plaçant dans le cas de la résonance de courant, c’est-à-dire en faisant
- T = 27Ï ^/CL2.
- Le courant primaire est alors minimum à l’état d’équilibre et la tension secondaire est maxima. Un arc ne peut pas s’établir, car il se produit une chute de tension considérable au moment du passage de l’étincelle. Les résistances agissent comme les résistances des lampes à arc et entrent en jeu lorsque le phénomène que l’on veut éviter commence à se produire.
- Si la bobine d’induction est alimentée, non pas par du courant alternatif, mais par du courant continu interrompu, il faut distinguer deux intervalles de temps ; la durée d’ouverture du circuit primaire, pendant laquelle l’accouplement est idéalement lâche, et la durée de l’impulsion de courant, pendant laquelle, surtout lorsqu’on emploie des accumulateurs, l’accouplement est extrêmement rigide. Pendant le premier intervalle, l’oscillation a pour période la période naturelle du circuit secondaire ; pendant le second, la fréquence s’accélère et l’énergie est dissipée en oscillations beaucoup plus rapides. L’action du courant primaire est la suivante : lorsqu’il croît ou lorsqu’il s’interrompt, il produit une force électromotrice dans la bobine secondaire. Si cette dernière, au moment de la fermeture du courant, est supérieure ou inférieure à la force électromotrice de la bobine secondaire sur elle-même, il se produit des oscillations nuisibles ayant une amplitude de début correspondant à la différence entre les deux forces électromotrices.
- On peut étudier l’allure de cette amplitude par une analyse de la courbe de courant au moyen du'tube de Braun et d’un miroir tournant. — Si au contraire les deux forces électro-
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- motrices sont égales, le courant secondaire suit le courant primaire et sa réaction influe sur l’allure de ce dernier en modifiant peu à peu son intensité. Le principal transport d’énergie à la bobine secondaire a lieu au moment de l’interruption du courant.
- D’après ces considérations il paraît avantageux de diminuer autant que possible la durée de fermeture du circuit et de travailler avec une self-induction primaire faible. Cependant il faut bien remarquer que, si l’on va trop loin dans cette voie, l’impulsion qui se produit à l’ouverture du circuit suit de très près celle qui a lieu à la fermeture, et que ces deux impulsions peuvent agir en sens contraire. L’expérience seule permet de se placer dans la condition optima relativement à la durée de fermeture du circuit.
- Pendant la durée d’ouverture, le dispositif représente un système capable d’osciller et accessible à la résonance. La période propre est exprimée par l’égalité
- T = 2TC \/C2L.2-
- Pendant la durée de fermeture, les oscillations propres sont extrêmement rapides. On ne peut donc pas se mettre pratiquement en résonance avec elles. Mais on peut choisir le temps de l’impulsion de telle manière que les pertes soient minima. La condition est que, d’après l’équation (y):
- T-^y/c^ + L,-^)'.
- Comme, lorsqu’on emploie du courant continu, on ne travaille jamais sans résistance de protection, le second terme sous le radical est petit vis-à-vis du premier, et les conditions nécessaires au meilleur fonctionnement sont les mêmes pour la fermeture et pour l’ouverture du circuit.
- Si un condensateur est placé en dérivation sur l’interrupteur, il n’en résulte qu’une faible modification du résultat. Lorque le circuit primaire est ouvert, la période propre d’oscillation du circuit est donnée par la formule
- au lieu de
- T — ÿC1L1 -|- C2L2 T = 2TC sjC2L2.
- et si l’on suppose C£ — o,o microfarad, il vient :
- T = 27t 0,5 . IO~6 .0,1 . + 0,0I.I0—®. I 000= 19,96 IO-3,
- c’est-à-dire une différence de 1 et 1/2 p. 100 environ.
- Dans son ensemble, l’emploi de courant continu interrompu représente un système à accouplement mi-rigide et mi-lâche. Par suite de l’accouplement lâche, il se produit un maximum de tension assez aigu ; par suite de l’accouplement rigide au moment de la fermeture du circuit le courant primaire s’élève lorsque l’étincelle se produit et il est moins facile d’éviter la formation d’arc qu’avec l’emploi du courant alternatif.
- Au point de vue électrique, l’emploi de courant alternatif est bien supérieur à l’emploi de courant continu intermittent. Mais, même au point de vue de la sécurité d’exploitation, le courant alternatif doit avoir la préférence. Les interrupteurs à courant continu, sortis des cabinets de physique, ont trouvé il est vrai des applications dans la technique des rayons Roentgen, mais la télégraphie sans fil exige d’autres qualités des appareils qu’elle emploie, entre autres l’absolue sécurité d’exploitation et la simplicité.
- y. Le calcul et la construction des bobines d’induction à résonance peuvent être exécutés d’après les règles admises pour la construction générale des transformateurs et des bobines d’induction : il suffit de faire en sorte que la condition de résonance soit remplie.
- Si l’on calcule la self-induction des bobines d’induction Rœntgen et des transformateurs ordinaires à haute tension, on trouve que dans la plupart des cas elle est trop grande ; c’est une des raisons pour laquelle la résonance des oscillations lentes a longtemps échappé aux praticiens. Une bobine Roentgen de 4° cm, par exemple, actionnée par du courant continu, est en résonance pour 5o ruptures par sècondeetune charge d’une seule bouteille dont la capacité est 2000 cm. Mais pour charger une telle capacité, une petite bobine à trembleur suffit amplement; on n’a donc été conduit que pour de beaucoup plus grandes capacités, à employer des bobines de cette importance, et la condition de résonance ne s’est plus trouvée remplie. En outre l’interrupteur Desprez ne peut servir avec
- Si 1’ on introduit les valeurs de notre exemple
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- ces bobines que sous certaines conditions, l’interrupteur Wehnelt est tout à fait impropre a ce service, et les interrupteurs à moteurs sont presque toujours construits pour une trop longue durée de fermeture du circuit primaire.
- Pour éviter dans la pratique de la télégraphie sans fil la réception des nombreuses oscillations parasites ou perturbatrices, on est conduit inévitablement à désensibiliser le récepteur et à renforcer le transmetteur : les quantités d’énergie qu'il est nécessaire d’émettre deviennent donc de plus en plus considérables. La charge rationnelle des batteries de condensateurs nécessaires ne présente actuellement plus de difficultés.
- Marconi a-t-il tiré profit, dans ses gigantesques installations, de la résonance des oscillations à longue période ? D’après nos calculs, il n’aura pu y parvenir qu’en créant dans ses transformateurs un entrefer de plusieurs centimètres.
- R. Y.
- Nous avons indiqué trois formes distinctes de « l’accouplement avec l’antenne » pour faire passer l’énergie dans le transmetteur. i° L’excitation par induction (fig. 1).
- 2° Le couplage dit direct (fig. 2).
- 3° La combinaison des deux (fig. 3a, 3b et
- 4).
- -UUU
- Fig. 3a et 3h.
- Méthodes pour accroître l’énergie dans le transmetteur en télégraphie sans fil. Braun. Physikcilische Zeitschrift, i5 avril.
- En 1898, nous avons indiqué les dispositifs de transmetteurs de télégraphie sans fil que l’on désigne aujourd’hui sous le nom de système accouplé.
- Ces trois dispositifs reviennent ’au même en principe. Ils ne se distinguent que par la plus
- SîS-.
- Le circuit ouvert du transmetteur 11’est pas excité directement comme dans le système ordinaire' Marconi, mais est en liaison avec un circuit oscillant servant de réservoir d’énergie composé de condensateurs et de self-inductions.
- Fier.
- ou moins grande facilité qu’ils présentent dans le choix du degré d’accouplement.
- 1. Les proportions pratiques limitentles valeurs possibles pour la période propre d’oscillations du circuit oscillant. En supposant que cette dernière doive, pour un transmetteur donné, rester constante, le produit de la capacité C des condensateurs par la self-induction/q du circuit oscillant doit rester constant.
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- L’énergie dont on dispose pour le rayonnement est ~~ CV2 en désignant par V le potentiel
- auquel ont été chargées les bouteilles de Leyde.
- Pour augmenter cette énergie, il existe théoriquement deux moyens :
- i° Accroître la capacité ;
- 2° Elever le potentiel de charge.
- Nous allons discuter ces deux moyens.
- i° L’accroissement de capacité conduit à diminuer proportionnelle ment la self-induction/;. Mais le degré d’accouplement r entre circuit oscillant et l’antenne est déterminé par
- P2n = ~2PiPi
- où pl désigne la self-induction du circuit oscillant :
- p2 celle de l’antenne ;
- Et pl2 le coefficient d’induction mutuelle entre les deux.
- Cette formule, qui n’est pas précise, peut être employée approximativement. Le coefficient d’accouplement x ne doit pas descendre au-dessous d’une certaine valeur, car l’augmentation d’amplitude du potentiel (qui d’après M. Wien peut devenir \fp2pt fois plus grande) en dépend. Si l’on suppose, comme pour un bon montage direct :
- Pii = Pi
- on a
- Pi = ~2Pï
- et, comme/;2 est donné par.la longueur totale du transmetteur, il s’ensuit que l’accouplement de tout le système décroît avec la self-induction du circuit oscillant, c’est-à-dire que l’on ne doit pas augmenter trop la capacité des condensateurs.
- Il y a encore autre chose. Aux considérations théoriques s’ajoute une considération pratique ; c’est que l’on ne peut pas augmenter indéfiniment le nombre de bouteilles de Leyde, sans augmenter la self-induction par suite des connexions inévitables entre les armatures. Cette self-induction, qui ne peut être utilisée pour le transport d’énergie au transmetteur, agit, ici, comme la résistance intérieure d’un élément galvanique pour son utilisation. On atteint vite une limite infranchissable.
- 2° Reste la possibilité d’accroître le potentiel de charge. En supposant que Ton ne soit pas arrêté par des difficultés techniques pour la production des quantités d’électricité assez importantes sous la différence de potentiel que Ton désire, on se heurte à des difficultés provenant du manque de rigidité électrique des isolateurs, aussi bien intérieure que superficielle. Le diélec-
- f
- Fig. 5.
- trique est contourné sur ses bords par les étincelles, ou, si on l’immerge dans un isolant liquide il est facilement percé. Et si Ton veut éviter cet inconvénient, on retombe à nouveau sur la grande « self-induction intérieure des condensateurs ».
- Fig. 6.
- Il existe encore une seconde difficulté. L’expérience a appris depuis longtemps que Ton ne peut pas augmenter autant qu’il le faudrait, la distance explosive lorsqu’on augmente le potentiel de charge. Pour de faibles capacités, la consommation d’énergie dans l’étincelle représente une valeur relative considérable ; lorsque la capacité augmente, cette consommation est moins sensible, mais d’une façon générale, à partir d’une certaine limite, lorsque la distance explosive augmente, la tension ne croît pas d’une façon correspondante. Là aussi, on atteint rapidement des limites pratiques.
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- II. Ces considérations nous ont amené h chercher des méthodes permettant, sans modification de la fréquence, d’accroître l’énergie disponible pour la radiation, tout en conservant le rendement du simple circuit oscillant.
- A
- Nous avons alors imaginé les montages des figures 5 et 6 (patente allemande, 8 janvier 1899). Un certain nombre de circuits contenant une capacité et ayant exactement la même pé-
- ' A
- v
- Fig. 8.
- riode propre d’oscillations, sont montés en série. L’énergie des n capacités C est
- -r(4)
- mais chaque étincelle individuelle n’a que l’amortissement correspondant à la différence de potentiel partielle Y. L’emploi du dispositif avec montage par induction est représenté par la figure 7. Un montage permettant d’obtenir
- des oscillations de moindre intensité mais de plus longue période, est indiqué par la figure 8.
- Les distances explosives n’ont pas besoin d’avoir exactement la même longueur.
- Si l’on introduit dans un des circuits oscillants une grande résistance ohmique (ficelle mouillée), l’étincelle de ce circuit devient terne, tandis que toutes les autres restent claires et crépitantes. Le dispositif se comporte donc bien comme si chacun des circuits oscillait pour son propre compte.
- De nombreux essais ont été faits avec ce montage au fort de Strasbourg avec accouplement par induction dans l’été 1901 et avec accouplement direct ou par induction dans l’été 1902.
- III. Nous sommes revenus sur ces montages pendant l’automne 1902 après avoir imaginé des méthodes permettant de déceler et de mesurer les différences de phases entre des oscillations rapides sans amener de perturbations dans le système à étudier. Ces expériences conduisirent à accoupler plus rigidement ensemble les circuits oscillants; un tel accouplement, qui favorise la production simultanée des étincelles, est déjà réalisé dans le transmetteur isochrone des figures 5 à 8. Quelques autres modes d’accouplement sont représentés par les figures 9 et 10. Dans la figure 91a capacité y et la self-induction p, dans la figure 10 le circuit y/j BA A2 /j représentent un circuit à?accouplement. La figure 11 montre une autre disposition : les condensateurs sont réunis en parallèle à la charge par les fortes résistances ohmiques ou inductives et mais, si par exemple, l’étincelle éclate entre A1B1, l’étincelle éclate aussitôt en A2B2 grâce aux connexions d'accouplement Kt et K2 : on peut voir que cela a lieu simultanément si K* et K2 sont aussi dépourvus que possible de self-induction (voir§ 6). En introduisant une self-induction dans l’une de ces deux connexions, on peut pro-
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- iluire une différence de phase réglable. Nous reviendrons sur ces dispositifs et d’autres semblables et nous allons passer a une série d’autres montages.
- IV. L’un d’eux est représenté par la figure 12. Les condensateurs sont chargés en parallèle; pour cela on emploie encore les résistances ohmiques ou inductives wv ws, ws. Dès que l’une des étincelles se produit, toutes les autres ont lieu et le circuit total se ferme : comme on le sait, les grandes résistances de charge sont pratiquement sans aucun effet à ce moment.
- Les raisons qui motivent ce dispositif sont très simples et claires. Supposons pour simpli-
- Fig. 12 et i3.
- fier que toutes les capacités C et toutes les self-inductions p soient égales; n capacités donnent évidemment, pour un potentiel de charge V, une énergie totale
- — «CV2.
- 2
- Quant à la période d’oscillation, elle est déterminée par Cp puisqu’il la décharge les capacités
- toutes en série, représentent — C et les self-
- inductions 11p. La période d’oscillations est donc exactement la même que si nous fermions un condensateur C sur une self-induction p. L’amortissement des étincelles est évidemment le même aussi. Nous pouvons (fig. i3) considérer comme système isolé le circuit : armature -f- A, étincelle /), self-induction p, armature B/;. Appelons ce circuit système partiel : dans ce système, une certaine quantité d’électricité se décharge sous une certaine différence de potentiel V avec une certaine fréquence N dans la self-induction p, exactement dans les mêmes conditions que dans un sytème (système simple) obtenu en supposant que les armatures -f- À et -— B appartiennent à
- Fig. 14.
- un condensateur de capacité C. S’il n’existe pas de particularités tout à fait inconnues de l’étincelle, cette dernière doit se comporter dans ce dispositif comme dans un système simple, et c’est ce que l’expérience vérifie.
- Nous nous en sommes assuré de différentes façons; nous allons indiquer l’une d’elles.
- On peut, comme l’indique par exemple la figure 14î mettre en résonance 3 transmetteurs et constater que dans chacun d’eux il se produit au même moment les mêmes effets (tensions aux extrémités, actions calorifiques, etc.) que dans le système simple. On travaille donc avec le même rendement avec n circuits oscillants qu’avec un seul, et il est facile de montrer de diverses manières qu’il n’existe aucune différence de phase perceptible.
- Il est clair que dans tous les montages possibles on peut utiliser l’énergie par induction ; pour le
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- montage en série la figure i5 représente ce dispositif, on peut également exciter directement n fils d’antennes séparés.
- Un montage plus commode pour l’excitation directe est indiqué parla figure 16.
- Le gros avantage de ces dispositifs est que l’on augmente l’énergie tout en employant à la charge de faibles différences de potentiel, grâce au montage en parallèle, et que le montage des divers éléments en tension ne se produit qu’à la décharge. De cette façon il n’existe pas, entre points voisins, de différences de potentiel élevées qui en pratique franchissent facilement les isolants employés.
- i5 et 16.
- Il est donc bien établi que l’on peut, lorsque les limites de puissance du système simple sont atteintes, accroître l’énergie enjeu sans modifier la fréquence.
- Y. Examinons un autre point.
- Les expériences faites jusqu’ici prouvent que pour chaque système (par exemple pour une capacité donnée) il existe une longueur d’étincelle optima (dépendant peut-être de la fréquence et de 1 amortissement) ; pour cette distance explosive, la quantité d’énergie absorbée dans l’étincelle par rapport a l’énergie totale est minima. Supposons que nous soyons obligés de travailler avec une tension de décharge supérieure à celle qui correspond a la distance explosive optima, tout en maintenant la consommation d’énergie à sa valeur minima.
- Le montage a adopter se déduit des considérations suivantes : Nous ne connaissons réellement que peu de choses sur la nature de l’étin-
- celle, mais malgré tout nous pouvons supposer que dans des conditions identiques (comme matière constitutive des électrodes, éclairement, etc.), son allure dépend du champ électrique avant la décharge et pendant la décharge. En
- Ovolt
- 1000v.
- Fig. 17.
- tant que le champ avant la décharge est déterminé par les différences de potentiel, et pendant la décharge par le flux de courant, les étincelles doivent avoir la même allure et par conséquent la même consommation d’énergie lorsque les deux quantités sont les mêmes.
- Fig. 18.
- D’après les prévisions, le montage de la figure 17 remplit ces deux conditions ; en effet la condition initiale est directement remplie et la condition de flux du courant est remplie d’après les expériencesprécédentes. «q et ^représentent encore des résistances élevées et les différences de potentiel initiales sont, par exemple, 3 000, 2 000, 1 000 et o. L’expérience a vérifié ces prévisions.
- Cette expérience a été modifiée par M. Ren-dahl d’a près le schéma de la figure 18. Dans ce montage les petits condensateurs auxiliaires yp Y21 Ts produisent une répartition de potentiel correspondante aux distances explosives, disposition analogue à celle employée sous le nom de « montage en cascade » dans la technique des voltmètres statiques. La capacité des petits « ré-
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- partiteurs de tension » n’intervient pas pour l’énergie totale du système.
- Pour isoler complètement du système leurs oscillations, on peut placer de fortes résistances ohmiques ou inductives dans les connexions joignant les condensateurs auxiliaires aux explo-seurs.
- Il est inutile de faire ressortir la différence entre cette disposition d’exploseurs et la division d’un exploseur de grande longueur par des sphères isolées intercalées entre les deux électrodes principales. On peut, par cette division rationnelle des distances explosives, employer avec un bon rendement des tensions élevées. La
- >*\A, WVAAAA/
- ywv wvaaaa.
- Fig. 19.
- différence de potentiel partielle la plus avantageuse est, d’après les résultats des mesures que nous avons effectuées, voisine de 10000 volts (o,5 cm de distance explosive).
- VI. La méthode de mesure des décalages de phase repose sur le principe suivant : on produit par induction dans deux bobines secondaires Sj et s.} avec accouplement aussi lâche que possible des forces électromotrices et l’on mesure une grandeur proportionnelle à la force électromotrice résultante des deux forces électromotrices individuelles lorsque les bobines si et s2 sont une première fois en série, puis une seconde fois en opposition. Avant tout, il faut rendre les deux composantes exactement égales. On peut laire la mesure soit au moyen de longueurs d’étincelle, soit au moyen d’instruments thermiques. Si les longueurs d’étincelles sont dans les deux cas ft et /2, et les indications thermométriques Tj et T2, on a, pour le décalage y (en tant qu’on suppose les indications thermométriques
- proportionnelles aux carrés des intensités de courant)
- Les figures 19 et 20 représentent deux cas. Dans la figure 19, la bobine est excitée par /q ets2 par p2. Le circuit de mesure est amené e'n résonance au moyen du condensateur y et des self-inductions ls et l,t qui en même temps servent à affaiblir l’accouplement. O11 fait la mesure ou bien avec le thermomètre Th ou bien avec un exploseur F en dérivation sur le condensateur y.
- Les conducteurs quivont à cet exploseur ont une certaine longueur pour augmenter un peu la distance explosive. Comme on n’a pas à compter sur des ondes rigoureusement quasi-stationnaires (ce que l’on peut contrôler en plaçant le termo-mètre H en différents points) il faut veiller à réaliser un dispositif aussi symétrique que possible par rapport à l’instrument de mesure. Il faut éviter avec soin les actions d’induction nuisibles de certaines parties du circuit. Le thermomètre peut être avantageusement remplacé par un instrument plus sensible.
- Les mêmes remarques s’appliquent au dispositif de la figure 20. Là, le secondaire peut ne pas contenir de condensateur, mais il est plus avantageux d’en mettre un pour rendre l’ensemble moins sensible à des variations de capacité.
- La méthode, malgré d’assez nombreuses difficultés, donne des résultats satisfaisants. Tout au moins nous avons trouvé une série de résultats obtenus avec des oscillations rapides (fréquence
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- supérieure à io6) étaient vérifiées en employant des tubes à rayons cathodiques avec des oscillations de fréquence plus faible (environ io1).
- Par exemple avec le montage des figures 12 et i5, où il s’agissait de la concordance de phases, nous avons trouvé en étudiant un système de 4 condensateurs, les résultats suivants : Deux bobines du système essayé induisaient une force électromotrice dans deux bobines sL, s., : nous trouvâmes
- Sj -f- s2 : étincelle ~ 3,6 mm nette et forte thermomètre : 170 divisions.
- sj : étincelle grêle de 0,1 mm.
- thermomètre : à peine 1 division.
- Pour le montage de la figure 19 on trouve de même, lorsque les self-inductions KI et K, sont aussi dépourvues de self-induction que possible, que les phases concordent : le montage en série de si et s2 donnait une étincelle vive et crépitante de 2 mm; le montage en opposition une toute petite étincelle terne à peine visible.
- H. Y.
- MESURE
- Mesure du travail d’un courant électrique instantané f), par H. Weichsel, Zürich. Zeitschrift fur Electrotechnik, XXII, Jahrgang, Heft 19, 279-282,
- 8 mai 1904.
- Le travail d’un courant i traversant un conducteur aux bouts duquel règne la différence de potentiel e, a pour expression, pendant le temps 9 — t2r
- t-î
- A =: / eidt;
- si e et i sont constants pendant la période tl — iî2, l’intégration est immédiate et donne
- A — ei. (tsj ti) ?
- la mesure du travail est ainsi ramenée à celle d’une énergie et d’un temps.
- Ceci est encore vrai lorsque e et i sont des fonctions périodiques du temps et que leurs valeurs efficaces sont constantes pendant la période tA — t2 considérée.
- p) Le mot instantané est pris pour la traduction du mot allemand « stromstôsse ».
- Mais si e, i sont des fonctions quelconques du temps et si, de plus, le courant passe, h des intervalles de temps très courts, par la valeur zéro (ou par une valeur très petite, négligeable), ce que nous venons de dire ne s’applique plus.
- Les courants se comportant de cette manière sont appelés par l’auteur courants instantanés (stromstôsse).
- La nécessité de rendre accessible la mesure du travail d’un courant électrique instantané se trouve dictée surtout par la technique des télégraphes et des horloges électriques.
- Dans la technique des télégraphes on rencontre surtout des courants instantanés dont la différence de potentiel peut être considérée comme constante pendant la période ti—t2 considérée. La formule générale du travail devient donc dans ce cas
- 4
- A = e I idt — eQ '
- la quantité d’électricité Q étant mesurable au moyen d’un galvanomètre ballistique. Si donc la tension du courant est constante, la mesure du travail cl’un courant instantané se ramène h celle d’une différence de potentiel et d’une quantité d’électricité.
- Mais si e et i sont des fonctions quelconques du temps, la seule ressource est de tracer les courbes de i et de e: c’est là un procédé très long et très peu précis.
- L’auteur se propose dans la suite de ce mémoire d’évaluer le travail au moyen à'une seule mesure, de même que les indications d’un watt-mètre donne immédiatement l’énergie consommée. Voyons tout d’abord comment se comporte un électrodynamomètre soumis à l’action d’un courant instantané. Nous allons d’abord supposer que la période de vibration de l’électrodyna-momètre est grande par rapport à celle du courant instantané, c’est-à-dire que pendant une période de ce dernier la bobine mobile de l’électrodynamomètre reste presque immobile. Le travail nécessité par la torsion du fil de suspension peut donc être négligé pendant la période considérée.
- Le couple de torsion entre la bobine mobile et la bobine fixe de l’électrodynamomètre sera donc utilisé uniquement à imprimer une accélération donnée à la bobine mobile. ‘ (
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- ï89
- Si la bobine mobile possède un moment d’inertie K et si le couple de torsion imprimé par le courant est y, nous avons
- Y —K
- dv
- dt
- étant la vitesse angulaire de la bobine. Nous tirons de cette relation
- X° r°
- / ydt = Kdv = K (»>* — *«„),
- *4 '-h.,
- en supposant qu’au temps t~tü le système possède déjà la vitesse v0 ; mais en général en partant du repos l’on a e0 = o ; donc
- d’où
- I ydt — Kt^
- 4,
- c’est la vitesse de la bobine mobile à l’instant ti ; sa force vive est donc—~ Kiy2.
- D’autre part le couple de torsion y a pour valeur
- c2 étant une constante. Pour imprimer au fil une torsion correspondant à un angle a0 il faut dépenser un travail
- Or, jusqu’au point de rebroussement, tout son travail interne
- A.=— Kv,2 2
- est consommé par la torsion du fil ; nous avons donc
- W = -
- d’où
- V
- K
- En comparant cette équation à l’équation (i l’on tire.
- d’où
- j ydt = à0 \/c1K.
- (3)
- Or la formule fondamentale des électrodynamomètres est (en les supposant asiatiques),
- L'2 == Cla0y (4)
- L’équation (3) peut donc s’écrire,
- J ki2dt = a^/ qK;
- ou encore
- lldt= —jy- cx K.
- D’autre part, nous savons que pour un corps oscillant on a la relation suivante en désignant par x la période d’oscillation
- (6)
- d’c
- \/CjK — ~ c,.
- Ceci nous sous la forme permet d’écrire la formule (5)
- / Pdt = J an Te c, * - — c* = *0 -J- xr- = *oc3- (7)
- L’équation (4) nous permet d’écrire d’autre
- part iî=T!t»
- d’où ‘ = V/"T ^
- et en posant g=\/¥
- il vient i — G \/an. (8)
- Par suite
- ï2dt — G2 — a0 = c2«0.
- -o
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- i9°
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL — N° 31.
- Donc, la constante balistique c2 d'un électro-di/namomètre est égale au carré de la constante G du courant multipliée par le quotient de tz par la période d'oscillation.
- Notre électrodynamomètre mesure donc, d’après l’équation (7) la somme du carré des intensités des courants instantanés qui le traversent.
- Mais si on lance dans la bobine fixe un courant ayant une intensité instantanée q et dans la bobine mobile un courant d’intensité instantanée i.„ notre ’ électrodynamomètre nous donnera
- Relions maintenant cet électrodynamomètre a l’appareil qui utilise le courant instantané en intercalant entre les deux une forte résistance non inductive R ; nous aurons, si e est la différence de potentiel instantanée entre les bornes de notre appareil à courant instantané
- La fo rm ul e précédente peut donc s’écrire
- J ij^edt — C;,a0R.
- où» j iLedt représente précisément le travail du
- courant instantané qui traversel’appareil qui l’utilise. Ce travail se mesure donc d’une manière analogue à l’énergie d’un courant continu, à cela près que c'est la première impulsion de l’appareil qu’il faut lire ici.
- Si l’électrodynamomètre balistique est monté comme l’indique la figure 1 (où D est l’appareil qui utilise le courant instantané), il donne alors la somme du travail absorbé dans l’appareil à utilisation D et du travail absorbé par la bobine mobile. Ce dernier a pour valeur
- A, — f
- Si l’intensité instantanée du courant à mesurer est petite par rapport à la différence de potentiel instantanée, la méthode de mesure indiquée permet encore d’obtenir des impulsions assez fortes même si la sensibilité de l’instrument est trop faible. Dans ce cas, on peut amplifier les déviations au moyen de la méthode du multiplicateur. Cette manière de
- procéder a l’inconvénient cle ne pouvoir effectuer la mesure avec un courant instantané.
- Pour éliminer cet inconvénient 011 peut employer l’électromètre à quadrants de Thomson. Dans cet instrument le couple de torsion a pour valeur
- (9)
- où A et B sont les potentiels des quadrants fixes et C le potentiel de l’aiguille.
- L, (A — B) e
- A 4- B 2C
- Terre
- Fig. 3.
- Si l’on intercale l’électromètre dans le circuit descourants instantanésà mesurer(fig.3), B sera le potentiel de la terre et l’équation précédente devient en y faisant B = o
- Pour avoir le travail absorbé seulement dans Vappareil cVutilisation il faudra donc retrancher du travail total donné directement par l’appareil le travail consommé par la bobine mobile. Ce dernier peut être facilement évalué au moyen d’un montage auxiliaire indiqué par la figure 2.
- Y = C AC
- En consultant la figure nous obtenons
- A — B ~ ir — A,
- C — B = E = C ;
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- REVUE D’ELECTRICITÉ
- *9*
- donc
- Si l’on choisit la résistance /• de manière que la chute de potentiel entre ses bouts e= ir soit petite par rapport à la chute de potentiel E de l’appareil à courantinstantané, on a alors l’équation approchée
- Y —
- d’où
- ÇE idt = j1— dt ; (n)
- or d’après (3).
- f II «
- et d’après (6).
- cdv = ci>
- donc
- / TT '{dt — a — cv
- et par conséquent
- drants employé est donc proportionnelle au travail total du courantinstantané.
- Les formules (12) et (12 bis) nous montrent qu’elles donnent des valeurs nulles si la relation E » ir est satisfaite.
- Si au lieu d’emplover un électromètre à quadrants de Thomson, l’on employait un électromètre de Curie, la conclusion précédente ne subsiste plus.
- Dans le’ cas d’un électromètre de Curie la déviation a pour valeur
- Y = *3 (*’i — vi) (C — *'+)
- et si nous employons la disposition expérimentale de la figure 4 alors,
- Par suite y = />yzE et en employant la même
- J E idt
- k,r
- c., a.
- Un électromètre de Thomson monté comme l’indique la figure 3 donnera donc, d’après la relation (12), le travail consommé par l’appareil à courant instantané.
- Si Ton met le point A à la terre, alors
- B — A = ir = B G — A = E: = C
- En substituant ces valeurs dans (9) il vient
- y = kiirM1 1 - ~E
- En tenant ensuite compte de ce que ir est petit par rapport a E4 il vient ainsi
- Jlv
- dt — c.,a.
- ; 12 bis)
- E11 mettant à la terre le secteur A, la première impulsion de l’électromètre balistique à qua-
- suite de raisonnements que précédemment. 011 obtient l’équation exacte
- j Midi — — • a0 = cba„ (i3)
- qui exprime que par l’emploi d’un électromètre de Curie la première impulsion obtenue est exactement proportionnelle au travail consommé par l’appareil qui utilise les courants instantanés.
- Si enfin Ton emploie le montage dont la figure /\a nous donne le schéma, le calcul nous montre que
- j Eyidt — c3a
- c’est-à-dire que l’impulsion obtenue est exactement proportionnelle au travail total du courant instantané (Stromimpulse).
- Remarques finales.
- Les équations qui précèdent ont été obtenues -en considérant un système non amorti, ce qui
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- içp
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- T. 2L. — N° 31
- est un cas idéal, qui même chez les appareils sans amortisseur particulier ne peut jamais être atteint. Pour rendre ces équations applicables aux cas qui se présentent dans la pratique il faut donc les affecter d’un coefficient qui tienne compte de l’amortissement.
- Si y désigne le rapport d’amortissement, on sait que l’impulsion obtenue dans un galvanomètre sans amortisseur est donnée par
- *—*<y y
- où a0 est l’impulsion correspondant à un rapport d’amortissement v.
- i
- En tenant compte de cela, l’équation (7) devient
- j Pdt = c.2. a0\/V
- Pour avoir un instrument de haute sensibilité, il faudra donc que son amortissement soit
- O Q
- Q
- h|i|iH
- 1.VVW
- Fig. 5.
- courant instantané à mesurer au moment précis où le système oscillant passe par le zéro. On a alors, ainsi qu’il est facile de le démontrer,
- fi2dt = c\/'{
- où a1 désigne l’impulsion que l’instrument possède juste avant que le courant à mesurer soit de nouveau envoyé dans l’appareil. Yoici maintenant quelques méthodes pour l’étalonnage de l’appareil. On commence d’abord par déterminer par les procédés connus la constante de l’appareil en employant un courant continu et l’on mesure ensuite la période du système mobile. En introduisant ces valeurs dans les équations précédentes on obtient la valeur de la constante [balistique de l’appareil.
- Une autre méthode de beaucoup plus commode consiste dans l’emploi d’un condensateur dont on connaît la capacité C.
- Le courant fourni par ce condensateur a pour expression
- en multipliant par i et en intégrant il vient
- /
- eidt = — O2 2
- qui exprime le travail emmagasiné.
- En déchargeant ce condensateur à travers une résistance 7’, ce travail se transforme en chaleur de Joule
- ^eidt — — Ce2 — J i2 rdt.
- Si l’on intercale dans ce même circuit l’élec-trodynamomètre balistique à étalonner, il vient
- faible. Mais afin que cette dernière condition ne devienne pas un inconvénient à d’autres points de vue, on peut utiliser avec profit la disposition expérimentale indiquéepar la figure 5. Une foisla mesure effectuée on amène le commutateur dans la position II et au moyen d’un courant lancé dans la bobine d’induction ?/, on ramène la bobine mobile de l’appareil au zéro. S’il n’est pas possible de ramener le système oscillant rigoureusement au repos, on peut néanmoins effectuer une nouvelle mesure, en lançant le
- 2 r
- 2 rx
- Maintenant, au lieu d’envoyer le courant de décharge du condensateur a travers les deux bobines (fixe et mobile) de l’électrodynamo-mètre, on peut l’envoyer seulement à travers la bobine mobile, la bobine fixe étant parcourue
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- 190
- par un courant constant quelconque On a clans ce cas
- ij/ll ex,
- d’où
- x
- or
- Ç i±dt — — Ce,
- donc
- j., Ce
- C — —= •
- a
- Ce qui précède montre donc l’analogie étroite entre un appareil balistique de mesure de travail et un appareil de mesure cl’énergie (watt-mètre'!. En ce qui concerne la mesure du travail il n’y a que la première impulsion qui est à considérer, tandis que dans le cas cl’un watt-mètre, c’est la déviation constante (de régime permanent) qu’il faut considérer.
- Il résulte donc de là que tous les montages ci-dessus cités seront encore appliquables aux wattmètres.
- E. X.
- TRACTION
- Etude comparative sur l’emploi du courant alternatif monophasé et sur celui du courant continu pour la traction.
- M. W.-A. Blank, ingénieur de VArnold Electric Power 6>ie, de Chicago, a lu aux réunions successives des i5 février et 8 mars des membres de l’American Institute of Engineer, sections de Cincinnati et de Chicago, un intéressant mémoire sur l’emploi comparatif du courant alternatif et du courant continu pour la traction électrique. Nous en résumons les points essentiels d’après Street Railway Journal, numéro du 1 2 mars 1904.
- Il expose tout d’abord que la traction électrique, bien que d’une application déjà très répandue, prendrait encore une extension plus considérable grâce à l’emploi d’un système de courant permettant de réduire de façon notable les frais d’établissement et d’exploitation par kilomètre de voie. On a suggéré, dans cet ordre d’idées, l’emploi du moteur monophasé perfectionné comme pouvant donner la solution du problème en raison de la réduction considérable qu’il permettrait de réaliser sur le coût de la transmission.
- Pour donner un exemple comparatif entre les deux systèmes : alternatif et continu, M. Blank prend pour base line ligne interurbaine, à voie unique, de 60 milles (96,04 km) de long, sur laquelle l’alimentation est faite par l’intermédiaire de sous-stations pour chacun des deux cas.
- La station génératrice est supposée se trouver située au milieu de la ligne, et serait pourvue de 5 sous-stations : une à l’usine même, et les quatre autres réparties sur la ligne à des distances égales.
- M Blank fait observer que l’emploi du courant alternatif ne nécessiterait pas que les sous-stations fussent aussi rapprochées, mais il les retient néanmoins par égard pour la distribution par courant continu laquelle, comme on le sait, est d’autant plus avantageuse que les points d’alimentation sont nombreux.
- Le service des trains comporterait :
- i° 5 voitures à voyageurs partant à 1 heure d’intervalle ;
- 20 1 voiture-express effectuant le voyage complet aller et retour en 3 heures ;
- 3° 1 voiture-fourgon, pour le transport des bagages et des marchandises, parcourant la distance entre les deux points terminus en 8 heures environ.
- La quantité moyenne d’énergie nécessitée par les voitures des 3 catégories sera :
- Kilowatts-heure Energie moyenne
- Watts-heure consommés consommée
- Poids. Vitesse par heure. par km. par voyage. en kilowatts.
- Voiture à voyageurs . . . 3o,4 t 40,2 km 49)9 144 60
- Voiture express. . . . . . 35,5 » 68,8 *» 67,3 23l i65
- Voiture fourgon 3o,4 » 20,1 » ; 42,8 126 25
- Sous ces conditions, la charge moyenne de chacune des sous-stations sera de 100 kilowatts, soit, pour les cinq 5oo kilowatts, et la charge
- maximum pourra atteindre 4^o kilowatts dans certains cas, lorsque, par exemple, l’express démarre sur une section où fonctionnent déjà
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- Jeux voitures h voyageurs. Pour le système à courant continu, chaque sous-station devra, pour répondre aux surcharges momentanées, être pourvue d’un convertisseur rotatif de 3oo kilowatts, tandis que pour le système à courant alternatif, un transformateur statique de 200 kilowatts suffira largement à parer à ces éventualités.
- Pour ce qui concerne la station génératrice, la charge maximum, étant de 800 kilowatts, il suffira de la pourvoir de deux générateurs de 4oo kilowatts chacun, ceci étant donné que, pour cette étude comparative, aucune réserve d’énergie n’est prévue pas plus h l’usine que dans les sous-stations. Toutefois, pour l’un comme pour l’autre des deux systèmes, des transformateurs à haute et à basse tension sont nécessaires pour la transmission de l’énergie. Afin d’éviter l’emploi d’un dispositif spécial de commutation, la sous-station de l’usine est pourvue d’un matériel analogue a celui des 4 autres bien qu’elle puisse être alimentée directement par les générateurs.
- Ceci posé, M. Blank établit comme suit le coût relatif inhérent à chaque système pour l’exploitation de la ligne interurbaine, à voie
- nique, de 60 milles (96,5 km i) de lo ng* : 0
- Courant Courant
- continu. altcrnati f.
- Station génératrice : fr fi-
- Bâtiment 30 OOO . 5o ooo
- Fondations 12 5oo 12 5oo
- Chaudières, installation. . . . Tuyautage de vapeur, isolant 60 ooo 60 ooo
- calorifuge 37 300 37 5oo
- Moteurs à sapeur Cénérateurs électriques : 2 400 110 ooo 110 ooo
- kilowatts 90 ooo 115 ooo
- Excitatrices Transformateurs à haute ten- 5 ooo 5 coo
- sion : 800 kilowatts 4o ooo 37 5oo
- Tableau de distribution. . . . I 7 300 i5 ooo
- Canalisation intérieure .... lléchaulïeur pour l’eau d’ali- I 3 OOO 12 5oo
- mentation 4 ooo 4 ooo
- Pompes 4 ooo 4 ooo
- Chemins et conduites de fumée. 10 ooo 10 coo
- Soutes à charbon 5 ooo 3 OOO
- Economiseurs j 5 ooo i5 ooo
- Chargeurs pour chaudières . . 17 5oo 17 300
- Divers 22 000 22 OOO
- 313 OOO 532 5oo
- Sous-station de l'usine :
- Bâtiment annexe.................. 5 ooo
- Convertisseur rotatif : 3oo kilowatts ....................... 2 4 000
- Transformateurs : C. C. 3oo kilowatts, C. A. 200 kilowatts. 16 ooo
- Tableau de distribution. . . . 10000
- Canalisation...................... 5 000
- Divers............................ 3 000
- Total............. 63 000
- Transmission {iO milles = 77,2 km)
- Pylônes.......................
- Cuivre....................... 5o 000
- Isolateurs, tiges et supports . 07 5oo
- Pose......................... 20 000
- Divers........................ 5 000
- Total.........ii2 5oo
- Sous-station intermédiaire :
- Bâtiment...................... 10 000
- Convertisseur rotatif......... 24 000
- Tranformateur à basse tension. 16 000
- Tableau.......................... 10000
- Canalisation.................. 5 000
- Divers........................ 2 5oo
- Total......... 67 5oo
- 4 sous-stations..................270000
- Ligne à trôlet et feeders :
- Pylônes, 3 5oo. ....... 87 ooo
- » , répartition sur la ligne,
- érection............ 20 ooo
- » , étayage, ancrage. . . 10000
- » , bras de suspension du
- fil à trôlet........ 90 ooo
- Cuivre : courant continu :
- Feeders 96,0 km; fil à trôlet
- 193km..........................47^000
- Courant
- continu.
- fi-
- Cuivre : courant alternatif :
- Fil à trôlet..................
- Isolement des feeders . . . . 10 ooo
- Pose...................... 5oooo
- Divers........................... 37 5oo
- Total.............780 ooo
- Raccord électrique des rails :
- Raccords de deux rails. . . . i5oooo » d’un seul rail ....
- » d’entrevoie........... 10000
- Total.........160000
- Matériel roulant :
- 10 voitures à couloir pour passagers, pouvues chacune de
- 3 ooo
- 10 ooo 6 5oo 2 5 00 1 ooo
- 2 3 ooo
- 07 300 23 ooo
- I 3 OOO
- 5 ooo 102 5oo
- 5 ooo 10 oco
- 6 300 2 300 I ooo
- 25 ooo 100 ooo
- 87 5oo
- 20 OOO
- 10 ooo
- 123 OOO
- Courant
- alternatif.
- fi-
- 107 5oo
- 20 ooo 20 ooo
- 3go ooo
- 75 ooo
- 5 ooo
- 80 ooo
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- ï95
- 4 moteurs et pesant environ 3o,4 tonnes..................
- 2 voitures express, ayant chacune 4 moteurs et pesant environ 35,5 tonnes ....
- 2 voitures fourgons, munies chacune de 4 moteurs et pesant environ 3o,4 tonnes . .
- Chasse-neige etvoiture pour réparation de la ligne aérienne.
- Total...........
- Récapitulation :
- Station centrale...............
- « Sous-station. .
- Ligne de transmission ....
- Sous-stations..................
- Ligne à trôlet et feeders . . .
- Raccords électriques des rails.
- Matériel roulant.............. .
- Total général .
- 375 ooo 425 ooo
- 90 coo 102 5oo
- 5o ooo 60 ooo
- 35 ooo 42 5 00
- 55o ooo 63o ooo
- 515 ooo 532 5oo
- 63 ooo 23 ooo
- 112 5oo 102 5oo
- 270 ooo 100 ooo
- 780 ooo 3go ooo
- 160 ooo 80 ooo
- 55o ooo 63o ooo
- 2 45o 5oo 1 858 ooo
- Le coût d’installation par kilomètre revient donc :
- 2 45o ooo
- Pour le courant continu à » alternatif à
- 96,5 858 5oo
- 9L5
- = 25 3g3 fr = 19 253 »
- Différence. , . . . 6 140 fr
- Il résulte de ces données que le coût de l’installation à courant alternatif est en décroissance de 25 p. 100 sur le capital engagé pour le courant continu. Par contre, ce dernier système est en augmentation de 32 p. 100 sur le capital engagé pour le courant alternatif.
- M. Blank termine ensuite son mémoire par quelques considérations sur ses données comparatives où la différence est la plus sensible et en examinant les divers types de matériel alternatif le plus apte, à l’heure actuelle, à obtenir les résultats qu’il fait entrevoir.
- L. D.
- DESCRIPTION DE BREVETS
- Commande électrique d'ascenseur Way-good et Otis f1).
- Le principe du dispositif consiste à faire exécuter h la cage d’un ascenseur électrique des arrêts en des points donnés, tant à la montée qu’à la descente, et sous des charges variables.
- Le circuit de l’armature est indiqué, dans le diagramme (fig. 1), par les lignes grasses et
- (b The lllustraled official Journal (Patents), n° 792, mars 1904.
- comprend : le pôle 4- du commutateur principal S, le conducteur 24, le balai inférieur du commutateur inverseur A, l’armature B du moteur d’où il continue par 42, la résistance de démarrage C, les enroulements série du champ D, l’électro L, la résistance auxiliaire du champ I), le contact a5 qui commande un électro J, le conducteur 24, et aboutit, après avoir traversé l’électro de surcharge F, à la borne — du commutateur S.
- Le commutateur A est formé de segments 17, 18, sur lesquels frottent des balais 19. Trois autres commutateurs G, II, I, montés sur le même axe que A, sont également pourvus chacun d’une paire de segments de contacts 20, 21, avec leurs balais respectifs 22, 23.
- G est actionné en même temps que A et ferme, un circuit allant du point 28, les balais 22, 23, le fil 29, et l’électro J au pôle — de S. Le cir-
- cuit de l’armature se trouve de même complété par l’action de J sur le contact 20. La manœuvre de G a aussi pour but d’intercaler dans l’armature un shunt dont le circuit va du point 2, l’électro K, 33, 3i, la résistance 5oa et l’armature en 32. L’excitation de K n’est que momentanée et lorsqu’il a fermé le contact en 33, un circuit s’établit par l’électro X et les balais de l’armature. De son côté, X commande un autre shunt de l’armature comprenant la résistance R et un enroulement extra B' du champ.
- Le commutateur II est mi's en mouvement immédiatement après G; sa fonction est de créer un circuit en 34 parles balais 22, 23 pour couper, l’électro Iv, et de mettre en jeu un électro-lrein Z lequel est inclus dans un circuit comprenant 35, J et la résistance 3y. Un shunt est établi entre cette dernière et l’armature en passant
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- T. XL. — N°31
- par 38 et l’électro L. La résistance 3j est calculée pour que Z ne puisse agir sur le frein lorsque le contact 38 et le circuit de l'armature sont ouverts. Dès que le moteur a atteint sa vitesse normale, L est coupé et la résistance 87 se trouve intercalée dans le circuit du frein, lequel reste inactif néanmoins.
- Le commutateur I qui entre en jeu h son tour ferme le circuit par 39, 4°, Ie solénoïde P et 4i. La puissance de P s’accroît proportionnellement à l’élévation du potentiel dans l’armature du moteur et sa fonction est d’actionner graduellement, l’un après l’autre, les contacts mobiles 3, 4, 5, 6, munis à cet effet de ressorts antagonistes de force variable, pour graduer la suppression de la résistance C du circuit de l’armature, les enroulements-série étant eux-mêmes coupés par le dernier contact 6.
- L’enroulement des électros Q, Q', branchés dans le circuit principal, permet, lorsque J ferme le circuit de l’armature, d’obtenir une suppression graduelle de la résistance E en faveur de l’autre résistance C où le courant peut atteindre graduellement sa valeur maximum.
- Les électros O, O', compris dans le circuit allant de 47 a 32, sont calibrés pour libérer les contacts 3a, 4“ dès que le potentiel dépasse
- l’élévation normale, et introduire par ce fait une résistance dans le circuit du solénoïde P. Le conducteur 29, de G, est relié à un électro à double enroulement M lequel, outre le rôle qu’il remplit, commande les contacts d’un autre électro N qui ferme ou ouvre le commutateur S suivant qu’il est excité ou non. De l’enroulement 27, le conducteur 29 suit par l’électro J et forme l’enroulement contraire M de M pour aboutir au commutateur S. Normalement l’élec-tro M n’exerce aucune force, mais dès qu’une déperdition de courant se produit, soit à la terre, soit dans les circuits de manœuvre, l’un de ses enroulements, en perdant de sa force, fait rompre l’équilibre des actions inverses des deux enroulements et permet à l’autre d’attirer son armature pour débloquer les contacts Y et, de ce fait, couper l’électro N. La même action se produit sur ce dernier quand le courant est excessif par le jeu d’un électro de surcharge F.
- La manœuvre, énumérée ci-dessus, des commutateurs, et le jeu des électros s’effectuent dans l’ordre inverse en stoppant#le moteur et aussi lorsque la cage est prêt d’atteindre un de ses
- points d’arrêt. Les contacts 12, i3, i4, des commutateurs I, II, G, se séparent successivement, soit automatiquement, soit en les manœuvrant à la main, pour ralentir le moteur. Quand le contact 5 est fermé, l’autre correspondant 5" s’ouvre pour introduire une résistance 5b dans le circuit des électros Q, Q' afin d’éviter que ceux-ci ne fassent une dépense exagérée de courant.
- La séparation du contact 6a provoque la mise hors circuit des électros O, O'. Par contre, l’ouverture de i3 ramène K dans le circuit, ferme 33 et excite l’électro X dont le jeu intercale la résistance R en shunt entre les bornes de l’armature, soit la résistance seule, soit celle-ci combinée avec l’enroulement extra T du champ pour ralentir le moteur.
- Fig. 2.
- L’action de X varie avec la vitesse de l’armature et sa fonction consiste aussi à supprimer la résistance R graduellement, suivant la charge, par le jeu des contacts 7, 7“, 7*, 7e. Les contacts 8a, 86 s’ouvrent en même temps que leurs correspondants 7", yh se ferment, coupant les électros Q, Q1, et les contacts 2fI, irt, se séparent également pour intercaler tout ou partie de la résistance E en série dans le circuit de l’armature.
- Lorsque la cage descend sous charge, l’armature fait office de générateur et l’introduction de la résistance C tend à augmenter sa vitesse. L’arrêt du moteur est provoqué par le jeu de l’électro X agissant sur la résistance E pour amener d’abord son ralentissement. Ensuite, l’ouverture de 14 débloque .l’électro J et, du même coup, sépare les contacts 25 qui coupent le circuit de l’armature.
- Les connexions, pour le démarrage et l’arrêt
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- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- automatique du moteur, sont établies comme l’indique le diagramme (fig. 2).
- A cet effet, les circuits des commutateurs G, II, I, sont commandés par un autre commutateur spécial W, lequel est composé d’un disque isolé pourvu de contacts fixes disposés en segments concentriques sur lesquels se meuvent des contacts mobiles a, b. Les segments du milieu sont reliés électriquement entre eux et avec le conducteur 5 x ; les segments e, f sont également réliés par les fils e1,/"1 et avec II; de même, g, h sont connectés par g1, A1 et avec I; et enfin les derniers segments z, j communiquent par z1,y1, et avec G.
- Dans la position qu’il occupe sur la figure, \Y indique que la cage se trouve dans une position intermédiaire. Pour le démarrage, on déplace les commutateurs A, G, II, I sur la droite, par exemple, et le circuit de l’armature se trouve fermé comme précédemment. En effet, quand G arrive au contact des balais 22, 2.3, un circuit se trouve complété de 5o par le fil 51, d, a, z, le balai 22 de G, ce dernier, 5i", l’enroulement 27 de M et le point 53 où le circuit se sépare pour aller, d’une part au pôle — par le fil 02 et, d’autre part, à l’électro J qui ferme le circuit de l’armature. Quand II est lui-même clos, le courant suit par les contacts d, a, e, le fil e\ 22 l’électro K et le pôle —. Le déplacement de I met en circuit, par W, g1, 55, le solénoïde P qui coupe la résistance C et les enroulements série D, du champ, dès que la vitesse du moteur s’accroît.
- Pour provoquer l’arrêt de la cage, les contacts a, b sont amenés automatiquement aux positions 1,2, 3, afin de couper le solénoïde P, exciter les électros K, X, Q, Q1 et, finalement supprimer J pour couper le circuit de l’armature.
- Dans la disposition (fig. 3), le moteur B est commandé par un commutateur C1, que l’on manœuvre de la cage même ou à distance, et qui agit sur les circuits par l’intermédiaire de AV1. Deux solénoïdes P1, P2 commandent la résistance C, de l’armature, et les électros U, V actionnent un commutateur-inverseur A1. L’arrêt de la cage à l’endroit voulu s’obtient à l’aide du commutateur W1.
- Du pôle -f-, le courant est amené en A1 dont les contacts k, l, m, n sont disposés de telle laçon que le jeu des noyaux p, o des solenoïdes \ , U, ferme /«, l sans agir sur k, /z, qui restent
- ouverts. Le circuit de l’armature est ainsi complété par 65, S1 et le pôle —.
- Les contacts 68, de W1 sont connectés aux électros U, V; ceux 69, 69“ sont reliés aux contacts intérieurs s, s1 de C1. Les touches extérieures de la paire de contacts 70, 70" sont inter-connectées, les touches intérieures étant reliées à chacune des bornes de A1 ; l’autre paire 71, yia est disposée de la même façon mais avec C1.
- Pour mettre le moteur en marche, on déplace le levier q de C1, par exemple, vers la gauche,
- Fig. 3.
- sur la position 26; un circuit s’établit de ce fait de 66 au pôle + par Y, b1 de W1, le fil 72, C1 et le pôle —. L’électro Y ferme le commutateur-inverseur et, en même temps, les circuits de l’armature et du champ du moteur.
- En amenant le levier y à la position i6, l’électro Y1 est excité et complète le circuit du solénoïde P2; l’autre solénoïde P1 entre également en jeu de même que les contacts 3, 4> 5, 6, dont la fermeture met en court-circuit la résistance C et les enroulements série du champ. Les électros Q, Q1 sont excités en même temps pour supprimer l’autre résistance E.
- L’arrêt du moteur s’obtient par la rupture, dans l’ordre inverse, des circuits et lorsque le levier q atteint la position 36, K, devenu actif, agit sur les contacts 33 pour introduire la résistance R en shunt aux bornes de l’armature et exciter l’électro X. Le dispositif est complété
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- par un autre électro X1, que commande le contact y de Y1, et dont la fonction consiste, en agissant sur le contact 99, à intercaler entre les -bornes de l’armature une autre résistance R1 qui a pour but de prévenir et d écarter toute perturbation dans les circuits par suite d’une élévation excessive et momentanée de la vitesse du moteur. L. D.
- Système E.-A. Carolan pour la commande simultanée des moteurs d’un train de voitures motrices. The Illustrated Official Journal (Patents), i3 avril 190.4, n° 796.
- La manœuvre des contacts pour les diverses phases de fonctionnement des moteurs d’un train de voitures-motrices s’exécute à l’aide d’un contrôleur unique qui n’est autre qu’une valve
- adaptée à la répartition d’un fluide tel que l’air comprimé, par exemple.
- Les appareils sont déposés comme en figure 1. L’air comprimé, venant du réservoir 2 qu’alimente un compresseur, est envoyé, par le jeu de la valve H, dans l’une ou l’autre des con-
- duites FS, RS, reliées chacune à un cylindre 20, 21, par les branchements 22, 23, pour actionner un commutateur-inverseur i3 pour la marche en avant ou en arrière, suivant le cas. En même temps, l’un des pistons de manœuvre de ce commutateur, 19, par exemple, en s’éle-
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- 30 Juillet 1904
- revue D’Electricité
- '99
- vant découvre une ouverture par où l’air gagne, par 3o, les cylindres inférieurs 3a, 33 des commutateurs de marche en parallèle, et le cylindre supérieur 3i du commutateur de marche en série qui sont reliés d’autre part par des branchements 3o, 34 et 4^ Ces commutateurs sont articulés sur une tige commune à deux pistons montés en tandem dans chaque cylindre ; le piston supérieur servant à établir les connexions, le piston inférieur à les rompre.
- Lorsque le piston 3i6, de 3i, s’élève, il démasque l’ouverture d’un branchement 36 par où l’air vient actionner le piston 3y du commutateur du trôlet et de ceux des résistances. Ces dernières sont mises en jeu successivement à l’aide du dispositif représenté en figure a. Les cylindres de tous les commutateurs sont reliés à une valve commune dont le robinet de commande est actionné par un électro yo qui attire son armature chaque fois que le courant devient excessif et met, par suite, à ce moment une résistance dans le circuit. On peut aussi, en envoyant l’air par la conduite directe 83 intercaler ou supprimer d’un seul coup toutes les résistances.
- Le cylindre inférieur 3i du commutateur de marche en série communique avec la conduite mise en parallèle P ainsi qu’avec les cylindres supérieurs des commutateurs 32, 33 par l’intermédiaire des branchements 38, 39. Cette disposition ayant pour but, lorsqu’à l’aide de la poignée 11 on manœuvre la valve. 4> de fermer les circuits voulus pour la marche en parallèle. Le rappel des pistons à leur position primitive s’exécute très rapidement par suite de l’ouverture de valves d’éjections à grand diamètre 41-L’air renfermé dans les cylindres 20, 21, s’échappe à l’air libre par le jeu de soupapes à ressort qui s’ouvrent dès que la pression dans les conduites 22, 23 est réduite.
- Le contrôleur principal de marche des moteurs (fig. 3 et 4) se compose d’un robinet pourvu extérieurement de cannelures pour livrer passage au fluide : l’une cl’elles, 6, est circulaire et en communication constante avec le réservoir ; une autre 9 sert à l’échappement par 10 ; et enfin, deux autres cannelures, disposées dans le sens longitudinal, servent à établir les communications voulues avec les conduites P, P, RS, FS. Le robinet en question est manœuvré à l’aide d’une poignée 11 qu’un
- verrou à ressort permet d’immobiliser dans l’une quelconque des différentes positions de marche. L. D.
- Commutateur de démarrage H. JPieper. The lllustrated Official Journal [Patents), 7 avril 1904, n° 795.
- Les deux poignées de manœuvre C, D, (fig. 1 et 2) pivotant autour d’un axe commun Y, sont accouplées par un ressort G, (fig. 2) dont l’effort tend à les maintenir séparées l’une de l’autre dans la position « ouvert », et en contact avec des butées F. L’une d’elles, C, porte à son extrémité un électro K, et l’autre, D, une armature T. Lorsque cette dernière poignée est poussée jusqu’à ce que son armature vienne au contact des pôles L', de l’électro K, de G, un ressort isolé U établit les connexions entre une touche de contact semi-circulaire E et un
- plot isolé L de la poignée G et complète le circuit extérieur par l’électro K. Le courant passe des bornes extérieures H1 dans un électro C‘, constitué par l’axe Y, et suit par C, K, L, U et la bande E où il se sépare sur deux dérivations : l’une est constituée par deux résistances dont une connectée aux contacts B de l’armature du moteur (fig. 3), et l’autre formant point terminus; l’autre dérivation est formée par E, G et un shunt qui, quand il s’agit cl’un moteur enroulé en shunt, est constitué par l’enroulement même du champ de ce moteur.
- Les poignées C, D sont ensuite manœuvrées simultanément pour amener le balai J sur les plots B afin de couper la résistance et de mettre L en contact avec E.
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- T. XL — N° 31.
- L’ECLAIRAGE
- Si l’intensité du courant devient excessive, l’électro C' de l’axe Y devient actif et attire une armature mobile à pivot, D, qui vient presser sur un ressort CK jusqu’à l’amener au contact d’une bague isolée P de O à seule fin de couper
- A D ^
- l’électro K ; le courant shunt circule du support B' par D', le conducteur S, jusqu’au contact L. Par suite, l’action de l’électro K étant supprimée, le ressort G en se détendant, sépare l’armature T de L' et ramène la poignée à sa position primitive de « ouvert ». Une action analogue a lieu dans le cas où le voltage devient insuffisant.
- Le réglage de ces manœuvres automatiques pour des limites données d’intensité et de tension s’effectue à l’aide de vis dont le jeu fait varier le champ d’attraction entre les parties O', D' et L', T des électros et de leurs armatures. L. D.
- Indicateur électrique J.-.L Hall, de la différence de vitesse entre deux machines motrices de navire. The Ulustrated Official Journal (Patents), 3o mars 1904.
- Le système comporte en principe deux sources de courants alternatifs alimentant chacune un moteur synchrone actionnant un groupe de tachymètres.
- La disposition adoptée est celle représentée en figure 1. On peut, pour le fonctionnement de l’appareil, utiliser des courants polyphasés par application directe, mais l’inventeur leur préfère le courant continu que des résistances variables 3, transforment en courant alternatif.
- ÉLECTRIQUE
- Chacune de ces résistances est alimentée en courant continu par les conducteurs extérieurs
- 4, 4U et comprend deux anneaux concentriques
- 5, 5a isolés, formant prise de courant à deux balais d’un commutateur mobile autour d’un axe, lequel est mû par une transmission commandée en 1, 2, par les arbres de couche des deux hélices ; le même commutateur porte à chacune de ses extrémités un autre balai 6, 6" relié, d’une part, au balai intérieur et, d’autre part, avec une série de contacts circulaires qu’il touche au passage afin de créer une variation ininterrompue du courant entre la source
- te0- * 990
- Fig. 1.
- et les circuits polyphasés. Le courant alternatif qui se développe par suite dans ces derniers est amené à deux moteurs synchrones 8, 8, constitués chacun par un enroulement fermé y, na dans lequel le courant alternatif donne naissance à un champ tournant: les armatures 8, 8 sont excitées directement par le courant continu amené par les fils 9, 9“, branchés sur la conduite extérieure. L’axe de chacun des moteurs actionne deux arbres de commande des tachymètres, 10, lesquels indiquent la vitesse initiale de chaque motrice d’hélice ; la différence de vitesse entre ces dernières est indiquée par l’index 11 actionné également par les moteurs par l’intermédiaire de l’engrenage 12. L. 1).
- Le Gérant : Ch. COINTE.
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- Tome XL
- Samedi 6 Août 1904.
- 11* Année. — N° 32
- clair;
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- L’ÉNERGIE
- DIRECTION SCIENTIFIQUE
- à. D’ARSONVÂL, Professeur au Collège de France, Membre de l'Institut. — A. BLONDEL, Ingénieur des Ponts et Chaussées, Professeur à l’Ecole des Ponts et Chaussées. — Efic GÉRARD, Directeur de l'Institut Électrotechnique Montefiore. — G. LIPPMANN, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — D. UONNIER, Professeur à l’École centrale des Arts et Manufactures. — H. POINCARÉ, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — A. POTIER, Professeur à l’École des Mines, Membre de l’Institut. — A. WITZ, Ingénieur des Arts et Manufactures, Professeur à la Faculté libre des Sciences de Lille.
- ÉTUDE DE LA PROPAGATION DU COURANT EN PÉRIODE VARIABLE
- SUR UNE LIGNE MUNIE DE RÉCEPTEUR (suite) (•)
- Retour a la solution générale. — Dans le cas général, on a manifestement:
- Nous en déduisons :
- i:
- dzf (z) F (x, t — z)
- d F dz
- Supposons un signal simple de durée s, de sorte que / = o sauf quand x est compris entre o et e, et f~ i pour o < x < e. Il vient alors :
- (e yJU
- dz = F (x,t) — F {x, t — e)
- Il est aisé de voir comment varie i :
- Pour l<xonai = o.
- Pour x < t<x -f- s, on a i = J0 (\A2— t2)> c’est Vintensité utile.
- Pour t > x + e, on a ï 7
- i =z 30\/x2— t2-— ---- i^s/x*—(t — e)2
- i1) Voir les numéros 3o et 3i des 23 et 3o juillet 1904#
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N° 32
- c’est Vintensité nuisible; ou sensiblement :
- ou pour t grand, x fini :
- d F dt
- 4 \/ty t
- formule qui montre avec quelle lenteur décroît l’intensité nuisible.
- Supposons maintenant x très grand, on aura pour l’intensité utile maximum :
- Soit u — h x%, k étant fini ; on aura sensiblement :
- d log F _ d log F _ x
- dt '
- du
- et pour l’intensité nuisible :
- ik2x2 \ A2
- e 2k~ £
- 7^ **
- -TT-X F =
- Le rapport de l’intensité nuisible à l’intensité utile est donc proportionnelle à
- Nous voyons que croît avec x, c’est-à-dire avec la distance ; en revanche notre
- l’apport est proportionnel à s, cVoù Vavantage des signaux courts.
- Nous pouvons supposer un-signal double, c’est-à-dire :
- f— o de — co ào f— i de o à s f — — i de s à as
- f — o de 2£ à -f- co '
- On en déduit :
- d¥
- r°- d f H'
- = — / d~ ~df + I d~ ~dT = F ^ ~'aF 1 ~ s) + F (* 1 ~~ 2S)
- V# O'- ‘ L
- De /.= x à t = x + s, on a :
- ' i-~ F (x, t) (intensité utile)
- De t = x + 2 s à / = ce , on a : . ;
- d2F .... .
- i 2s2 - (intensité nuisible)
- 1 __y
- On voit que pour /. très grand, x fini, l’intensité nuisible décroît non plus comme t 3 8
- mais comme t 2 . " .
- Pour x très grand, fini, l’intensité utile est proportionnelle à c~x, l’intensité nuisible
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- REVUE D’ELECTRICITÉ
- 20 3
- à , ce qui montre que le rapport est plus favorable que dans le cas précédent, surtout pour des signaux très courts.
- Effet des réflexions. — Supposons maintenant que la ligne toujours indéfinie dans un sens, soit limitée dans l’autre sens. Nous pouvons supposer soit que l’extrémité est isolée, soit qu’elle est à la terre.
- Dans le premier cas, on devra avoir à l’extrémité une intensité nulle, c’est-à-dire :
- *2<t>
- ou puisque nous partons du repos :
- rI> = O
- Dans le deuxième cas, on devra avoir à l’extrémité un potentiel nul, c’est-à-dire :
- _
- dx °
- Supposons que dans le cas de la ligne indéfinie, on ait <ï> =/*(.£), pour x>o et $ = f (— x) pour x<o. Soit maintenant l la longueur de la ligne depuis la pile jusqu’à l’extrémité. Si cette extrémité est isolée, on devra avoir <I> = o pour x = l. Nous satisferons à cette condition, en prenant :
- <I> = f (x) — f (il — x)
- Si l’extrémité est à la terre, on doit avoir = o pour x — l. Nous satisferons à cette condition en prenant :
- <I> — f [x) -j- f (il — x)
- Dans chacune de ces deux formules, le premier terme / (x) représente Fonde directe, et le second terme Fonde réfléchie. Mais on voit que les conditions sont très différentes dans les deux cas.
- Tout se passe comme si la ligne était indéfinie, mais pourvue de deux piles, l’une placée en x = o, l’autre en x = 2Z. Seulement dans le premier cas, les forces électromotrices des deux piles sont égales et de signe contraire ; dans le deuxième cas, elles sont égales et de même signe.
- Lignes fermées. —- Supposons maintenant une ligne fermée sur elle-même de longueur il ; elle se comportera évidemment comme une ligne indéfinie sur laquelle seraient placées des piles de même force électromotrice, aux points :
- X — O, X — il, X — f\l,....
- , X — — il, X — — il,.....
- Si donc on a trouvé pour une ligne indéfinie
- <i> =: f (x)
- -on aura pour une ligne fermée : -
- F... . ’. <t> S/- ( | x — ml | ), n — — cc , . . ., —r 1, o, 1, 2, ab
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- L'ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- Remarquons que dans la série du deuxième membre, il n’y a jamais à envisager qu’un nombre fini de termes puisque ceux pour lesquels
- | x — 2 ni | > t
- sont tous nuis. Ces termes décroissent d’ailleurs très rapidement.
- Réflexions multiples. — Supposons maintenant une ligne limitée dans les deux sens ; supposons par exemple qu’en x — a et en x = b, elle soit mise à la terre.
- Alors tout se passera comme si nous avions une série de piles, qui auraient à chaque instant même force électromotrice et qui seraient placées aux points :
- x — o, x = 2a, x — — 2b, x — in [a b), x = 2 [n -f- 1) a -J- 2nb
- n étant un entier quelconque positif ou négatif. On aura donc :
- «F — hf ( | x — 2n {a -f- b | ) + 2/" ( | x — 2 (« -)- 1) a -f- 2nb | ) clQ
- On vérifie en effet que l’on a = o pour x = a et pour x = b.
- Il est aisé de voir comment on devrait modifier la formule, si l’une des extrémités, ou toutes deux étaient isolées au lieu d’être à la terre.
- Cas du récepteur. — Supposons maintenant une ligne indéfinie dans les deux sens, mais imaginons qu’on ait placé en x = a un récepteur. Nous nous bornerons d’abord à assimiler ce récepteur à une self-induction accompagnée d’une résistance et d’une capacité. Mais au sujet de cette capacité on doit distinguer deux cas :
- A B
- M N N' M.
- . v. À B' !«2$
- M N - M'
- A
- B
- P
- P'
- 1
- A
- B'
- Fig. 1.
- Ou bien tout se passe comme si la ligne MM' était interrompue en NN' par un condensateur dont les deux armatures seraient AA' et BB'. Ce sont les capacités de la première sorte, comme sur la premières des figures ci-dessus,
- ou bien tout se passe comme si la ligne portait en N une dérivation allant au plateau AA' d’un condensateur dont l’autre armature BB' est à la terre. Ce sont les capacités de la seconde sorte.
- Dans tous les cas le récepteur introduit une discontinuité ; mais si la capacité est de la première sorte, l’intensité du courant et par conséquent $ reste une fonction continue de x pour x = a ; car la quantité d’électricité positive amenée au plateau AA' par le fil MN,
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- ao5
- est égale à la quantité d’électricité négative amenée au plateau BB' par le fil M'N', puisque les charges des deux plateaux doivent rester égales et de signe contraire. En revanche il y
- a en a une force électromotrice de sorte que n’est pas continue.
- Si au contraire on a des capacités de la seconde sorte, la fonction <ï> est également discontinue.
- Bornons-nous d’abord au cas où il n’y a que des capacités de la première sorte. Soit L la self-induction du récepteur, R sa résistance, sa capacité. Les forces électromotrices dues à la self-induction et à la résistance seront :
- di ____ eT24>
- ~ L ~dT~ ~~ ~diï
- — Ri = — R
- rf4»
- dt
- L’intensité étant la dérivée de la charge du condensateur AA'BB', cette charge
- sera $ et la force électromotrice correspondante sera —A<ï> ; de sorte que la force totale sera :
- — L
- d24>
- ~d¥
- — R
- d$>
- dt
- — A4»
- d4»
- Donc pour x = a, la dérivée —y— sera discontinue de telle façon que si l’on pose
- S
- rf4»
- dx .
- [x — a -f- s)
- c?4»
- dx
- [x — a
- £)
- on ait
- S= — L
- ri24> dt2
- — R
- d<f>
- dt
- On a d’ailleurs pour x = o
- c£4>
- dx
- (x = s)
- cZ4>
- dx
- (x
- e) = E = f(t)
- Partout ailleurs
- d<P
- dx
- est continue.
- Solution isochrone. f (t) = eiqt. Soit encore :
- On aura : pour x < o
- Suivant la même marche que plus haut, faisons d’abord
- p% — q2 — iiq
- 4» AeJ‘(î* ~ i‘xî
- pour o < x < a
- 4> ~ Be^t + px) q_ Ce'W
- pour x > a
- 4» = +
- Pour x = o, <E> est continu, ce qui donne :
- A = B +C
- (0
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE T. XL — N° 32.
- subit un saut brusque égal à eiqt, ce qui donne :
- Bip —- Cip = — Aip -f- i
- De ces deux équations on tire B = —4—.
- ^ 2 ip
- Pour x = «, d> est continu ce qui donne :
- Be'i,a -f Ce- *Pa = DeW
- Pour x — a, subit un saut brusque égal à S = + Q<ï>, où :
- r dX
- On a donc :
- De (3) et (4) on tire : d’où :
- Q = L q- — Riy — À.
- Bipe'J10 — Cipe~ ji>a — DipelPa — QBncli,a iBip — D [iip — Q)
- D =
- dp — Q
- de sorte que l’on a pour x — a} c’est-à-dire au récepteur :
- ei(qt + pa)
- '!> — -:------
- 2 ip - Q
- Solution générale. — Soit comme plus haut :
- /*+ °° . i /•+ °°
- /’(/)= J 0 (q) ei(il dq, & (q) — - J f ^)e—‘<^dt
- On trouvera toujours par le même calcul :
- = / 0 (a) " —:—^ da — f f (x\ dx |~ J*
- X+50 ^ . , ei(qt— q^+pa) 7 0 (?) -------------~-------ô d(l
- cc
- lip — Q
- 1+00 . 7 T P+» dq eKqt + q^+pa)
- f{x)dxl 1
- 2 TT 2 ip ------------ Q
- w
- (3)
- (4)
- Ebranlement élémentaire. — Ce que nous avons appelé l’ébranlement élémentaire est alors représenté par l’intégrale :
- _ Ç+ 00 dq + I,a)
- oo 2Îp -Q
- On raisonnera sur cette intégrale tout à fait comme plus haut; si t < a, au lieu d’intégrer le long de la droite CMD (voir fig. i) on pourra intégrer le long du contour fermé CMDN ; on vérifierait qu’il n’y a pas de point singulier à l’intérieur du contour; cette vérification est inutile, nous sommes certains qu'elle est nulle, parce que rien ne saurait se passer dans le récepteur avant que la perturbation l’ait atteinte.
- Si t> a, on pourra intégrer le long du contour CMDP ou le long du cercle CNDP.
- Pour transformer cette intégrale posons : u2 — ci2 — t2
- {q — i) t -f- pa = pu pt {q — i) a jju<
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- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- 207
- d’où :
- Soit :
- ?2 - p* = p2 — {q — 0a = +1 ;
- dp dq dp dp
- q — i p p p
- -f- p — £ , p — ;.t
- +
- dq ___ d%
- P ~
- d’où notre intégrale :
- 11 est clair que
- , /v+O+f)^
- J Ç (2ip — Q)
- R
- P
- %{*ip — Q)
- est une fonction rationnelle de £, puisque p et q sont des fonctions rationnelles de £ et que ;Q est un polynôme entier en q.
- Pour £ = 00 , on a p — u, c’est-à-dire q — i = p\ c’est-à-dire que p et q sont très grands et sensiblement égaux, et comme Q est du second degré en q on aura R — o, ce qui veut dire que R est clécomposable en éléments simples sous la forme :
- d’où
- R =
- a
- e~1
- 4-)
- « Jdi
- Quel est le contour d’intégration ? Quand q décrit le cercle CNDP, le point £ décrit un cercle très petit autour de la valeur de H qui correspond à p = — q — ce , c’est-à-dire autour de .l’origine.
- Or si nous envisageons l’intégrale :
- dï
- prise le long du môme contour, nous reconnaissons une des fonctions de Bessel. C’est à un facteur constant près la fonction (u) ; ce facteur constant est d’ailleurs 27un_1, or :
- /'
- 5+-
- d'£,
- Y
- f
- _i_ '
- d’où (en se rappelant que J_„ = rt Jn,
- j-, «..fi
- l — a.
- V
- dz 2 TT
- an +
- — i(n_1) J«- 1 \u)
- Cette série est convergente pour toutes les valeurs de u et de a.
- Pour les propriétés des fonctions de Bessel, on pourra se reporter en particulier au chapitre xii du tome I de la « Mécanique céleste de Tisserand »..
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
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- Mais ce dont nous avons besoin, c’est de voir ce que deviennent ces intégrales quand t et a sont très grands, et d’en déduire une expression asymptotique qu’on puisse utiliser dans la discussion de la même façon que l’expression analogue des fonctions de Bessel :
- Et d’abord, vers quelle limite tend a quand t et a croissent indéfiniment :
- Les points singuliers de notre intégrale sont donnés par les deux équations du second degré :
- q2 — iip — p2 iip — Q.
- Les valeurs correspondantes de a seront donc données par :
- ua = [q — i -j- p) (t -f- a)
- où q et p sont définis par les deux équations précédentes (A) et sont par conséquent des constantes numériques.
- Comme u=\Ja%—£2, on voit que a dépend seulement du rapport-^-. Quand t et a tendent vers l’oo de façon que leur rapport soit constant, a demeurera donc constant. Quand on suppose que le rapport est très grand, il vient :
- ict — q — ï -f- p, [on trouve a — ao si ce rapport est égal à ij
- Prenons donc l’intégrale
- dl
- où a est constant et cherchons sa valeur pour u très grand.
- Pour cela construisons dans le plan des l les courbes
- partie réelle de \ -h. rr const.
- Si nous appelons p le module et w l’argument de £, ces courbes en coordonnées polaires auront pour équation
- (’+t)
- cos w r= const.
- Ce dont nous avons besoin, c’est de la courbe
- (p+7
- COS U) ~ 2
- d’où
- C’est l’équation d’une strophoïde.
- Deux cas sont à distinguer suivant que le point a est intérieur ou extérieur à la boucle de la strophoïde. Dans le second cas, on pourra remplacer le contour d’intégration qui est un petit cercle autour de o par le contour en traits pointillés...., laissant en dehors le point a.
- Le long du contour en trait pointillé la partie réelle de £+ est toujours plus petite que 2, sauf au point A où elle est égale à 2.
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- 2°9
- Nous savons que M = ±y/«2—t2 est purement imaginaire et très grand ; si donc nous prenons devant le radical le signe convenable (ce que je suppose une fois pour toutes) iu sera réel positif et très grand. Dans ces conditions on a :
- R étant la partie réelle de £-|—si donc Pi a en deux points les valeurs R' et Rw et que R' > R", la valeur de l’exponentielle.
- sera beaucoup plus petite au second de ces points qu’au premier.
- c*
- Fig. a.
- Donc si t et a sont très grands, il suffira déconsidérer, dans le contour en trait pointillé, les parties très voisines du point A.
- Or dans ce cas, on a sensiblement :
- et
- q — a = i — a
- É + -?-=> +
- ('£ ______
- L’intégrale peut donc être remplacé par
- f
- prise le long d’un petit arc passant en A, par exemple le long d’un petit segment de droite parallèle à l’axe des parties imaginaires. Prolongeons cette droite indéfiniment dans les deux sens. En tous les points de cette droite, sauf au point A, la partie réelle de £ ~\~~T es^ plus petite que 2 ; et par conséquent la fonction sous le signe f est négligeable devant ce qu’elle est en A ; on peut donc faire l’intégration le long de cette droite tout entière, les parties ainsi ajoutées sont négligeables.
- Soit :
- q — 1 -j- ir< , d\— idrt
- il faudra faire varier depuis — 00 jusqu’à + 00 et l’intégrale devient :
- I
- I -----CC
- e
- Ur*
- ' “
- dq
- ieiu \/
- 7 lu 1 ~ *
- ic
- VA — a-
- 41
- V
- t2 — a-
- \J T.
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- Supposons maintenant que a soit à l’intérieur de la boucle de la strophoïde. En vertu du théoréine de Cauchy, l’intégrale prise le long du petit cercle qui entoure O n’est plus égale à l’intégrale prise le long du contour en trait pointillé, mais à cette seconde intégrale plus ii~ multiplié par le résidu correspondant au pôle a, c’est-à-dire à cette seconde intégrale plus
- et comme cette seconde intégrale dont nous venons de trouver la valeur asymptotique est très petite par rapport à cette expression (B), ce sera cette expression (B) qui sera la valeur asymptotique cherchée de la première intégrale.
- Revenons à l’expression ;
- <i> =
- , ryjKyCCi
- J H (%ip — Q'
- Si aucun des a n’est à l’intérieur de la boucle de strophoïde, la valeur asymptotique de «b sera :
- __ ^— t 4- VÔ2 — ft2
- y/1'1 — a-
- en désignant par D1 la valeur de
- P____
- iip — Q
- pour 5 = i.
- Plus haut nous avons distingué deux cas, selon que l’un des pôles de 11 était intérieur à une boucle de strophoïde ou non. Cette strophoïde que j’appelle S a pour sommet 5=o et pour point double E= i.
- Je dis que le premier cas ne se présentera pas pratiquement.
- Qu’arrive-t-il quand q est réel ; on trouve :
- (<7 — *' + />) (* + «)=$«
- {q — i — p) (t— a) u
- Nous savons que t>a; par conséquent i u est réel, et dans ce qui précède nous avons supposé
- '. . iu — -f~ \/11 —«-’>- o
- Si donc nous posons :
- j __ iu ____ t — a
- ' ’ t X a iu
- On aura :
- o < k < I
- q —i -f-p — — iÆf . — i
- l
- et
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- 2 I I
- d’où
- iq — i
- a —
- k'ç
- pour que q soit réel, il faut donc que :
- partie réelle I Æ? -j-
- ki
- Cette équation représente une strophoïde qui a pour sommet ç = o, et pour point double !•=—. Cette strophoïde je l’appelle S'.
- Ainsi quand q est réel, ç décrit la strophoïde S' ; à savoir la boucle de S' quand la •partie réelle de -—est négative, et le reste de S; quand cette partie réelle est positive. Reportons-nous à la figure où sont représentés les contours d’intégration dans le plan des q. Le chemin DNC par un demi-cercle de rayon très petit contournant l’origine ; l’aire limitée par le contour fermé CMBNC est représentée par l’aire limitée par la boucle de S'. Or nous avons vu que dans cette aire CMDNC, il ne peut y avoir de point singulier sans quoi la perturbation atteindrait le récepteur pour t<a, ce qui est physiquement absurde. Donc il n’y en a pas à l’intérieur de la boucle de S' ; et comme la boucle de S est tout entière à l'intérieur de S', il n’y en a pas non plus à l’intérieur de la boucle de S.
- Ainsi le ier cas ne peut jamais se présenter ; nous sommes donc toujours dans le 2e cas de sorte que la formule asymptotique qui donne la valeur approchée de <1> est :
- <P = K
- a— t + il i —
- \/i
- où K est un facteur numérique et Dj la valeur de R pour ç = i ; D1 dépend alors du rapport ~ ; si nous supposons -^-très grand, D, s’annule et la formule devient illusoire.
- Que convient-il de faire quand R s’annule pour %-= i. Nous posons c = i —f- et nous développons R suivant les puissances croissantes de r( ; et comme les seules parties du contour qu’il convient de conserver sont celles qui correspondent aux petites valeurs de r,, nous ne conserverons que les premiers termes du développement. Nous pourrons d’ailleurs remplacer <• -|—*- par sa valeur approchée 2-rf2 et comme plus haut, remplacer le contour d’intégration par une droite indéfinie, nous aurons ainsi :
- I C+ °° ÙtV)-
- <ï> rr —— e~ 1 + ia I 2 dr.
- l J— 00
- Il est clair que :
- (*+ 00 iUrt-
- I rtKe ~ 2 drt ’
- est nulle si K est impair, et que si Iv est pair, cette intégrale s’obtient aisément en par tant du cas de K =0, et en différentiant fois sous le signe f par rapport à u.
- Nous développerons donc R suivant la puissance de r( et nous arrêterons notre développement au premier terme qui ne donne pas une intégrale nulle, c’est-à-dire au premier terme du dégré pair,
- En opérant de la sorte, on voit que les transmissions sont d’autant meilleures que le coefficient A qui figure daiis Q est plus grand, c’est-à-dire que la capacité du récepteur est plus petite, puisque A représente l’inverse de cette capacité. , c; , ’
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- Remarquons que s’il n’y avait pas de récepteur, tout se passerait comme si les deux plateaux du condensateur fictif qui représente cette capacité de la première sorte étaient amenés au contact l’un de l’autre, c’est-à-dire comme si cette capacité était devenue infinie.
- Je ne pousserai pas jusqu’au bout cette discussion dont on a maintenant tous les éléments ; on opérerait avec les valeurs asymptotiques ainsi trouvées comme on a fait dans le cas d’une ligne indéfinie.
- (.à suivre.
- H. Poincaré.
- LES MOTEURS THERMIQUES
- Depuis une dizaine d’années, la machine à vapeur à piston est très concurrencée.
- D’une part, les turbines à vapeur apportent une solution plus élégante. Le rendement théorique est supérieur, l’encombrement réduit et la dépense d’installation moindre. D’autre part, les moteurs à combustion interne, à gaz, à pétrole, d’abord uniquement réservés aux petites puissances, gênés dans leur développement par la nécessité d’employer des combustibles spéciaux et onéreux, poursuivent maintenant avec succès leur évolution, en passant par des phases semblables à celles que les machines à vapeur ont traversées, et beaucoup plus rapidement parce que la voie est tracée. Ils ont la réputation de donner une sérieuse économie de calories, mais d’être d’un établissement et d’un entretien plus onéreux.
- Enfin, à la turbine à vapeur, s’opposera bientôt la turbine à gaz et à pétrole dont l’étude est déjà avancée, sur laquelle des essais ont été faits. Une turbine semblable de 5oo chevaux est actuellement en construction.
- Pour l’installation de stations centrales, le choix du moteur semble actuellement fort difficile.
- Evidemment la machine à vapeur à piston offre toute garantie de fonctionnement, mais le prix de revient de la force motrice a une importance de plus en plus grande, au fur et à mesure surtout que les conditions économiques se modifient et que la force motrice se vend meilleur marché.
- Doit-on penser que la supériorité du rendement des moteurs à gaz est telle que, dès que la construction de ceux-ci arrive à se parfaire et que les générateurs de gaz, bien en retard jusqu’ici par rapport aux générateurs de vapeur, sont étudiés rationnellement et établis dans d’excellentes conditions, la machine à vapeur doit graduellement disparaître devant le moteur à combustion interne ?
- Doit-on, au contraire, estimer qu’il y a là deux types de machines dont aucun n’est, a priori, supérieur à l’autre, qui tous deux doivent se perfectionner, se transformer, profiter l’un des écoles de l’autre, se partager continuellement les applications ?
- Peut-on même, en escomptant hardiment l’avenir, prévoir que ces deux types de machines se rapprocheront l’un de l’autre de plus en plus, tendant vers un ou plusieurs types communs ?
- C’est ce que je voudrais examiner avec toute la prudence' et la réserve que comporte un tel problème.
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- Je chercherai d’abord, dans ce premier article, à comparer ces machines au point de vue théorique.
- Les lois de la thermo-dynamique ne se prêtent pas très facilement à cette comparaison.
- On a songé à examiner la valeur des cycles de Carnot correspondants aux transformations des fluides, vapeur et gaz, pendant la production de la force motrice.
- Cette comparaison de la valeur de deux cycles ne signifie par elle-même pas grand’chose parce que chacun donne le maximum du rendement que l’une des deux machines peut obtenir; ce maximum s’écarte très considérablement du rendement réel et, dans ces conditions-là, on est fort peu renseigné sur la valeur relative des deux rendements.
- Je n’en parlerais pas, si ce raisonnement n’avait été soutenu par la plupart de ceux qui se sont occupés de moteurs à gaz, car il ne tient pas compte des lois élémentaires de la thermo-dynamique.
- On a d’ailleurs toujours abusé de l’emploi de la loi de Carnot.
- Evidemment cette loi çst l’une des plus importantes de la physique mathématique, mais on doit toujours bien examiner, avant de s’en servir, si les transformations auxquelles on l’applique rentrent dans la définition, c’est-à-dire s’il s’agit d’un cycle fermé et réversible.
- En outre, la loi de Carnot appelle des réserves. La démonstration repose sur un lemne qui n’est pas évident et les conséquences de la loi n’ont pu être vérifiées que d’une façon approximative.
- Cependant la loi de Carnot, sans être indispensable, facilite beaucoup la théorie des machines à vapeur.
- Celle-ci a été remarquablement développée et l’examen de cycles encadrant les transformations successives de la vapeur peut rendre des services très considérables en montrant, non seulement quelles sont les limites supérieures que le rendement peut atteindre, mais dans quelle voie les transformations et perfectionnements peuvent être recherchés dans les conditions que les difficultés mêmes de la construction imposent aux inventeurs.
- Pour les moteurs à gaz, au contraire, rien de semblable ne peut être considéré.
- Les gaz sont expulsés du moteur dans un état bien différent de celui où ils sont admis, les opérations qui se sont produites sont irréversibles et, non seulement l’équation de Carnot est inapplicable, mais elle est fausse, puisque ces transformations donnent, à la valeur totale de l’intégrale de Clausius, une valeur négative différente de zéro.
- Cette première raison suffirait à montrer l’inanité des comparaisons faites entre les deux machines au moyen de la valeur des cycles de Carnot.
- Il y en a une autre, très grave aussi, que j’ai déjà signalée, mais que je rappelle, c’est que, si, à mon sens, on fait abus de l’emploi de la loi de Carnot dans le cas où les cycles ne sont ni fermés ni réversibles, on emploie encore à tort celle-ci, pour les température élevées.
- Le procédé est très séduisant. Il est tout à l’avantage des moteurs à gaz où les tempéra tures supérieures semblent très élevées.
- En effet, en thermodynamique, la définition de la température est basée sur la loi de Carnot, c’est-à-dire qu’une température de 5oo°, par exemple, doit être déterminée par cela même qu’un corps, évoluant rigoureusement suivant un cycle de Carnot ayant cette température comme isotherme supérieure, donne un travail en rapport avec la chaleur dépensée suivant la loi établie par l’équation de Carnot et calculée pour 5oo°.
- En pratique, on a évalué les températures par un autre procédé, en considérant la dilatation des gaz parfaits. On a vérifié approximativement la loi de Carnot à des tempéra-
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- tares moyennes, ce qui permet d’admettre que la dilatation est constante, ou à peu près, jusqu’aux environs de aoo°.
- Evidemment, il n’y a rien de bien hardi à admettre que les températures, ainsi évaluées, ne se différencient pas sensiblement de la température théorique jusqu’à 3oo°, par exemple.
- Au delà, l’incertitude commence.
- Si on avait basé la température sur la constance, par exemple, du pouvoir calorifique, la même vérification se serait produite. Mais, aux températures élevées, les pouvoirs calorifiques se modifient suivant une loi différente de celle de la dilatation des gaz parfaits.
- Il n’est pas certain que la température théorique soit d’accord avec les variations de la dilatation plutôt qu’avec celles des pouvoirs calorifiques ou, pour parler d’une façon plus rigoureuse, que la dilatation soit une équation du premier degré de la température. Aussi lorsque l’on évalue à i ooo, i ooo, 2 ooo°, la température d’explosion des gaz dans un moteur à gaz, on fait une évaluation de convention. Mais, si l’on veut appliquer ces chiffres à une équation de Carnot, on fait un cercle vicieux, puisque la vérification seule de la loi de Carnot à la température d’explosion du gaz permettrait d’évaluer celle-ci.
- Il n’y a rien d’extraordinaire à estimer que cette température-là pourrait s’écarter très considérablement de l’évaluation actuelle. Aussi les calculs que l’on présente dans certains ouvrages comme donnant le rendement théorique des divers moteurs à gaz sont dénués de toute valeur.
- Si je crois devoir mettre en garde contre les procédés sommaires qui ont servi à la comparaison des moteurs à gaz et des machines à vapeur, j’estime cependant que la théorie peut nous renseigner et nous permettre d’éclaircir le problème.
- Nous pouvons examiner les conditions qui améliorent le rendement des deux machines, les déchets qui sont inhérents à chacune.
- Il y a certainement de grandes analogies entre les deux séries de transformations que subissent l’eau et la vapeur dans les machines à vapeur et les gaz dans les moteurs à gaz.
- Dans les deux cas, les fluides doivent d’abord être comprimés et ce travail doit être emprunté à une source extérieure au fluide lui-même.
- La fourniture de la chaleur se fait dans des conditions différentes à pression constante pour la machine à vapeur, à volume relativement constant, ou à température sensiblement constante, ou même sous pression constante dans les moteurs à gaz, à piétrole, ceux du type Diesel ou les moteurs à air chaud, mais il n’y a pas là de différence bien essentielle au point de vue théorique.
- La détente se rapproche autant que possible de l’adiabatique dans les deux cas, mais elle est beaucoup plus prolongée dans les machines à vapeur où elle peut être continuée jusqu’à la température atmosphérique, très au-dessous de la pression atmosphérique, ce qui importe surtout dans les turbines et donne un g'rand avantage à la turbine à vapeur sur la turbine à gaz.
- Pour une même compression, il faut aussi infiniment moins de travail dans la machine à vapeur, où le fluide est introduit dans le corps de la chaudière sous forme liquide, que pour le moteur à gaz où les gaz, sont comprimés et réchauffés pendant la compression.
- La machine à vapeur présente, à ce point de vue, une supériorité très considérable et l’échec des moteurs à air chaud ne vient que de la difficulté de la compression. C’est cette même infériorité qui a, tout au moins provisoirement, fait abandonner les moteurs à gaz à deux temps à compression préalable qui présentaient tant d’avantages sur les moteurs à quatre temps ; ils pouvaient se prêter au renversement de marche, être moins encombrants.
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- Il est évident que le moteur à gaz restitue le travail fourni par la compression, mais, si ce travail est, 'par exemple, le tiers du travail total, il se trouve être la moitié du travail qui reste disponible à l’arbre du moteur et cette proportion peut encore être considérablement augmentée par le déchet organique du moteur et de la pompe de compression.
- Au contraire, le moteur à gaz est très supérieur à la machine à vapeur pendant la période de l’explosion et pendant la première partie de la détente, c’est-à-dire pendant la période où la chaleur est fournie au fluide.
- Il est évident que la chaleur est employée soit à faire du travail, soit à modifier l’état du fluide.
- Pendant la détente, si celle-ci se rapproche de l’adiabatique, le travail est fourni par la modification en sens contraire de l’état du fluide, mais celui-ci ne peut pas revenir ainsi à son état initial et c’est ce qui constitue le principe même de la loi de Carnot.
- L’abaissement de la température peut être total dans les machines à vapeur, mais la vapeur conserve sa chaleur latente de volatilisation qui constitue malheureusement une grande partie de la chaleur fournie au générateur. En outre, la vapeur est distendue et ne peut être amenée à la température atmosphérique qu’à une pression inférieure. Elle contient, par cela même, une quantité de chaleur plus grande que celle qu’elle possédait dans l’état initial, chaleur qui, aussi, sera nécessairement perdue au condenseur. Avec l’échappement libre, le déchet est bien plus grand encore.
- Dans les moteurs à gaz, la détente ne peut être poussée que jusqu’à la pression atmosphérique et, dans les moteurs habituels, que jusqu’au volume initial. Par conséquent les gaz brûlés s’échappent à une température très élevée et généralement vers 2 kgr de pression.
- C’est le déchet spécial aux moteurs à gaz.
- Abstraction faite de la perte aux parois, ce déchet varie comme la température d’échappement des gaz et celle-ci est d’autant plus basse que la compression et la température de combustion ont été plus élevées, l’expérience le prouve et on peut l’établir par la théorie. On n’est donc limité, semble-t-il, que par l’élévation de la température moyenne. Mais je n’imagine pas que celle-ci puisse dépasser facilement une limite encore assez restreinte. Car l’air et le gaz sont introduits froids et on ne doit pas atteindre, dans l’intérieur d’un moteur, les températures des fours Martin où Pair et le gaz sont introduits chauds. Le refroidissement des parois joue encore un très grand rôle, car il faut considérer, non une température spéciale, mais la température moyenne, très inférieure à celle dont on parle généralement.
- Donc la supériorité du rendement des moteurs à gaz provient, d’une part, de ce que la température est plus élevée pendant l’explosion et la première partie de la détente dans les moteurs à gaz que dans les machines à vapeur, d’autre part, de ce que la vapeur entraîne avec elle et rejette au condenseur, en pure perte, toute sa chaleur de volatilisation.
- Il faut encore signaler l’influence des générateurs, tout à l’avantage des moteurs à gaz, car il ne semble pas que jamais une chaudière qui chauffe indirectement n’aura le rendement d’un gazogène.
- Il y a, là, une infériorité, pour la machine à vapeur, qui s’accentuera d’autant plus que les gazogènes sont encore très éloignés de la perfection et n’ont pas été étudiés avec autant de soin que les chaudières.
- Cependant la machine à vapeur reste supérieure aux moteurs à gaz, au point de vue du travail nécessaire à la compression et de l’allongement de la détente.
- Il ne semble pas que les moteurs à gaz, en se perfectionnant, puissent acquérir ces
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- deux derniers avantages, à moins d’imaginer que les fluides puissent être introduits à l’état liquide et être condensés après l’explosion, ce qui semble, dans l’état actuel, irréalisable.
- Est-il bien certain que, de même, les causes d’infériorité de la machine à vapeur soient sans remède ?
- Déjà la surchauffe a amélioré le rendement. C’est, au moins en théorie, dans des conditions très modestes. On a fait, à l’appui de la thèse contraire, un emploi ridicule de la loi de Carnot et il ne faut pas oublier que la surchauffe ne permet de mieux utiliser que la partie de la chaleur qui est employée précisément à surchauffer la vapeur, c’est-à-dire une très faible partie, la dixième environ, de la chaleur totale.
- Cependant on peut remarquer que, dans ces conditions, la vapeur surchauffée est déjà employée presque aussi avantageusement que les gaz.
- La température à laquelle elle est portée est bien inférieure à celle des gaz explosés, c’est vrai. Mais, en général, la pression à laquelle elle agit est supérieure à la compression préalable des gaz. Ce qui peut faire compensation.
- Il n’y a donc à considérer réellement que le déchet causé par la chaleur latente de volatilisation de la vapeur.
- Cette chaleur, pour i kgr d’eau, est constante. Le déchet diminue donc proportionnellement au travail produit par i kgr de vapeur et il est évident que celui-ci est d’autant plus grand que la pression initiale est plus élevée et croît, proportionnellement à la température absolue de la volatilisation, pour le travail même de l’expansion et, dans le même sens, pendant la détente.
- Il suffirait donc, pour que la machine à vapeur ait un rendement égal à celui des moteurs à gaz, que la vapeur soit formée à une température beaucoup plus élevée que celle actuellement employée.
- Il ne serait pas nécessaire que cette température atteigne celle de l’explosion des gaz, d’abord à cause de la supériorité de la pression et ensuite parce que la machine à vapeur présente d’autres avantages.
- Dans l’état actuel de l’industrie, il semble difficile de faire la vaporisation sous des pressions considérables et il faudrait modifier complètement le type actuel des chaudières, mais il n’y a rien là d’impossible. On peut s’attendre à de semblables perfectionnements. On voit bien aujourd’hui des turbines tourner à 20000 tours quand il n’y a pas longtemps, une vitesse de aoo tours semblait pratiquement irréalisable.
- En résumé, on doit penser que, théoriquement, les machines à vapeur et les moteurs à gaz présentent des différences qui donnent, à chacun, des avantages particuliers, qu’actuel-lement le rendement des moteurs à gaz est préférable, mais qu’aucune des deux machines n’a, vis-à-vis de l’autre, une supériorité essentielle, destinée à devenir définitive avec le perfectionnement de la construction.
- .J’examinerai, dans un deuxième article, si la pratique vérifie ces conclusions.
- Jules Déschamps.
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- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- THÉORIES ET GÉNÉRALITÉS
- Indications pour la production des courants à haute fréquence et de leurs phénomènes. Northrupp et Woods. Electrical Review. (N. Y.), t, XL1V, nos 12 et i3.
- Les auteurs résument dans cet article le résultat de leurs expériences sur les courants de haute fréquence qu’ils ont étudié à un point de vue purement expérimental ; ce point de vue constitue, selon eux, le principal attrait d’une semblable étude, en ce que la théorie des phénomènes n’existe pas, pour ainsi dire, et qu’il est, par suite, impossible de prévoir comment ils se modifieront avec les diverses conditions. Les auteurs, quoiqu’ils aient expérimenté un grand nombre de dispositifs, ne décrivent que ceuxr qui leur ont donné les meilleurs résultats. Ils obtiennent les courants à haute fréquence au moyen de la décharge oscillante de condensateurs. Un premier fait ressort de ces recherches, c’est que, pour obtenir le maximum de puissance et de régularité des décharges, il n’est pas nécessaire de recourir au soufflage magnétique ou à un autre procédé de rupture de l’arc qui tend à se former avec des dispositifs défectueux. On obtient d’excellents résultats en prenant comme source d’énergie un appareil à force électromotrice continue ou alternative de 55 à iio volts et donnant environ 120 pulsations à la seconde. Dans le circuit de la source, on place (fig. 1) une impédance variable avec le moins de résistance possible et pouvant supporter de 25 à 3o ampères. Cette impédance sera constituée par un enroulement de gros fil autour d’un noyau de fils de fer, de 3o cm de longueur et d’un diamètre de 5 à y,5 cm; l’impédance sera modifiée en faisant varier le nombre de spires en circuit. Dans ce même circuit, on insère un transformateur de 110 à 10000 ou i5 000 volts, à circuit magnétique fermé et donnant au moins 0,2 ampères au secondaire. Le circuit a haute tension du transformateur est en série avec un condensateur et une bobine d’induction à haute fréquence. Un excitateur double est disposé comme l’indique la figure sur le
- circuit du condensateur. Tous ces appareils doivent être minutieusement isolés.
- Le rôle de l’impédance variable est, comme on s’en rend compte aisément, d’empêcher un afflux de courant intense dans le primaire (basse
- Jléchargre de 53
- Excitateur double
- “I O, 025mf.
- ^ Transformatem1 de 1.500 volts'
- 110 ou 55 volts alternatifs
- Fig. 1.
- tension) du transformateur, lors de la mise en court-circuit du secondaire par les étincelles du détonateur. Cet afflux de courant provoquerait un arc entre les électrodes et empêcherait le condensateur de se recharger. Au-dessous d’une certaine limite, la grandeur de l’impédance n’influe pas sur la distance explosive des électrodes, mais elle agit sur le nombre d’oscillations de la décharge à chaque période du courant de la source.
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- 2l8
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N° 32
- La répartition en deux parties des enroulements de la bobine à haute fréquence, et la mise à la terre du point commun (fi g. i) a pour but de protéger l’isolation entre les enroulements du transformateur de ioooo volts contre une décharge à haute fréquence, qui sans cette précaution, tendrait à la traverser quand une des électrodes a, b se trouve à la terre comme il arrive dans certaines expériences.
- Le primaire du transformateur de i5ooo volts est également groupé en deux parties que l’on peut mettre en série ou en parallèle, et,' de la sorte, opérer sur 110 ou 55 volts.
- Le détonateur a ses deux électrodes inférieures fixées dans une plaque de verre dont il est séparé par des rondelles et des douilles en amiante ; l’électrode supérieure est constituée par une plaque supportée par une tige filetée, qui se visse dans la partie supérieure de la boîte qui renferme le tout; on peut ainsi faire varier à volonté les distances explosives.
- Le condensateur est formé de plaques de verre recouvertes sur leurs deux laces d’une feuille de papier et séparées par des feuilles de laiton ou d’étain. Avec quarante plaques de 3 mm et de 25 sur 35 cm, on obtient environ 0,025 microfarad. Le diélectrique résiste parfaitement h une tension donnant une distance explosive de 25 mm dans l’air. Le condensateur est immergé dans l’huile.
- Le transformateur à haute fréquence est constitué par deux vases en verre sur lesquels on enroule extérieurement quatre ou cinq tours d’une bande de cuivre isolée ; les extrémités inférieures de la bande sont réunies à une borne, par l’intermédiaire de fils flexibles ; la borne est mise à la terre. Les vases sont remplis d’huile de paraffine ou de kérosène, et reçoivent l’enroulement à fil fin. Le support de ce dernier est formé de deux rondelles en bois dans lesquelles on pratique une douzaine de fentes radiales et on encastre dans ces rainures des lamelles en ébonite ; on enroule du fil fin recouvert de deux couches de soie, en qyant bien soin que les spires ne chevauchent jamais l’une sur l’autre. L’extrémité inférieure de ces enroulements est reliée à l’extrémité inférieure de l’enroulement à gros fil, par un petit trou pratiqué â la base des vases. L’extrémité supérieure est réunie à une borne fixée au centre d’un couvercle en ébonite qui surmonte le vase.
- Les deux bornes reçoivent les boules ou les pointes du détonateur.
- Avec un appareil construit d’après ces indications, le transformateur prenant environ 20 ampères à 110 volts et 120 périodes, il était possible d’amener à son plein éclat une lampe à incandescence de 16 bougies traversée par la décharge. En plaçant une dizaine de ces lampes en série, on obtenait presque l’éclat normal, mais, fait remarquable dont les auteurs renoncent à donner aucune explication, l’énergie consommée par l’appareil était inférieure à 'celle qu’absorberaient les 10 lampes avec du courant ordinaire.
- Les auteurs ont repris les diverses expériences de Tesla et d’autres opérateurs ; ils ont reconnu l’inocuité parfaite des courants passant d’une des électrodes au corps d’une personne isolée ; mais, en touchant les deux pôles, on reçoit des décharges dangereuses que les auteurs attribuent à des courants de basse fréquence.
- P.-L. C.
- %
- Sur l’impédance des lignes à Sis multiples. L’Elettricista i5 avril 1904. Bulletin de l’-Association des Ingénieurs-Electriciens de Montefiore.
- Dans cet article, l’auteur se propose de calculer la chute de tension dans chacun des n fils parallèles d’une ligne de transmission, parcourus par des courants alternatifs Ces
- courants sont supposés sinusoïdaux, la capacité négligeable et la perméabilité = 1. Soient 2/’2,.... 2/’n, les diamètres des fils, l la longueur de la ligne, f la fréquence des courants. On se propose de déterminer la chute de tension due h la variation du flux qui traverse chaque conducteur.
- Le flux N qui traverse le conducteur 1 se compose du flux Nj créé par le courant i, et du flux provenant des n— 1 autres conducteurs. On a
- N1 = N i-\- f B Jdx (1)
- Jri
- ou Bj désigne l’induction ; en appliquant la règle de Biot et Savart, et en supposant p. == 1, l’équation (1) devient
- Le flux créé par le conducteur 2 n’enveloppe
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- 2I9
- pas le conducteur i, parce que les lignes de force comprises dans le cercle qui a pour rayon la distance a entre les fils i et 2 restent extérieures au conducteur 1 et ne créent pas de force électromotrice induite. Le flux du conducteur 2 produisant de l’induction est donc
- Ne = / BJdx = i., I J a ' Ja
- xldx.
- Il en est de même des autres flux N3, N......
- Nn, de sorte que le flux total inductif est, pour le conducteur 1
- o,ldr
- 4- + X'a 4-........4- N» = ^ + fi / —1
- VT 1
- Mais on a évidemment
- J,
- xldx
- x
- +
- xldx
- X
- Chaque intégrale se décompose de la même façon de sorte que
- N = TSi 4- fi
- ildx
- x
- : + /-
- xldx
- 4
- xldx
- x
- 4-.......4 'ht — i
- + fii j
- d’où l’on tire,
- x . fa xldx
- .N_N, + Il J — +
- t/rl
- rb
- + (ù 4- 4 /
- va
- j:^i
- y
- ildx
- x
- ildx
- x
- Idx
- 4~ (fi 4* fi 4- î
- ,VIX
- ildx
- 4 • • • • 4 (fi 4- fi-
- 4~ 4 -1) /
- Vu
- xldx
- 4- (fi 4- fi 4-
- 4" 4
- >x
- xldx
- X
- Comme on a fi +fi4--..-4-4 = o, le dernier terme est nul.
- Cette formule montre que pour calculer le flux, produisant de l’induction sur un conducteur, tel que 1, il suffit de déterminer Nf et le flux produit par le courant fi du même fil pris a la distance a du conducteur le plus voisin ; puis on supposera que le courant de 1 est devenu fi-4 fi et on calculera le flux qui en résulte, de la distance a à la distance b où se trouvent respectivement les fils 2 et 3 ; ensuite, on admettra que le courant de x est devenu fi 4" fi+ fi 011 calculera le flux que ce courant fictif produit entre les distances Z» et cet ainsi de suite.
- Il est maintenant facile de démontrer que, en négligeant l’effet Kelvin, la force électromotrice induite sur le conducteur 1 est la même que
- celle que produit un flux extérieur et égal à-4 fifi,
- Le flux total dont les variations induiront une force électromotrice dans le fil 1 est donc
- — —— h^ xhj log —— 4 xl fi| —J— £o) log —j— .....
- 4 (fi 4~ fi 4~ • • • • + 4 — 1) log —— .
- Cette règle permettra donc de déterminer la disposition la plus avantageuse des fils.
- Par exemple, dans une ligne à deux conducteurs à courants monophasés, on peut remplacer l’un des fils par deux autres de section moitié et placés à égale distance de l’autre fil. Il est aisé de voir que la chute de tension dans ce second conducteur est exactement la moitié de celle obtenue avant la décomposition ; en outre, la force électromotrice d’induction dans chacun des deux fils composants est réduite au minimum, quand les trois fils sont dans le même plan.
- P.-L. C.
- La radio activité de l’atmosphère et du sol. L’Elettricista, i5 avril 1904.
- Les an-ciennes recherches d’Elster et Geitel avaient montré qu’il est possible d’exciter sur un conducteur électrique quelconque une radioactivité induite temporaire, en le maintenant quelque temps à l’air libre après l’avoir chargé
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- négativement. On admet, d’après Rutherford que cette radio-activité est due à l’émanation qui se développe au contact de l’air et qui a des propriétés semblables à celle d’un gaz dont les molécules sont chargées positivement. Cette charge positive a une tendance à se déposer sur tous les corps, particulièrement s’ils sont chargés négativement, en formant une couche radio-active. L’existence de cette émanation dans l’air ordinaire doit être attribuée à la désagrégation atomique des substances radio-actives telles que les sels de radium, substances dont Elster et Geitel ont démontré rabondance inattendue dans toute la croûte terrestre. L’absence de substances radio-actives dans l’air lui-même a été démontrée par ces même physiciens quand ils enfermaient 23 m3 d’air dans un récipient et constataient la déperdition complète de propriétés radio-actives après six semaines. D’autre part, l’hypothèse attribuant l’origine de la radioactivité aux substance du sol est confirmée par le fait de la plus grande activité de l’air dans les grottes et les cavernes. Les mêmes auteurs montrèrent qu’une dépression barométrique renforçait les propriétés radio-actives de l’air, et que ces propriétés étaient beaucoup plus faibles sur mer. Les recherches, d’abord contradictoires de Sella et Pochettino, Thomson et Himsteadt, et enfin de Geitel et Elster, démontrèrent finalement que la radio-activité excitée dans l’air au contact de l’eau, et surtout des eaux thermales, doit être attribuée à la solubilité de l’émanation, démontrée par Curie, cette émanation étant dissoute dans l’eau provenant des couches souterraines.
- Elster et Geitel se proposèrent ensuite de rechercher à quelles substances radio-actives doivent être attribuées l’émanation etleur conclusion, basée sur la loi de la variation de l’intensité de la radio-activité induite dans les sels de radium en fonction du temps, fut que la radioactivité de l’atmosphère est due à l’émanation des sels de radium qui se trouvent extrêmement répandus sur notre planète. Elster et Geitel de même que Nasini, Anderlini et Salvadori, démontrèrent enfin, comme il était à prévoir, la présence en proportions notables, de'l’hélium dans les dégagements gazeux au voisinage des volcans. P.-L. C.
- TRANSMISSION ET DISTRIBUTION
- Le calcul rationnel de réseaux de [distribution de courant. Müllendorf. Elektrotechnische Zeitschrift, 14 et 21 avril.
- Lorsqu’un point de consommation du courant C (fig. 1) peut être alimenté par une station centrale I ou par une station centrale II, on préfère le relier, pour réduire au minimum le volume des conducteurs, à la station centrale la plus proche. Mais s’il se trouve sur le chemin d’autres points de consommation, il est nécessaire de tenir compte des considérations qui suivent.
- Le tronçon de 1 à A (fig. 2) est, par hypo-
- I CN * U
- •--,----------1-------•
- 1 a c b n
- 20
- 1 20 jo c ici ir
- *20 30 1 20 •
- Fig. 1, 2 et 3.
- thèse, divisé par m points de consommation en m parties de longueur If If... l'm dans lesquelles les intensités de courant sont if if... i'm ampères. De même le tronçon II à B est divisé par n parties de longueurs Vf Vf Vf dans lesquelles les intensités de courant sont Vf Vf if. Si l’on ne tenait pas compte du point C, le minimum de canalisation pour le tronçon I à A serait
- l m '2
- ' 1
- et le minimum de canalisation pour le tronçon II à B
- où
- e désigne la chute de tension et C une constante qui dépend du système et des matériaux employés. Si i est la consommation de courant
- (*) Voir Müllendorf. Problèmes d'électrotechnique avec leurs solutions.
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- 22 I
- au point C et si
- Al = l'0 BC — 1"$
- on a en reliant C à A le volume total
- ' m ! n —
- [ o : . 1 _
- et, en reliant C à B
- m \ 2 / n \ 2 —
- + ) Y,(,"v/?+7;')(
- i 1 V o
- où dans les sommes, il faut poser i0 = o.
- On reliera donc le point de consommation C au tronçon I A ou au tronçon II B, suivant que V est plus petit ou plus grand que V2.
- Le calcul se simplifie dans le cas où l’on ne cherche pas à graduer la section. Pour une section constante, on a, en désignant par 1/ et L" les longueurs I — A et II — B :
- i i
- On obtient alors
- m
- vI=-î-(L' + r,) V j f(i + i’)j + V"
- n
- V, = -f (L,,+f'.i V (f (i + i")) + V'
- 0
- En posant pour abréger :
- Y' = Y" = Y , L' + l'o = Dx (distance C — I)
- L" Z"0 — D2 (distance C — II)
- et les sommes, lorsque le point de consommation C n’existe pas,
- m n%
- 1 1
- il vient :
- V, = V + (M7'0 + i^2)
- Y2 = V + i-(MT0+iD22)
- Dans ce cas, on n’a pas à tenir compte de l’expression entre parenthèses si la charge au point de consommation C est
- . _ M'7’'0 — M7'0
- w-w
- Si par exemple dans la figure 3 les nombres soulignés représentent la consommation de courant des différents points, et les autres nombres les longueurs de canalisation, on a
- M7'0 r= 7 ooo , iD^ — 3a ooc,
- d’où
- M7'0 -|- iDp = 39 000.
- Par contre
- M'7"0 — 6000 , j’D22 = 3oooo
- et
- M'7"0 + il)22 = 56 000.
- On réunira donc le point de consommation C à la station centrale I. Dans ce cas, le volume de métal est
- Y, = . 64 000
- e
- alors que la jonction de C à II aurait conduit à un volume
- Y, = -A_ , 81 000. e
- Ce n’est que pour ^ ~ ampère que la
- jonction de C à II serait plus avantageuse.
- Si la charge ultérieure des tronçons I C et II C est inconnue, on sera forcé de se contenter d’alimenter chaque point de consommation par la station centrale la plus proche.
- Une telle disposition n’est pas admissible au cas où la jonction ne doit pas être faite directement aux stations centrales, mais aux points équipotentiels qui de leur côté sont alimentés par une station centrale. En effet, dans ce cas, le volume de cuivre ne dépend pas simplement des canalisations de jonction, mais aussi des feeders d’alimentation. Si D désigne la longueur d’un feeder d’alimentation et E la chute de tension dans ce feeder, L la longueur d’une ligne de distribution et e la chute de tension dans cette dernière, le volume de métal de la
- canalisation est donné par l’expression —-f-
- SIj
- L2
- e
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- Si donc l’on doit décider la jonction d’un point de consommation à n’importe quel point d’alimentation d’un réseau de distribution de courant, on doit former d’abord pour chaque point d’alimentation l’expression :
- - JB1 i J±L
- “Ë~ â“
- expression de la forme ----- et il suffit de diviser
- 1 e
- par 2 les intervalles trouvés pour arriver aux limites des rayons d’action naturels.
- Un exemple fera comprendre plus clairement ces considérations.
- Supposons que le réseau de distribution de la figure 4 soit alimenté de courant par 4 points
- et choisir la jonction au point d’alimentation pour lequel cette somme est minima. Comme cette expression critique est indépendante de l’intensité du courant, on peut de prime abord décider, d’après la place d’un point de consommation, à quel point d’alimentation il doit être relié. Il ne suffit pas de connaître le point d’alimentation, mais il faut aussi connaître l’emplacement de la station centrale.
- Il s’ensuit que le calcul rationnel d’un réseau de distribution de courant doit tenir compte de l’emplacement de la station centrale et que cet emplacement doit être déterminé d’après la connaissance des jonctions des points de consommation aux différents points d’alimentation. Mais une fois l’emplacement de la station centrale définitivement arrêté, on doit affecter à chaque point d’alimentation un rayon d’action tel que tous les points de consommation situés dans ce rayon d’action soient alimentés d’une façon plus rationnelle par le point d’alimentation en question que par tout autre. Dans ce but, il
- r D2 , L2 . .
- faut que 1 expression -|------— soit plus petite
- pour ce point que pour tout autre.
- Pour déterminer les limites de rayon d’action, on doit former pour tous les points d’ali-
- D2
- mentation l’expression —g- . La plus grande de
- ces expressions correspondant au point d’alimentation le plus éloigné nous apprend combien nous pouvons ajouter à toutes les autres
- L2
- expressions sous forme d’un terme —— avant
- que cette plus grande valeur soit atteinte ou, comme e est connu, quels rayons L peuvent être attribués comme rayons d’actions provisoires aux différents points d’alimentation avant que l’on ait à considérer une jonction au point d’alimentation le plus éloigné. C’est ce que nous nommons les rayons d’action présumés. Pour les points de consommation inclus dans ces limites, il faut encore considérer une
- Fig. 4.
- I, II, III, IV. Représentons par des croix X les iy points de consommation. Supposons que les différents tronçons aient chacun ioo m de longueur. Soient D4 = 900 m, D2 '= 5oo m, D3 = 3oo m, D4 = 1 000 m les longueurs de canalisation entre chacun des points d’alimentation et la station centrale. Soit E= 10 volts la chute de tension dans les feeders d’alimentation et e=i volt la chute de tension maxima dans les lignes de distribution. O11 a :
- 36 000 D2.
- —^ = 100 000.
- D 2
- En formant les différences avec la valeur
- D 2
- maxima ...—— , on obtient pour le calcul du rayon
- d’action présumé les expressions
- L2 L>2 , W L2,
- —— ~ iq 000 —r—- = 73 000 —— = 64 OOO --------- rr o,
- E J E h e
- et pour les rayons d’action présumés eux-mêmes
- L4 — y/19 000 = i38 m L2 = y/75 000 m 274 m L3 = y/64 000 — 253 m L4 — o.
- Ces rayons d’action sont limités sur la fiugre 4 par des doubles traits ( || }. En divisant par 2 les segments qui restent disponibles, on obtient
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- finalement les 4 champs d’action naturels limités par des lignes pointillées. On voit que sur les iy points de consommation 4 doivent être alimentés par le point I, y par le point II, 5 par le point III et i par le point IV, si l’on veut réduire le poids de cuivre au minimum.
- Si l’on déplace la station centrale, les champs d’action varient naturellement. Une modification de la chute de tension dans les feeders d’alimentation et dans le réseau de distribution est sans influence sur le champ d’action naturel dans le cas où le rapport des deux chutes de
- tension —y reste invariable. Un point d’alimentation dans le champ d’action duquel il n’y a pas de point de consommation perd naturellement sa raison d’être.
- Le minimum de cuivre absolu serait obtenu si chaque point d’alimentation était relié directement à tous les points de consommation inclus dans son rayon d’action naturel avec la chute de tension maxima permise. Mais ce mode de jonction ne peut être avantageux en pratique que dans très peu de cas, et il faut généralement y renoncer. Pour pouvoir réduire dans les canalisations ordinaires le poids de cuivre au minimum auquel conduit la considération des champs d’action, il est nécessaire de connaître la consommation de courant aux points de consommation. Cette consommation de courant est indiquée en ampères sur la figure y.
- On peut calculer la section de chaque tronçon correspondante au minimum de cuivre en employant la méthode des longueurs fictives de canalisation, ou bien on se donne de prime abord, au moins pour les tronçons non ramifiés, une section constante et on s’approche du minimum en observant que la section du tronc commun doit être égale à la somme des sections des dérivations. Il suffit, au lieu d’employer la longueur fictive, d’employer la méthode plus simple des moments de courant.
- Considérons la figure oa dans laquelle les chiffres placés contre les segments indiquent les indices des longueurs l des intensités de courant i et des sections q. La méthode des longueurs fictives est la suivante : on forme les expressions
- À, = v/W + *Y"ia, U = t/iYY + *w,
- \ + ^i)2 H" 4(4 +^a)2-
- On a alors :
- te = te
- ?i = te
- .7 3 = te
- te =
- 4 (4 + ^1)
- i'A h U
- i'J'z
- i-X
- h (4 +• ^0)
- _________4 (4 + ^2)
- 72 ------ Y0 ;
- fV'fi
- V i = te
- <1 2 = te
- l0,l0 i" 1"
- * 3 2
- 4^a
- Dans la méthode des moments de courant, on forme les expressions suivantes :
- u, = i\l\ + ï\l'\ te = 'Va + *V"s te = 44 + te + 44 + te-
- On a ensuite
- „ _ loh + te
- Vo — — ~
- = te - h h ~r te te te = 7o
- , i 2 II
- 7 1 —
- <7 4 = i 2/ 9 c! "2 te
- te a te
- hh d~ te
- te
- i\l"
- te
- i'Vh
- te
- En faisant ces calculs, on trouve pour les canalisations les sections indiquées par les chiffres soulignés figure 5. Si l’on se représente la section prolongée non pas jusqu’à la limite d’action mais seulement jusqu’au dernier
- £ ZO 30 10 JT
- L 10
- Fig. 5 et 5 a.
- point de consommation, on obtient comme volume de cuivre pour le réseau de distribution :
- 100 x 16,7-= 1,670 cm3.
- 100 x 33,3 — 3,33o —
- 100 x 5o = 5 000 —-
- 100 x 100 = 10000 —
- 3oo x 200 = 60 000
- 1 000 x 4oo = 400 000 —
- Total. . . 510 dcm3
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- * L’ECLAIRAGE ELECTRIQUE
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- 224
- Les charges des points d'alimentation étant les suivantes :
- 1........................ 90 amp.
- II.........................i9° —
- III ...................... 120 —
- IV ....................... 3o —
- on trouve pour les feeders d’alimentation les sections :
- Di......................... 135 mm2
- D2.......................... i58 —
- D3.......................... 120 —
- D,(.......................... 5o —
- et le volume de cuivre
- 900 x 135 = 121 5oo cm3 5oo x io8 = 79000 —
- 600x120= 72000 —
- 1 000 x 5o = 5o 000 —
- Total. . . 322 dcm3.
- Le minimum de cuivre dans le cas le plus favorable atteint donc
- 510 dcm3 pour le réseau de distribution 322,5 — les feeders d’alimentation
- Total. . 832,5 dcm3 soit 7,5 tonnes environ.
- On s’approche d’autant plus du minimum calculé que les sections réellement choisies s’approchent plus des sections calculées et que par suite, la véritable répartition du courant se rapproche plus des champs d’action naturels.
- La plus ou moins grande concordance entre la section calculée et la section naturelle est un excellent critérium de l’opportunité du choix des points d’alimentation et, s’il est avantageux d’avoir un grand nombre de points d’alimentation, cet avantage devient illusoire lorsque, par suite de l’adoption de sections disproportionnées, des points d’alimentation fournissent du courant en dehors de leur rayon d’action.
- La disposition de la figure 7 avec 7 sections ne semble pas désavantageuse ; cependant le très faible rayon d’action du point d’alimentation 4? avec la charge naturelle très faible de 3o ampères, conduit à réunir ensemble I et IV en un point de consommation de 60 ampères.
- On obtient ainsi le réseau. de la figure 6. Les longueurs des feeders d’alimentation sont
- maintenant
- Da — 700 mm D2 —5oo m IJ3 = 600 m
- et les rayons d’action présumés
- Lt — o m L2 rr 155 m L3 = 11.4 m.
- On en déduit les champs d’action naturels limités par les lignes pointillées et les sections indiquées par les chiffres soulignés.
- On obtient, il est vrai, 8 sections différentes, mais elles s’écartent peu les unes des autres. Le minimum de cuivre atteint dans ce dispositif
- dans le réseau de distribution. 3o2,47 dcm3 dans les feeders d’alimentation. 293,90 —
- Soit au total. . . . 596,37 dcm3 soit 5,4 t.
- soit 5,4 tours
- Cette disposition des points d’alimentation est donc beaucoup plus avantageuse que la précédente.
- Les charges des points d’alimentation sont dans ce cas
- 1.........................220 amp.
- II......................... 120 —
- III......................... 90 -
- Total.............43o amp.
- Les sections des feeders d’alimentation sont par
- Q3.....................' 257 mm2
- Q2.....................100 —
- Qs..................... 90 -
- Lorsque les points d’alimentation II et III n’ont pas à envoyer du courant dans une jonction extérieure au réseau dessiné dans la figure 6, on peut reprocher au dispositif décrit que ces deux points d’alimentation se trouvent à la limite de leur champ d’action quoiqu’ils soient avantageusement placés là, près de la station centrale. Sans doute ce serait une erreur de croire que le point d’alimentation doit être au centre de gravité de son champ d’action (en considérant comme masse la consommation de courant), car on ne tient pas compte alors du feeder d’alimentation. On peut tenir compte du centre de gravité du système ; cette considération conduirait à la réduction des points d’alimentation au point unique I de le figure 7, dans laquelle les sections obtenues sont indiquées par
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- des nombres soulignés. La section des leeders d’alimentation atteint 302 mm2.
- Comme minimum de cuivre on obtient :
- dans le réseau de
- distribution. . . 4‘2°,3 dcm3
- dans les feeders
- d’alimentation. . 35i,4 —
- Au total. . . 771.7 dcm3 soit 6,9 tonnes environ.
- La situation est donc devenue plus mauvaise quoiqu’elle soit encore meilleure que dans la figure 7.
- -10
- 60 ZO
- -30
- Fig. 6 et 7.
- Une fois le choix des points d’alimentation bien établi, opération très simple pour laquelle comme nous l’avons vu, il est inutile de connaître la vraie répartition du courant et la section définitive, il est nécessaire de déterminer définitivement cette répartition de courantpour une section correspondante.
- Quoique, malgré rexistence de dérivations, on soit conduit h des équations ne dépassant pas le premier degré, il est nécessaire d’évaluer les sections. Naturellement, il est inutile de se donner des sections déterminées, et il sulïit de connaître les rapports des sections entre elles. On n’a pas besoin pour cela d’un calcul particulier et l’on trouve tous les éléments nécessaires dans le calcul précédent des points d’alimentation. De même on voit immédiatement quelles canalisations doivent être considérées comme chemins principaux du courant.
- Lorsque les rapports entre les sections sont connus dans chaque partie individuelle du réseau, la répartition du courant est déterminée et peut être calculée d’après n’importe quelle méthode, par exemple par la méthode de superposition.
- Mais le double calcul qu’entraîne cette méthode, même après la détermination des sec-
- tions, n’est pas nécessaire. On peut arriver beaucoup plus directement au calcul de la répartition de courant dans chaque réseau en opérant comme l’indique l’exemple illustré par la figure 8. Les lieux de consommation sont supposés aux points d’intersection et les consommations de courant sont représentés par rq, b1, /q, Z>3, b,t. Les longueurs des lignes individuelles sont indiquées entre parenthèses.
- Les rapports des sections sont :
- K'x pour le tronçon L'x K”, » L"x, elc.
- Nous admettons une répartition de courant absolument arbitraire figurée par les flèches et nous introduisons comme inconnues les intensités de courant aux extrémités des lignes. Nous évaluons alors les pertes de tension aux extrémités des conducteurs et nous exprimons que ces pertes doivent être nulles en chaque point d’alimentation, et constantes en chacun des autres points. En posant pour abréger = l et
- en désignant par C une constante indéterminée on trouve le système d’équations linéaires suivant :
- U üh + + ji) + — 0
- f 2 {t>i + + J2) + 1"% oc.2 = O
- ^3 (*3 H- ,r3 + fs) + — 0
- U (/q -f- .r . -|-J*) + ï'i — 0 /'1 (/q -f- xY + jd + l"\yl = G
- (h -f <r2 + y2) + ^2 y 2 — g Q (^3 + ^3 d~ J3) + l"'3J3 ^ G Q(/q + .r,+j,) +/'",rl = C u + j-2-Kr3+:>'.', = «
- Il est commode d’introduire au lieu de l la valeur réciproque ). = -y- = —— : on obtient après un calcul simple
- xt = — V'i
- x±
- GÀ'b + ê,
- X'i + X'^ + X'Q GX"', + b,
- À'o + X"2 -|- X'"2
- x.,
- Ji
- y-i
- n C/.'". ! + bi
- " 3 \ 3 + X "3 + >"'3
- n GX'", , + &*
- 4 À \ + X b + X'b
- c (X ' , -f- X '\)-h
- à 1 + X"i + X''\
- c (X '2 + x '*)-**
- y + x"2 + X'"»
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-
-
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
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- r22()
- g Q'-s + X”3) — 4
- X'3 -f- X'g + X"'g C ()/, + a"4) - /,, X'4 + X"4 + X'"4
- où C est déterminé par l’équation :
- C À
- X’i -f- X''t _j_ y„_____________ X.'2 -f- À"2
- 1 x4 + X"i + X'4
- X'2 + )."2+X'"2
- + X'"3
- X':) + X”.( , - X'4 -f- X"4
- X'3 + X"3 + X"
- + V
- X'4 -1- X"4 -f X'"4
- X'" >
- = a + K +ftiT7
- X'i X"j + X"'t 1 2 X'2 -f- X"2 -j- X'"2
- 7'" 7"
- + h "v—r 1- 3 I in,------h l>\ -v
- ^3 + X"3 -f- X'
- X'4 + X"4 + X" 4 '
- La répartition de courant est déterminée et on trouve pour les intensités circulant dans les <louze tronçons les valeurs :
- •/____y CX"' -f~ &i__________
- 11 X'i +1\ + X"4 CX'"2 + b2
- ï-2 = X'i *'3 = X's
- è, =r X\
- X'2 + X"2+X'"2 Cff3 + Xftt /'s + X"3 + X'"g CX'"4 + b.
- i" — )/' ____________
- 1 L ----- ' I V
- ’ X'.v + X", -f- >."4
- cx/4-f ^1
- i'", = X"9
- ^1 + X"i + X'"!
- cx'"2 +t,2 2 >4 + X4 + X'"2 CX'"S + A,
- ' :l ~ A 3 X'g = X"8 + X'"g
- I, ___ 4 „ CX4, -j- fr.;
- 1 4 ~ * X'i + X'^ + X'"*
- ;»// __ V» G p-’i + X"d — bi
- 1 X'j -f- X", + X'4
- ;w V» G (X'2 -f- X"2) b.2
- 3~ ' 2 X'2 + X"a + X'"a
- :>n yn G (X'a -h X,fg) />3
- 3“ 3 X'3 + X"g + X'"3
- G (X/v-X"4)-ft4
- 4 4 x'4 + x"+x"'4 •
- Pour le calcul des sections, il suffit de calculer «ne seule section au point de vue de la chute de tension maxima et de déduire avec l’aide des rapports K les différentes autres sections. Finalement il faut encore calculer le volume de cuivre et le comparer au minimum auquel on peut atteindre.
- L’application de cette méthode à des réseaux
- compliqués est facile. On profite de ce que la détermination des chemins suivis par le courant est arbitraire pour simplifier autant que possible le calcul, ou bien pour le rendre symétrique comme dans la figure 9. Pour le même réseau on peut, si le point d’alimentation est placé au centre de gravité, admettre que la marche du
- I (4) f* (L'D a: ~ TT
- • K) (L'D 4 Ip'ï) 4
- (4) **
- 6 /CL (L"')
- yh (*-•) y? Vz Kïr 14) ( (L'd
- y 04) 4
- IV * b. ni . iv-*-" m
- 3 363 7à
- Fig. 8 et 9.
- courant est celle de la figure 10. Si l’on se propose de calculer le réseau pour plusieurs dispositions différentes des points d’alimentation, on pourra admettre a priori une répartition de courant telle que dans le premier calcul les chemins suivis par le courant s’arrêtent aux points choisis comme points d’alimentation dans le second calcul.
- Fig. 10 et 11.
- Il suffira alors, pour le second cas, d’annuler la constante dans le système d’équations obtenus en premier lieu.
- Nous allons montrer l’application pratique de la méthode dans quelques exemples.
- 1. Supposons que dans la figure y toutes les sections soient égales. Représentons figure 11 les chemins suivis par hypothèse par les courants : nous obtenons le système d’équations ;
- —|— ‘àoc.y -|— 65 -— o “*'3 + Va + io5 r= o
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- y3 4- + io5 = o
- Ji + 2-*T +95 = 0 ix^ “I” x.-) “j-- C
- 3a>3 4 Ji 4 9^ — c 2 y 3 4j.t 4 115 = c 2Ji 4 * * 4 9° = c * 1 4 Ji 4 a34 y 3 = 60.
- qce
- C est introduit ici pour la constante
- q désigne la section; c la conductibilité spécifique (60) ; e la perte de tension au point d’intersection ; En additionnant les deux séries on obtient immédiatement :
- C = 67,5 xi — 23,33 x3 16,67 r3 = 3,33 yL = 16,67
- et
- 60,
- a-2 --- — 44,i7
- y.z = — 60,83 J\ = — 54,i7 x.t — — 53,83
- La répartition de courant est celle indiquée figure 12. On voit que le point d’intersection où
- II *9, te, , Z 9. H —H—— U-1* i 7 ôu.17 7/ i—g i —— r11
- 33,33 60 S S
- 20.8* 23,33 20.63
- 36.67 t 16.67 i6.67 36,67 \
- 26.83 **“ 1 “* 3.33 35.8*
- 55,83
- 33.33 *6.8*
- k 1 I ~ i
- ttr _ 1 <*b,Î7 iV 5(t.tZ 39 te sa. te JL I
- Fig. 12.
- la charge est 60 ampères est le seul point de chute de tension maxima, on doit donc avoir, si q est la section commune de tous les conducteurs :
- 200 C
- 7 = -------
- ce
- d’où, pour
- C = 67,5 , c = 60 , e—i,
- Comme charges aux poinls d’alimentation on obtient ;
- pour
- q — 22) 111 îm I la charge 110 amp.
- It — jo5 —
- lit — io5 —
- IV — 11 o —
- Total. . . 4 >o amp.
- lies sections des feeders sont donc :
- Qa — i65,o mm2 Q,= 87,5 —
- Q3 io5 —
- Q. = i83 —
- Le volume de cuivre atteint :
- Pour le réseau de distribution. . P ourles fee ders d’alimentation. .
- Total
- 54o dcm3
- 438.25 —
- 978.25 dcm2
- c’est-à-dire 1,18 fois le minimum possible.
- Considérons, comme plus conformes aux sections données figure y les rapports de sections indiqués figure i3.
- n
- rv
- m
- Fig. i3.
- Dans ce cas le système cl’équations est le suivant :
- 2.Xx -f- 3æ2 —|— I 2$ — O
- X3 4 2J2 4 I0^ — 0
- y3 4 3^+110 = 0
- 2Æ’.i 4 y.i 4 95 = °
- aaq + 2^2 + 125 = C 2*3 4 r-2 4 95 — C 2 y a 4 r.v + 115 = c
- ix,t + 4)'i + 180 = C
- 1 4 )i 4 J3 4 y.i — 6°
- ou
- c =
- __ qce
- 100
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- 228
- T. XL. — N° 32.
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- on déduit de ce système d’équations :
- C= 85,8g
- ay rr: 26,4 amp. rx = o,3 —
- •r3 = 28,9 —
- .r3 = 4,4 —
- Total . . 60 amp.
- x± —— 42,2 amp.
- r4 = — 47,6 —
- Tï — — 67,0 —
- v, — — 38,2 —
- Total. . 195 amp.
- De ces valeurs résulte la répartition de courant indiqué par la figure 14. Comme le point d’intersection du centre est encore le seul point de chute de tension maxima, il vient :
- 100 C /o 2
- qi — ------ — îqo mm%
- 2. Comme second exemple prenons la disposition de la figure 8 avec seulement 3 points d’alimentation, que nous avons trouvé plus avan-
- IV ;
- tageux que le dispositif avec 4 points d’alimentation. Les rapports des sections qui doit être pris pour base du calcul et auxquels conduisent les rayons d’action naturels des points d’alimentation sont indiqués figure i5.
- q2 rr 286 mm2.
- Le volume de cuivre du réseau de distribution est :
- 1 000 X x43 = i43 000 cm3 1 400 X 286 — 400 4oo cm3
- j total 543,4 dcm3
- Les charges et les sections des feeders d’alimentation sont les suivantes :
- I 106,9 smp 160 mm2
- II 109,2 — 91 —
- III 128,1 — 128 —
- IY 85,8 — i43 —
- 43o
- Le volume de cuivre dans les feeders d’alimentation est : 409,3 dcm3 et le volume total 952,7 dcm3.
- Cette disposition est donc plus avantageuse que la précédente et le poids de cuivre est à peine i,i5 fois le minimum possible.
- Il faut tenir compte que ce minimum a été établi sans envisager les connexions entre les différents rayons d’action.
- si r on ajoute ees connexions, en choisissant comme section la plus faible des deux sections limites, le minimum s’élève de 55 dcm3 et atteint 887,5 dcm3 ou en chiffres ronds 8 tonnes. Le volume de cuivre du réseau définitif avec deux sections seulement ne dépasse donc pas de 7,5 p. 100 ce minimum.
- i. ±
- « 1 8
- m Xt \
- Z 8_ I " \
- k
- ± -k.
- 975-75
- Fig. i5.
- Les sections doublement soulignées appartiennent à une portion du réseau qui ne contient que des lignes principales.
- On obtient pour le point d’intersection principal I les équations :
- xi + 10 = aCi
- x2 -f- 20 r= SCj
- ,T3 -j- 5 r= Cx
- X1 + X1 + X3 + 20
- 200
- en désignant par q1 l’unité de la section doublement soulignée. Il en résulte :
- C, = 5 x1 = o x.2 =Z 20 *3= O
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- 229
- Comme le point d’intersection I est un point de chute de tension maxima, on déduit de
- (li
- aooCj
- d’où
- <h = 3
- 9*
- 9i — *6.7
- i33 .
- Les charges des points d’alimentation sont :
- 1........................231,27 amp.
- II....................... 97,22 —
- III. .....................ioi,5i —
- Total........43o amp.
- d’où on déduit les sections
- De plus, on a pour les points d’alimentation II et III
- 4/2 + + 4^5 = O
- 4j3 + 333 + 5:o = o
- et pour le point d’intersection 2 :
- Ji + 10 = C2 i2j2 + 8z2-f 980 = C2
- I2/s + 8s3+ 1 100 = ^2 /i=/2+/3= 10
- en désignant par q'l l’unité de section, et par e.2 la chute de tension au point 2.
- Il résulte de ces équations :
- C2 — 91,58 Ji= 8l,58
- /2 = — 37,22 J3 = - 34,36
- z2 — - 55,22
- "3 = — 74,5i.
- La répartition de courant est indiquée figure 16
- —-——
- Z.7g 1 3 8 1 .
- 37,22 b8
- 81.63, M.S8 , ta 0 ’
- 3<f 36 31.13
- 1.13
- b 36 ,5.6b 5b-61, 76-51
- —: Vu; -
- Fig. 16.
- Qx 270 111 ni-
- Qâ= 3i -Q3 — 102 —.
- Comme volume de cuivre on trouve :
- pour le réseau de distribution. 4oa,2 dcin3 pour les feeders d’alimentation. 287,3 —
- Total..........689,5 dcm3,
- soit environ 1,16 fois le minimum possible. En comparaison du réseau à 4 points d’alimentation, cela représente une économie de 17 p. 100.
- Si l’on calcule encore ici le minimum pour le réseau fermé, on obtient (fig. 8) comme minimum 686,24 dcm3. Si l’on avait choisi les sections de 3 canalisations principales du point 1 (fig. i5) dans le rapport
- <ii: <12 : ?3 = x : 2 : 2,
- On aurait eu le système d’équation
- et
- De
- ^ -p 10 = Gx X2 -j- 20 =r 2C4 XZ~\~ 5 = 2Cj
- c, =
- 9ieei _
- 200
- X
- X
- X
- 1
- 2
- 3
- 1
- 2
- *7
- 9i
- 200CX
- ce
- on déduit
- ^r/1 = 37 min2 ^2 = 74 —
- pour la seconde portion du réseau le point de consommation dont la charge est 4° ampères et le point de chute de tension maxima. On en déduit la section :
- q’!f — 2x5 mm2 ?'« = 43o — q\— 54 —
- Le volume du réseau de distribution serait resté égal à 4°2,2 dcm3. Mais, dans ce cas, le volume des feeders d’alimentation aurait été de 290,7 dcm3, au lieu de 287,3 dcm3.
- 3. Finalement prenons comme troisième exemple celui de la figure 9 avec un seul point d’alimentation.
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- ï. XL — «• 32.
- a3o
- Les rapports des sections sont indiqués dans la figure 17.
- yê
- Z
- H 1 ± _2 X '
- O — / 2 X 1
- Fig. 17.
- Pour le point d’intersection 1, on a le système d’équations :
- ”|— 1 o — C ^
- $x2 + r2 + 273 = C,
- 5-r;i + J.'i + l85 = Cj
- ,rL -f- X., -(- = 20
- pour le point d’intersection 2 on a
- où
- On obtient
- Ti + 10 —
- x., -f- 3y., —(— 285 = C2
- X3 3Vg “p 2 3 J — C*2
- ?i + r2 + y3 = 10
- le,
- (tce 1
- 100
- <lce2
- IOO ’
- après élimination et addition
- 17CÙ --- (P = I 130
- — C, -f- 17C2 = 1 3io
- d’où l’on déduit
- C1== 78,33
- C,= 81,67.
- Il en résulte
- xL = 68,33 amp.
- x, = — 32,’JO —
- x3 = — i5,83 —
- Total. . . 20 amp.
- O’i— 7i>67 amp. Jj — — 34,17 —
- y. s = — 27,5° —
- Total. . . 10 amp.
- La répartition du courant est indiquée par la figure 18.
- Il y a 4 points de chute de tension maxima.
- Parmi eux, le point où la charge est 4o ampères de l’exemple précédent est encore le point de chute de tension absolue maxima et l’on a
- — 193 mm2 q.x — 386 —;
- le volume de cuivre correspondant est
- dans le réseau de distribution. 617,6 dem3 dans les feeeders d’alimentation. 351,4 —
- Total........969 dem3
- soit plus de 1,20 fois le minimum possible. Ce dispositif est donc équivalent au dispositif avec
- 25.85 17,5
- s----------»+
- T 5,83 |- 73.33 - I
- 34,17 85.5 3
- 51.67, 5,167 83,35, 6833
- 27,5 I Î06.67
- 2.5 7S.6 7
- — 12,5 'u.tr , 583
- Fig. 18.
- 4 points d’alimentation au point de vue du poids de cuivre et il est préférable a cause de sa grande simplicité. Vis-à-vis du dispositif avec 3 points d’alimentation, ce dispositif conduit à une augmentation de 17 p. 100 pour le poids du cuivre. Le réseau calculé avec 2 sections présente sur le minimum de 863,5 dem3 calculé pour un réseau fermé, une augmentation de 12 p. 100.
- Récapitulation. — D’après ce qui précède, le calcul d’un réseau de distribution peut donc être conduit de la façon suivante, lorsque les points de consommation et la station centrale sont donnés :
- i° On choisit des points d’alimentation et on détermine pour ceux-ci les champs d’action naturels.
- 20 On examine si aucun de ces champs d’action n’est trop considérable ou trop faible et si les points d’alimentation sont aux centres de gravité des champs d’action.
- 3° Lorsque cet examen n’a conduit à aucune modification dans le nombre ou l’emplacement des points d’alimentation, les sections des conducteurs sont calculées dans chaque champ d’action au moyen de lu méthode simple des moments de
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- a,) t
- courant et on détermine le minimum de cuivre. Le réseau est alors complètement calculé si l’on ne veut pas simplifier les sections. v
- 4. Dans ce cas, les sections naturelles conduisent à certaines proportions pour les sections définitives, d’où Ton déduit la répartition définitive du courant. Le point de chute de tension absolue maxima détermine les sections positives.
- 5. Le poids de cuivre auquel on est ainsi conduit; est comparé au minimum trouvé. Si Ton s’écarte trop de ce minimum, il faut se rapprocher des sections naturelles.
- C’est dans ce contrôle du poids de cuivre et dans la facilité avec laquelle on peut le faire que réside toute la valeur de la méthode.
- Nous remarquerons pour terminer que, si Ton modifie proportionnellement toutes les sections, la répartition de courant ne change pas, et qu’un choix rationnel des points d’alimentation reste rationnel tant que le rapport entre la chute de tension dans les feeders d’alimentation et la chute de tension dans les canalisations de distribution n’est pas modifié.
- B. L.
- La transmission de Fénergie électrique a haute tension, par M. Georges H. Gibson. Cas-siei's Magazine.
- Cet article a pour but de montrer, en citant quelques installations récentes fonctionnant avec succès, les derniers perfectionnements de la transmission de la force électrique à haute tension.
- Dans l’installation des chutes de Snoqualmie, la force est transmise à Seattle et à Tacoma, localités respectivement distantes de 5o et de 71 km environ de la centrale par un courant à 3 000 volts. La ligne est en aluminium.
- La centrale, creusée dans le rocher au pied de la chute contient 4 alternateurs triphasés Westinghouse donnant 1 5oo kilowatts sous 3o 000 volts triphasés. La force hydraulique disponible est de ioocoo chevaux pendant toute Tannée.
- Une expérience intéressante a été faite sur cette ligne. Les lignes de Seattle et Tacoma étant doubles, on les a connectées de façon que le courant parcourût le trajet suivant : Chutes-Seattle, Seattle-Chutes, Chutes-Tacoma, Tacoma-Chutes; soit une distance totale de 242 km envi-
- ron. La ligne ainsi formée présentait une résistance de 241 ohms, l’isolation était de 70000 ohms. La perte approximative dans la transmission fut de i3,5 p. 100.
- L’installation de la Compagnie des forces-hydro-électriques de San Ildefonso, au Mexique,, est unique. Elle comporte cinq centrales établies-dans les montagnes à des distances de 12 a. 3o km de Mexico.
- Ces stations sont pourvues de 19 roues-hydrauliques reliées directement à autant d’alternateurs biphasés Westinghouse de 220 kilowatts sous 4 4°° volts et 5o périodes. Le courant est ensuite transformé en courant triphasé h 22 000 volts.
- La distribution de Mexico se fait à 25 000 volts. Les 19 alternateurs marchent en parallèle. L’installation est complétée à la station réceptrice par un groupe à vapeur de 1 5oo chevaux et des batteries d’accumulateurs. Le charbon coûte à Mexico en moyenne 110 francs la tonne.
- Sauf circonstances exceptionnelles, l’installation d’une centrale sur un charbonnage n’est pas^ économique. L’expérience a partout montré qu’il était plus économique de transporter le charbon. Il y a une exception aux Etats-Unis. Ce sont les-mines du district de Cripple-Creek, au Colorado : l’eau y est rare et il est difficile d’alimenter les chaudières.
- La centrale est située à Canon City près de-mines de houille. Elle est équipée de machines Ilamilton-Corliss directement couplées à des alternateurs triphasés Westinghouse 470 kilowatts donnant du courant à 5oo volts et 3o périodes. Le courant est ensuite élevé à 20 000 volts. La distance de transmission est de 40,20 km. A Cripple-Creek, le voltage est réduit à 5oo volts.
- La centrale hydro-électrique de Swan Falls (chutes du cygne) qui fournit le courant aux mines de la Trade Dollar Mining C°, de Silvei-City, dans l’Etat d’Iotaho, à 43,5 km, contient 3 alternateurs triphasés Westinghouse couplés-par courroies à un arbre actionné par 4 turbines-verticales. Les alternateurs donnent 3oo kilowatts chacun. Le courant a 5oo volts est élevé a 22000 volts pour la transmission.
- La centrale de la Compagnie du mont Whitney, en Californie, emploie la plus haute chute qui soit utilisée dans le monde entier. L’eau est prise-
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- T. 2L — N° 32
- a32 L’ÉCLAIRAGE
- à la rivière Kaweali barrée par une digue de granit. La conduite-forcée a i oo3,2û m de long, la hauteur de chute est de 402,80 m.
- La centrale contient trois groupes générateurs consistant enroues Pelton de700 chevaux reliées directement à des alternateurs triphasés Westinghouse de 4oo kilowatts développant à 513 tours par minute du courant à 44° v°lts et 60 périodes. Un volant d’acier fondu de 1 810 kgr est monté sur l’une des extrémités de l'axe de la dynamo, l’autre extrémité portant la roue hydraulique qui pèse 907 kgr environ. La tension est élevée de 44° à 17 3oo volts par 3 transformateurs de 5oo kilowatts, pouvant être disposés pour élever la tension h 34 000 volts. Dans les 3 sous-stations (Yisalia, Tulare, Porterville, Exere et Lindsay) la distribution se fait à 2 000 volts. Le circuit pour l’éclairage privé est disposé de telle sorte que si l’on y insère plus de lampes que ne le permet le contrat, la lumière vacille et rend tout travail impossible.
- La Compagnie de l’Energie électrique de Kes-wick, également en Californie, a récemment construit une centrale comportant trois alternateurs triphasés Westinghouse de ySo kilowatts couplés directement à des roues hydrauliques. Le courant produit est élevé à 20000 volts pour la transmission vers une fonderie à Keswick et vers la montagne de fer.
- La Compagnie des Forces du Missouri, à llelena, vient de construire une ligne de ii2,63o km pour transmettre du courant à 5o 000 volts de la centrale de Canon Ferry à Butte (Montana). Cette installation fonctionne avec d’excellents résultats. La compagnie fournit actuellement l’énergie aux tramways électriques d’Helena. L’éclairage de la ville est également alimenté par elle. Le courant est transmis pour ces usages à 12000 volts. La même compagnie a construit dans le Missouri un barrage de 12,16 m de haut et 102 m de long. La chute disponible ainsi formée est de 9,70 m environ.
- Il y a actuellement en marche 4 générateurs Westinghouse de 120 chevaux avec 60 périodes couplés directement à des turbines. O11 vient d’y ajouter 6 groupes supplémentaires. La capacité sera ainsi portée à 12*000 chevaux.
- La transmission à 5o 000 volts doit se faire sur deux lignes portées par des poteaux espacés de 15,20 m à 3o,4o m. Les 3 fils sont disposés en un triangle équilatéral de 1,95m de coté. A Butte,
- ÉLECTRIQUE
- la tension sera réduite à 2 200 volts par 6 transformateurs de 950 chevaux.
- L’installation des chutes du Niagara, à Buffalo est trop connue pour encore être décrite. La tension a été récemment portée de 11 000 à 22 000 volts. Cet accroissement du voltage permet de transmettre 4 fois plus d’énergie sur les mêmes lignes. Quoique cette transformation fût projetée au moment de l’installation, on avait jugé à propos d’expérimenter d’abord le bas-voltage, d’autant plus que la capacité des lignes suffisait amplement pour transmettre à basse tension toute l’énergie dont on avait en ce moment besoin à Buffalo. La demande de force motrice s’est pourtant accrue si rapidement qu’il a fallu, outre l’augmentation de voltage déjà citée, l’établissement d’une troisième ligne pour y satisfaire.
- Le courant à haute tension trouve principalement son emploi dans les chemins de fer électriques suburbains et interurbains. La Compagnie Traction Union d’Indiana en fournit un bon exemple. Son réseau comporte environ 247 km de voies et n’est alimenté que par une seule centrale. Cette dernière est placée à Anderson et produit du courant triphasé à 14000 volts qui est envoyé à 8 sous-stations situées le long des lignes d’Indianapolis, Marion et Mun-cie. Ces sous-stations sont équipées de transformateurs, de convertisseurs rotatifs et de batteries d’accumulateurs. Les lignes sont à trôlet et alimentées par le courant continu. Une sous-station volante peut venir en aide aune sous-station locale lorsque la charge est temporairement trop forte. Le coût de l’énergie s’élève à peu près à 18 5oo fr pour 953000 kilowatts-heure au tableau de distribution.
- On aura sans doute remarqué que dans toutes ces installations, le nombre de périodes du courant est relativement bas. Ce choix est motivé par le fait qu’avec une basse fréquence la self-induction et les effets de capacité de la ligne se trouvent réduits à l’avenant. De plus, une basse fréquence est mieux appropriée à l’actionnement des moteurs et des convertisseurs rotatifs. Il ne faut toutefois pas perdre de vue que les avantages d’une fréquence sur une autre ne sont que relatifs et qu’une faible variation dans la fréquence ne produit qu’une faible différence. Le choix d’une fréquence moyenne, 25 à 60 périodes permet en outre d’employer les appareils cou-
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- 23$
- rants. Il n’est pas non plus nécessaire de dépasser 6o périodes puisque cette fréquence suffit à la plupart des usages et permet d’employer des lampes à arc à courant alternatif. Une fréquence inférieure à 20 ne serait pas un choix heureux parce qu’au-dessous il n’est plus possible d’employer des lampes à incandescence sans que leur lumière vacille.
- Une autre caractéristique de toutes ces centrales à très haute tension, c’est que le courant est produit à une tension relativement basse pour être élevé ensuite par des transformateurs. Cette façon de faire est préférée à la production directe à haute tension parce que les générateurs à haut voltage sont plus coûteux h construire que ceux à bas voltage, sont plus exposés h la foudre puisqu’ils sont reliés directement à la ligne, et surtout sont beaucoup plus dangereux pour le personnel qui doit les surveiller.
- Quoique dans certains cas on puisse conseiller la construction de générateurs donnant directement 6ooo volts, dans la généralité, il est plus économique et plus sûr de produire les hautes tensions par des transformateurs.
- Pour conclure, l’auteur indique les perfectionnements principaux auxquels est due la perfection avec laquelle on met actuellement en pratique les transmissions à haute tension.
- S’il est vrai que pendant les dix ou douze dernières années on n’a guère trouvé de faits importants dans ce domaine, on a, par contre, fait de grands progrès pratiques et matériels. La plupart de ces progrès se placent même dans cette période. Ces progrès ont notamment porté sur la connaissance des conditions à remplir et sur la perfection des détails des appareils.
- De ces perfectionnements les plus importants sont peut-être ceux apportés aux isolateurs et à l’isolation en général, aux transformateurs, aux moyens de protection contre la foudre, au modèle des générateurs.
- Parmi les autres progrès qui doivent entrer en ligne de compte, il importe de citer en premier lieu les perfectionnements apportés aux moteurs à induction et l’introduction des convertisseurs rotatifs pour la transformation des courants alternatifs en courant continu.
- Il est à prévoir que le faible taux des intérêts et la connaissance plus générale des progrès réalisés ces dernières années feront naître un développement énorme et universel de ce domaine
- de la construction. Il y a sans aucun doute des centaines d’endroits où les conditions sont plus ou moins similaires à celles qui ont été mentionnées dans les lignes précédentes et où les-transmissions électriques à haute tension pourront présenter de réels avantages et être considérées comme un bon placement financier.
- La période d’expérimentation inaugurée parles expériences désormais historiques de Franc-fort-Lauffen où 3oo chevaux d’énergie furent transmis à 36y km au moyen de courants alternatifs à 3oooo volts, est maintenant passée. Les appareils tels qu’on les construit à présent permettent des tensions de 3 ooo volts avec'moins de risques que ne le comportait en> 1890 l’emploi de 3 000 volts. Autrement dit en une bonne dizaine d’années, l’élévation pratique de la tension a décuplé la portée de la-transmission et centuplé le territoire où la force motrice est à bon marché.
- E. G.
- TÉLÉGRAPHIE ET TÉLÉPHONIE
- Télégraphie et Téléphonie simultanée, système JPeregO. L'Electricista, ier avril 1904
- Ce dispositif a pour objet de créer une séparation des ondes télégraphiques ou de toutes-autres ondes de fréquence relativement basse et des ondes téléphoniques circulant dans un même
- fil.
- cl 1?
- •yrm'mrmrrïrîrmrrm'-
- 3
- -ffîrwrrwwsrmnnm'-
- Fig. 1.
- Entre deux points a, b d’un tel fil (fig. 1) on-insère le primaire 1 d’un transformateur téléphonique ; la bobine est complète par deux enroulements secondaires 3, 4> d’un même nom-
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- bre de spires et de même résistance ohmique.
- Le commencement d’un de ces enroulements est relié à la fin de l’autre et la jonction commune aboutit à une des bornes du récepteur téléphonique. L’autre extrémité de l’enroulement 3 est reliée hune résistance inductive S et l’extrémité libre de 4 rejoint une résistance non inductive Z. Les extrémités libres de S et Z aboutissent toutes deux à la deuxième borne du récepteur. On suppose qu’à un instant donné, l’enroulement i est parcouru par un courant de basse fréquence, ayant la direction de la flèche.
- Dans 3 et 4 seront induites des forces électromotrices égales et de sens indiqué par les flèches. Le récepteur téléphonique sera par des courants de sens contraires ; mais si on prend la résistance Z égale à l'indépendance de S, et si on fait le décalage du courant de S aussi petits que possible, ces deux courants seront égaux et sensiblement en opposition, leur effet sur le récepteur sera inappréciable.
- Pour les fréquences faibles, la réactance du circuit S sera négligeable devant sa résistance et le courant sera, en effet, sensiblement en phase avec la force électromotrice ; au contraire pour les hautes fréquences du courant téléphonique, ce décalage sera notable et le courant téléphonique sera la résultante de deux courants en quadrature.
- L’auteur décrit l’application de ce système à la communication entre deux postes isolés.ou faisant partie d’un réseau. P.-L.-C.
- TRACTION
- Aiguillage automatique pour tramways.
- Un très intéressant système d’aiguillage automatique pour tramways a été récemment construit par « l’American automatic Switch G0», de New-York, qui s’occupe en ce moment d’en faire des installations h Brooklyn, à New-York, à Albany, etc.
- La caractéristique principale du système, c’est la simplicité qui est telle qu’il ne sera pas nécessaire que nous décrivions l’appareil si l’on veut bien jeter un coup d’œil sur la figure ci-jointe. Nous ferons seulement remarquer que l’appareil est basé sur le principe des solénoïdes. L’électro en attirant son noyau soulève une plaque qui y est attachée. Cette plaque en se relevant agit sur un système de leviers qui actionne l’aiguillage.
- .. Le grand avantage de cet aiguillage réside dans sa durabilité, sa simplicité, sa sûreté de fonctionnement. Les organes sont simples : un électro et une plaque d’acier. L’électro est immergé dans une huile spéciale remplissant une boîte soudée. Pas de danger d’humidité, par conséquent. L’aiguillage peut, suivant qu’on le désire, recevoir le courant par les rails ou par un fil aérien.
- Pour faire fonctionner le système, le wattman doit laisser le controller à un ou deux points
- Fig. i.
- pendant qu’il passe l’interrupteur ou rail isolé. Si l’aiguillage est normal, la voiture passe au-dessus du rail isolé, sans courant. Cette façon de faire est très commode et empêche le conducteur de train d’être distrait, puisqu’elle le force à porter les yeux sur l’aiguillage toutes les fois que la voiture doit le passer. Par contre, il n’a pas à se rappeler le fonctionnement de commutateurs pour les manœuvrer de la façon voulue, chaque fois qu’une voiture doit passer un aiguillage.
- Le mécanisme tout entier est en bon acier à outils. Il n’y a pas de surface de frottement ni de pivots susceptibles de s’user. 11 n’y a pas non plus de possibilité de court-circuit. Comme le mécanisme est renfermé dans une boîte solide placée sous terre et soudée, ni les poussières, ni l’eau, ni le sel, ni la glace ne peuvent se trouver en contact avec l’électro ou les parties actives
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- de l’aiguillage. L’entretien est par conséquent | nul. La plaque produit un demi-enclenchement mais n’empêche pas de tourner l’aiguille avec un engin approprié. L’inspection de l’aiguille se fait donc en toute facilité. On prétend même que les déraillements sont impossibles en employant ce système.
- Lorsqu’on emploie le rail pour amener le courant de commande, une courte section de la voie est isolée et le courant après avoir traversé les moteurs actionne l’aiguillage. Dans le cas où c’est le fil aérien qui est employé, une section isolée est insérée dans le fil de trôlet de façon que l’aiguillage soit en série avec les moteurs. Cette section isolée ne doit naturellement pas être trop distante de l’aiguillage dans les rues où les voitures se suivent de près, la voiture qui vient immédiatement après celle qui traverse un aiguillage ne doit pas pouvoir actionner l’aiguillage avant que le second essieu de la première voiture soit passé, sinon un essieu serait aiguillé sur une voie et l’autre sur une autre voie. La section isolée est disposée de façon à s’adapter au fil de trôlet sans le couper..
- L’une de ces aiguilles automatiques fonctionne depuis quelque temps sur l’une des lignes les plus fréquentées de New-York et a donné des résultats si satisfaisants que, comme nous l’avons dit, le système va être adopté dans diverses villes des Etats-Unis. E. G.
- Estimation du coût de l’application de la traction électrique aux chemins de fer d’Angleterre et du JPays de Galles. — Review of the Engineering Press, mai 1904.
- Dans un intéressant mémoire lu à l’une des dernières séances de l’Institution of Electrical Engineers, M. F. F. Bennet a développé l’exposé des moyens qu’il y aurait lieu d’employer pour substituer la traction électrique à la traction h vapeur sur les chemins de fer d’Angleterre y compris le Pays de Galles et le coût qu’une pareille transformation entraînerait. Nous résumons comme suit les grandes lignes du projet. Tout d’abord, en ce qui concerne l’influence de la vitesse sur le succès commercial d’une ligne à traction électrique, l’auteur 11’est pas d’avis de la considérer comme nécessité absolue bien que désirable en tous cas.
- Pour une grande partie des ingénieurs électriciens, l’application de la 'traction électrique
- sur les chemins de fer ne saurait être justifiée que tant qu’il s’agit d’un trafic suburbain et à leur avis, la traction électrique adaptée à une ligne de grande distance entraînerait des pertes considérables pour les exploitants du fait que le facteur de charge à la station centrale serait forcément trop faible en raison même du peu d’intensité du trafic. C’est cette opinion que l’auteur combat en s’efforçant de démontrer qu’il pourrait en être autrement.
- On sait que le trafic suburbain d’une région très populeuse nécessite des services fréquents à marche rapide ; ce dernier facteur n’est non seulement désirable, mais devient une nécessité si les chemins de fer suburbains ont à soutenir la concurrence de tramways et il ne peut mieux être obtenu qu’avec un système de traction électrique.
- Les dangers pécuniaires auxquels il est fait allusion plus haut à propos de l’emploi de la traction électrique sur les lignes à grande distance existeraient réellement si les diverses compagnies de chemins de fer, n’envisageant que l’exploitation de leur propre réseau, ne s’appliquaient qu’à faire provision d’énergie électrique pour l’exploitation de chaque section de ce réseau.
- Donc si on édifie une station centrale au centre d’une ligne 80 km de long, occupant une position quelconque, il n’y a plus de raison de supposer que l’application de la traction électrique ne sera justifiée et, en outre si un tel système peut servir à l’exploitation de 4° kni de voie au nord et de 4‘> km au sud, il pourra de même être employé sur tout un réseau de lignes dans un rayon de 4o km à la ronde, que ces lignes appartiennent ou non à une même compagnie.
- En prenant pour base une station par 80 km de voie (en chiffres ronds), les chemins de fer de l’Angleterre y compris le Pays de Galles ayant une longueur totale de 2.4 63o km, il ne faudrait pas moins de 3o6 stations lesquelles auraient un personnel et des directeurs indépendants ce qui ne mènerait rien moins qu’à un chaos indescriptible rendant tout trafic impossible.
- M. Bennett émet une idée toute différente qui consisterait à fractionner le pays en portions d’environ 2 322 km2 chacune englobant les lignes de divers réseaux et sur lesquelles l’alimentation d’énergie s’obtiendrait à l’aide d’une station centrale placée au centre.
- Pour arriver à ce que les diverses Compagnies
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- s’entendissent pour aboutir à l’organisation d’un système uniforme pour l’exploitation générale, l’auteur propose de créer une commission d’études qui serait composée d’ingénieurs choisis par les compagnies dans leur personnel et à raison d’un membre par fraction de 8o4 km de longueur de voie. Les travaux de cette commission auraient pour but de déterminer celui des divers systèmes électriques qui lui paraîtrait le meilleur pour être appliquée uniformément.
- La superficie de l’Angleterre y compris le Pays de Galles étant de i5o594 km2, en comptant une station par fraction de 2 322 km2, il faudrait 65 stations pour tout l’ensemble. Chaque Compagnie contribuerait dans les dépenses de premier établissement par une somme proportionnée à son trafic de la dernière année. Dans le cas où il serait fait choix d’un système consistant à engendrer des courants polyphasés devant être transformés en courants continus, M. Bennett suggère d’établir une sous-station par fraction superficielle de 92 km2, soit 25 sous-stations pour chaque centre de génération.
- Les Compagnies pourvoieraient à l’équipement des lignes de leurs propres réseaux entant que matériel roulant, feeders de haute et basse tension, fils à trôlet, etc., enfin de tout ce qui serait necessaire à l’exploitation électrique en dehors des stations et sous-stations. L’énergie consommée par chaque Compagnie serait mesurée par des compteurs et le règlement de la dépense s’opérerait sous le contrôle d’un comité spécial.
- Pour évaluer la quantité d’énergie nécessaire à l’exploitation d’une des sections de 2 322 km2 il est indispensable de connaître la vitesse et le poids moyens de chacun des trains. Tablant sur des renseignements obtenus de sources autorisées, M. Bennett estime le poids moyen des trains à 200 tonnes pour ceux affectés aux voyageurs, et à 35o tonnespour ceux servant au transport des marchandises.
- Quant à la vitesse moyenne, il l’a déduite, en ce qui concerne les trains à voyageurs, delà durée du trajet de 34 trains de grande ligne et de 15 trains de banlieue ; les premiers parcourant une distance de no km ; les seconds faisant un trajet moyen de 12,5 km dans un rayon de 25 km ayant Manchester pour centre. Pour ceux-ci la vitesse moyenne serait de 38 km à l’heure, et pour les trains de marchandises, elle serait de 24 km en tenant compte des ma-
- nœuvres diverses qu’ils ont a effectuer dans leur parcours.
- En prenant pour base un trafic moyen de 20 trains de voyageurs et 17 trains de marchandises de 35o tonnes chacun et en admettant que les stations génératrices, pourvues chacune d’un matériel double, aient une capacité de 11000 kilowatts chacune y compris une marge suffisante pour les pertes et surcharges, le coût d’une de ces stations ressortirait à 1 4l6ooo livres sterling soit environ 35 4ooooo fr et celui de l’installation totale serait un peu inférieur à 100 millions de livres sterling, soit environ 25o millions de francs.
- D’après ses calculs M. Bennett estime que la dépense d’exploitation annuelle, y compris un intérêt de 3,5o fr p. 100, s’élèverait à environ i4o millions de livres sterling soit 3 milliards 65o millions de francs; d’où il déduit qu’on retirait avec la traction électrique, un avantage de 0,29 p. 100 sur la traction à vapeur. Toutefois, étant donné que ce relativement maigre avantage en faveur de l’électricité ne pourrait résulter que d’une conversion totale des réseaux et non partielle, l’auteur admet qu’il ne saurait induire les Compagnies de chemin de fer à tenter l’entreprise d’une semblable modification, mais il examine d’autre part diverses raisons pouvant donner une justification des dépenses à faire pour l’application de la traction électrique et satisfaire les intéressés en même temps.
- Il a été indubitablement prouvé que là où l’on rencontre des services fréquents et rapides conjointement à des tarifs de transports réduits, le trafic a quadruplé. L’expérience a confirmé ce fait en Angleterre même et il n’y pas de raison, si cette augmentation est réalisée dans le trafic des voyageurs, pour qu’il n’en soit pas de même pour le trafic des marchandises en général.
- Donc, en supposant que les Compagnies réduisent graduellement leurs tarifs jusqu’à atteindre la moitié de la moyenne actuelle, c’est-à-dire o,o5 fr par voyageur et par mille (1609 m) et à o,o3y5 fr par tonne et par mille (1609 m) pour les marchandises, et ensuite, qu’elles augmentent la vitesse jusqu’à' atteindre une moyenne de 80 km environ pour les trains de grandes lignes et 58 km environ pour les trains de banlieue ce qui reviendrait à doubler le nombre des voitures-kilomètres, il en résulterait une augmentation de trafic de
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- 3 fois supérieure, sinon plus, de ce qu’il est actuellement.
- Le facteur de charge des trains de voyageurs n’étantqu’au chiffre ridiculement bas de io p. ioo, le moindre fonctionnement le relèverait. Ce chiffre nous amène, en effet, à la preuve qu’un train de 200 tonnes transporte en moyenne 2 tonnes et demie de voyageurs, ce qui est absurde. La charge maximum dans les trains de banlieue n’est obtenue qu’aux heures où leurs habitants viennent travailler en ville ou quittent cette dernière c’est-à-dire que pendant 10 à 12 heures sur 18, les trains roulent pratiquement à vide. Dans ces conditions, une voiture motrice à voyageurs suffirait à assurer le service à ces heures de faible trafic au lieu d’employer un train de 200 tonnes ainsi qn’on le fait à l’heure actuelle.
- En calculant la fréquence des services journaliers sur la base de 22 trains à voyageurs marchant à environ 64 km à l’heure et 20 trains de marchandises faisant 40 km à l’heure, M. Bennett estime que le coût de la transformation totale du système actuel de traction s’élèverait à i5o millions de livres sterling soit 3 milliards joo millions de francs et que les dépenses annuelles d’exploitation seraient portées à environ 22 millions 600 000 livres, soit environ 565 millions de francs. On obtiendrait par suite un rendement de i,83r p. 100 sur le capital investi de plus que sur la traction par locomotives.
- En terminant cette étude, M. Bennett invite fortement les Compagnies à entrer dans cette voie en proposant d’en faire l’essai sur le réseau environnant Manchester où il y aurait lieu de vérifier le bien fondé de sa théorie. L. D.
- DIVERS
- Etablissement des rhéostats de démarrage. M. Freimark. Electricol World andEngineer,t. XLIII, p. 520-521.
- On se propose de maintenir l'intensité is du courant de démarrage égale à l’intensité i du courant normal. Si R est la résistance totale de 1 induit, du rhéostat et des connexions, E la différence de potentiel de la ligne, on aura
- r=4-= —
- i i3
- Si e est la force contre-électromotrice, r la
- résistance du moteur, on a E — e = qR, ou
- . _ E —e E —e
- H ~ Rs + r ’ *a R, + r — Rm„
- Rs étant la résistance totale du rhéostat, Rr)J.
- R)n„ la résistance des diverses sections, ht h les courants avant et après la sortie de la première section. On a donc
- ^___ ïj __ Rs -f- r _________ R ___________ R
- h Rs + r — Rmn R — RmH Rn _ 4
- Or, posons,!
- r2 ~z r —j— R/jîj
- /’2 = r -f- Rmj -j- Rm2
- rn =r r -j- Rmx r= R/ra2 ....Rm^n — i) -f- Rm« =: R
- on a
- r" — ri — r2 _
- rn — 1 r rx ri — kr
- * r2 =: kr± = rk2
- rn=rn =. rkn
- Si on pose ~ = a, et si is — i, alors a est la chute de tension pour cent, on a en effet
- d’où
- E = CR
- x
- et E zz ir
- r
- On sait que
- n
- — log a logX
- et n est fixé par la chute de tension tolérée dans l’induit.
- L’auteur donne un tableau indiquant quelques valeurs usuelles de a et n, et l’influence de X ou du rapport %-.
- li
- P.-L. C.
- Horloge électrique David JPerret indépendante de tout réseau.
- La Société anonyme des Horloges électriques David Perret, de Neuchâtel, exploite depuis quelque temps une horloge électrique inventée par le colonel David Perret.
- Cette horloge est indépendante de tout réseau et est susceptible de fonctionner avec une régularité chronométrique.
- Elle est à remontage automatique. L’énergie est fournie par une ou deux piles sèches qui, une fois par minute, fournissent un courant très faible pendant i/3ooe de se.conde. Ces piles ont
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- une durée de plus de 3 ans. Elles se remplacent h peu de frais et très facilement.
- Le système électrique est combiné de façon que le courant ne puisse atteindre aucune partie du mouvement d’horlogerie. Il traverse des
- O
- pièces fixes ou des ressorts, mais aucune pièce pivotante, ce qui supprime l’oxydation des pivots. Les contacts sont au nombre de deux ; l’un établit, l’autre coupe le courant.
- Le ressort qui remplace le barillet étant tendu à nouveau chaque minute, la force motrice est pratiquement constante. Le ressort agit directement sur l’axe des minutes ; le nombre des rouages est donc réduit et aucun organe n’est soumis à une forte pression.
- Ces horloges sont, en somme, une application du moteur électrique David Perret qui s’applique à tous les systèmes d’horloges, à pendule ou à spirale.
- Un rochet F reçoit un mouvement impulsif dent par dent d’un ressort R qui est tendu par un électro A, chaque fois que le rochet F a avancé d’une dent et lorsque les deux ressorts D et D1 sont tous deux en contact avec les bornes B et B1.
- Les extrémités du conducteur de l’électro A sont reliées, l’une au ressort de contact D1 et l’autre au ressort de contact D. L’armature C de l’électro porte un cliquet C1 servant à mettre en marche le rochet F. Le cliquet C1 est pressé contre le rochet F par un ressort c afin de pouvoir faire le ressort D' d’autant plus faible et, par conséquent, de diminuer d’autant le frottement sur le cliquet.
- Lorsque l’extrémité de l’armature C s’abaisse sous l’action du ressort R, le cliquet C1 presse le ressort de contact D1 qui est intercalé dans le circuit de l’électro A, contre la pièce de contact F1 de la borne B1, de telle sorte que le circuit de l’électro est fermé lorsque vers la fin de cette action du ressort R, le ressort D entre en contact avec la pièce de contact l, le second avec la pièce de contact l. La borne B est reliée a l’un des pôles d’une ou deux piles sèches ou a liquide et la borne B1 a l’autre.
- Les bornes B et B1 et les deux autres où sont fixés les ressorts D et D1 sont isolées du dispositif. Le ressort D est laissé libre de venirbuter contre la borne B ou en est éloigné par un second cliquet G2, dont le pivot e est fixé excentriquement sur un bouton E pouvant tourner
- dans la platine du dispositif. Le pivot du cliquet c2 peut donc être placé plus ou moins haut en tournant le bouton E. Les cliquets n’engrènent pas directement par leurs extrémités avec le rochet F; ils sont munis chacun d’une goupille latérale, dont la section est choisie d’après la fonction que le cliquet remplit. La goupille c1 du cliquet C1 est cylindrique ; la goupille c2 du cliquet C2 est demi cylindrique pour être facilement soulevée par les dents du rochet F sans
- Fig. i.
- presser trop fort le ressort D (le rochet F éprouverait une trop grande résistance). Les ressorts de contact DD; ont chacun plusieurs lames qui, en détente, se trouvent dans des plans différents, mais très voisins. Les extrémités de ces lames sont munies de minces plaques d'un métal peu oxydable qui entrent en contact avec les pièces de contact l et l' également en métal peu oxydable, le contact se faisant essentiellement par pression.
- Les résultats obtenus par l’application de ce moteur aux horloges sont remarquables. Un régulateur ordinaire à pendule en bois placé en observation à l’Observatoire de Neuchâtel y est resté pendant un an et pendant tout ce temps sa variation diurne n’a pas dépassé 8 centièmes de seconde.
- Ces résultats n’ont rien de surprenant, c’est
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- actuellement le dispositif qui, en employant le ment de l’horloge avec la force la plus cons-moins d’énergie électrique, agit sur le mouve- tante. E. G.
- SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- SOCIÉTÉ FRANÇAISE DE PHYSIQUE
- Séance du 3 juin 190i.
- Sur la polarisation des électrodes, M. E. Ro-thé, présentée par M. Langevin.
- Dans le travail qu’il a présenté récemment comme thèse de doctorat, M. Rothé s’est proposé, par l’étude détaillée du courant qui produit la polarisation d’électrodes métalliques plongées dans l’eau acidulée, de comparer entre elles les diverses théories qui en ont été données, et d’étudier les relations entre ce phénomène et l’électrolyse.
- On sait que, pour des forces électromotrices inférieures à celles qui produisent l’électrolyse, le système des électrodes et de l’électrolyte se comporte en apparence comme l’ensemble de deux condensateurs couplés en cascade, correspondant chacun à l’une des électrodes et dont les armatures, séparées par un intervalle extrêmement petit, seraient les deux faces d’une couche double séparant le métal du liquide. La somme des différences de potentiel produites par les deux couches doubles cathodique et anodique étant égale, une fois l’équilibre établi, à la force électromotrice extérieure. Il ne passe à travers l’électrolyte qu’un faible courant permanent, le courant de dépolarisation.
- Quand la force électromotrice devient supérieure a la somme des différences de potentiel maxima que peuventproduire les couches doubles, le phénomène change et l’électrolyse se produit.
- Cette conception simple implique tout d’abord une discontinuité entre les deux phénomènes de polarisation et d’électrolyse et suppose que la polarisation consiste uniquement dans une modification superficielle des électrodes.
- M.-Bouty, par l’observation du courant de décharge d’un voltamètre polarisé, beaucoup plus semblable, par l’existence de résidus à longue période, à celui d’un accumulateur que d’un condensateur, et M. Berthelot, à cause de la possibilité de combinaisons chimiques entre le métal des électrodes et les produits de
- décomposition de l’électrolyte, furent conduits à considérer comme insuffisante la notion du condensateur électrolytique, auquel on devrait d’ailleurs supposer une capacité variable avec la fo rce électromotrice, et à supposer que la polarisation implique une modification en volume des électrodes, analogue à celle des plaques d’un accumulateur.
- Cette notion est d’ailleurs en complet accord avec les idées de M. Nernst sur l'origine de la couche double, où un rôle fondamental est joué par une conception nouvelle, celle de pression de dissolution.
- De même qu’un corps dissous doit, pour l’équilibre, se répartir entre deux milieux non miscibles de manière que le rapport de ses concentrations ou de ses pressions osmotiques dans les deux milieux soit constant, égal au coefficient de répartition de la substance entre les milieux, M. Nernst admet, pour les ions chargés, présents dans l’électrolyte, une propriété semblable. Leur pression osmotique ne peut avoir une valeur finie P dans l’électrolyte au voisinage immédiat de l’électrode sans qu’ils soient présents en même temps dans la masse de celle-ci en quantité proportionnelle à P. Mais, en raison de la charge électrique portée par les ions, cette pression de dissolution P peut être différente de la pression osmotique p de ces mêmes ions dans la masse de l’électrolyte si une différence de potentiel V,
- proportionnelle à log—— , existe entre l’électrode et la solution, due aux ions chargés présents au voisinage de la surface, et ayant pour effet de s’opposer à la diffusion qui tend à égaliser la pression osmotique des ions entré les différentes régions du liquide. La valeur finie de la différence de potentiel V, due à la couche d’ions, implique une valeur finie de leur pression osmotique P au voisinage immédiat du métal et par suite dans la masse même de celui-ci, dans un rapport déterminé par le coefficient de répartition de la matière corres-
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- pondante entre le métal et l’électrolyte. S’il s’agit 1 d'hydrogène* par exemple, pour le métal employé -commecathode, laproduction de la couche double «cathodique, au moment de la polarisation, implique dissolution d’hydrogène dans le métal •en proportion variable avec sa nature et avec la force électromotrice employée ; cette dissolution d’hydrogène correspond au passage d’un courant qui sera le courant de polarisation, l’hydrogène gazeux commençant à se dégager du métal pour produire l’électrolyse franche lorsque la concentration de cet hydrogène dis--sous dépassera celle qui peut être en équilibre avec de l’hydrogène gazeux sous la pression totale que supporte le voltamètre.
- L’étude oscillographique faite par M. Rothé -du courant de polarisation confirme l’existence d’une modification en volume de l’électrode. En «employant deux électrodes de surfaces très différentes de manière qu’une seule d’entre elles -soit appréciablement polarisée, il constate d’abord une dissymétrie très grande entre les -variations du courant suivant que la petite électrode est anode ou cathode. Dans le cas de la polarisation cathodique du mercure où les phénomènes sont particulièrement nets à cause de la grande vitesse avec laquelle l’hydrogène •dissous se diffuse dans la masse de l’électrode, l’oscillographe donne un courant d’abord intense qui dure un temps très court, un premier palier dont la flirte dépend uniquement de la surface de l’électrode, puis l’intensité diminue pour rester constante pendant un temps généralement •plus long, donnant le palier principal de la courbe dont la longueur augmente avec le volume de l’électrode à surface égale. Enfin, le régime permanent établi, le courant tombe à une valeur très faible. Le premier palier paraît correspondre à une modification superficielle due à l’arrivée des ions hydrogène provenant du liquide, puis, pour l’équilibre, cette modification superficielle doit s’étendre à la profondeur par dissolution et diffusion progressive de l’hydrogène dans la masse, et fe courant correspondant fournit le palier principal.
- Les variations de l’allure des courbes avec la force électromotrice employée, la concentration des dissolutions, la nature du métal confirment entièrement cette manière de voir.
- L’oscillographe, qui a été pour M. Rothé un auxiliaire précieux en permettant de suivre et
- d’analyser des phénomènes de quelques millièmes de seconde de durée, permettra, par des études approfondies, de pénétrer de plus en plus le mécanisme intime de la polarisation.
- C’est également dans l’effet de volume qu’on trouve l’explication des résidus qui ne disparaissent qu’avec une extrême lenteur quand le voltamètre est mis en court-circuit ; à cause de ces résidus, la capacité de polarisation d’un voltamètre dépend de l’état antérieur des électrodes et du temps pendant lequel elles ont été mises en court-circuit.
- L’analogie entre le voltamètre et le condensateur ne peut donc être poussée très loin ; l’effet de volume oblige à comparer aussi le voltamètre à une véritable pile secondaire.
- La mesure du courant permanent qui traverse l’électrolyte, pour des forces électromotrices variables, a également prouvé la continuité qui existe entre la polarisation et l’électrolyse.
- La force électromotrice minima pour laquelle se produit le dégagement de bulles gazeuses visibles peut, conformément aux idées précédentes, varier avec la disposition expérimentale, en particulier avec le rapport des surfaces des deux électrodes. Si l’üne d’elles est de dimensions considérables par rapport à l’autre, la polarisation pourra être complète sur cette dernière, c’est-à-dire que le dégagement de bulles pourra s’y produire avant que l’autre soit sensiblement modifiée ; on pourra ainsi avoir dégagement gazeux sur une seule électrode pour une force électromotrice égale ou supérieure à la force contre-électromotrice de polarisation de cette électrode seule, c’est-à-dire inférieure à celle qui produit le dégagement simultanément sur les deux électrodes et qui doit les polariser toutes deux.
- Effectivement, un seul élément Daniell produit le dégagement d’hydrogène sur un fil fin de platine quand l’anode est une large lame alors qu’il faut 1,7 volt pour décomposer l’eau. Ce dégagement cesse quand la lame anodique s’est polarisée à son tour, par absorption d’oxygène, mais il suffit de la sortir et de la chauffer dans une flamme pour détruire la modification et retrouver le dégagement gazeux sur le fil de platine quand on immergera de nouveau l’anode. C. R.
- Le Gérant : Ch. COINTE.
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- Tome XL
- Samedi 13 Août 1904.
- Il* Année. — N« 33
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- L’ÉNERGIE
- DIRECTION SCIENTIFIQUE
- â. D’ARSONVAL, Professeur au Collège de France, Membre de l lnstitut. — A. BLONDEL, Ingénieur des Ponts et Chaussées, Professeur à l’Ecole des Ponts et Chaussées. — Eric GERARD, Directeur de l’Institut Electrotechnique Montefiore. — G. LIPPMANN, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — D. MONNIER, Professeur à l’École centrale des Arts et Manufactures. — H. POINCARÉ, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — A. POTIER, Professeur à l’École des Mines, Membre de l’Institut. — A. WITZ, Ingénieur des Arts et Manufactures, Professeur à la Faculté libre des Sciences de Lille.
- ÉTUDE DE LA PROPAGATION DU GOURANT EN PÉRIODE YARIARLE
- SUR UNE LIGNE MUNIE DE RÉ C E PTE U R (suite et fin) (-1)
- Cas ou le récepteur est a la terre. —Ordinairement la ligne ne se poursuit pas indéfiniment au delà du récepteur mais elle est mise à la terre ; je supposerai le fil de terre très court, de sorte que le potentiel pour x=a-\-t doit être nul. On a pour x=a—£ et pour x — ci-\-t
- B — -A- . Be!>« + Ce- = <Pe~ {1‘
- 2 ip '
- Le potentiel pour x=a-f-e étant nul, le potentiel pour x—a — s sera—OfI>, ce qui donne:
- Bipe^,a — Cipe~ il>a = — Qt»- lit
- d’où :
- * giqt + ipa
- La discussion est toute pareille à celle qui précède
- Cas ou il y a des capacités de la seconde sorte. — Supposons une capacité de la seconde sorte placée en un point de la ligne sans que l’on ait en ce point de self-induction, de résistance ni de capacité de la première sorte. Alors $ ne sera plus continue,
- mais ~Êc sera continu, car nous n’avons pas en ce point de force électromotrice.
- (x) Voir les numéros 3o et 3i des 23 et 3o juillet 190.;.
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- Soient alors $ et <I> + S<ï> les valeurs de la fonction en amont et en aval de notre capacité de la seconde sorte ; la charge de cette capacité sera 8$, de sorte que l’on aura :
- ofI> = — C
- d(î> dx
- si C est la valeur de cette capacité.
- Nous pouvons imaginer maintenant des récepteurs formés de combinaisons quelconques de self-inductions, de résistances et de capacités des deux sortes.
- Imaginons, par exemple, que nous rencontrions d’abord un récepteur formé de trois sections successives en série; la première section ayant une self L, une résistance R, une capacité de première sorte A, la seconde ayant seulement une capacité de deuxième sorte C, la troisième semblable à la première mais avec les constantes L,, R,, Ar
- En amont de la première, la fonction <ï> aura la valeur <ï> et le potentiel ; en aval, la fonction <ï> sera encore égale à <I> et le potentiel à
- ___ d<i> k d2^> d<î>
- dx dt2 dt
- A«i>
- En aval de la seconde, le potentiel aura la même valeur, mais la fonction sera devenue :
- <ï>' = — CV' = <l> — G
- dt dt dt
- LA<I>.
- En aval de la troisième, la fonction $ sera continue, et restera égale à <£', mais le potentiel deviendra ;
- Y”:
- Li
- d*<f>’
- dt*
- Ei
- <Aï>'
- dt
- A.4>'
- qui est une fonction linéaire de <&, de et de leurs dérivées par rapport au temps.
- Plus généralement, quelle que soit la complication d’un récepteur, qu’il soit formé d’un réseau plus ou moins complexe, de selfs, de résistances, de capacités des deux sortes placées en dérivation ou en série, il sera toujours caractérisé par ce fait qu’il y aura deux relations linéaires entre les valeurs de <I> et du potentiel en amont et en aval du récepteur et quelques-unes de leurs dérivées par rapport au temps. Il en serait encore de même si l’on tenait compte de l’induction mutuelle des diverses parties du récepteur.
- Méthode générale. — Que devons-nous faire alors ? On opérera toujours de la même manière ; on cherchera d’abord la solution isochrone. Pour cela on considérera la ligne comme divisée en plusieurs sections, les points de division étant la pile, le récepteur, les extrémités de lignes isolées ou mises à la terre, etc.
- Dans chacune de ces sections on aura :
- <ï> Aei(<?t ~ i**0 -j- Be’te* — ?JÆ)
- A et R étant des coefficients constants, et p étant lié à q par la relation
- (p — i\q = p2
- ou plus généralement :
- ïV — 'l?Vt — P'1
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- 243
- les constantes y, A, p pouvant ne pas être les mêmes dans les différentes sections.
- Si la section est indéfinie dans un sens, l’un des deux termes de $ devra disparaître.
- Si une section se termine par une extrémité isolée, ou une mise à la terre, on aura en ce point
- d<t>
- q> = o, ou —-— — o dx
- ce qui donne une relation entre les coefficients A et B.
- Maintenant si nous comparons deux sections consécutives, nous aurons comme nous
- venons de le voir [deux relations linéaires entre les valeurs de <ï> et de de part et d’autre
- du point de division et entre leurs dérivées successives par rapport au temps. Sinous observons que pour une solution isochrone, la dérivée d’une de ces fonctions par rapport au temps est égale à cette fonction elle-même multipliée par iq, nous voyons que nous aurons
- deux relations linéaires entre les valeurs de (ï» et de part et d’autre du point de division
- mais que les coefficients de ces relations dépendent de q. Ces relations nous fournissent alors deux équations linéaires entre les coefficients A et B des deux sections consécutives.
- On peut déterminer ces coefficients A et B à l’aide de ces diverses relations, et ces coefficients seront des fonctions de q, puisque nos équations linéaires dépendent de q. On aura ainsi :
- <ï> £2 (q)eiQt
- Appelons / it) la force électromotrice de la pile et portons :
- f{t) —je (q)e<9‘ dq, 0 {(/) =-“ ffl^e-’Ç-dx
- nous aurons pour la solution générale :
- <t> — f I — ^- eÙÙ — ) Q (q) dqdx J J 17:
- et pour « l’ébranlement élémentaire »
- Nous pourrons ainsi dans tous les cas mettre la fonction cherchée sous la forme d'une intégrale définie.
- Premier cas. — Le premier cas est celui où il n’y a qu’un récepteur, qui peut être d’ailleurs aussi compliqué que l’on veut, mais qui est immédiatement réuni à la terre, ou bien suivi d’une ligne indéfinie; la ligne de l’autre côté de la pile est indéfinie, ou bien le second pôle de la pile est mis immédiatement à la terre. Il n’y a donc qu’une section de longueur finie, c’est celle qui s’étend de la pile au récepteur. Soitr/ sa longueur.
- Nous cherchons la valeur au récepteur, c’est-à-dire pour x = a. Dans ce cas ü {q) est égal à eipa multipliée par une fonction rationnelle de p et de q. Notre intégrale peut alors être décomposée comme plus haut en éléments simples de la forme
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- Si nous voulions la fonction $ en un point quelconque de la section comprise entre la pile et le récepteur, nous verrions que ü [q) est une somme de deux termes l’un contenant l’exponentielle eipx, l’autre l’exponentielle eip^a~æ) l’une et l’autre multipliée par une fonction rationnelle de q et de p.
- Deuxième cas. — Le deuxième cas est plus compliqué, c’est celui où il y a plusieurs sections de longueur finie. C’est ce qui arriverait par exemple :
- i° Si le récepteur était relié à la terre, non pas immédiatement, mais par un fil de longueur finie.
- 2° Si le second pôle de la pile était à la terre par un fil de longueur finie.
- 3° Si la ligne était fermée sur elle-même de façon à équivaloir à une série indéfinie de piles et de récepteurs équidistants. (Voir plus liant le cas d’une ligne fermée).
- 4° Si la ligne était formée de plusieurs fils de section différente raccordés ensemble.
- S’il en est ainsi, û (q) n’est plus une exponentielle multipliée par une fonction rationnelle de p et de q. Mais 0 (q) dépend rationnellement de /, de q et de plusieurs exponentielles. Nous avons même des combinaisons d’exponentielles au dénominateur.
- Interprétatiox physique du deuxième cas. — On peut se représenter comme il suit la façon dont les choses se passent, fonde émanée de la pile se propage dans les deux sens ; quand elle rencontre un point de division entre deux sections, une partie de la perturbation est transmise à la section suivante, une partie est réfléchie et revient en arrière.
- C’est de la superposition de toutes ces ondes ayant subi des réflexions multiples que provient la fonction d>. Il y a là quelque chose de tout à fait analogue au phénomène des anneaux colorés.
- Lorsqu’on n’a qu’une section de longueur finie, comprise entre la pile et le récepteur, il y a réflexion au récepteur, mais il n’y a pas de réflexion à la pile ; nous avons alors au plus une onde directe et une onde réfléchie, ce qui donne en tout pour Q [q] deux termes, chacun d’eux contenant en facteur une exponentielle.
- Si au contraire, il y a plusieurs sections de longueur finie; il y a plusieurs points où se produisent des réflexions, de sorte qu’une onde, renvoyée de l’un à l’autre peut subir une infinité de réflexions successives.
- Nous aurons donc à considérer une infinité d’ondes distinctes. A chacune d’elles correspondra dans 0 [q) un terme formé d’une exponentielle, multipliée par une fonction rationnelle de p et de q. C’est la somme de tous ces termes qui est alors égale à une fonction rationnelle d’un certain nombre d’exponentielles, ainsi que de/» et de q. Mais nous devons observer qu’à chaque réflexion, la perturbation est considérablement affaiblie, de sorte que ces termes décroissent rapidement et qu’il n’est nécessaire d’en considérer qu’un très petit nombre.
- Nous avons donc deux manières d’écrire ü [q] ; nous pouvons l’écrire en bloc, sous forme finie; elle est alors rationnelle non seulement par rapport à/» et à /,mais encore par rapport à un certain nombre d’exponentielles. La solution du problème (pour un ébranlement élémentaire) se présente alors sous la forme d’une intégrale définie simple
- <I> — j Q (<y)e!’2* dq
- mais qui se prête mal à la discussion. Nous pouvons aussi la développer en série, procédant suivant les puissances des exponentielles. (Il faut naturellement développer suivant les
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- puissances croissantes cle celles de ces exponentielles dont la valeur absolue est plus petite que 1). On sépare ainsi les différentes ondes réfléchies; chaque terme est de la forme
- e'i'1 R
- où l est une longueur dépendant des longueurs des différentes sections et où R est rationnel en p et en q. La solution se présente alors sous la forme
- <I> = £Rel‘(?< + i>1) dq
- Il n’est pas nécessaire, comme je l’ai dit plus haut, de considérer un grand nombre de termes; et chacun de ces termes peut se traiter comme dans le premier cas.
- Exemple. — Je voudrais bien montrer cette décomposition de O (q) en ses ^différents termes correspondant chacun à une onde réfléchie et pour cela je prendrai un exemple simple, et je choisirai le cas d’une ligne fermée de longueur avec une pile de force électromotrice f (t) au point x = o, et pas de récepteur.
- Soit d’abord
- f{t) — <ï> =: O (q)ciït ;
- d’où
- O (q) = Ae'P* -f- Be~ ^
- J’écris que $ est continu et que subit un saut brusque eiqt ; c’est-à-dire que si <ï>0 et —j^r et sont les valeurs de d> et- pour x = o et pour x — l, on a :
- *1 »
- ^*0
- dx
- cùïy
- dx
- -f- e'i1
- cela donne :
- A|Bz: Ae1*'1 + Be~ !>*
- Ai p — Bip ~ Aipe'i'1 — B ipe~~ ’P -f- 1
- d’où
- •A —___________1_______P, — _____________1________. — A pn>l
- ip (1 — e‘i>l) ’ ip (1 — e~ ii)l)
- tjipx _1_ oip{l — x) pX T 1
- cj> — çiqt _____HZ____________— , I + ni) v çip{l x + ni) I
- if (x — eipl) ip L J
- (11 — o, 1,2........co )
- Le terme eivl-x+nl] représente l’onde qui arrive au point.# après avoir fait n tours complets dans le sens direct, le terme efj»(*-*+»*) représente l’onde qui a fait n tours complets dans le sens rétrograde
- Inutile d’ajouter que tout se passerait de la même manière dans les autres cas où les ondes au lieu de faire une série de tours, toujours dans le même sens, se réfléchissent un certain nombre de fois et reviennent en arrière.
- Raccordement de deux fils de différente section. — Il peut arriver que dans deux sections consécutives delà ligne, les constantes du fil, p, X, y n’aient pas la même valeur. On
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- peut par exemple raccorder deux fils de diamètre différent, ou bien raccorder une ligne sous-marine avec une ligne aérienne. Dans ce cas la valeur dep n’est pas la même dans les deux sections puisque l’équation qui définit p
- hyp — pyq = p2
- n’a pas les mêmes coefficients. De plus, au point de raccordement les ondes subissent une réflexion. Quelles sont les conditions de cette réflexion ? D’abord il n’y a pas de force électromotrice, donc est continu. Ensuite l’intensité doit être la même dans les deux sections; donc y-^- et y<I> sont continus. Cela suffit pour déterminer les conditions de la
- réflexion, c’est-à-dire les relations linéaires entre les coefficients A et B relatifs aux deux sections.
- Si les différentes sections de la ligne sont formées de fils, dont les constantes ne sont pas les mêmes, la valeur de p n’est pas la même dans les différentes sections. Alors ü (q) est une fonction rationnelle de q, de diverses quantitésp^p^..., liées à q par des équations du second degré, et de diverses exponentielles ei2>iai..., où pl a toujours le même sens, tandis que a% est la longueur de la section correspondante. (Si l’on veut l’intensité en un point quelconque de la ligne, on pourra toujours considérer ce point comme un point de division séparant deux sections).
- Nos intégrales se présentent alors sous une forme encore plus compliquée. Mais on peut, quand on veut avoir une expression asymptotique, opérer toujours d’après les mêmes principes. On développera suivant les puissances des exponentielles eipa, comme p a toujours sa valeur imaginaire positive, cette expression a son module plus petit que 1 et la série converge rapidement. Chacun des termes est une exponentielle multipliée par une fonction rationnelle de q et de p. Considérons l’un de ces termes et cherchons une valeur asymptotique de l’intégrale correspondante. Pour cela il suffira de déformer le contour d’intégration jusqu’à ce qu’il aille passer par un point singulier, et de telle façon qu’en ce point singulier l’exponentielle soit beaucoup plus grande que sur tout le reste du contour; on aura l’expression asymptotique en réduisant le contour à ses parties les plus voisines du point singulier, le reste étant négligeable.
- Influence des pertes, — Reprenons le calcul quand la ligne est affectée d’une perte uniforme.
- Nous avons toujours l’équation de Ohm
- x4- + p; = e +
- dV
- dx
- mais l’équation de continuité est modifiée. La dérivée de la charge par rapport au temps, c’est-à-dire
- . dY
- 1 dt
- n’est pas égale à l’apport dû au courant, c’est-à-dire à-^y , il faut tenir compte d’une perte proportionnelle à V et que je représenterai par a Y ; on a donc
- di
- dx
- dV
- dt
- -)- a Y
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- ce qui montre qu’il existe une fonction $ telle que Ton ait
- Y =
- d<î>
- dt
- d<ï>
- cle sorte que l’on a
- 1 d2<p , n , > d<&
- Xy ~dt2 ^ a + ~Y7T + a?4>
- dt
- d2<P dx2
- ou en employant la notation symbolique
- A
- dt
- + P
- d
- dt
- + «
- d-d? dx2
- = E
- Si l’on suppose E = o, il vient :
- h -5r-+ (x* + pï)
- d«ï>
- ST + “?* =
- A2*
- dx2.
- Si nous posons :
- <ï> ekt U
- et qu’on choisisse k de telle sorte que
- k^h2 —(— (Xsc —[— py) ^ d- ocp —* ^
- OU
- fa + p) (Y* "b a) — °f
- on est ramené à l’équation des télégraphistes. En effet on a symboliquement :
- d
- ~TT («‘ !U)
- AU
- dt 'J> \ dt
- de sorte que U satisfait à l’équation :
- ÀÀ-+P
- À-U — ekt
- dt
- + h U
- A
- dt
- d2 U dx1
- Il y a deux valeurs de k pour lesquelles cette équation se réduit à celle des télégraphistes :
- i° Si Xk + p est nul, il reste :
- d2 U ~dtr
- + fa — TP)
- du
- dt
- 2° Si y k -f a est nul, il reste :
- , du
- k; —r— + (Tp — «X)
- A2U dx2
- d2 U
- At
- dx2
- ün remarquera que dans l’une de ces deux équations, le coefficient de—est positif,
- d2U
- de sorte qu’on peutdisposer des unités de façon que le coefficient de devienne égal à 1 et celui de à 2, ce qui est l’hypothèse que nous avons faite dans les calculs anté-
- rieurs.
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- Quelle est la signification des deux valeurs de k. Supposons qu’après avoir isolé parfaitement la ligne à ses deux extrémités, on lui communique une charge uniforme, cette charge se dissipera peu à peu à cause des pertes; mais la charge restera uniforme; il ne naîtra donc aucun courant dans la ligne, et nous aurons :
- dX , v
- Y --;---U «\ = O
- 1 dt ^
- d’où
- V ” ckl , y* + a =: o
- La seconde valeur de k définit donc la rapidité avec laquelle se perd la charge; elle est essentiellement négative.
- Supposons maintenant que la ligne soit soumise pendant un certain temps à une force électromotrice E uniformément répartie tout le long de la ligne; dans le régime qui s’éta-
- E
- blira, l’intensité i sera constante et égale à — tout le long de la ligne ; la ligne ne prendra
- P
- aucune charge et on aura V == o. Faisons maintenant disparaître brusquement la force électromotrice, le courant i restera indépendant de x et Y restera nul, de sorte qu’on aura :
- X
- -JT + ?' = °
- d’où
- i — ekt X/- + p — o
- La première valeur de k définit la rapidité avec laquelle disparaît un courant uniforme, quand la ligne n’a pris aucune charge ; elle est essentiellement négative.
- Qu’arrive-t-il maintenant si les deux valeurs de k sont égales; on a alors :
- YP — «X = o
- de sorte que notre équation se réduit à
- j dl U d-U
- ‘ dt- dxr-
- C’est l’équation des cordes vibrantes, la valeur de U se propage avec une vitesse uniforme, égale à celle de la lumière et sans altération. Quant à celle de •!> = ewU, elle se propage avec cette même vitesse, et sans autre altération qu’un affaiblissement représenté par le facteur exponentiel ekt.
- Ainsi pour une certaine valeur de la perte, qu’on pourrait appeler perte idéale, les signaux s’affaiblissent avec la distance, mais sans rien perdre de leur netteté.
- On conçoit donc que dans certains cas, une perte puisse améliorer les transmissions.
- Remarque sur le transmetteur. — Dans tout ce qui précède nous avons toujours supposé que la force électromotrice de la pile f (t) était donnée en fonction du temps. Cela est vrai si la ligne mise à la pile pendant l’émission des signaux, est mise immédiatement à la terre dans l’intervalle des signaux. Les choses se passeraient d’une façon plus compliquée si dans l’intervalle des signaux la ligne était isolée, ou réunie à la terre par l’intermédiaire d’un récepteur.
- Considérons le cas où la ligne est isolée ; on a pour .u = o
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- i° avant l’émission du signal:
- d<i>
- dt
- dQ
- ~d.~ °;
- 2° pendant l’émission du signal
- d'1>
- dt
- i
- (la force de la pile = i) ;
- 3° après l’émission du signal-^- = o, <J> = C.
- Si l’on avait après l’émission du signal —j^r = o, et si le signal était très court, émis au temps zéro et la ligne indéfinie, on aurait :
- pour t <C x, <tï — o, pour i d> — Ke~ 1 J0 (\/x'z — t2)
- et on trouverait des valeurs analogues si l'on supposait que la durée de l’émission est finie (vide supra).
- Soit <I>0 la valeur de correspondant à cette hypothèse, <E>0 + (ï>1 la véritable valeur de <I> ; on aura avant et pendant l’émission <b = o, puisque les hypothèses ne deviennent différentes qu’après l’émission. Ap rès l’émission on aura: pour.r = o,
- *1 = G — d’0
- de sorte que «ïq est donné pour x = o. Nous remarquerons que cette valeur donnée de «h, est toujours positive, parce que pour æ=o les fonctions e~tJ0 (it) et <ïq sont toujours décroissantes.
- Ainsi 4>j est donnée en fonction de t ; elle est nulle jusqu’à la fin de l’émission et positive ensuite. Le calcul de <Iq pour des valeurs de x différentes de zéro est facile. Nous trouvons ; si $l=eiqt pour .r=o : (et dans le cas de la ligne indéfinie)
- <jq — e^i1 + px)
- d’où pour un ébranlement instantané :
- <Iq — -A— J + i‘x'> dq — o (l,x).
- Si nous supposons <ïq — f(t) pour x= o, il vient, comme plus haut :
- f (') o (< — * > *) d~
- je remarque seulement que / (t) étant essentiellement positif, la fonction <ïq ne décroîtra que très lentement et que les transmissions seront beaucoup plus mauvaises.
- Si l’on supposait qu’après l’émission la ligne est mise à la terre par l’intermédiaire d’un récepteur, le calcul serait analogue. On aurait avant l’émission
- dx
- pendant l’émission
- d<i> i
- dx a
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
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- après l’émission une certaine relation entre <ï> et ses dérivés que j’écris Ad> = o. Soit alors <I>0 ce qui serait «b si on mettait directement à la terre après l’émission, <ï>0-f-$1, la vraie valeur de <E>.
- On a alors
- Avant et pendant l’émission
- 4»! = = O
- Après l’émission
- AK, = — \%
- C’est-à-dire que est une fonction connue du temps. On cherchera la solution isochrone en supposant d’abord Adq = eiqt et on en déduira, toujours par le même procédé, la solution générale et l’ébranlement élémentaire. Il est clair qu’on peut encore opérer de même dans des cas plus compliqués.
- II. Poincaré.
- L’ÉCLAIRAGE PAR L’ÉLECTRICITÉ
- DES TRAINS DE CHEMINS DE FER
- Les brillants résultats obtenus sur les tramways et chemins de fer électriques, où l’éclairage des wagons par l’électricité s’imposait et a été réalisé à la satisfaction de tous, ont rendu le public fort difficile sur l’éclairage des trains mus par la vapeur. L’éclairage par l’électricité offre sur l’ancien mode d’éclairage par gaz riche l’avantage principal de pouvoir distribuer la lumière suivant les besoins des voyageurs. En particulier il permet au public, grâce à la disposition convenable de lampes murales, de s’adonner sans fatigue à la lecture, distraction qui tend de plus en plus à occuper les voyageurs. Il est de plus possible par l’installation de lampes de tables, de plafond ou murales, de rendre beaucoup plus confortable et commode l’éclairage des wagons-restaurants, wagons-lits et des voitures de luxe. N’oublions pas que la clarté de la lampe électrique et l’éclairairement du livre dépendant de la place que la lampe occupe dans les wagons, fatiguent considérablement moins la vue des lecteurs, qui par suite peuvent tromper d’une manière agréable la longueur, même relative des trajets. Obtenir avec l’ancien mode d’éclairage an gaz la même clarté qu’avec la lumière électrique, est pratiquement impossible, d’autant plus qu’il est plus fatiguant d’être exposé à une clarté trop vive qu’à une lumière insuffisante.
- Etant donné l’état actuel de l’industrie électrique, l’éclairage de trains par l’électricité ne peut plus compter parmi les installations de luxe. Il offre trop d’avantages, consacrés par de nombreuses et fructueuses études, tant par les considérations signalées plus haut que par une très grande facilité d’utilisation et de maniement des appareils, pour qu’il ne puisse plus être question de réserver ce mode d’éclairage aux voitures de ire et 2me classe des grandes lignes. Il serait d’ailleurs pratiquement difficile de limiter de la sorte l’emploi de la lumière électrique, car les wagons les plus récents vont, après un certain nombre d’années terminer leur service dans des trains de moindre importance sur des lignes secondaires ou d’intérêt local. L’éclairage électrique est donc destiné à se propager même dans les trains de toutes catégories et les plus lents des plus petites lignes.
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- 25i
- Un autre avantage de l’éclairage par l’électricité est la plus grande sécurité qu’il offre contre l’incendie. De graves accidents sont arrivés à des trains rapides du fait de l’emploi du gaz, qui s’échappant en grande quantité de récipients endommagés mettait le feu au train et détruisait wagons et voyageurs. De tels accidents sont moins à redouter avec l’électricité, les moyens de protection étant beaucoup plus efficaces et rigoureux.
- Les avantages de l’éclairage des trains par l’électricité étant reconnus, quel sera le système à préconiser? On distingue deux manières de distribuer le courant aux lampes; dans la première il n’y qu’une seule source d’électricité pour la totalité des voitures et il règne sur toute la longueur des trains un conducteur principal, sur lequel les lampes sont mises en dérivation; dans la deuxième, chaque voiture possède une source propre pour l’alimentation de ses lampes. Dans le cas du conducteur général, la source unique se trouve sur la locomotive ou dans le fourgon d’avant, et la dynamo génératrice est mise en mouvement par une petite machine à vapeur alimentée par la vapeur d’échappement de la locomotive, ou directement par l’essieu de la voiture. Chaque voiture est pourvue de son câblage spécial, comme cela existe pour les conduites de chauffage et du frein à air ; des coupleurs spéciaux réunissent les voitures les unes aux autres, de sorte qu’il n’existe qu’une seule conduite d’alimentation sur toute la longueur du train. Au contraire, dans le cas du système par voiture, chacune d’elles porte un groupe générateur actionné directement par l’un des essieux. Les interruptions inévitables dans la production du courant, qui sont dues aux arrêts des trains, sont compensées dans les deux cas par des batteries d’accumulateurs qui se chargent de jour.
- L’application de l’un ou de l’autre système n’est pas indifférente. Les voitures qui sont disposées pour l’éclairage par source unique ne peuvent entrer dans la composition d’un train, que tant qu’elles possèdent exactement la même organisation intérieure et qu’elles exigent une source de courant pareille pour toutes. Un tel train ne peut contenir de voitures à éclairage électrique de nature différente, ni surtout de voitures éclairées au gaz, à moins toutefois que ces dernières ne portent en outre l’équipement électrique nécessaire.
- Le cas d’éclairage par source unique exige donc que le train arrive à la station terminus sans que le nombre ou la nature des voitures ait pu varier, depuis la station de départ; sa composition est bien déterminée, eu égard au nombre de lampes qui peuvent être alimentées par la source unique portée par le train. Cette condition si importante n’intervient pas dans le cas où chaque voiture est indépendante en possédant sa source particulière, et où il n’y a pas à se préoccuper si la voiture voisine est éclairée au gaz ou à l’électricité.
- Malgré les avantages que présente l’éclairage indépendant de chaque voiture, c’est l’éclairage par source unique qui d’abord a réuni tous les suffrages. Ce fait curieux pourrait bien être du au mouvement qui tendait alors à introduire la commande à distance, permettant de réunir en un seul point et en une seule main tous les appareils de commande, procédé qui se trouve tout naturellement appliqué dans le système des freins à air, et du chauffage au moyen de la vapeur de la locomotive. Cela pourrait bien expliquer jusqu’à un certain point la préférence qu’on donne à l’éclairage par source unique, sans cependant que les mêmes raisons puissent en justifier l’emploi. Il est, en effet, de toute évidence que la question du frein à air doit être considérée d’un point de vue tout différent et tout particulier, étant donné que le but des freins est d’agir instantanément et simultanément sur toutes les voitures, de la première à la dernière ; la commande d’un seul point s’impose par conséquent. Quant au chauffage des wagons, il suffit de remarquer que la vapeur provient de la locomotive. Donc, pour les freins à air et le chauffage à la vapeur, la conduite générale était une condition primordiale. Il n’en est pas de même'pour la production du courant d’éclairage. Peu importe, en effet, que les courants d’alimentation
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- proviennent d’une source unique, ou d’un grand nombre de petites sources. La question ne peut dépendre que d’une plus ou grande commodité d’organisation, du coût de l’installation et de l’entretien. En Angleterre, où la question de l’éclairage par source unique a été étudiée de très près, on est, malgré de grands progrès, revenu à l’éclairage indépendant. De même, en Allemagne, où des essais furent faits en actionnant la dynamo par une turbine à vapeur placée sur la locomotive, la méthode d’éclairage par source unique fut peu à peu abandonnée.
- La commande du groupe générateur actionné par un moteur à vapeur a cependant été dans le cas de la source unique assez rapidement modifiée par mesure de sécurité, et remplacée parla commande directe par l’essieu de la voiture, à l’aide, par exemple, de galets de friction intermédiaires. La question n’était pas en effet d’obtenir une bonne lumière, ce qui s’obtenait par la construction irréprochable de la dynamo, mais d’assurer une marche du groupe sans danger pour les voitures, et d’obtenir un service égal et régulier.
- D’autres faits plaident contre l’éclairage par source unique et en faveur de l’éclairage indépendant, données qui ressortent de l’exploitation même des réseaux de chemin de fer. Il a été dit plus haut, que seules peuvent entrer dans la composition d’un train éclairé d’un point unique, les voitures ayant les mêmes dispositions ou tout au moins munies d’une conduite principale et de deux coupleurs, permettant de ne pas interrompre l’alimentation des voitures. Il en résulte que les voitures d’une Compagnie ne peuvent être employées que sur le réseau lui appartenant, pour peu que la Compagnie voisine possède un autre mode d’éclairage. Cela conduit à des difficultés considérables surtout dans les pays de frontière où les systèmes peuvent être tout à fait différents. Il ressort donc déjà de là, qu’il n’est pas possible de restreindre l’éclairage par l’électricité à de certaines catégories de trains circulant sur des lignes déterminées.
- Après avoir vieilli en faisant le service des rapides sur les grandes lignes, les voitures finissent par constituer les petits trains même mixtes, traversant les frontières entre le's gares voisines, en passant d’une compagnie à une autre. Une statistique établie pour le service d’été en 1903 mentionne qu’en Prusse 800 voitures de voyageurs sont sorties du réseau; en ajoutant encore 5o p. 100 de voitures tenues en réserve ou envoyées en réparation, cela fait 1 200 wagons qui devront être munis de deux systèmes d’éclairage différents, dont le système à source unique. Par contre 400 voitures étrangères seulement ont pénétré sur le réseau et comme il arrive le plus souvent que pour des raisons diverses ces voitures doivent être intercalées au milieu du train, il est de toute évidence qu’elles doivent porter au moins deux systèmes d’éclairage. Non moins gênantes seraient les voitures des hautes personnalités voyageant dans leurs propres wagons, si celles-ci 11e pouvaient être éclairées que par un seul moyen. Signalons encore les trains mixtes, dans lesquels il 11’est pas possible, l’éclairage par source unique étant adopté, de mettre les wagons dans un ordre souvent imposé par les circonstances, mais inacceptable pour la question particulière de l’éclairage.
- Les quelques exemples que nous venons de donner suffisent amplement à démontrer les ennuis créés par l’emploi de l’éclairage des trains par source unique. Il faut d’ailleurs remarquer que la majorité des Compagies a finalement adopté le système d’éclairage indépendant, lequel permet de ranger les voitures dans un ordre quelconque sans nuire en quoi que ce soit au trafic. Ce système offre de plus l’avantage de coûter relativement moins cher. Car il est très onéreux, dans le cas de l’éclairage par source unique, de munir des milliers de voitures de cæblages et coupleurs coûteux, qui ne paieront peut-être pas, par les services qu’ils seront appelés à rendre, leurs prix d’achat et d’inslallation.
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- 2o3
- Ces différentes considérations ont amené les Compagnies à adopter dans leurs nouvelles voitures le système d’éclairage indépendant. Revenir à l’autre système semblerait plutôt laire un pas en arrière dans la voie du progrès.
- L. Munch.
- DIAGRAMME DES MOTEURS POLYPHASÉS ASYNCHRONES <‘>
- L’épure circulaire bien connue des moteurs polyphasés asynchrones repose, comme on le sait, sur l’hypothèse d’un llux primaire constant. Cette hypothèse estpeu exacte aux fortes charges, et l’on a été amené à faire une correction après coup, pour tenir compte de la résistance ohmique primaire. Nous ne discuterons pas ici les mérites respectifs des diverses corrections qui ont été proposées; nous dirons seulement qu’elles conduisent en général à des calculs assez laborieux et que, par contre, la correction graphique très simple indiquée par M. A. Heyland (2) semble être peu rigoureuse. Dans ce qui suit, nous nous proposons de montrer comment l’on peut, par des méthodes purement géométriques, et en tenant compte rigoureusement de la résistance ohmique primaire, arriver à un diagramme circulaire donnant comme cas particulier immédiat l’épure ordinaire Behrend-Blondel-Heyland.
- Pour simplifier l’écriture, et donner plus de généralité aux formules, nous emploierons la notation vectorielle si commode de M. A. Blondel, tout en nous servant des mêmes symboles que l’éminent auteur, afin de faciliter les comparaisons ^3).
- Notations. — Désignons par :
- U la tension vectorielle du réseau d’alimentation ;
- i\ r2 les résistances vectorielles des deux enroulements ;
- \ leurs self-inductances vectorielles ;
- Ij I2 les intensités efficaces des courants primaire et secondaire;
- w la vitesse angulaire du moteur supposé bipolaire ;
- R = la vitesse de pulsation du courant primaire ;
- cr= i ---le coefficient de dispersion, ei et e2 étant les coefficientd’IIopkinson définis
- par M. A. Blondel ;
- (i — *)'le coefficient d’induction mutuelle vectoriel du primaire et du secondaire (l).
- fi) Le manuscrit de cet article nous a été envoyé vers le mois de mars, mais par suite d’événements divers la publication en a été retardée. La Rédaction tient à signaler ce fait car M. Grob a tout récemment publié dans VE. T. Z. un travail aboutissant aux mêmes résultats que M. Belhenod mais par une méthode plus longue ainsi que les lecteurs pourront s’en rendre compte prochainement par l’analyse qui en sera donnée.
- fi) Méthode d’essai des moteurs d’induction, par A. Heyland, Eclairage Electrique, t. XXIV, p. 17, 7 juillet 1900. fi) Cf. Notes sur la théorie élémentaire des appareils à champ tournant, par A. Blondel, Lumière Electrique, t. L, a5 novembre 1893 et suivants. Nous rappellerons ici que les quantités vectorielles sont simplement égales à la somme des quantités correspondantes dans les divers circuits déphasés. Le but de ces notations est de débarrasser les équations des symboles représentant les nombres de phases du rotor et du stator.
- fi) Si Ton désigne par NjN, les nombres totaux de fils périphériques des enroulements primaire et secondaire, KaK2 les coefficients d’utilisation des ampères-tours de l’inducteur et de l'induit, kik.î ceux des forces électromotrices (tenant compte comme les coefficients précédents du genre d’enroulement), p le-nombre de paires de pôles,
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- Les équations fondamentales vectorielles sont alors :
- Û = 7(1, + XjQij -f- Mûi2
- O rr 7-2I2 -)- )-2 (O —co) I2 -|- M (Q — co) I,
- w
- (les vecteurs ÿqül,, Mül2, À2 (fl — w)I2. M(Q — co)I±, sont, comme on le sait, en quadrature avec les courants qui leur donnent naissance).
- Lieu du courant primaire (fig. i). —Prenons comme origine des phases la phase du courant I, ; l’équation (2) nous donne évidemment le triangle OAB dans lequel :
- OA = M (ü — w) I,
- O B = 7-2I2
- BA zz: X2 (O — go) I2
- Si l’on appelle 9 l’angle AOB, l’on aura ainsi
- De même, l’égalité vectorielle (1) fournit le contour polygonal OHIÏNO dans lequel :
- OH z= rj,
- v HK = X^I,,
- KN zz: M£2I2 ON = U.
- On remarque immédiatement que si, au point N, l’on élève une perpendiculaire ND sur KN, l’angle KDN est égal à l’angle AOB = 9 comme ayant ses côtés parallèles chacun à chacun à ceux de cet angle. On tire de là :
- Or le triangle rectangle OAB donne :
- d’où
- sin 6
- X2 (£2 — co) I2 M(Q — co)l”
- l, _ MIX sin 6 X2
- En portant cette valeur dans l’expression de KD, l’on obtient en dernier lieu :
- M2£2
- KD = X h = (x — Œ) 7,01,
- l la réluctance magnétique du circuit parcouru par le flux commun au rotor et au stator, les quantités X„ X2, M, sont données, comme l’a montré M. A. Blondel, par les égalités
- 1 __ “•1V17LÇ* i^ V 1
- 1 pài.
- ( ___ ttK2A2N22c'2
- - — jk
- VT2_ LL __ ~2k21x22n21n22 _ ~2k22x-21n21n22
- r2r2 p% cR.2
- Cf. Propriétés des champs tournants, Éclairage Electrique, 24 août 189!), p. 364-
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- 2DD
- Divisons maintenant toutes les lignes de la figure (i) par Q ; elles représentent alors des impédances et l’on a :
- OH = ru KH = XAÜ, KD =
- M2
- (l — ïJXjlÜ.
- Ces trois quantités sont donc constantes et indépendantes de to et ;-2, c’est-à-dire du
- Fig. i.
- régime auquel se trouve soumis le moteur. Quant à la ligne ON, elle représente l’impédance apparente .
- •M
- Dans ces conditions, si la vitesse angulaire varie, le point N décrit un cercle ayant KD comme diamètre, puisque cette longueur est constante et que l’angle DNK est droit. Si l’on marche de plus à potentiel constant, la longueur ON = pourra servir à mesurer l’inverse du courant Ir II est d’ailleurs facile d’obtenir directement ce courant Q ; soit en effet M le point d’intersection de ON avec le cercle G, d’après un théorème bien connu de géométrie élémentaire, il existe la relation :
- OM x ON =ÔC2 — CD2
- = r2i + <jD2).21 (4)
- constante
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- 2 56
- On en déduit :
- OM
- 7’21 -{-
- ü
- X ly
- zz constante X I1
- La longueur OM peut donc servir à mesurer It pour chaque valeur de l’angle 9 (*).
- Il est à remarquer que si l’on prolonge la droite DN jusqu’à son point de rencontre en T avec la perpendiculaire KT élevée en K sur KH, le triangle rectangle DKT donne l’égalité :
- KT zz KD tg 0
- zz constante X (£2 — co)
- La longueur KT pourrait donc servir à la mesure du glissement, mais son emploi serait très incommode, car on serait conduit à une échelle d’une longueur inadmissible et de plus le point N d’intersection de DT avec le cercle est très incertain même pour de faibles glissements. Nous serons done amenés à chercher une autre représentation du glissement (2).
- Angle de décalage. —L’angle HOM représente l’angle © de décalage de I4 sur U. Le facteur de puissance cos © est donc maximum quand la droite OM est tangente au cercle G.
- Représentation du courant secondaire. — Considérons les triangles OKN, OM0M, M0 étant le point d’intersection de KO avec le cercle G ; ils sont semblables comme ayant un angle en O commun compris entre des côtés proportionnels : en effet
- OM0 X OK zz ON X OM zz constante
- d’où :
- OM0 OM
- ON “ "ÔK"
- On a donc
- M0M _ OM0 KN ~ ON
- Or
- M0M = OM0 x
- KN
- ON"
- ON zz
- U_
- h
- K N =z
- M£2I2
- P) Pour donner plus de clarté à l’épure nous avons exagéré a dessein sur la figure les longueurs r± zz OH et <7X2£2 =z HD qui sont en réalité très petites par rapport à KD zz Xi£2 (i —a). Lorsque la résistance i-y est grande, il peut se faire que le courant diminue d’abord à mesure que le glissement augmente, pour croître ensuite d’une manière continue jusqu’à l’arrêt. Cette anomalie, dont l’épure rend très bien compte, peut être vérifiée expérimentalement très facilement par l’introduction de résistances ohmiques dans le circuit primaire. Nous avons pu en constater l’existence sur un petit moteur triphasé de 2 kilogrammètres construit par un amateur et dont la résistance primaire était très élevée.
- (2) Nous rappelons ici que M. A. Potier a donné une épure analogue pour le lieu du courant primaire d’un transformateur (Cf. Leçons d'Électrotechnique Générale, par P. Janet, Gauthiers-Villars, chap. xix, p. 418). Elle cor-
- respond au cas particulier de w zz: o
- du diagramme ci-dessus. A cette occasion, nous ferons observer
- que cette épure convient bien mieux à l’étude des moteurs qu'à celle des transformateurs, car dans ce dernier cas elle mélange les constantes propres de l’enroulement secondaire avec celles du circuit secondaire extérieur lui-même, et de plus suppose X2 con'stant, ce qui restreint beaucoup ses applications. Nous signalerons enfin que la méthode a été appliquée également à diverses reprises par M. b. Bedell, à 1 étude des transformateurs (Cf. Lieux de l’admissance et de l’impédance, par F. Bedell, Éclairage Électrique, t. X, p. 78. — Mémoire présenté à la Société de Physique de Londres, 26 juin 1896.)
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- Donc finalement :
- = OM„ x
- MQ
- ”1T
- x I,
- :*)
- La longueur OM0 étant constante, on en conclut que la longueur MM0 peut servir à la mesure de I2.
- On peut mettre ce résultat sous une forme plus expressive en remarquant que OM0 mesure à l’échelle des I, le courant à vide I0 (Q'=o). Le courant I2 = OM peut donc être représenté comme la résultante géométrique du courant à vide I0 = OM-o et d’un courant aI2 = MM0 proportionnel nu courant I2 du circuit secondaire.
- Nous appellerons ce> courant «I2 courant secondaire équivalent, «étant donné., par la relation :
- M0M _ K N OM ~ "OK
- ou bien
- MQÇ
- al, ___ ~ ï”"
- et finalement en posant zi = A,2^2
- a =
- r~ 1 + 'G---
- MQ
- (.A Suivre.)
- J. Betiiexod.
- Tngénionr-électricien.
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- THÉORIES ET GÉNÉRALITÉS
- Sur la réluctance d’un aimant rectiligne. Anfossi. L’Elettricista, i5 avril 1904.
- Un aimant rectiligne présente une réluctance qui n’est pas a priori calculable en fonction des dimensions du noyau et des ampères-tours d’excitation. La question a donné lieu a des hypothèses assez divergentes. Silvanus Thomson admet, sans en dorsser de raisons, que la réluctance totale du circuit est inversement proportionnelle à la surface du noyau de fer, sans qu’il soit question ni de la longueur ni de la section de ce dernier.
- Feldmann propose la formule empirique suivante, pour la réluctance extérieure
- où a est le rayon de la sphère ayant même surlace que la partie du noyau émergeant d’un côté de la bobine.
- Hospitalier, pour une bobine sans fer, admet que le coefficient de self-induction est
- 4 Tirfîs
- 1 = 1 »
- ce qui suppose que la réluctance extérieure est prise égale à zéro.
- Si on admet que la réluctance extérieure est du même ordre que celle du noyau, il est aisé de voir que cette hypothèse conduit à supposer la section du circuit extérieur infinie.
- Dans une séance de lu section des Electriciens italiens de Gênes, l’auteur se propose d’exposer quelques considérations qui puissent contribuer a l’étude de ce problème.
- 2 7: a
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- 258 L’ÉCLAIRAGE
- Il considère un aimant rectiligne, que, pour simplifier, il suppose réduit à deux masses-\-m, — my (fig. i) ; soit à sa demi-longueur; avec
- Fig. i.
- les axes de coordonnées indiqués dans la figure, le champ dans le plan équatorial sera exprimé par
- La figure a représente la courbe de variation de ce champ en fonction de la distance à l’axe de l’aimant. Il en ressort que les lignes de force se resserrent autour de l’aimant ; à une distance relativement faible, le champ est à
- '1000
- F---
- peine perceptible , il n’est donc pas rationnel de supposer la section extérieure du flux infinie. L’aire comprise entre la courbe AB et les
- ÉLECTRIQUE T. XL. — N° 33
- axes (fig. 2) qui représente la totalité des lignes de force traversant un plan méridien quelconque, peut être assimilé sans grande erreur à un triangle de même aire et son centre de gravité à la même distance de l’axe. Soit x0 l’abcisse du centre de gravité C du triangle, on a évidemment OD = xï = 3 x0. Cette hypothèse revient à admettre que le champ décroît linéairement et que le flux tout entier est compris dans le tube de, force limité par le cercle équatorial de rayon x1.
- L’auteur prend comme longueur moyenne du circuit extérieur celui de la ligne de force moyenne passant par la projection de C sur l’équateur, et comme section moyenne du flux le quotient du volume du tube de force précité par la longueur de la ligne de force moyenne. Le quotient de la longueur par la section donne la réluctance.
- Le calcul de la position du centre de gravité donne x0= a, d’où ^=3(7. L’équation des lignes de force est
- y + « . _ y —a __ r
- \l (« +y)2 + X2 \J (a —y)2 + .-r2
- où z est une quantité constante pour chacune des lignes de force, proportionnelle à la quantité du flux qu elle embrasse.
- Supposons un instant z variable et donnons à x une série de valeurs constantes ; on pourra de la sorte construire une série de courbes y dont chacune exprime, à un facteur près, la loi suivant laquelle varie le flux à travers la section droite d’un cylindre concentrique à l’aimant et ayant pour rayon la valeur correspondante attribuée à x. Le système de courbes ainsi obtenu (fig. 3) permettra de construire une ligne de force quelconque. Pour cela, on tracera une parallèle à l’axe oy à une distance m, qui fournira, par ses points d’intersection avec y = f(z), A, B, C les coordonnées d’autant de points de la ligne de force correspondant à z = m. On pourra construire en particulier les courbes qui coupent le plan équatorial aux points x0 = a xi = 3a. La longueur de la première diffère légèrement de celle d’un demi-cercle de rayon a, on prendra donc comme longueur moyenne du circuit extérieur, la valeur 7za.
- L’aire embrassée par la seconde courbe est 6,ya2 et son centre de gravité tombe h une dis-
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- 2%
- tance *i,3c)a de l’axe. La surface de révolution
- Fig. 3.
- engendrée par cette courbe a pour volume i8,6tîu.3 et la section moyenne du circuit est
- TM
- de l’aimant et k un coefficient à déterminer par l’expérience.
- P.-L. C.
- GÉNÉRATION ET TRANSFORMATION
- Sur le calcul des moteurs asynchrones,
- H.-M. Hobart. The Electrical World and Engineer, 3o avril 1904.
- M. Hobart avait, au début de cette année, publié une étude (4) sur le calcul rapide du facteur de fuite <7 des moteurs asynchrones à l’aide de la formule de Behrend
- _ç _5_
- a
- C étant une constante dépendant du rapport de largeur totale l du fer inducteur ou induit au pas polaire;
- 3, l’entrefer en cm ; a, le pas polaire en cm.
- Dans cette nouvelle étude, l’auteur complète la première en remplaçant la formule de Behrend par la suivante :
- cr = Cx C' x —
- a
- La réluctance extérieure cherchée sera donc
- R =
- TM
- 18,6«'V
- 0,169
- Elle est inversement proportionnelle k la longueur de l’aimant.
- Ce résultat ne s’applique naturellement qu’a des aimants dont la section est très faible par rapport k la longueur. Pour les aimants courts et gros, il faudrait considérer les pôles comme constitués par deux surfaces uniformément chargées et il vaudra mieux, dans ce cas, recourir k la détermination expérimentale du flux.
- On peut néanmoins prévoir la forme de l’expression de la réluctance extérieure. Pour des aimants de même section et de longueurs différentes, il est k prévoir que la réluctance varie vraisemblablement en raison inverse du carré du diamètre, de sorte que la réluctance pourra se mettre sous la forme
- où b désigne le diamètre, a la demi-longueur
- C étant la même constante que dans' la formule précédente et que M. Hobart a calculée pour un
- certain nombre de valeurs de ~ et pour deux
- sortes de perforations, complètement ouvertes ou complètement fermées.
- C une constante dépendant du produit N -I- N.
- 8 3 ~T_. I} c’est-à-dire du produit de l’entrefer
- par la moyenne du nombre de perforations par pôle.
- Les valeurs de C dans les deux cas indiqués sont représentées sur la figure 1 et celle de C7 sur la figure 2. La forme de cette courbe montre
- bien la dépendance de <7 avec le produit 8 —
- qui intervient surtout dans la dispersion k travers les encoches que l’auteur appelle la dispersion en zigzag.
- M. Hobart applique tout d’abord ces courbes au calcul de la valeur de cr de cinq moteurs, sortant de maisons de construction réputées :
- P) Voir L Eclairage Electrique du 16 avril, t. XXXIX, P- 99-
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- a6o
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL, — N° 33. *
- T A 1! r. E A U I
- DÉSIGNATION DES MOTEURS A Brown- Boveri. B Danielson. C Alioth. L, Dick Ker. E Alioth.
- Puissance. Puissance en chevaux. .... . . . . . ... 75 100 l85 220 3oo
- Tension aux bornes 5oo 5 00 8 000 5 000 5 000
- Tension par phase 5oo 288 4 620 2 880 2 880
- Fréquence. 5o 5o 5o 5o 25
- Vitesse au synchronisme . 75o 5 00 43o 5oo 100
- Nombre de pôles . . . . . . .. . . . . ~ . ... . 8 12 i4 12 3o
- Inducteurs.
- Diamètre extérieur des tôles en cm 70 io3 162 145 332
- Diamètre intérieur des tôles en cm 5o, 2 88 i3o 109 3oo
- Largeur totale des noyaux en cm 28 36 4o 3o, 5 75
- Nombre des noyaux I 3 J 4" 1
- Largeur des intervalles entre noyaux en cm .... 1 ? 5 — 1,3 —
- Largeur nette des tôles 2 5 , 2 29,7 36 23,9 67,5
- Pas polaire en cm . . . . . . . 19,7 23 29,2 28,5 31,4
- Nombre des perforations par pôle et par phase. . . 3 5 4 3 5
- Hauteur radiale des perforations en mm 45 -2-5 — —5 2 3q -57 i3
- Largeur des perforations en mm 16 io,5 i3 21,6
- Largeur des perforations dans l’entrefer en mm . . 3 3 2 4 3
- .Largeur maxima des.dents en mm. . . . . 6,7 i3,3 12,4 8,7
- Largeur minima des dents en mm 6,6 4,8 i 1,3 10 7,9
- Poids du fer en kg...... . 265 41° 1. 75o I 2 20 3 570.
- Nombre de conducteurs par encoche. .... . - . [\2 6 - 27 I 66 8
- Nombre de conducteurs en parallèle. ... 4 2 2 I
- Nombre de spires par pôles et par phase
- Nombre de spires par phase 126 9° 756 594 600
- Nature de la section des conducteurs ... Dimensions des conducteurs nus en mm ...... circulaire 3,5 rectangulaire 2,5 x 6,5 2,5 circulaire 2,34 5
- Dimensions des conducteurs isolés en mm. r . . . ' 3X7 3 5.6
- Section des conducteurs en .mm2 . . . . , . . . 26,4 32,4 4,9 8,6 i9,7
- Longueur moyenne d’une spire en cm 140 i5o 20 5 139 288
- Largeur totale du circuit par phase en cm 17 700 i3 5oo r5 5oo 94 000 173 000
- Résistance par phase à 6o° C. en ohms . . 0, i34 O O ' CO 6,3 2,2 1,75
- Poids du cuivre . , . . . ... ... . . 126 117 2o3 216 910
- 'Induit. Entrefer simple en mm. ....... I 1,5 1,25 1,6 108,68 1,75
- Diamètre extérieur des tôles en cm . . . 5o 87,7 - ' 7 6-, 7 36 129,75 299,65
- Diamètre intérieur des tôles en cm - 35 - 101 86,5 284 -
- Largeur totale des noyaux en cm .... 28 . 40 30j5 75
- Nombre de noyaux 1 3 I 4 I
- Largeur des intervalles en cm 1,5 i,3 —.
- Largeur nette des tôles ... 2 A-,-2 29,7 36 23,9 67,5.
- Nombre de perforations par pôle et par phase 4 6 .7 4 8
- Hauteur radiale des perforations en mm 35 21,5 23 3g,4 2 2
- Largeur des perforations en mm . 10 8 7,5 11,8 7
- Largeur des perforations dans l’entrefer en mm 3 2 1,6 2
- Largeur maxima des dents en mm. 11,8 4,8 6,4 n,9 6,1
- Largeur minima des dents en mm ... 8,8 4,L 5,9 10,1 5,9
- Poids du fer en kg i45 270 1 34o 515 3 400
- Nombre de conducteurs par encoche 2 2 I 2 I
- Nombre de conducteurs en parallèle. . .* I I I I 1
- Nombre de spires par phase ... . . 32 72 49 48 120
- Dimensions des conducteurs nus en mm . . 6x12 4,5x8 i6,5 x 5 16x9. 16 x 5
- Dimensions des conducteurs isolés en mm 7,5 x i3,5 72 5 x 8,5 17X5,5 16.5 X 9,5 i6,3 x 5,5
- Section des conducteurs en mm2 . 36 82,5 143 80
- Longueur moyenne d’une spire en cm . 112 n4 i85 i5o 240
- Longueur totale du circuit par phase en cm 3 58o 10 400 9 060 7 200 28 800
- Résistance par phase à 6o° C. en ohms 0,010 O O CO 0,0219 0,01 0,072
- Poids du cuivre en kg . . . 69 100 200 273 6i5
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- 261
- T A U L E A U II
- A B C D E
- Calcul du facteur de puissance. Rapport de la largeur totale du fer au pas polaire. . 1,42 1,57 1,37 I ,07 2,3q
- Constante de Behrend (déduit de la figure il... . I I 10,6 I 2 12,5 io,5
- . v 1 N, Produit 0 ——L—i. 2 1 >, o5 2,5 2,06 1,68 3,4
- Constante de l’auteur pour la formule de Behrend (fig.2) 1,21 0,84 O, 93 I 0,71
- Valeur de <r 0,068 o.o58 0,048 0,070 0,042
- Facteur de puissance maximum. 0,88 0,895 °,912 0,876 0,922
- Calcul du courant à vide. Tension induite approximative 490 280 4 55o 2 800 2 800
- flux par pôle en mega-maxwells 1,85 1,48 2,86 2,24 4,5o
- Rapport de la surface réelle du fer inducteur à la
- surface théorique d’un pôle en p. 100 ...... 85 80 9 2 87 86
- Même rapport pour l’induit en p. 100 89 80 9 2 88 9°
- Rapport moyen 87 80 9 2 87,5 88
- Surface moyenne du fer dans l’entrefer en cm2 . . . 43o 544 965 5g5 1,860
- Surface apparente (fact. d’épanouissem. du^flux i,i5). 465 6i5 1 X 10 685 2 140
- Induction moyenne dans l’entrefer. . . . . . . . . 3 720 2 870 2 58o 3 280 2 100
- Induction maxima dans l’entrefer 6 3'2o 4 o3o 4 38o 5 600 . 3 570
- Ampère-tours pour l’entrefer par pôle .... . . . 5o5 480 436 720 5oo
- Ampère-tours totaux par pôle 565 54° 490 810 56o
- Courant magnétisant maximum par phase '. . . . . ï7,9 36 4,55 8,2 i4
- Courant magnétisant efficace par phase 10 . . . . . Cour, correspd. au diam. du diagr. du cercle——’ (x). 12,6 25,5 3,2 5,8 9,8
- 185 44o 66,7 76,5 233
- Courant théorique de court-circuit . 198 465 7° 82,3 243
- Calcul des puissances et des courants.
- Puissance utile en watts . . . 55 200 73 600 i36 000 164 000 368 000
- Rendement (par approximations successives) enp. 100. 93,5 9° 93 94 91
- Puissance absorbée en watts . . . 09 200 81 900 146 000 v 170 000 4o5 000
- Vollsrampères absorbés .....' . 67 000 91 5 00 160000 202 000 435 000
- Courant par phase 77»5 106 i j , 5 2 3,5 5o, 5
- Rapp. du cour, magnétis. au cour, encharge en p 100. 28,1 23,5 27,3 - 24,6 !9
- Cour.second.ramené au prim. (d’apr.le diagr.du cercle) 42,5 97 10,5 21,5 47
- Courant secondaire en ampères 168 121 162 265 237
- Pertes.
- Pertes par effet Joule dans 1 inducteur en watts, . . 800 OO O 2 5o5 3 63o i3 35o
- Pertes par effet Joule dans l’induit en watts .... 85o 2 85o 1 62 5 2 100 j 2 15 0
- Glissement de l’induit en p. 100 i,5 3,4 1,2 i,3 3,i
- Section minima des dents de l’inducteur par pôle en cm2. i5o 214 49° 2x5 800
- Induction moyenne correspondante. 12 3oo 6 900 5 840 10 400 5 620
- Induction maxima 20 900 11 700 9 9°° 17700 9 600
- Hauteur du fer au-dessus des dents en cm 5,35 5 10,8 14 5,3
- Double section du noyau inducteur en cm2. . . . . 272 297 776 670 715
- Induction maxima dans le noyau inducteur. . . . 10 qoo 8 000 5 900 5 35o 10 100
- Pertes dans le fer inducteur en watts 1 43o 1 600 4 9°° 3 o5o 8 600
- Section minima des dents de l’induit en cm2 266 219 448 288 960
- Induction moyenne correspondante 7 000 6 800 6 400 7 800 4 700
- Induction maxima 11 800 11 55o 10 900 i3 200 8 000
- Hauteur du fer induit au-dessous des dents en cm2 . 4 3,85 I ‘2 , I 7 5,6
- Double section du noyau induit en cm2. 202 228 870 335 755
- Induction maxima dans le noyau induit 14 700 10 400 5 3oo 10 700 9 5oo
- Pertes dans le fer induit en watts ^5o- 5o 35 4o 2ÔO
- Pertes par frottements et ventilation 65o 1 400 1 5oo 2 000 2 3oo
- Pertes variables avec la charge 1 65o 5 400 4 i3o 5 730 2 5 5 00
- (') Rappelons ici que le coefficient 5 de Behrend diffère un peu du coefficient classique introduit par M. Blondel;
- ] 1 - g* .....
- c’est pourquoi la valeur du diamètre est —— au lieu de I0---------------- ,
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-
- 2Ô2
- ï. XL.
- Nu 33
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- A B C D E
- Pertes constantes avec la charge 2 33o 3 o5o 6 535 5 090 11 i5o
- Pertes totales 3 980 8 45o 10 665 10 820 36 65o
- Rendement en p. 100 93,5 89;9 t£> 00 93,8 91
- Poids.
- Poids total du cuivre en kg i95 217 4ô3 489 1 525
- Poids total des tôles en kg 4io 680 3 090 1 735 6 970
- Poids des matériaux utiles 6o5 897 3 498 2 224 8 492
- Poids des matériaux utiles par cheval 8,i 9 19 10 T7
- Brown-Broveri et C10, Alltnanna Svenska Elek-triska Aktiebolaget de Westeras (M. Danielson)
- O 0.1 O.Z 0.3 0.0 0,5 0.6 0,7 0.8 0,9 1,0 U 1,Z 1.3 1lf 1,5 16 1,7 1,8
- Fig. I.
- s
- Alioth de Bâle, et Dick Kerr et Cie de Preston (M. Zani).
- 'U 0,95
- 0 â& Oft (J,6 0,8 10 i.Z i¥ tti fÿ fi# Z.Z ZA Z.6 Z 8 3,0 3.2 3.** 5.6 3,8
- S . N,t
- Z
- Fig. 2.
- Nous reproduisons dans ce qui suit les données de ces moteurs communiqués à l’auteur par les divers constructeurs.
- A l’aide des données précédentes, M. Hobart calcule les différents éléments : du coefficient de fuite, facteur de puissance, rendement, et suivant la même méthode que celle déjà adoptée par lui dans le travail rappelé plus haut.
- Les résultats des calculs sont résumés dans le tableau II.
- 11 est regrettable que M. Hobart n’ait pas cru publier également les résultats d’essais de ces moteurs de façon à permettre de constater l’approximation que donne son procédé de calcul de <7.
- On remarquera à ce sujet que le moteur E de MM. Alioth n’est pas un inconnu pour les lecteurs de cette revue. M. Trillky en a donné en effet une description succincte (*) avec quelques résultats d’essais qui permettent d’en déduire la valeur de i qu’on trouve facilement être égale à o,o33, chiffre différent de 3o p. ioo de celui obtenu.
- M. Hobart a appliqué du reste la même méthode h un très grand nombre de moteurs d’Oerlikon (a), d’Alioth, de l’Allmanna Swenska Elektriska Aktiebolaget, Mavor et Goulson, Siemens et Halske, Brown-Boveri, Algemeine Elektricitats Gesellschaft etc., dont les coefficients a relevés expérimentalement ont été publiés ou lui ont été communiqués. La concordance est loin d’être satisfaisante dans bien des cas. L’auteur attribue la divergence à l’inexactitude des mesures industrielles et la difficulté de mesurer exactement l’entrefer, plutôt qu’au défaut de rigueur de sa méthode; c’est peut-être aller un peu loin.
- (!) Voir L Éclairage Électrique, t. XXY11I, p. 312, 28 septembre 1901.
- (2) Voir C.-F. Guilbert. Dispertion dans les moteurs asynchrones. L’Éclairage Électrique, t. XXXIX, p 241 et 331,
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- 13 Août 1904.
- REVUE D’ELECTRICITE
- 263
- Dans le cas des moteurs à induit en cage d’écureuil, M.Hobart propose d’appliquer la formule
- 7 = C X G' X C" — a
- C" étant une troisième constante généralement voisine de o,y5 et qu’on peut prendre égale à cette valeur a défaut d’indication plus exacte.
- C.-F. G.
- Pertes Joule dans un induit en cage d’écureuil. Franklin Punga. Zeitschrift fur Electrotechnich 27 mars.
- armature sont respectivement E sin a et E sin oq si le conducteur placé dans la direction de y correspond à la force électromotrice O, et si a et oq désignent les angles que forment AB et DC avec la direction des y. Soit r la résistance d’un conducteur et R celle d’une pièce de connexion ; soient H la différence de potentiel entre À et B et celle entre D et C.
- Si de plus on désigne par i le courant dans AB et par J le courant dans BG, on a évidemment :
- E sin a — H
- Fischer Hinnen a établi une formule qui permet de déterminer les pertes par échauffement dans un induit en cage d’écureuil. Pour cela il suppose que la force électromotrice et les cou-
- rants dans les conducteurs sont des sinusoïdes. Mais, même lorsque l’on suppose la force électromotrice sinusoïdale, la répartition du courant dans la cage d’écureuil est d’une si grande complication, qu’il serait fort intéressant de l’étudier. Nous attribuons moins de valeur aux résultats que contient cet article0, car ils sont à peu de chose près identiques à ceux de Roessler et de Fischer Hinnen, qu’à la méthode d’étude qui s’écarte de celles des deux auteurs mentionnés.
- La figure 1 montre 2 conducteurs voisins AB et CD d’une cage d’écureuil bipolaire. Les forces électromotrices e induites dans cette ‘
- et
- II2— IT! - 2 JR .
- Si l’on songe que i doit être la dilférence entre les courants dans les deux pièces de c’onnexion voisines, ces deux équations peuvent être exprimées de la façon suivante :
- En passant d’un conducteur au suivant :
- i° La différence de potentiel augmente entre les extrémités d’un conducteur de
- H, — H1 = 2 JR
- 20 Le courant dans la pièce de connexion diminue de
- E sin a — H
- r
- Supposons un plus grand nombre de conducteurs de dimensions telles qu’au point de vue de la résistance rien ne soit changé dans le moteur.
- Les désignations R et r ne sont plus d’aucune utilité, et nous introduisons à leur place les notations suivantes.
- We = résistance de tous les conducteurs en parallèle.
- W,.= résistance des deux bagues des bouts montés en série.
- Les relations entre R et r et ces nouvelles valeurs sont:
- p Wr .
- 2 R = ----- — a)
- 2 TT
- *1 __ 1 oq — a
- r ' We * 2 TT
- Si, au lieu des différences H1—II, —J,oq—a, on introduit les différentielles correspondantes dll, dl, </a, on obtient les équations principales
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-
- 264
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL
- 5° 33,
- suivantes
- c/H=-^-Jrfa (x)
- 2 7Z
- E s in a — H
- d3 =-------(a)
- Si l’on différencie l’équation (2) en a on obtient
- dR
- m E CM ’ - -ch
- da1
- 2 77 W e
- ce qui, combiné avec l’équation (1) donne : d2J w , r Wr
- -y-x- . 2tt\Vp 4- E cos a —--- J — o .
- aa2 2 77
- We x/-J_
- "W7. "Sa2
- W
- i— E cos a = o. (3)
- Cette équation différentielle du 2e ordre n’a qu’une solution pratiquement utilisable • c’est
- 3 — c cos « * (4)
- La valeur de C, obtenue en introduisant l’égalité (4) dans l’équation (3) est :
- 2 kW c -j-
- w,-
- Donc, pour un induit bipolaire en cage d’écureuil, le courant à n’importe quel point d’une
- bague est
- E cos a
- 2TcWe H----W;
- Si l’induit en cage d’écureuil possède p paires de pôles, il faut évidemment mettre dans l’équation (2) E sin p a au lieu de E sin a et le résultat final est
- E cos (pa)
- J =
- (2 7rp) We + W.
- 2~p
- (5)
- Si nous remplaçons (2-p)2 We -j- W,, par le symbole W*, il vient
- T E cos pa J = -----2-p .
- W
- (6)
- Le courant dans l’un des conducteurs en nombre infini est
- i = - dJ =
- 2 7tw2E
- WK
- d a.
- (7)
- Les pertes dans les connexions des bouts sont
- "»2 T. />2t:
- T o ^1" 7
- J 1------ «a
- 2 TT
- E2Wr cos2 (pa)
- 27TWk2
- iT.p'fdv.
- E2 W
- Wk2
- (27Xp)2
- et les pertes dans les barres
- (aup)*.
- Les pertes totales par effet Joule dans le
- cuivre de la cage d’écureuil sont donc :
- E2
- TÿÿX («rp)2[Wr + (27rp)2W,,]
- E2
- 2W1
- (2Ttp)2. (8)
- Ces équations, rigoureusement parlant, ne s’appliquent qu’à une cage d’écureuil d’uu nombre infini de conducteurs. Mais les écarts que Lon trouve avec les valeurs réelles, lorsqu’on les applique aux induits ordinaires en cage d’écureuil, sont tellement faibles qu’011 peut en toute vigueur les négliger.
- Si l’induit en cage d’écureuil a n conducteurs par pôle, le courant dans un conducteur est
- .......... 2Tp2!’ 277
- Wk 2irp
- sin (pa).
- Le couvant efficace dans un conducteur est donc
- r tîWk
- Si l’on calcule toutes les autres valeurs en fonction de i' et de J', on obtient : courant efficace dans la jonction des bouts
- J'
- force électromotrice efficace engendrée dans un conducteur
- E' =
- n dl
- 2772p
- Wj
- J'Wk
- 271p
- (10)
- pertes par effet Joule dans les barres de la cage
- 4M2i'2p2We = J'2 {ip~}2 We (11)
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- 13 Août 19C4
- REVUE D’ELECTRICITÉ
- a65
- pertes par effet Joule dans les bagues de connexion
- wr = j,2wr, (12)
- pertes Joule totales dans le rotor
- [W,. + {ir.p)*%] = Wk = J'nVK. (X3)
- De
- Wk —Wr-f- (2i:p)2We=: o,ooo85 -f 0,00131,
- et J; = 33o ampères, on déduit les pertes dans le cuivre de la cage d’écureuil
- J2Wk = 33o2 (o,ooo85 -f- 0,00131) = 92 -(- 140
- = 232 watts,
- Les équations 9 à i3 sont tout à fait applicables en pratique car ï peut être obtenu très facilement en multipliant le courant secondaire indiqué par le diagramme d’Heyland par le
- nombre des conducteurs du stator 1 apport . nombre des conducteurs du rotor
- De même W/£ peut être très facilement calculé :
- WK = W,. + (2-p)2 Wc.
- Nous allons appliquer ces formules à un exemple pratique :
- Un moteur triphasé hexapolaire porte un induit en cage d’écureuil formée par go barres ayant chacune une section de io mm2. La longueur d’une barre est 20 cm et le diamètre moyen des bagues de connexion est 17 cm.
- Pour une section de bague de 4° mm2 nous obtenons la résistance suivante pour l’ensemble des deux bagues de connexion
- 0,02 . 0,17 .71 ^ ,
- W,. = 2 -------------— o,ooob3 ohms.
- 40
- La résistance des barres en parallèle est We = 3,7 . io~6 ohms.
- Donc
- (27zp)2 We — (277.3)2 3,7. io~6 o,ooi3i
- Le diagramme du cercle indique, pour le courant secondaire, la valeur de 10 ampères pour un rapport de transformation égal à l’unité.
- Le stator portant 324 fils et le rotor 90 barres, on a
- 324
- 1 n 19------ 69 amperes.
- Le nombre des barres du rotor par pôle est 15 ; le courant efficace dans les bagues de connexion est donc
- J'
- i5 x 69
- ---------- — 33o amp res.
- 71
- Les pertes dans les bagues de connexion étant 92 watts et les pertes dans les barres i4<> watts.
- B. L.
- ACCUMULATEURS
- Éléments primaires et accumulateurs. Cen-tralblatt fur accumulatoren, icr et i5 avril.
- Perfectionnements aux. électrodes d’éléments primaires. Théodore Mann et Cari G-œber.
- Patente anglaise 20 020, décembre 1902.
- L’électrode de charbon en forme de caisse (fig. 1) porte des côtes longitudinales coupées par des saillies et destinées à augmenter la sur-
- face active. L’électrode est disposée de façon à pouvoir être remplie d’un acide approprié : les prises de courant sont en cuivre ou autre métal inattaquable à l’acide. L’électrode en zinc a (fig. 2) est munie de cavités rectangulaires b dans lesquelles on place une matière isolante inattaquable à l’acide. La surface active est ainsi diminuée et la surface conductrice reste la même.
- Perfectionnements aux convertisseurs chimiques pour la transformation du courant alternatif en courant continu. A. Chaplain.
- Patente anglaise 3 420, février igo3.
- L’invention repose sur ce principe qu’un cou-
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-
-
-
- 266
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N‘33.
- rant passe beaucoup plus facilement d’une plaque de charbon à une plaque d’aluminium qu’en sens inverse. Le corps intermédiaire employé doit avoir au moins 20 p. 100 de solubilité dans l’eau et ne pas attaquer l’aluminium. Lorsque le pôle I (fig. 3, p. 80) du courant alternatif est positif,
- IV
- nr ses
- Fig. 3.
- le courant passe de la plaque de charbon A h la plaque d’aluminium B va au pôle III du courant continu, rentre par le pôle IY de ce dernier après être passé par le circuit d’utilisation, va ensuite de la plaque de charbon C à la plaque d’aluminium D et retourne au pôle II du courant alternatif. La direction que suit le courant est inverse quand le pôle II du courant alternatif est positif. .
- Améliorations aux solutions employées dans les éléments galvaniques. Atwood Electric C°. Patente anglaise 28057, décembre 1903.
- Le liquide dans lequel baigne l’électrode de charbon est constitué par : 3 kg de nitrate d’ammoniaque mêlé à y kgr d’acide nitrique à 3o° B. et 2 kgr d’acide sulfurique à 20° B. On y ajoute un liquide obtenu en mélangeant 60 kgr d’eau avec de l’acide sulfurique jusqu’à un poids spécifique de 1,2, et 56 kgr d’acide nitrique à 3o° B.
- Le liquide dans lequel baigne l’électrode de zinc est obtenu en mélangeant de l’acide sulfurique avec . 60 kgr d’eau jusqu’au poids spéci-
- fique 1,2, et en ajoutant 65o gr de carbonate d’ammoniaque, 270 gr de carbonate de soude et 270 gr de sulfate de mercure. Au lieu de carbonates on peut mettre les mêmes quantités de sulfates.
- Plaque d’accumulateur. Oskar Frank. Patente américaine 749 785, mai igo3.
- La plaque A en forme de filet se compose du cadre a avec une queue de connexion 6, des barettes c verticales également espacées et des
- 6
- s 00
- Fig. 4 à 7.
- baguettes transversales d (fig. 4? 5 et 6, p. 87). Les barettes verticales c ont la même épaisseur que la plaque et leurs surfaces sont dans le même plan que celles de la plaque. Les barettes de jonction d ont une section triangulaire et une épaisseur qui, mesurée suivant la hauteur du triangle, est égale environ à la moitié de l’épaisseur de la plaque. Ces barettes alternent des deux côtés de la plaque de façon que la base du triangle soit dans le même plan que la surface extérieure de la plaque. Le point ca-
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- 13 Août 1804.
- REVUE D’ÉLECTRICJTÉ
- 267
- ractéristique de l’invention est que, à la fonte, de minces feuilles e relient les bases des côtes triangulaires opposées. Ces feuilles maintiennent solidement la matière active entre les transversales placées sur les deux faces.
- Perfectionnements aux plaques d.’accumulateurs électriques. CarollPotter. Patente anglaise 23 490> octobre 1903.
- On prépare d’avance des pastilles d’une grandeur déterminée, faciles et peu coûteuses à fabriquer, et on les introduit dans des pochettes. Pour cela on remplit avec la matière active les cavités d’une plaque auxiliaire que l’on applique sur les poches de l’électrode de manière que les pastilles puissent entrer dans leur logement sous l’action d’un choc ou d’une pression. La plaque peut être avantageusement constituée de deux parties 5 et 6 (fig. 7) : les cavités de la plaque auxiliaire sont plus petites que les pochettes 3 de la plaque.
- Améliorations aux plaques d’accumulateurs. Smith. Patente anglaise 22 ^85, octobre 1903.
- La grille consiste en deux parties 1 et 2 (fig. 8,
- p. 77) qui se rejoignent à peu près au milieu de la plaque; 3 représente un couvercle perforé. Les couvercles sont assujettis à la grille par les saillies 4 qui passent dans les perforations : ils sont munis de cavités 10 correspondant aux barrettes de la grille de façon que le plomb coulé par les perforations .sur le couvercle remplisse ces cavités. Il est bon de couler d’aborH l’une des moitiés de la grille, de la remplir ensuite de matière active et d’assembler enfin les deux moitiés. Cet
- assemblage s’effectue au moyen d’un boulon 8 qui passe dans des ouvertures placées sur les deux moitiés de la grille. Un autre mode d’assemblage des deux demi-grilles est indiqué par la figure 9. Dans les figures 10 et 11 le boulon est représenté séparément. Dans la figure 11 les saillies coulées sont sur l’un des côtés de la plaque. Le couvercle maintenu par le boulon 8 est de l’autre côté. La grille 9 est en une seule pièce. La figure 12 représente une vue de côté de la figure 8 vue du côté gauche et montre une plaque complète.
- Perlectionnements dans la formation de peroxyde de plomb sur les plaques d’accumulateurs. J. Diamant. Patente anglaise 6954, mars 1903.
- Plus sont solubles les composés de plomb formés par l’anion de la matière servant à la formation, et plus la couche active de peroxyde de plomb se forme rapidement. La finesse des grains et l’adhérence au support dépendent des conditions physiques de l’expérience ainsi que de la température de l’électrolyte de la densité de courant et, jusqu’à un certain degré, aussi de la présence ou de l’absence d’autres ions qui ne prennent pas une part directe à la réaction. Dans la pratique on doit arrêter complètement l’action de la formation lorsque la couche de peroxyde de plomb a atteint une épaisseur suffisante, sans quoi la plaque est détériorée. L’inventeur ajoute à l’électrolyte des sulfates acides tels que ceux qu’on obtient en faisant agir l’acide sulfurique ou l’anhydride sulfurique sur des composés organiques dérivés du méthane. Il suffit d’ajouter environ 0,1 p. 100 de ces produits dans l’électrolyte : leur décomposition pendant l’électrolyse ne donne lieu qu’à de l’acide sulfurique et de l’acide calorique.
- Procédé de fabrication des électrodes d’accumulateurs, Feldkamp, Patente américaine 748 940, avril 1903.
- Une plaque de plomb est enveloppée dans une ou plusieurs épaisseurs d’une étoffe poreuse comme de la toile, du coton ou tout autre tissu lâche traité avec du salpêtre ou de l’acide sulfurique. Cette étoffe est saupoudrée de poudre de zinc de façon que tout le tissu en soit impré-gnéjusqu’àlaplaque.Ensuite on trempelaplaque dans une solution d’acétate ou d’azotate de plomb. Il se produit du plomb spongieux et l’on
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-
- 268
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. 2L — N« 33
- obtient une couche mince extrêmement poreuse de matière active qui est maintenue par le tissu et ne peut pas tomber.
- Ensuite on lave à l’eau et on transforme le plomb en peroxyde.
- On peut constituer les plaques d’un certain nombre de couches de matière ainsi obtenue agglomérées ensemble. On peut aussi fabriquer les plaques en trempant la matière poreuse d’abord dans une solution d’un sel de plomb, puis dans de l’acide sulfurique étendu ; on saupoudre ensuite la couche de sulfate de plomb ainsi formée avec du zinc pulvérisé et on traite la plaque par une solution de sel de cuisine dans laquelle il se forme du plomb spongieux.
- Au lieu d’un tissu, on peut employer d’autres matières poreuses, par exemple du papier carbonisé, du bois, des herbes de diverses espèces, du charbon finement divisé, etc.
- Séparateur pour éléments secondaires.
- Rodman. Patente américaine 747 892.
- Les séparateurs en bois ou en cellulose sont attaqués à l’électrode positive par l’oxygène naissant. Pour éviter cet inconvénient, on place entre le bois et la plaque une feuille de caoutchouc perforée, ou bien on place sur la grille positive des saillies ou des chevilles en caoutchouc ou en matière difficilement attaquable servant à éloigner le séparateur de la matière active.
- Plaque d’accumulateur. Askew. Patente américaine 751 772, mai igo3.
- La plaque de plomb 3 (fig. i3 et 14) porte
- sur ses deux faces des cavités 5 entre lesquelles
- subsiste une mince feuille de plomb 6. Les cavités 5 et les saillies y sont perpendiculaires au plan médian de la plaque. 8,8 sont des trous ronds d’un diamètre un peu plus grand que les cavités 5.
- L’axe d’une série de trous coïncide avec l’axe des cavités parallèles ; les côtés 7 sont divisés de cette manière en une série de saillies qui vont chacune d’un trou h l’autre.
- La matière active 9 emplit les cavités 5 sur les deux faces de la plaque ainsi que les trous 8. Cette plaque construite mécaniquement offre sur les plaques à grillages coulés l’avantage que la matière active est beaucoup plus solidement maintenue.
- Plaque d’accumulateur. Élieson. Patente anglaise 1 187, janvier 1904.
- La plaque d’accumulateur décrite dans la patente anglaise 9 187 de 1901 est constituée de la façon suivante : des groupes de bandes de plomb alternativement ondulées et plates sont disposées entre des bandes de métal épais, le cadre étant placé sur les bords extérieurs de ces groupes. La plaque est ensuite coupée en deux et les supports sont soudés en leur milieu, puis on place haut et bas des traverses en matière isolante qui sont maintenues par des fourchettes en bois.
- Ce procédé peut être amélioré de la façon suivante : une tôle de fer plate r (fig. 17) munie d’un rebord 2 porte deux bourrelets en plomb mince 3 et 4 (fig- 16). Sur ces derniers sont fixées des bandes de plomb flexibles alternativement ondulées et droites 5 et 6 (fig. 18). On place sur les bandes 5 et>6 des bourrelets 7 et 8 (fig. 19) correspondant aux bourrelets 3 et 4 de la face opposée, puis on applique sur le tout une tôle 9 correspondant à la tôle 1. Toutes les bandes sont maintenues par les rebords de ces deux tôles (fig. 20), que deux boulons 12 serrent l’une contre l’autre (fig. 21). On fait fondre les parties i3 et i4 qui dépassent les tôles, puis on coupe la plaque (fig. 22) en deux moitiés.
- Les extrémités réunies ensemble de chaque groupe de bandes sont reliées par un conducteur en plomb i5 au moyen de petites plaquettes 16 (fig. io). La barrette isolante 17 traverse par une ouverture laquelle 19 et porte une boucle 20 dans laquelle passe la prise de contact 21. La barrette 17 placée à une extrémité
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- de la plaque et une barrette semblable 18 placée à l’autre extrémité, sont maintenues par des bandes élastiques 22. Entre les bandes et la plaque sont placés des séparateurs 23 en bois. La plaque peut se déformer dans deux directions rectangulaires ; par conséquent les espaces entre les bandes peuvent se prêter a toutes les variations de volume de la matière active à la charge et à la décharge.
- Procédés de préparation d’électrodes d’accumulateurs. Feldkarnp. Patente américaine 749 855 mai igo3.
- Une plaque de plomb 1 (fig. 23) munie de trous 2 est recouverte sur les deux faces de 3 couches d’une étoffe quelconque à larges mailles comme de la mousseline, de la toile, du mosquitos, etc. Le tout est cousu ensemble par des fils 4- Pour rendre cette matière conductrice, on la traite de façon h la transformer en nitrocellulose ou en pyroxyline.
- La matière active 5 est placée à l’état plastique sur la surface extérieure de la plaque et comprimée dans les mailles 6 jusqu’à ce que les trous eux-mêmes de la plaque de plomb en soient remplis.
- On traite de la même manière l’autre face de la plaque.
- Lorsque la matière est devenue dure, on pos-
- sède une plaque d’une extrême compacité dans
- .oooooôooo \oooooooo jpooooooo -vnooooocr zpooooooo -iroooceoo "Zip OOOOOO --T'-QQOOO
- 3 v
- laquelle la tnatière active est maintenue solidement par tous les fils du tissu.
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- Perfectionnements aux plaques d’accumulateurs. Cance. Hatente anglaise 8 676, avril 1903.
- La plaque se compose d’un treillis de fils de plomb (fig. 24) : les uns a sont rectilignes et les autres bb, sont ondulés.
- La surface totale des fils est soumise à l’action de l’électrolyte.
- La matière active est placée dans les cavités qui existent sur les deux faces. Comme ces cavités sont en contact direct sur les deux faces de la plaque, l’électrolyte circule librement.
- La plaque est enchâssée dans un cadre.
- Améliorations à la fabrication des plaques ou grilles d’accumulateurs. Von den Poppen-burg. Patente anglaise 9 3go, avril 1903.
- La fabrication des plaques d’accumulateurs dans lesquelles le conducteur de courant est lié au cadre non conducteur par des traverses non conductrices comme cela a été décrit dans la patente anglaise 16408 de 1900, peut être rendue plus simple et moins coûteuse, avec une augmentation corrélative de la capacité. Dans ce but, on place le conducteur de courant dans le cadre, ou le cadre autour du conducteur de courant, de telle manière que les deux forment un corps de solidité suffisante. D’après la constitution et la grandeur du conducteur de courant le cadre porte des divisions, des gouttières, des encoches ou des trous dans lesquels se logent les côtes ou des saillies portées par le conducteur de courant. L’espace qu’occupaient précédemment les barres transversales peut donc être utilisé pour loger la'matière active et la capacité de l’électrode est accrue. Comme après l’intro-
- duction du conducteur j la fonction des diverses parties du cadre doit être faite avec grand soin, il faut éviter une trop grande division de ce dernier.
- Le conducteur de courant a (fig. 20, 26 et 27)
- k b c
- Fig. 25 à 27.
- est constitué, par exemple, par deux barres longitudinales droites b et un grand nombre de traverses c dont le milieu est plat et les extrémités d légèrement recourbées. Ces traverses pénètrent dans les encoches g à l’intérieur des deux côtés e du cadre f. Le conducteur a est maintenu dans le cadre de la façon suivante : on place ce dernier sur une surface plate h en verre ou autre matière : on y introduit une plaque i en aluminium ou autre métal d’épaisseur telle que les rainures g des parties e du cadre ne soient pas recouvertes par la plaque i. Ensuite on place le conducteur a de façon que les extrémités d s’engagent dans les rainures g. Enfin on place la matière active sur les deux faces du conducteur et on la maintient par des barrettes isolantes longitudinales ou transversales reliées au cadre/! La partie supérieure du conducteur a passe dans deux entailles du cadre. Grâce à ce mode de fabrication, l’électrode n’est pas seulement consolidée, mais les extrémités des barres transversales du conducteur sont protégées et la durée de la plaque est considérablement augmentée. On peut aussi (fig. 27) introduire les bouts libres m des barrettes longitudinales b dans des rainures n faites à la partie supérieure du cadre, et les rendre à une traverse O.
- Perfectionnements à la fabrication des électrodes d’éléments secondaires. Roder-
- bourg. Patente anglaise 11276, mai 1903.
- On forme une pâte avec des sels de nickel et
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- de l’eau. Cette pâte est placée sur ou dans la grille. Ensuite les plaques sont mises dans une solution de potasse, avant ou après séchage : le sel de nickel est rapidement transformé à la surface et il se forme une croate qui protège ultérieurement la plaque contre une action trop rapide qui provoquerait le foisonnement et la chute de matière active.
- Lorsque cette croûte est formée, on oxyde par électrolyse la plaque dans la lessive alcaline. Le foisonnement qui résulte de ce traitement augmente d’une façon considérable le volume : la matière active est fortement comprimée contre le support et devient dure comme la pierre.
- 1Perfectionnements aux instruments servant à la mesure du courant ou de la charge des batteries d’accumulateurs. Niblett. Patente anglaise 23 n5, octobre 1902.
- a cl b (fig. 28) représentent deux tubes de verre disposés comme un thermomètre diffé-
- rentiel. Ces tubes contiennent des colonnes de mercure c et d et sont reliés ensemble haut et bas. La jonction inférieure porte un robinet de verre e et la jonction supérieure une ouverture de remplissage f. Des fils de platine g sont soudés à la partie inférieure de chaque tube et servent à assurer le contact électrique avec les colonnes de mercure qui représentent l’anode et la cathode et sont isolées l’une de l’autre lorsque le robinet e est fermé. Au-dessus du mercure, les tubes contiennent un électrolyte approprié, par exemple une solution de sulfate
- ou de nitrate de mercure. Le tout est branché sur un shunt de façon qu’il ne passe à travers l’appareil qu’une fraction connue, aussi petite que possible, du courant à mesurer. Une échelle g est graduée de telle façon que par exemple 1 cm corresponde à un nombre donné d’ampères-tours. L’appareil est intercalé aussi bien à la charge qu’à la décharge ; lorsque le courant passe, le mercure monte dans un des tubes et descend-dans l’autre. La différence de niveau donne la mesure de la quantité d’électricité qui a passé. On peut aussi à chaque instant déterminer l’état de charge, ou de décharge, d’une batterie. On peut placer au point qu’atteint la colonne à la fin de la charge, un fil de platine faisant partie du circuit d’une sonnerie d’un dispositif d’alarme quelconque.
- Perfectionnements aux rhéostats de charge d’accumulateurs. Niblett. Patente anglaise 28 116.
- Le régulateur de charge se compose d’un tube en verre a (fig. 29) contenant de l’acide
- Fig. 29 et 3o.
- sulfurique étendu. Des pièces de contact b en platine iridié sont soudées deux par deux dans le tube de verre.
- Chaque paire de pointes est reliée aux deux
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- conducteurs AA par l’intermédiaire de résistances appropriées e.
- Le tube régulateur est prolongé par un tube flexible/ aboutissant à un réservoir g. En ouvrant les robinets g et i on introduit le liquide dans le tube jusqu’à la hauteur voulue. Lorsque le régulateur est en fonctionnement, le courant passe à travers l’électrolyte et le décompose peu à peu ; si le robinet supérieur est fermé, les gaz qui se rassemblent en haut du tube font baisser le niveau du liquide et les résistances sont mises peu à peu hors circuit. Les contacts sont de plus en plus rapprochés vers le bas et chacun d’eux correspond à une résistance de plus en plus élevée ; le courant est ainsi réduit à une très faible valeur avant d’ête coupé et le danger d’un arc de rupture est complètement évité.
- Au lieu d’une série de pointes de contact on peut employer seulement deux fils k et l (fig. 3o) ; à mesure que l’électrolyte baisse, la section entre les fils diminue et la résistance croît. Il est avantageux de placer les fils dans des directions divergentes pour que la distance qui les sépare sur le niveau libre de l’électrolyte aille en croissant quand ce dernier baisse.
- R. Y.
- TRANSMISSION ET DISTRIBUTION
- Sur l’essai des isolants aux très hautes tensions. Jona. L'Elettricistci, i5 avril 1904.
- De ce qu’on a admis autrefois qu’un appareil isolé pour une certaine tension de service ne devait être soumis à l’essai de haute tension qu’à un voltage double, cette conclusion doit-elle subsister pour les tensions élevées de i5 000 à 20 000 volts, que l’on emploie aujourd’hui ? Telle est la question qu’étudie M. Jona dans une communication à la Société électrotechnique de Milan.
- Tout d’abord, pour les basses tensions, les isolants sont généralement beaucoup meilleurs que ne l’exige la rigidité diélectrique; l’épaisseur sous lesquelles on les emploie est indiquée avant tout par des raisons mécaniques. D’autre part, la tension de rupture diélectrique croît moins vite que l’épaisseur de l’isolant perforé.
- Avant la rupture, les diélectriques, ceux constitués par des substances organiques au moins, subissent une déformation permanente analogue à celles que l’on obtient dans les
- métaux quand on dépasse la limite d’élasticité M Berthelot a montré, en effet, que les isolants organiques, même avec les courants alternatifs, présentent des phénomènes de décomposition et de polymérisation quand on les soumet à des tensions croissantes. Mais de plus, si l’on se rappelle que les hautes tensions donnent lieu à des décharges par effluve qui accentuent encore ces phénomènes, on concevra combien il est peu prudent de dépasser une certaine tension dans les essais d’appareils terminés.
- Aux très hautes tensions, le diélectrique s’échauffe, soit par l’hystérésis diélectrique qui croît à peu près comme le carré de la tension, soit par la conduction, la conductibilité augmentant très rapidement avec la température. L’auteur affirme que dans les câbles isolés au papier imprégné, la conductibilité de l’isolant à 3o° G. est 3o fois plus grande qu’à i5° C.
- Un conducteur cylindrique de rayon 71, isolé de telle sorte que la circonférence extérieure ait un rayon R, forme un condensateur entre les armatures duquel règne une différence de potentiel Y alternative. En un point situé à une distance p du centre, le potentiel est
- d’où, en dérivant
- dv 0,434V
- dp R
- ptog—
- dans le système de logarithmes à base décimale.
- Si on rapporte la rigidité diélectrique au millimètre d’épaisseur, et si on exprime tputes
- les longueurs en millimètres, l’expression-^-re-
- présente la variation du potentiel à une distance p de l’axe par millimètre.
- La formule ci-dessus montre que les couches voisines des conducteurs sont plus exposées que les couches extérieures, à épaisseur égale. Elle montre aussi que r restant constant, la résistance diélectrique au voisinage du conducteur augmente seulement comme le logarithme R
- de —— , c’est-à-dire dans des limites assez restreintes en pratique.
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- Si l’on suppose R constant et r variable, l’expression
- 0,434 "V Vr = — TT r los —
- a un minimum quand -5- = e= 2,72.
- Les exemples suivants sont une application des remarques précédentes.
- Epaisseur
- r R de l’isolant Y Vr
- mm mm mm mm mm mm
- 1° 4 IO 6 20 OOO 5 45o 2 170
- 2° 1 10 9 — 8 680 860
- 3° 1 7 6 — 10 280
- 4° 2,58 7 4,4'-* — 7 77°
- Ces exemples montrent que la sécurité au voisinage des conducteurs peut être moindre avec un diélectrique plus épais ; on peut avoir intérêt, dans certains cas, à augmenter le diamètre des conducteurs, pour diminuer la fatigue de l’isolant au voisinage du conducteur.
- En pratique, se présente le problème suivant : isoler un conducteur de rayon /• pour une différence de potentiel V. A la suite de quelques considérations sur les essais des diélectriques, l’auteur conclut que l’expérience indique comme diélectriques les plus appropriés à l’isolation des conducteurs d’alternateurs, et de câbles, respectivement la micanite et le caoutchouc vulcanisé, dont la rigidité diélectrique peut être estimée à 12000 volts environ par millimètre. Si le conducteur a 10 mm de rayon et que le diélectrique doive supporter 20000 volts, avec un facteur de sécurité de 3,2, les couches voisines du conducteur devront résister à 3 700 volts par millimètre et on aura
- 0,434 X ‘20 OOO
- 3750 =: ------------
- 10 log--
- 10
- d’où R=i7 mm et l’épaisseur de l’isolant est de 7 mm.
- L’auteur critique à ce propos la confection de certains cahiers des charges, où l’on impose un essai à la tension double avec la pensée erronnée que cette dernière tension doive être la tension limite que peut supporter le diélectrique. Mais, outre que, la rigidité diélectrique des substances organiques n’ayant pas une valeur rigou-
- reusement définie, le fabricant s’exposerait, en construisant ses appareils ou ses câbles d’après ces principes, à des déchets considérables, il en résulterait encore, qu’étant soumis à des efforts voisins de la rupture, le diélectrique subirait des échauffements et des altérations dont les conséquences sont aisées à prévoir. Aussi, le constructeur est-il obligé, contrairement à l’opinion de beaucoup de preneurs, de s’assurer dans ses essais un coefficient de sécurité, destiné à éviter à la fois les déchets et la fatigue de l’isolant.
- L’épaisseur du diélectrique augmente d’ailleurs très rapidement avec ce coefficient de sécurité calculé pour les couches les plus voisines du conducteur. Dans l’exemple ci-dessus, avec un coefficient de sécurité =4, l’épaisseur devient 9,55 mm ; pour un coefficient égal à 8, cette épaisseur s’élève à 37 mm.
- L’auteur considère ensuite un fil d’un diamètre de 0,1 mm, isolé au moyen d’un diélectrique que Ton fera travailler à 12 000 volts par millimètre d’épaisseur, la tension totale doit être de 100 000 volts ; la formule précédente donne
- 0,434 X ïoo 000
- d’où
- R 10,70 x io70 mm.
- Il en résulterait l’impossibilité d’isoler pratiquement un fil de 0,1 mm soumis h cette tension, et cependant on conçoit qu’un transport d’énergie soit possible avec deux fils infiniment plus rapprochés dans l’air que ne l’indique le précédent résultat. C’est que si Ton observe deux fils placés dans ces conditions, dans l’obscurité, on constate qu’ils sont enveloppés d’une effluve d’un certain diamètre, ce qui prouve, qu’au point de vue statique l’air est devenu conducteur au voisinage du fil, et que ce. dernier doit être remplacé par un conducteur ayant le diamètre de l’effluve. On trouve, en effet, que le diamètre virtuel du conducteur étant de 2,1 mmlerayon extérieur delà section du diélectrique doit être seulement R = 2 720 mm.
- Dans un alternateur, un conducteur supportant une tension de 4° 000 volts, avec un diélectrique de^ 7 mm, la couche d’air immédiatement en contact avec la surface du diélectrique
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- doit supporter 4 5oo volts par millimètre et il y a forcément effluve. Si entre le diélectrique et le fer de l’induit, il y avait un intervalle d’air de 2 mm, la formule précitée ne s’appliquerait plus, le diélectrique n’étant pas homogène ; mais si on suppose que le pouvoir inducteur spécifique de la micanite est 5, celui de l’air étant i, la tension de 4°000 volts se répartit de telle sorte que la micanite supporte 19 5oo volts, et la couche d’air 20 5oo volts ; il y aura donc effluve violente et même rupture dans la couche d’air.
- Une répartition aussi désavantageuse des différences de potentiel se présente dans beaucoup de diélectriques industriels. Ainsi dans certains tubes de micanite, des couches de o,o5 mm de mica alternent avec des couches de papier de même épaisseur. Or la rigidité diélectrique et le pouvoir inducteur spécifique du papier sont plus faibles que pour le mica, de sorte que les couches intérieures du papier sont soumises à des tensions exagérées; une distribution plus rationnelle consisterait à ne placer à l’intérieur que du mica, le papier restant à l’extérieur. C’est d’après ces mêmes principes que certains conducteurs de câbles ont établi leur isolement.
- Dans la pratique, les constructeurs sont rarement pleins ; l’auteur montre que c’est généralement le rayon du câble qui doit alors entrer dans les’calculs, les fils élémentaires conservant néanmoins une certaine influence.
- L’auteur s’étend assez longuement sur les fils pilotes des câbles, et sur le nouveau mode d’isolement des alternateurs au moyen de toiles enduites.
- Il cite ensuite des expériences effectuées sur une ligne aérienne renfermant en série des conducteurs de diamètres variant de 0,12 à 10 mm. En élevant peu à peu la tension de la ligne jusqu’à l’apparition de l’effluve, cette dernière se manifeste dans les divers fils aux tensions suivantes.
- Diamètre Tensions Diamètre Tensions
- des fils en volts des fils en volts
- mm mm mm mm
- 0,12 12 3oo 6,00 106 OOO
- O, 2& 18 200 7,60 127 000
- o,5o 28 OOO 10,00 I 52 OOO
- 1,00 42 OOO 12,5o i85 000
- 2,00 57 000 13,00 196 000
- 4,00 81 000
- A 196000 volts, la ligne vue dans l’obscurité présente une effluve d’un diamètre uniforme quel que soit le diamètre du fil ; et ce diamètre correspond précisément à celui que donnerait les formules indiquées précédemment pour un diélectrique formé par l’air.
- L’auteur termine par une série d’expériences destinées à montrer l’exactitude des observations précédentes. Il montre entre autres que dans un isolant formé de couches diélectriques de différentes substances, l’une des couches peut être percée par l’étincelle sans que tout le diélectrique soit traversé. Il en conclut que pour les appareils de très haute tension le voltage d’épreuve doit dépasser très peu la tension de service, sans quoi certaines régions de l’isolant peuvent être fatiguées et percées, sans qu’il en existe de traces extérieures.
- P.-L. C.
- Détermination de l’emplacement d’une station. S. Diamant. Electrical World and Engineer, t. XLIII, p. 3n.
- Soient 1, 3, 4? 5, des centres de distribution (fig. 1) les intensités du débit en ces points étant entre elles comme les nombres précédents. Projetons ces points sur deux axes de coor^-données rectangulaires Ox, O y et prolongeons les lignes de projections au delà des axes. On se propose de déterminer deux lignes neutres, dont le point de rencontre donnera le centre cherché pour l’emplacement de la station. Pour déterminer la ligne neutre perpendiculaire à O y, on porte sur une parallèle ae à Ox, des longueurs ab, bc, cd, de les valeurs des divers débits en 1, 3, 4? 5. Au milieu de ae, on élève une perpendiculaire s's et on prend s's=as/ et on trace les sécantes sa, sb, sc, etc., on a ainsi décomposé les forces ab, bc, etc., en composantes bs, sa • es, sb ; etc., qui se neutralisent deux à deux, sauf en ce qui concerne sa et es qui forment les composantes de la charge totale.
- En un point w du diagramme supérieur, traçons wx parallèle à bs ; du point d’intersection avec la projetante du point suivant, traçons xy parallèle à es, puis yt parallèle à ds; enfin de w et t, on mènera les parallèles wz et tz usa et es; le point d’intersection .s est lepoint par où passe la résultante des forces composantes perpendiculaires à O y. Comme toutes les composantes de la charge perpendiculaire à
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- O y agissent dans des directions parallèles, la résultante zz agit également dans cette même direction. On fait de même pour les composantes perpendiculaires à O.r ; l’intersection des
- +1
- Fig. i.
- deux lignes neutres donnera la position C du centre des moments ; le résultat, comme il est aisé de le voir, est d’accord avec la détermination analytique du centre des moments.
- P.-L. C.
- ÉCLAIRAGE
- Système Sperry-Lyndon d’éclairage des trains. Electrical Review, New-York, t. XLIV, n° 6.
- Les inventeurs attribuent la défaveur qu’ont rencontrée les accumulateurs auprès du monde des chemins de fer, à ce que dans les systèmes d’éclairage des trains proposés jusqu’à présent, on fait traverser les accumulateurs par un courant de charge constant et on admet que la courbe de décharge est une ligne droite. Selon les inventeurs, pour que les accumulateurs fonctionnent d’une façon rationnelle dans un système d’éclairage des trains, il faut que la tension
- 27 5
- aux bornes du circuit de décharge soit constante à toutes vitesses ; la batterie doit être maintenue au voisinage de la pleine charge, et la charge doit être rapide au début, et de plus en plus lente à la fin, pour être arrêtée quand les éléments atteignent une force électromotrice de 2,5 volts. La génératrice doit être aussi réduite que possible, ce qui devra faire employer des vitesses et des inductions élevées; sa vitesse sera maximum quand le train marche à 24 km à l’heure et devra se maintenir pour des vitesses supérieures du train. La génératrice devra débiter son courant maximum au début de la charge, pouvoir alimenter à la fois le circuit d’éclairage et la batterie, sortir du circuit et s’arrêter dès que la charge est terminée ; toutes ces opérations devront se faire automatiquement et en toute sécurité.
- La transmission du mouvement à la dynamo se fait par l’intermédiaire d’un système évitant la transmission des trépidations des essieux à l’arbre de la dynamo. Sur l’essieu de la voiture est calé une sorte de toc articulé, par l’intermédiaire de deux tiges à deux points diamétralement opposés d’une bague entièrement libre*. Aux deux points de la bague situés aux extrémités du diamètre perpendiculaire au précédent, sont fixées deux autres tiges articulées qui entraînent l’équipage de la dynamo.
- Ce dernier comporte deux surfaces d’entraînement par friction sur lesquels tournent quatre galets ; la première de ces surfaces est entraînée par les tiges articulées dont il a été parlé ci-dessus. Cette surface, ainsi que l’autre qui lui fait face, est un morceau de tore ayant le même axe que l’essieu; les galets qui s’appuient sur les deux surfaces peuvent de la sorte recevoir diverses orientations ce qui modifie entre des limites assez étendues la réduction de vitesses. La dynamo est accouplée par un système de transmission quelconque à la surface entraînée. L’orientation des galets se fait par l’action d’une tige articulée sur des tourillons, et le déplacement de cette tige s’effectue au moyen d’un piston placé dans un cylindre rempli d’huile qu’y envoie une petite pompe actionnée par un ventilateur placé sous la voiture. Un simple robinet règle l’arrivée de l’huile et permet d’embrayer, débrayer et faire varier la vitesse de la dynamo.
- La tension aux bornes de la dynamo devant
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N°33.
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- pouvoir suivre celle de la batterie, on insère entre les deux appareils une résistance en série à variations automatiquement réglées pour donner la tension convenable au circuit d’éclairage. Un interrupteur automatique sort la génératrice du circuit quand la vitesse est inférieure à une valeur
- déterminée, correspondant à une vitesse de 4o km à l’heure du train.
- La figure 1 représente le système complet, a est la dynamo-shunt, avec son équipage d’entraînement b, commandé par le piston d. La pompe à huile avec son réservoir est figurée en
- <X
- z; s est l’interrupteur automatique, x^x désignent le circuit d’éclairage, r les accumulateurs, l la résistance à réglage automatique, n un solénoïde et p un interrupteur auxiliaire.
- La figure 2 donne un schéma séparé des appareils n et p. Le solénoïde n renferme 4 enroulements, dont deux en série et deux autres en dérivation. Le noyau commande le robinet d’huile dont dépend le mouvement du piston d. Les enroulements tendent h faire descendre le noyau et à diminuer la vitesse de la génératrice. La bobine à fil fin 3 est calculée de façon que lorsque le voltage est de 2,5 volts par élément, son action sur le noyau est exactement égale à la pression du ressort. Si la tension croît, le noyau descend, la vitesse de la génératrice diminue; si au contraire la tension de la batterie décroît, la génératrice y envoie du courant h travers l’enroulement en série 1 et la somme des actions de 1 et de 3 sur le noyau équilibre la pression du ressort; si le courant augmente trop,
- la vitesse de la génératrice sera réduite par la descente du noyau.
- Le courant maximum de la génératrice passant
- A la Batterie
- dans la bobine 1, si des lampes sont mises en circuit, la bobine 2 sera excitée, le noyau clescen-
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- tira et la vitesse de la dynamo sera réduite jusqu’à ce que le courant envoyé aux accumulateurs soit réduit de la quantité absorbée par les lampes.
- La bobine en dérivation 4 est normalement ouverte par le coupe-circuit p, dont les enroulements sont excités par deux bobines en dérivation; l’une de ces dernières est branchée aux accumulateurs, l’autre également, mais coupée normalement par l’interrupteur lui-même. Quand la tension par élément atteint 2,5 volts, la première bobine a une action juste suffisante pour
- surmonter la tension d’un ressort et fermer le circuit; au moment du contact, la deuxième bobine est excitée, renforce l’action du noyau, ferme le circuit de la bobine 4, et fait descendre le noyau du solénoïde rc jusqu’à ce que les galets d’entraînement quittent une des deux surfaces de friction, la dynamo se trouvant ainsi arrêtée automatiquement. Au moment de la décharge de la batterie, la tension baisse rapidement, le coupe-circuit p s’ouvre, le noyu de n remonte et la dynamo est embrayée à nouveau.
- P.-L. C.
- SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- ACADÉMIE DES SCIENCES
- Explication des colorations diverses que présente un même tube a gaz raréfié. Note de M. H. Pellat. présentée par M. Lippmann.
- « Dans une précédente communication (*), j’ai montré par une expérience décisive que la luminescence du gaz dans un tube de Geissler était due, même pour la colonne anodique, aux chocs des corpuscules négatifs et non à ceux des ions positifs, conformément, du reste, à l’hypothèse de J.-J. Thomson. En partant de ce fait, on peut expliquer facilement les divers aspects que prend la décharge dans un tube à gaz raréfié et, en particulier, les strates. C’est à J.-J. Thomson qu’est due cette explication (2) ; elle paraît tout à fait satisfaisante dans ses grandes lignes ; pourtant elle me semble devoir être modifiée et complétée en quelques points (3). J.-J. Thomson insiste, après d’autres, sur la similitude d’aspect de la gaine cathodique et des strates. La gaine cathodique ne diffère guère des strates qu’en deux points: le premier est sa plus grande longueur, ce qui est parfaitement expliqué par Thomson ; le second est la couleur parfois très différente ; ce point a été
- f1) Comptes rendus, zi février 1904.
- (2) J.-J. Thomson. Conduction of electricity through gases, 1903, p. 479-492•
- (3) En particulier, je crois que l’explication donnée par Thomson de l’espace obsdur de Crookes doit être complètement modifiée. C’est un point sur lequel je compte revenir prochainement.
- laissé de côté par le savant anglais. C'est l’explication de cette différence dans la coloration qui fera l’objet de cette note, et qui me forcera à modifier un peu sa théorie.
- » La coloration différente de la gaine cathodique et de la colonne anodique, si tranchée parfois, comme dans les tubes à azote, ne tient pas à un spectre entièrement différent, mais simplement à un changement dans la valeur relative des intensités de certaines raies ou de certaines bandes ; on peut, en effet, passer graduellement d’un spectre à l’autre par des procédés que nous indiquons plus loin.
- » C’est un fait d’expérience que, toutes les fois que les corpuscules sont au moment du choc avec une molécule du gaz, animées d’une très grande vitesse, la couleur de la luminescence est celle de la gaine cathodique, caractérisée dans le cas de l’azote par un grand éclat de certaines radiations violettes, tandis que, pour une vitesse relativement faible des corpuscules au moment du choc, mais suffisante toutefois pour produire la luminescence, la couleur est celle de la colonne anodique. On peut le voir par les expériences suivantes :
- » Si la portion du tube qui contient la colonne anodique présente une partie étroite, le champ électrique y acquiert une valeur plus grande que dans les parties larges du tube, d’où une plus grande vitesse possédée par un assez grand nombre de corpuscules au moment du choc, et la couleur se rapproche de celle de la gaine cathodique, au point qu’on a dit qu’un
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- étranglement clans un tube produisait l’effet d’une cathode.
- » Lorsqu’on dévie par un champ magnétique disposé perpendiculairement au tube le faisceau anodique, celui-ci se resserre en un mince filet le long de la paroi du verre, si le champ est assez faible pour que les phénomènes de ma-gnétofriction ne se produisent pas ; on obtient ainsi l’équivalent du rétrécissement du tube, le champ électrique devient intense dans ce filet et celui-ci prend la couleur de la gaine cathodique. En faisant varier l’intensité du champ magnétique depuis zéro jusqu’à la valeur qui donne un filet très étroit, on voit graduellement le spectre se modifier, par variation d’intensité des raies, depuis celui fourni par la colonne anodique ordinaire jusqu’à celui fourni par la gaine cathodique, ou à peu près.
- » Ceci posé, j’admets que, lorsqu’un corpuscule a frappé une molécule gazeuse, il perd la force vive dont il est animé, et devient incapable de provoquer la luminescence en rencontrant une autre molécule avant d’avoir repris, sous l’influence du champ électrique, une vitesse minimum ç à partir de laquelle son choc peut déterminer la luminescence du gaz. De même, les corpuscules (secondaires) mis en liberté par l’ionisation de la molécule gazeuse au moment où elle est frappée, comme l’admet Thomson, naissent sans vitesse notable et doivent, sous l’influence du champ, acquérir au moins la vitesse v pour être capables d’exciter la luminescence parleur choc sur une molécule de gaz.
- » Ce point admis, la couleur différente de la gaine cathodique et de la colonne anodique s’explique facilement. Les corpuscules primaires qui naissent sur la cathode ou dans le voisinage immédiat de celle-ci sont soumis au champ électrique extrêmement intense qui, comme le montre l’expérience, règne à une faible distance de la cathode. Sous l’influence de ce champ, ils prennent, avant de rencontrer une molécule gazeuse, une vitesse considérable Y, bien supérieure à c. Les molécules gazeuses qui sont rencontrées par ces corpuscules doués de grande vitesse donnent naissance à une luminescence de la couleur caractéristique des chocs intenses ; celle-ci constitue la gaine cathodique. Forte du côté de la cathode, l’intensité lumineuse va en s’affaiblissant à mesure qu’on s’en éloigne, car le nombre des corpus-
- cules qui n’a encore rencontré aucune molécule va en diminuant de plus en plus, et la gaine cesse quand il n’en reste plus. Aussi cesse-t-elle d’autant plus vite que le gaz est plus dense. Mais on voit que la couleur de la gaine doit être la même partout à son intérieur, puisque la vitesse des corpuscules est partout du même ordre de grandeur Y ; tandis que, dans l’explication de J -J. Thomson, on ne comprend pas qu’il puisse en être ainsi, car il attribue la luminosité de la gaine au choc des corpuscules secondaires. Sous l’influence du champ électrique, très faible dans la gaine et qui ne reprend de valeur notable qu’au delà de son extrémité, en général, les corpuscules primaires ou secondaires prennent une certaine vitesse qui, dès qu’elle atteint la valeur ç, leur permet de produire par leur choc la luminescence du gaz. Mais celle-ci, résultant d’un choc à une vitesse relativement faible, a la couleur correspondante : c’est le commencement de la colonne anodique. Tout le reste de la colonne s’explique de même ; les chocs ayant lieu avec des vitesses qui dépassent peu ç, la luminescence a partout la même couleur, qui peut être très différente de celle de la gaine cathodique, qui correspond à une vitesse V.
- » Les autres particularités de l’aspect des tubes (strates plus ou moins rapprochées, plus ou moins nettement séparées, gaine cathodique parfois noyée par son extrémité dans la colonne anodique, etc.) s’expliquent jtrès aisément, comme je me propose [de le montrer dans un Mémoire d’ensemble sur ce sujet. »
- Cohésion diélectrique de la vapeur saturée de mercure et de ses mélanges. Note de M. E. Bouty, présentée par M. Lippmann.
- « 1. Pour appliquer ma méthode à la mesure de la cohésion diélectrique de la vapeur saturée de mercure, il fallait d’abord posséder un ballon qui. à la plus haute température employée, ne présentât pas de trace de conductibilité. J’ai fait usage d’un ballon plat en silice, d’environ 2Ôo cm3 de capacité, fourni par la maison He-raeus de Hanau, aussi semblable que possible aux ballons de verre ou de cristal que j’employais auparavant.
- » Des expériences préliminaires, exécutées avec l’air, m’ont permis de constater que, tout au moins jusqu’à 3oo°, la loi de l’indépendance
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- de la cohésion diélectrique à volume constant par rapport à la température, paraît absolue. Il m’était donc loisible d’opérer, à des températures variables, sur la vapeur saturée de mercure, et de ramener à l’aide de cette loi, tous les résultats à la température ordinaire. V oici le dispositif de l’expérience :
- » Le système du condensateur et du ballon est incliné. Le ballon communique par des tubes à robinet : i° avec une cuve à mercure mobile; 2° avec une machine pneumatique à mercure; 3° au besoin, avec un récipient contenant un gaz. Pour étudier la cohésion diélectrique de la vapeur de mercure pure, on fait d’abord le vide de Crookes dans le ballon, puis à Laide de la cuvette mobile, on amène le niveau du mercure dans le col du ballon, à l’intérieur de l’étuve à température constante, enfin on ferme le robinet de communication, de façon à isoler, dans le col du ballon, une masse invariable de mercure. La vapeur remplit le ballon sous une pression que l’on mesure à l’aide d’un petit manomètre extérieur.
- » En opérant ainsi on obtient, sans grande difficulté, des résultats parfaitement cohérents. Les pressions sont ramenées, par le calcul, à la température de iy° ; les champs critiques en volts par centimètre se trouvent exprimés par la formule
- 4
- y =— 5o + 354 S/p {p -f 4) + -^n »
- tout à fait ananalogue à celles qui conviennent aux divers gaz que j’ai antérieurement étudiés.
- » D’après cette formule, la cohésion de la vapeur de mercure est 354, c’est-à-dire seulement les o,85 de celle de l’air. Eu, égard à la densité considérable de la vapeur de mercure, cette cohésion diélectrique est remarquablement petite. C’est un premier rapprochement entre le mercure et l’argon.
- » 2. Grâce au dispositif indiqué ci-dessus, on peut d’abord introduire dans le ballon un gaz quelconque sous une pression connue, puis y vaporiser du mercure, de manière à obtenir des mélanges où la vapeur de mercure est en proportion continûment croissante avec la température.
- » Dans la vapeur de mercure pure, les effluves sont éblouissantes. Vient-on à introduire une
- petite quantité d’acide carbonique ou d’hydrogène, la lumière devient plus bleue et beaucoup moins vive. La cohésion diélectrique des mélanges formés est sensiblement supérieure à celle que l’on calculerait par la règle des moyennes, mais les écarts, de même signe que pour les mélanges d’argon, sont incomparablement moins importants dans le cas du mercure.
- » 3. Il m’a semblé curieux d’étudier aussi ce qui se paese quand l’argon et le mercure, tous deux monoatomiques, se trouvent mêlés. Dans ce cas, le mercure se comporte comme les gaz polyatomiques que j’avais précédemment mêlés à l’argon. La cohésion diélectrique est énormément supérieure à celle que l’on calculerait par la règle des moyennes. »
- Sur les rayons cathodiques. Réponse à la note de M. Reliât. Note de M. P. Villard, présentée par M. J. Violle.
- » Dans une remarque récente (l), au sujet de la note que j’ai publiée sur les rayons magnéto-cathodiques, M. Pellat faitobserverque sa théorie de la magnétofriction ne s’applique pas à ces rayons. Je suis sur ce point entièrement de son avis et il ne pouvait entrer dans ma pensée de considérer comme résistant un champ qui paraissait, au contraire, avoir sur les rayons une action motrice. J’ai simplement voulu dire que, dans ses travaux sur les rayons cathodiques, M. Pellat s’est tiouvé, nécessairement d’ailleurs en présence de rayons magnétocathodiques et qu’il a interprété les faits par une hypothèse sur les rayons ordinaires. La lecture des Mémoires publiés sur cette question par l’auteur ne laisse aucun doute.
- » On y lit en effet (2) :
- » Le flux A (8) îi1 est soumis à aucune action électromagnétique tendant à la dévier perpendiculairement aux lignes de force, que le champ soit intense ou faible. Il s’échappe toujours de la cathode dans la direction du champ, que cette direction soit normale, oblique ou tangentielle à celte surface.
- » Et, quelques lignes plus bas :
- P) Comptes rendus, aojumrgo/;.
- (2) Comptes rendus t. CZXXIY, 1902, p. 353.
- (3) D’autres rayons sont désignés sous le nom de flux B.
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- » La netteté du tube dessiné par le flux A dans sa partie latérale est indépendante de la pression du gaz, dans les limites de pression où j’ai pu suivre le phénomène, c’est-à-dire depuis 4 mm de mercure jusqu’à o,oo4 mm (tube de Crookes très résistant). La netteté de la surface latérale du tube dépend évidemment de l’intensité du champ. »
- « Or, ces rayons, visibles sous des pressions élevées, toujours dirigés suivant le champ, sont évidemment ceux que Plücker avait entrevus, et que j’ai appelés magnétocathodiques.
- » Une seconde note (*), dont le but est clairement exposé (p. 698), montre que c’est bien à ces mêmes rayons que se rapporte l’interprétation proposée par l’auteur, qui d’ailleurs rappelle à ce sujet ses précédentes observations.
- » M. Pellat admet, il est vrai, maintenant que par l’effet de la magnétofriction les rayons ordinaires s’enroulent autour des lignes de force, en formant avec elles des angles de plus en plus aigus, au point d’arriver, dans les champs intenses, à se confondre avec ces lignes ; ils suivraient donc les mêmes trajectoires que les rayons magnétocathodiques, mais resteraient distincts de ces derniers. Il est regrettable que les expériences nouvelles conduisant à cette conclusion n’aient pas été décrites. Je n’ai trouvé à ce sujet que l’expérience dans laquelle un faisceau dévié par un champ horizontal croissant se relève d’abord dans un plan vertical, puis s’écarte de ce plan quand le champ dépasse i4o unités et finit par se placer dans le plan horizontal, où il figure alors le tube de force ayant pour base la cathode (2).
- » Cette déviation progressive n’est autre que l’accomplissement progressif normal d’une première spire d’hélice, qui est complète au moment où la tache phosphorescente arrive à la ligne de force issue du centre de la cathode, ligne qui constitue la génératrice fixe commune à tous les cylindres sur lesquels s’enroulent les rayons. Le passage de la trace du faisceau au sommet de l’ampoule, pour un champ de 1^0 unités(3), n’est qu’une phase du phénomène.
- » L’absence des spires suivantes, qui devraient
- (9 Comptes rendus, t. CXXXIV. p. 697.
- (2) Comptes rendus, t. CXXX1V, p. 699.
- (3) Ayant des rayons de vitesse différente on aurait une autre valeur du champ.
- être nombreuses dans un champ de y 000 unités, serait un argument très probant en faveur de la magnétofriction, si cette absence était un phénomène constant ; mais il ne semble pas qu’il en soit ainsi. On peut, en effet, observer aisément cinq spires dans un champ croissant jusqu’à 1 5oo unités, c’est-à-dire très supérieur à la limite donnée par M. Pellat (*) pour la disparition de l’effet électromagnétique ordinaire. Il suffit de prendre une cathode plane masquée par des écrans dont l’un, placé très près d’elle, porte une petite ouverture limitant l’afflux cathodique tout en conservant l’uniformité du champ électrique. L’ampoule peut être réduite à la demi-sphère utile ou contenir un écran fluorescent. Dans ces conditions, les faisceaux sont limités et la tache fluorescente décrit sur l’écran la courbe prévue parles lois ordinaires : toutes les boucles sonttangentes à la droite (ou l’arc de grand cercle) passant par le point initial d’arrivée des ravons et la trace de la ligne de force menée du point initial d’arrivée des rayons et la trace de la ligne de force menée du point d’émission. La présence de rayons diversement déviables ne gêne pas l’observation, ceux-ci venant nécessairement frapper l’écran en des points delà même courbe : l’aspect est celui d’une petite comète décrivant une série d’orbites de diamètres décroissants. La courbe semble bien être la même, qu’elle soit décrite par des rayons très déviables dans des champs faibles, ou par des rayons peu déviables dans des champs plus intenses. Quand le faisceau magnétocathodique apparaît, son faible diamètre n’empêche pas d’observer les autres qui s’affaiblissent toutefois à ce moment et finissent par disparaître. Ce faisceau se distingue aisément parce qu’il illumine le gaz sur son trajet.
- J’ajouterai que, s’il existait suivant une ligne de force un rayon ordinaire et un rayon magnétocathodique superposés, un champ électrostatique les dévierait dans deux directions rectangulaires, ce qui permettrait de. les séparer. Je n’ai observé aucun dédoublement de ce genre. »
- (‘) Loc. cit.
- Le Gérant : Ch. COINTE.
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- Tome XL
- Samedi 20 Août 1904.
- 11e Année. — N° 34
- Eiiectmaue
- 9 ^ °
- ^ lcdiaurage
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- L'ÉNERGIE
- DIRECTION SCIENTIFIQUE
- A. D’ARSONVAL, Professeur au Collège de France, Membre de 1 Institut. — A. BLONDEL, Ingénieur des Ponts et Chaussées, Professeur à l’Ecole des Ponts et Chaussées. — Eric GÉRARD, Directeur de l'Institut Électrotechnique Montefiore. — G. LÏPPMANN, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — D. MONNIER, Professeur à l’École centrale des Arts et Manufactures. — H. POINCARÉ, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — Â. POTIER, Professeur à l’École des Mines, Membre de l’Institut. — Â. WITZ, Ingénieur des Arts et Manufactures, Professeur à la Faculté libre des Sciences de Lille.
- DIAGRAMME DES MOTEURS POLYPHASÉS ASYNCHRONES
- Représentation du glissement. — Calculons I2 en fonction de x = t g * ==
- r2
- Le triangle DNP donne :
- d’
- ou
- K N = KD sin 6
- r M t • a
- h = ~ h sin 0 •
- En projetant ON sur les directions OH et HK, on trouve d’autre part facilement :
- U
- h =
- \/ (ri + i1 — <*) sin 0 cos 0)2 -f- (CÀj — (x — a) £2Xi sin2
- En portant cette valeur de É dans l’expression de I2, on obtient, après simplification et après avoir exprimé sin 9, cos9 en fonction de x (2) :
- I, =
- MUx
- ï2\/(t:\Qx — /q)2 -f- (DXj -f- rpr)2
- Ceci posé, menons par le point 0 (fig. 2) une droite OX faisant avec OK un angle a, prenons le point G d’intersection de KM avec OX, et cherchons à exprimer la longueur MM0
- f1) Voir VEclairage Électrique du i3 août 1904.
- (2) M. Blondel a donné une formule identique dans sa magistrale étude « Du l'ôle des fuites magnétiques dans les moteurs à champ tournant ». Éclairage Électrique, t. Y, 19 octobre 1895 et suivants.
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N° 34.
- en fonction deOG. Si l’on désigne pour abréger les angles IIOK, MKM0par 8 et (3, le triangle MM„K donne :
- MM,
- donc
- sin sin M0MK sin S
- MnK
- MM. = —P— sin 8 = DK sin B. sin 6
- De même d’après le triangle KOG, l’on a :
- OK
- OG
- sin p sin (a — fi)
- Par élimination de [3 entre cette relation et la précédente, l’on obtient :
- OG X KD X sin a
- MM0 =
- En remplaçant
- y/(OK ~j- OG cos a)2 -f- OG" sin 2a
- KD — (1 — a) X1Q, OK — z1 et en remarquant que d’après la formule (5) :
- MM0 = OM0x-^-x I2
- ^ r* + *\*Q* MO I * ^ U 2
- on trouve également pour I2 l’expression :
- T __ z1 X (1 — <j) ll X U X OG X sin a
- J O -----------
- (7)
- M (7-j2 -J- aX^U2) sJ(sx -p OG cos a)2 -f- OG2 sin 2a En résumé, nous avons trouvé deux valeurs de J2, l’une en fonction de æ, l’autre en fonc-
- (x) Ici MM0 représente une impédance et non pas le courant équivalent a I2, comme lorsque la longueur-MM0 était mesurée à l’échelle des ampères.
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- tion de OG; si l’on égale ces deux valeurs, l’on obtient :
- X _ z-iX OG X sin a.
- y/(rj2 + ^X^Q2) x2 -\- i (i — a) r^k^lx -j- z2 (rA2 crXpO2) ^/OG2 -f- i OG^ cos a -f- zi2
- OG
- En désignant alors par p le rapport—— et en remplaçant OG par px dans cette dernière égalité, on trouve que p a pour valeur
- p = \Zr{2 -f- t^X^G2
- c’est-à-dire que OG est proportionnel à x, lorsque l’angle a est tel que :
- sin a
- cos a =
- r,2 -)- aX,2U2 zi \/ri2 + <t2X12û2 (i — b Vpé-
- si V ri2 + ^2X12Q2
- Si l’on joint OD et si l’on prend pour OXla perpendiculaire à OD (fig. 2), le triangle OPK donne
- cos M0KP zn cos a
- K P KO
- KD Oïl
- OH x KD OD x KO (x — a) rjXjQ zi v7ri2 “b ff2^l2ii2
- La droite OX ainsi choisie répond donc bien à la question, et le segment OG pourra mesurer x, c’est-à-dire le glissement pour une valeur donnée der?.
- Il est à remarquer que le point P est la position du point M correspondant kx — oo ; ceci pouvait déjà être prévu sur la figure 1, puisque l’on devait avoir dans ce cas tg 9 = go et que par suite N venait en D, M en P. Enfin il est bien évident qu’au lieu de OX on pourrait se servir de n’importe quelle droite perpendiculaire à OP, afin de ramener le glissement à l’échelle la plus convenable.
- Quant au facteur de proportionnalité p entre OG et x, il est, comme on le voit, indépendant de ; nous verrons plus loin l’importance de cette remarque.
- Représentation du couple. — D’après une propriété générale bien connue des moteurs d’induction, le couple G est donné par la formule
- r 12
- C = . . 2 2 —
- Q — oj
- Ou bien en remarquant que :
- KP _
- ÔÏT — ‘
- cos a z=
- Or d’après des formules déjà vues :
- h = MM0 x
- .U
- MO (r.2 + aÀj2^2)
- ou bien en remplaçant MM0 par sa valeur tirée de (7)
- (ï - ct) XiÛ31U .
- I, =
- MD (rp -J- œX^D2
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- Pour abréger, nous désignerons par J la fraction ci-dessus :
- I2 — J sin p
- Si l’on porte cette valeur de I2 dans l’expression du couple, l’on obtient :
- n _ r2J2 sin2 P — Q — w
- ou finalement en se rappelant que :
- __ (Q — w) X2 __ O G
- (8i
- OG
- Nous pouvons mettre sous une autre forme cette expression ; en effet, décrivons un cercle sur KO comme diamètre et soit S son intersection avec KG :
- KO sin p — SO
- • -
- KO :
- H —
- SO
- ^i
- De plus le triangle KOG donne
- KO
- O G ____________
- sin p sin KGO
- sin p sin KGO
- OG — 7,
- En portant ces valeurs de sin [3 et de s‘ dans (8), on arrive à
- OG
- C X OS sin . KGO
- ou en abaissant Sr perpendiculaire sur OX
- C = l^4^\ x or
- Pour un moteur donné, la quantité entre parenthèses est constante et par suite le couple est proportionnel à OT.
- On obtient ainsi une représentation linéaire directe du couple pour chaque valeur de OG, c’est-à-dire du glissement. On voit que, comme p, le facteur de proportionnalité est indépendant de r2. Enfin le couple est visiblement maximum lorsque S est en Sm, c’est-à-dire lorsque la droite Sr est tangente au grand cercle.
- Influence delà résistance secondaire. — D’après ce qui précède, la construction des deux cercles du diagramme ne dépend que de QAj, /,, pour une tension U donnée, c’est-à-dire est indépendante du circuit secondaire. Par suite, dès que Pon connaîtra cr et les constantes de l’enroulement primaire, l’on connaîtra par là meme le courant à vide I0, le couple maximum, le facteur de puissance maximum, etc. Quant à l’échelle des glissements, elle est variable avec r2 puisque l’on a :
- OG — px
- OG npx
- QX2
- G
- Q — w
- X
- Q
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- Par suite, pour une valeur donnée de OG, le g-lissement correspondant variera en raison de r2, et l’influence de la résistance secondaire se traduit ainsi par un simple changement de l’échelle des glissements (*).
- Pertes par hystérésis et courants cle Foucault. — La manière la plus simple de tenir compte de ces pertes est de supposer l’induction dans le fer comme sensiblement constante à toutes les charges. Les pertes sont alors également à peu près constantes et l’on peut traduire leur effet par un courant watté j= OF (fig. 2) dont la grandeur constante est donnée par la formule :
- W
- ,= —'
- W étant les pertes dans le fer.
- Cas particulier de la résistance primaire nulle. —Une des propriétés intéressantes du
- Fig. 3.
- diagramme que nous venons d’établir consiste en ce qu’il donne le diagramme circulaire ordinaire comme cas particulier immédiat. Si l’on suppose en effet la résistance primaire i\ nulle, la ligne OH (fig. 2) s’annule également ; le point P vient en K, D en M0, H en O, et le grand cercle a pour diamètre KH.
- Quant à la droite OX elle devient perpendiculaire à KO et l'on obtient ainsi la figure 3 qui représente bien l’épure circulaire ordinaire.
- Comme d’ailleurs, les deux cercles ont une même droite comme diamètre, les couples peuvent être mesurés par les ordonnées MQ proportionnelles aux ordonnées Or (2).
- Conclusions. — En résumé nous croyons avoir montré que l’on peut construire, par des méthodes purement géométriques, un diagramme circulaire des moteurs polyphasés asynchrones presque aussi simple que l’épure circulaire ordinaire, d’ailleurs comprise comme cas particulier immédiat.
- Dans une prochaine étude, nous en ferons l’application à une méthode d’essai des moteurs d’induction.
- J Bethenod Ingénieur-Electricien.
- (3 Comme on le sait, l’influence bien distincte des constantes du primaire et du secondaire a été mise en évidence pour la première fois par M. A. Blondel dans ses études déjà citées.
- (2) Dans le cas où rL — o, l’expression (6) devient :
- MD _ K2N2
- * " Vi “ A
- On retrouve bien l’expression connue.
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- CONTRIBUTION A L’ÉTUDE GÉNÉRALE
- DES DYNAMOS AUTO-EXCITATRICES A COURANT CONTINU
- Il est, dans le fonctionnement des machines à courant continu, deux phénomènes qui, par leur nature, échappent entièrement aux investigations d’un calcul rigoureux; ce sont les fuites magnétiques et les variations de réluctance résultant, pour les différents pôles, de la distorsion du flux provoquée par la réaction transversale de l’armature.
- Abstraction faite de ces deux effets dont, seules, peuvent tenir compte des règles empiriques, nous nous proposerons d’indiquer ci-après un procédé analytique permettant d’étudier en toute généralité le fonctionnement des diverses dynamos auto-excitatrices à courant continu.
- Nous utiliserons les notations suivantes : .
- rt, résistance de l’armature entre balais (résistances de contact comprises) ;
- /'2, résistance de l’enroulement inducteur série, si la machine en comporte ;
- /% résistance intérieure de la dynamo comprenant la résistance de l’induit et celle de toute bobine d’inducteur faisant partie du circuit principal ;
- R, résistance des bobines inductrices à fil fin et du rhéostat intercalé dans leur circuit ;
- I, F et i, intensités respectives des courants traversant l’armature, le circuit extérieur et l’inducteur à fil fin ;
- n, nombre de spires antagonistes de l’induit ;
- n1, nombre de spires de l’inducteur série, supposé non shunté ;
- N, nombre de spires de l’inducteur en dérivation ;
- y, force électromotrice totale de la dynamo ;
- x, valeur des ampère-tours résultants relatifs au régime I, pour une position donnée et supposée fixe de la manette du rhéostat d’excitation, correspondant à la résistance R ;
- Y', différence de potentiel entre les bornes extrêmes de la dynamo ;
- Y, différence de potentiel entre les bornes de l’inducteur shunt;
- y0, x0 et iQ, valeurs particulières de y, x et i pour F = o, c’est-à-dire pour la marche à vide ;
- et p, longueur, section et perméabilité des différentes parties du circuit magnétique de la machine.
- Tour la simplification des écritures, nous poserons, dans la suite :
- ri
- To
- (n — n') I
- a'I
- — 0
- Sur la courbe OA (fig. i), représentant, à vitesse constante, la loi de variation de la force électromotrice engendrée, en fonction des ampère-tours agissants (courbe déduite de la caractéristique magnétique d’Hopkinson par un simple changement d’échelle) nous figurerons en M et M0, les deux points (;y x) et (y0x0) correspondant respectivement au régime I et à la marche à vide.
- Nous assimilerons, par la pensée, le circuit magnétique hétérogène de la machine à un circuit homogène de longueur L et de section S, dont la perméabilité uniforme p' serait définie à tout instant par la condition d’égale réluctance :
- Fisi F's
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- Pour un même nombre d’ampère-tours actifs, ce circuit magnétique hypothétique sera parcouru par le même flux que le circuit réel. Il pourra donc lui être substitué avantageusement dans le raisonnement, puisque la perméabilité et l’induction auront, en ce qui le concerne, une valeur bien définie liée aux ampère-tours résultants par une loi figurée*, à l’échelle près, par la caractéristique magnétique elle-même.
- —^
- X____
- Représentant par (53, 3t) et (530, 5C0) l’induction et l’intensité de champ correspondant, pour ce circuit fictif, aux deux points M et M0, nous poserons :
- , 53ft ,53 53 — 530
- Fo — "3ë7 ’ !X ~ "oT et t1— je— 5C0"
- (3)
- Pour plus de commodité, nous pourrons désigner les deux perméabilités conventionnelles [j. et p/ se référant à un point quelconque M de la courbe OA, la première sous le nom de « perméabilité relative », la seconde, sous le nom de « perméabilité absolue ».
- Considérations préliminaires. — Pour toute dynamo, il importe surtout de connaître : i° Au point de vue de son utilisation, sa caractéristique extérieure V' = f' (P) ;
- 20 Au point de vue de la puissance totale en jeu, sa caractéristique totale y = f (I).
- Or, si nous considérons à la fois les dynamos compound du type dit à « longue dérivation » et celles du système à « courte dérivation » il est aisé de se rendre compte qu’il suffit d’adopter, comme notations auxiliaires, l’inverse [a] du rendement d’utilisation du courant d’excitation i, considéré comme n’exerçant d’effet utile que dans l’inducteur à fil
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- fin (a étant égal à R dans le premier cas et à R ^ r- - dans le second^ , et le rap-
- port p de la résistance totale des inducteurs compris entre les bornes extrêmes, dans le circuit de l’inducteur shunt, à la résistance propre de ce dernier (p étant égal à ou
- à -R-+ ?2 suivant le cas seules formules :
- , pour pouvoir exprimer Y' et I' d’une façon générale au moyen des
- Y' = JP — 1 (r2 +?'lP
- (4)
- Tout se ramène donc à la détermination de la caractéristique y = f (I). Cette détermination serait immédiate si le courant de la dynamo n’exerçait sur la valeur de la force électromotrice engendrée que des effets directs, tels que ceux provenant de l’action des ampère-tours antagonistes de l’induit et des ampère-tours série, car on connaîtrait alors, pour chaque régime, le nombre des ampère-tours résultants correspondants.
- Fig. 2.
- Mais en réalité, le courant de la machine agit encore indirectement sur la force électromotrice par les variations qu’il provoque dans la valeur de la différence de potentiel aux bornes du fil fin; or, la mesure dans laquelle ces variations influent sur la valeur du flux dépend essentiellement du degré de saturation des électros. Il y a donc ainsi véritable répercussion de l’effet sur la cause, et l’on voit qu’il s’agit avant tout de trouver quel est, pour chaque valeur du courant, Vétat magnétique d’équilibre qui lui correspond.
- Il est évident que le problème, envisagé sous sa forme la plus générale, consistera dans la recherche d’une fonction du courant principal I (considéré comme paramètre variable; représentant la famille des courbes qui, par leur intersection avec la caractéristique OA, détermineront les points figuratifs de l’état magnétique résultant correspondant aux différents régimes. *
- Prenant pour base le point M0, relatif au fonctionnement à vide, qui est facile à fixer sur OA (fig. i), nous remarquerons que le point M cherché, peut être défini par les deux coordonnées angulaires y et y' ou, ce qui revient au même, puisque
- • tg T’= "ür — KlR
- et que
- ‘«r = 1“-=K^
- par les deux perméabilités fictives p et p' qui lui correspondent. Or, ces deux derniers éléments sont déjà liés entre eux par une loi que fixe précisément la forme de 1a. caractéristique magnétique ;
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- Quanta la seconde relation nécessaire entre ces quantités, on l’obtiendra dans chaque cas en exprimant la loi qui existe entre le courant de la dynamo et les ampère-tours résultants.
- La première relation est déjà déterminée dès que le circuit magnétique se trouve' constitué ; la seconde doit naturellement dépendre des enroulements inducteurs placés sur les électros, c’est-à-dire du type de la machine.
- Il convient donc d’examiner séparément, au moins dès le début, le cas de la dynamo compound à « longue dérivation » et celui de la dynamo compound à « courte dérivation ».
- Le fonctionnement de la dynamo shunt résultera évidemment de cette étude comme simple cas particulier*
- i° Dynamo compound à longue dérivation. — Soient :
- yit la différence de potentiel aux bornes du fil fin à vide ;
- u0, le nombre de spires antagonistes de l’induit à vide (en considération du cas où le calage des balais serait variable avec la charge).
- Posant :
- « Jo /
- nous écrirons que les forces électromotrices engendrées à vitesse constante, sont entre elles comme les produits des ampère-tours par les perméabilités. Nous aurons ainsi :
- y _
- . r — 7*1 , T
- Nj0---------- — (n — n ) I
- (6)
- Jo No [N'o — K — n') dl
- ou, après avoir effectué toutes les transformations et substitutions
- y k-J-æP g (a -f- ai3)
- Jo ' a — b dff P ap' — b\x' 0
- On a, d’autre part, de toute évidence :
- y' f*o g (jj. p'J
- l 1 0 1 ^ go (p — p')
- Eliminant entre (67) et (7) nous obtenons pour la seconde relation cherchée, 1 équation Jo
- suivante :
- a -f- ap __ p p p
- a[C — Ap'0
- Ùo (t
- qui caractérise le type de machine considéré.
- Posons maintenant :
- Q — a -f- cp>
- et remplaçons, dans l’équation ci-dessus, les éléments u, p/ et p7,, par les quantités
- et qui leur sont respectivement proportionnelles.
- Il vient, toutes réductions faites :
- by\x* — (a + b) x0.y0. xy + axp.y2 -f- — Q^joJ = o
- (8')
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- équation du second degré en x et y de la forme ; :
- Ax2 -f- Bxy -f- Cj2 -}- D# -f- Er = o
- pour laquelle
- B2 — 4AC = xf,yl (a — b)2,
- donc toujours > o tandis que son discriminant
- A — AE2 — BDE + CD2
- se réduit à zéro.
- L’équation (8') représente donc deux droites concourantes.
- On voit de suite que l’une de ces droites se confond avec le vecteur OM0 correspondant à la marche à vide. '
- Divisant donc par [1/ — ~ le premier membre de l’équation (8;) préalablement
- ordonné par rapport aux puissances décroissantes de ?/, nous obtenons pour l’équation de la seconde droite :
- + [s
- (9)
- Ainsi, nous arrivons finalement à ce résultat que pour déterminer sur la caractéristique magnétique OA (fig. i) le point M (qui a pour coordonnées la force électromotrice engendrée et les ampère-tours résultan ts) correspondan t à un régime /, il suffit de mener par un point P de Vaxe des Y situé à une distance
- p — OP = r0ï + !$' "j = I [(« — n') tg T'0 + /•] (9}
- de l'origine, une droite PM d'inclinaison égale à
- b
- — lS T 1
- II. Dynamo compound à courte dérivations —- Procédant comme précédemment, nous pouvons écrire dans ce cas
- r* 1 - ' 1 û
- y _ I, , Ji
- Jo
- AT. Y —ri . ,,
- rsin ---------- — (n — n) 1 — ni
- ”o'o)
- ou, en posant
- b = 1
- (a conservant la signification déjà indiquée),
- éè— (a— b éx ) - ] — a S -|- a. -j- 6 Jo \ I* ) 'o
- Mais,
- i
- *0
- Portant cette valeur dans l’équation précédente, nous obtenons :
- y
- (I0')
- a -f- a[i (x — 0)
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- 29 !
- Et, en vertu de la relation (7) :
- « -f- a$ (x — 0) __ fjt
- Posant, pour simplifier :
- 6;a'0 —(1 —6) Po(p'—P)
- Q=x + «^ (1 — 1
- 1*3)
- y — y 0 y_ e t y±
- u' et ku'0, nous aurons finalement, toutes transformations et réductions opérées :
- by\x2 — [a (x — G) + b] a?0y0 xy + a (1 — 6) #0*y2 + Qy02;r0a; — Q^02JoJ = 0
- et substituant dans (i3) les quantités“ et ~ aux coefficients de perméabilité p,
- (i3')
- Cette relation ne diffère de celle que nous avons précédemment obtenue (S1) que par le simple remplacement de a par a (1 — 6}
- Nous pouvons donc écrire directement pour l’équation de la droite PM afférente au cas que nous envisageons (*) :
- ,r0 b
- y —
- x0 a (1—6)
- x — r0
- a (1 — 6)
- P 4)
- p) La même méthode de calcul peut être employée pour exprimer en fonction de x, le taux de variation de la (d.d.p) aux bornes, avec le courant; l’expression de ce taux en fonction de y résultant directement, dans chaque cas, de sa propre définition :
- (a) Cas de la « courte dérivation ». i° Posons :
- K’ = Y'-.yo ,
- y 0
- g — _IlL b =
- 11 Jo ’ ™ Jo
- 0' = e —
- (xv>
- R -f- i\
- Remplaçons, dans la relation (10)
- (v— rj) par y0 + K'I — r, (I — i),
- en négligeant rpo vis-à-vis de y0 et n0i0 vis-à-vis de N/0.
- Il vient, toutes )réductions faites
- y 1 -j— X’ —
- '% +6'
- ;xvi)
- relation qui, jointe à la suivante :
- y
- Jo
- donne, en posant S = X' — a — p2 -|- ^6' :
- p'o (p' — p'o) + Sp'o (p' — p) + O'p' (p — p'o) = o
- ou bien :
- y02*r2 — (1 — 6') #0y0 xy — 6'.r02y2 — (1 + S) .r0y02a; -f (1 + S) yt«02 y — o
- (7)
- (XVII)
- Le premier membre de cette équation divisé par a‘026' f y
- y + x j0
- _ _2jï_
- x0
- 1 + s
- :e réduit à
- 6'
- o
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- 292 c
- Conclusion. — Il résulte de ce qui précède que nous pouvons nous faire de toute dynamo auto-excitatrice à courant continu, la conception suivante :
- Il existe pour définir le fonctionnement d’une telle machine :
- i° Une courbe caractéristique figurant la loi de variation du flux ou de la force électromotrice, en fonction des ampère-tours résultants (loi qui, dans l’état actuel de nos connaissances, n’est pas susceptible d’expression algébrique) ; cette courbe est absolument indépendante de la nature des inducteurs disposés sur la machine et peut être pour cela justement dénommée caractéristique fondamentale.
- 20 Une équation caractéristique du mode d’excitation de la dynamo, qui est linéaire et dont la relation (i4) représente la forme la plus générale, (il suffit en effet de faire 9 = o dans le premier membre de cette égalité pour retrouver l’équation (9) qui se rapporte au cas de la « longue dérivation » (a).
- Pour une valeur donnée du courant de la machine, la droite représentée par la susdite équation a une position bien fixée et son intersection avec la caractéristique fondamentale détermine entièrement le fonctionnement de la machine pour le régime considéré.
- Remarque. — Les coefficients cl et b que nous avons conservés jusqu’à présent pour laisser au calcul toute la rigueur de la méthode employée, sè trouvent être, dans la pratique, extrêmement voisins de l’unité.
- Pour les dynamos courantes de stations centrales, légèrement hypercompound et actionnées par des machines à vapeur à faibles chutes de vitesse (3 à 4 p 100) on trouve, en effet,
- Si l’on néglige ir.y, 0' devient àgal à 6 et l’on obtient :
- 9+—--°- + g + Mr + 6) ___x0_____________
- I — 0
- (XIX)
- v __y Kl
- 2° Considérons maintenant, au lieu de Y', la [d. d.p) V aux bornes du fil fin; posons : K -- — 0 et X -— nous
- ^ X o
- constatons que le terme r2 (I — i) disparait de la relation (io) exprimée au moyen de ces nouveaux coefficients ; toutes les relations précédentes (XV à XIX) restent donc applicables quand on y remplace K' et X' par K et X, à la condition d’y faire 0' 0 et d’y annuler les termes en t32.
- On a directement de la sorte :
- o + _î—+ «
- (XX)
- X
- J — Jo
- (b) Cas delà « longue dérivation ».
- On voit de façon identique que les mêmes relations peuvent être utilisées dans ce cas en y faisant 6' — o et
- °.
- On obtient ainsi :
- X =
- **'0
- y—r a
- Jo
- *(
- P \
- (XXI)
- Nous remarquerons, à titre de vérification, qu’en éliminant X entre les deux expressions de chacun des deux groupes précédents, nous retrouvons les équations (9') et (14') déjà obtenues.
- P) Ce résultat pouvait être aisément prévu à priori ; car 0 = o, cela voudrait dire en effet que la machine comporterait un nombre infiniment grand de spires inductrices à fil fin; c’est-à-dire que l’on aurait : i —o; dans ce cas limite, l’inducteur série se trouvant parcouru par le courant total, le fonctionnement de la dynamo compound à courte dérivation deviendrait évidemment identique à celui de la dynamo compound à longue dérivation.
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- que le courant d’excitation représente seulement 0,01 à 0,02 du courant normal ; la chute ohmique dans l’induit, à plein régime, est d’environ 0,02 de la tension totale ; quant au
- rapport Q = ~ il est à peu près compris entre o,oo35 et 0,008.
- De sorte que l’on a pratiquement :
- 1 < [a
- Jo
- R +
- Jo— "0
- < 1,0004
- d’où
- 1 < ( b = 1
- I <
- <C 1,008
- < 1.008
- On peut donc, sans erreur sensible, substituer l’unité aux valeurs a et b dans leis équa^-tions (9) et (14) qui deviennent ainsi :
- y--------x — Jo (« + P) = 0
- JL e\
- x — Jo
- 1 — 0
- ? ) = o ;
- (9')
- (o')
- ces dernières équations sont celles que nous eussions directement obtenues en substituant à la caractéristique magnétique absolue que nous avons considérée, la caractéristique à circuit ouvert (différence de potentiel aux bornes en fonction des ampère-tours du fil fin) de la même machine ; ceci fixe la nature physique de l’approximation sus-indiquée.
- III. Applications. — a. Expression de la différence de potentiel disponible. —Lorsque la caractéristique à circuit ouvert peut être représentée algébriquement, il est aisé d’exprimer, au moyen des relations précédentes, les valeurs de y, ,c, V et V' en fonction du courant I.
- Considérons, par exemple, le cas où cette courbe peut être assimilée à une ligne .droite ,
- = tg T - ï (l5)
- J—Jo
- dans l’étendue de son champ d’utilisation.
- i° Dynamo à longue dérivation. —L’élimination de x entre (q7) et (t5) donne immédia tement :
- cot y'0 -j- 11 — n'
- et, par suite,
- J = Jo + 1
- V = J0 +1
- cot y'0 — cot y r cot y + n — n'
- x6)
- cot
- cot y
- Cette dernière expression indique la valeur qu’il conviendrait de donner à n' pour obtenir un taux de variation déterminé de la différence de potentiel V avec la charge.
- AV
- Pour
- AI
- K on devrait avoir :
- nr — n — K (cot y — cot y’0) (?’i ~b ré) cot T
- et pour V — constante
- n' — n = {j\ + r2) cot y
- (18)
- dr9)
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- 2° Dynamo à courte dérivation. — On obtient de même dans ce cas, en éliminant x entre (i4') et (i5) : r
- Jo
- I
- i — 0
- tg To , g (1 -6) tgï ^ i —0
- _ *g To
- (i — 0) tg T
- + 3
- ou, en négligeant B vis-à-vis de l’unité pour le premier terme en numérateur,
- r t n — n' + >’i P — Q co1 T'o ^ (i — 0) cot y’o — cot y
- d’où l’on tire :
- v=r»+i
- -et par suite, en négligeant ir± :
- v' = r0 + i
- n — n' -p i\ cot y (i — 0) cot y'o — cot y
- n — n’ -p 7\ cot y
- (i — 0) cot y'o — cot T
- AV.
- Pour —H = K, il faudrait donc réaliser :
- Ai
- -et pour V = constante
- n' — n — (r2 -p K) cot -( — K ( i — 6) cot y'( n' — n — ?y cot y
- (aa)
- (2 3)
- 0*4)
- Les relations correspondantes pour —p = K' et pour V' — constante seraient respectivement :
- n' — n — (K' -f- -f- r2) cot y — (K' + r2) (* — Q cot (2 5)
- et
- n' — n — (K' -f- ?\>) cot -( — (i — 6) cot y’o (26)
- b. Fonctionnement à force électromotrice constante. — Pour une dynamo sans dispersion et à faible saturation, la condition de fonctionnement à force électromotrice constante résulte directement de l’équation (i4).
- Il est clair, en effet, qu’une telle machine travaillera constamment sans changement d’état magnétique si la droite représentée par Y équation caractéristique est invariable de position quel que soit le régime, c’est-à-dire si l’on a :
- ou
- P = Jo
- O)
- 31 — 1
- To » — » x0 a( i — 0)
- tg T'o =
- ar (i — 0) n' — n
- soit, comme a est pratiquement égal à l’unité,
- o
- (27)
- Q?')
- (pour la longue dérivation) et
- tg T'o =
- 7T + r,
- n' — n
- n' —- n
- (pour la courte dérivation).
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- Ce eas particulier se prête à une représentation graphique très simple.
- Si, en effet, l’on porte en ordonnées la différence de potentiel disponible et en abscisses la résistance extérieure, on obtient sensiblement une hyperbole équilatère ayant pour asymptotes les lignes CO et CR (fig. 4) menées, l’une perpendiculairement à l’axe des x, à une distance (— ;) de l’origine et l’autre parallèlement à ce même axe à une hauteur égale à la valeur constante de la force électromotrice.
- Cette propriété, signalée pour la première fois par M. Ernst Richter, résulte du diagramme ci-dessous, de façon évidente.
- \ circuit extérieur
- R'= Résistance du.
- Fig. /,.
- c. Prédétermination des caractéristiques. — L’équation caractéristique (14) jointe aux relations (4) permet de déduire pour toutes les dynamos auto-excitatrices sans distinction, une méthode générale de prédétermination des caractéristiques tout à fait indépendante de la forme de la courbe magnétique.
- Effectivement, supposons tracée en OA (fig. 5) la caractéristique fondamentale d’une machine (force électromotrice en fonction des ampère-tours résultants) ou ce qui revient au même, pratiquement, sa caractéristique à vide. Construisons les courbes OB et OC, obtenues en modifiant dans les rapports p et les ordonnées de la caractéristique OA.
- Portons à gauche de l’origine les valeurs du courant total de la machine et traçons les lignes OD, OE et OF ayant respectivement pour ordonnées les valeurs (*)
- (al) , I (ç> -f- /qp) et (— Ir)
- Figurons de même en OJ la ligne représentant la valeur du terme I (n —11') tg y'0 en fonction du courant ; ce sera une ligne droite si la dynamo travaille à calage fixe, indépendant de la charge, et une courbe parabolique tournant sa concavité vers les Y négatifs dans le cas inverse.
- (l) D’après ce que nous avons vu, on peut faire a et p égaux à l’unité dans ces constructions ; on peut également, en ce qui concerne la machine compound à courte dérivation, négliger, sans erreur bien sensible, la valeur du coefficient 0 vis-à-vis de l’unité.
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- Pour fixer tous les éléments du fonctionnement de la/machine correspondant à un régime quelconque OR = 1 il suffira de mener par le point J' une parallèle J'P à OF et, par le point d’intersection P de cette ligne avec l’axe des Y, une droite PM de direction parallèle à celle du vecteur OM0 correspondant à la marche à vide. Portant, en effet, à partir de B une longueur B/-Q = RE, on obtiendra en QH la différence de potentiel disponible aux bornes
- .Ampère - tours.
- Courant
- de la machine, tandis que D'C" représentera la valeur du courant utilisable dans le circuit extérieur (T
- d. Etude particulière de la dynamo shunt. — i° Courant maximum susceptible d'être produit. — Dans le cas de la dynamo shunt, la détermination sur la caractéristique fonda-
- (J) Cette construction est, comme nous l’avons dit, d’une généralité absolue.
- Toutefois, dans le cas particulier des dynamos compound à longue dérivation (lequel comprend évidemment dans son extension celui des simples dynamos shunt) il est possible, quand les balais sont maintenus à un calage fixe, de résoudre plus simplement le problème inverse qui consiste à trouver la valeur du courant qui correspond à une force électro-motrice donnée.
- Le diagramme ci-contre (fig. 7) nous montre en effet, qu’il suffit de mener par la projection N' du point M' sur l’axe des y, une droite parallèle à N0H0 (dont l’inclinaison est égale à — y'0) et, par la projection H de ce même
- point sur l’axe x, une parallèle à la direction définie par l’inclinaison tg (air — tf/) — ----~—r Pour obtenir, à l’in-
- tersection de ces deux lignes, un point N' dont l’ordonnée représente précisément la chute ohmique déterminée dans la machine par le courant cherché.
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- mentale, du point M correspondant à l’état d’équilibre qui.s’établit pour un régime I, consistera, d’après ce que nous avons vu, à mener par le point P de l’axe des Y tel que
- P = 0P —Jo(a + ?)
- une droite d'inclinaison tg y'u.
- Mais, p — I (n tg y',, r) est ici toujours positif, c’est-à-dire que le point P tombe constamment au-dessus de l’origine ; le point M de la caractéristique OA se rapproche donc du coude au fur et a mesure que la charge augmente. Il s’en suit qu’à chaque valeur de la
- YM X
- Fig. 6.
- résistance intercalée dans le circuit des inducteurs correspond pour le courant susceptible d’être produit par la machine, une valeur maxima qui est précisément atteinte lorsque la droite PM devient tangente à la caractéristique OA, c’est-à-dire quand on a :
- OP = I (n tg Y„ + r) = -J-r- 0>8)
- oob Y 0
- (/'désignant la flèche du segment de courbe OTM„) ; on déduit de cette égalité :
- n sin Y'0-f-r cos y'0
- ou bien, en posant tg <p
- n
- ____ f cos Cp
- ~ « sin (ï'o “f ?T
- Gos relations indiquent de façon expressive la nature dés éléments qui influent sur la valeur du débit maximum réalisable. ;.............. . : ...... . . , . ..
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- En particulier, il est assez intéressant de constater que la forme cle la caractéristique magnétique et le nombre des ampère-tours à vide interviennent seulement par la valeur de la projection sur l'axe des y effectuée parallèlement au vecteur OM0 correspondant à la marche ci vide, de la portion de courbe OTM0 limitée par ce dernier vecteur; le courant maximum est proportionnel à la valeur de cette projection pour les machines à calage invariable.
- 20 Stabilité de fonctionnement. — Le sommet T de la caractéristique OTM0 limite donc la partie M0T de cette courbe qui correspond au fonctionnement stable de la dynamo.
- -i-
- Fig. 7.
- Si nous appelons d’ailleurs (fig. 6) tg S et tg Sj les coefficients angulaires respectifs des deux tangentes aux points d’intersection M et Mj de la précédente courbe avec la droite PM correspondant au régime I, nous avons, ainsi qu’il est facile de s’en assurer, pour le
- point M : dy tg 8
- ou, en posant c — r -f- n tg y'0 dp tg 8 — tg y'o
- dy C
- dl ~ tg y'„ (29)
- cc> 50 1
- Quand le point M vient à se confondre avec le point
- dy
- T (x), -jj change de signe et devient
- (9 Nous savons que les conditions de reproduction du débit maximum ne sont pas celles qui correspondent au désamorcement de la machine. Ce dernier ne se produit, en effet qu’au delà du coude, quand le point M vient à se confondre avec le point de séparation de la partie courbe de la caractéristique et de la partie droite.
- Les deux constructions que nous avons indiquées donnent un moyen facile de trouver les valeurs critiques de la résistance extérieure et du courant qui correspondent au désamorcement.
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- positif en passant par l’infini ce qui caractérise une instabilité complète du régime, pour cet endroit de la courbe.
- Le rapport des variations de force électromotrice A?/ et Ayl provoquées aux deux points M et Mt par une très petite variation AI du courant résulte de la proportion :
- . *g —»8 TÜl (3o)
- ATi tg tg S — Ig To .
- Dans le cas particulier de la règle de M. Arnoux qui suppose l’excitation à vide réglée de telle sorte que l’on ait (fîg. 6) :
- tg 8o = 3 tg Yo>
- l’expression ci-dessus rapportée aux deux branches de caractéristique séparées par le sommet T deviendrait grossièrement en posant ^-V'- = -
- Ay ___ i — x
- AJi ~ i — 3x
- F. Sarrat,
- Ingénieur I. D. N et A. I. M
- attaché à la Compagnie Russe-Française de chemins de fer et tramways.
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- GÉNÉRATION ET TRANSFORMATION
- JPrèdètermination de la chute de tension dans les transformateurs. Electrical World and Engineer, t. XLIII, p. 515 et suivantes.
- La chute de tension, avec une charge induc-
- Fig. i.
- tive, est difficile à déterminer par suite de la dis’persion magnétique qui dépend de la cons-
- truction des transformateurs, entre autres delà forme des noyaux, de la disposition relative des enroulements, des ampères-tours primaires et du courant.
- On démontre aisément que l’effet de la disper-
- Fig. 2.
- sion est équivalent à l’introduction d’une self-induction L dans le circuit primaire. Soit E7/, I" la force électromotrice et le courant secondaire (fig. i), 1) l’angle de décalage dû à la charge inductive ; E7, I7, les mêmes grandeurs supposées en opposition dans le primaire. La force électromotrice primaire E est formée de trois composantes, E7, RI7 et Lwï/ où R et L peuvent être appelées la résistance et la self-induction équivalentes du primaire.
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL, — N0 34.
- • La figure 2 reproduit le diagramme de la figure 1 à une plus grande échelle ; le lieu du point a est un cercle dont le diamètre dépend de Q.’ En désignant par n le nombre de spires primaires, par X l’épaisseur de l’enroulement primaire, Y celle du secondaire, À le périmètre de la section médiane entre les deux enroulements, l la hauteur des enroulements, la self-induction L est donnée par -1
- g étant la distance entre les deux enroulements.
- Quand L est connu, il est aisé de déduire E et de là la chute de tension. Il est plus exact de déterminer analytiquement la valeur de E, car les quantités EF et LmF sont petites par rapport
- à EF • ' ;
- Pour vérifier les valeurs calculées sur le transformateur achevé, le secondaire est mis en. court-circuit, et le primaire excité jusqu’à production du courant normal dans le secondaire. La tension primaire appliquée est alors la somme géométrique de RI et LtoF. L’auteur confirme ces observations par des tables calculées pour des types courants de transformateurs.
- P.’-ï, G.
- Eléments primaires et accumulateurs. Cen-tralblatt für Accumulatoren, 1e1' et i5 mai. •
- Résultats d’essais d’un nouvel élément primaire. Bonsfield.
- L’élément consiste en un vase poreux intérieur contenant de l’acide nitrique avec une électrode en charbon et un récipient éxtérieur contenant une lessive de soude avec une électrode métallique, zinc de préférence. Si l’on emploie des solutions ayant le maximum de conductibilité (par exemple 12 à i5 p. 100 de lessive de soude), on obtient à circuit ouvert une force électromotrice de 2,6 volts. En plus de cette force électromotrice relativement élevée, l’élément offre l’avantage de pouvoir rester en court-circuit beaucoup plus longtemps que la plupart des autres avant d’être épuisé. Un élément fermé sur une résistance de 0,61 ohm a produit un courant d’une intensité de 4>i8 ampères qui s’est réduite à 2,61 ampères au bout d’une heure, à 2,38 ampères au bout de deux heures un quart et à i,^5 au bout de six heures. Un petit élément a fourni
- un courant très constant de 0,8 ampère pendant vingt à vingt-cinq heures.
- D’autres acides que l’acide nitrique ont été essayés. Quelques-uns d’en tre eux ont donné lieu à des forces électromotrices plus élevées que l’acide nitrique, mais aucun autre n’a assuré la même vitalité à l’élément. On a essayé aussi l’influence de divers métaux* : quelques-uns ont donné lieu à des forces électromotrices plus élevées, mais ces forces électromotrices étaient fugaces. Avec deux électrodes en charbon, la force électromotrice était de 1,35 volt. L’élément est analogue à l’élément au platine de Becquerel dans lequel les plaques trempent dans l’acide et dans une lessive de potasse.
- L’emploi d’acide nitrique et de lessive de soude comme électrolyte présente des inconvénients. La force électromotrice élevée de l’élément n’est qu’apparente et tombe rapidement comme valeur de travail, à 1,8 ou 1,9 volt. Il serait bon de faire des essais comparatifs avec d’autres piles, par exemple avec un élément au bichromate.
- D’ap rès le Dr Swans on pourrait améliorer cet élément en le*transformant en pile à 3 liquides: on introduirait pour cela dans le récipient intermédiaire un électrolyte neirtre, par exemple du nitrate de soude.
- Elément charbon zinc hermétiquement clos. Philippe Delafon.Patente allemande 149729, mars 1902.
- L’électrode de zinc qui entoure les deux parties de l’électrode en charbon consiste en 3 plaques en contact par leurs bords et pressées l’une contre l’autre par une paroi amovible du récipient. L’une d’elles est placée entre les deux parties de l’électrode de charbon ; la seconde est pliée en u autour de cette dernière et l’enveloppe sur 3 faces; la dernière ferme le quatrième côté restant libre (fig. 1, 2 et 3).
- Dans les éléments de ce genre construits jusqu’à présent, l’électrode de zinc est en une seule pièce et a la forme d’un cylindre. Or le zinc ne peut pas être plié facilement, même quand il a une faible épaisseur; de plus, comme on le sait, il est nécessaire au point de vue de la production de courant et de la consommation de zinc que ce dernier soit amalgamé. Si l’on essaie d’amalgamer le zinc avant de le ployer, on ne peut plus lüi donner la forme que l’on veut, car il dévient cassant. Si on amalgame au contraire
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- après avoir donné la forme nécessaire, il est extrêmement difficile d’obtenir de bons résultats sur toutes les parties de la plaque, particulièrement les parties intérieures, à cause des difficultés que l’on éprouve à bien essuyer l’excédent de mercure qui peut occasionner des courts-circuits dans l’élément.
- Le contact entre les différentes feuilles de zinc
- __O
- Fig. r.
- du nouvel élément est amplement suffisant. Le mode de construction est représenté par les figures i, 2 et 3. La figure i représente une coupe verticale, la figure 2 une coupe verticale d’après la ligne 3-4 de la figure i, la figure 3 une coupe horizontale d’après la ligne 5-6 de la figure 2. La caisse en bois a revêtue à l’intérieur d’une matière isolante, porte un solide couvercle auquel sont suspendues et assujetties les électrodes : l’un des côtés de la caisse est mobile ét forme le véritable couvercle de fermeture b. L’électrode positive consiste en un charbon cylindrique rfet une certaine quantité de dépolarisant enfermé dans un sac en toile c. Chaque charbon est fixé au couvercle par un boulon e et un écrou f.: les joints sont rendus imperméables au moyen de disques de caoutchouc g. Les deux boulons e sont reliés par une tôle conductrice h qui peut servir de poignée pour porter l’élément. L’électrode négative consiste en une
- feuille de zinc k pliée en forme de U et perforée, sur laquelle est rivée l’équerre métallique l. La plaque k est fixée au couvercle par le boulon m et l’écrou n. Outre la plaque de zinc /i, on a prévu une seconde plaque p également
- n
- y > J,
- \ - 'r.
- Fig. 2 et 3.
- perforée, dont les bords sont en contact d’une part avec le zinc k et d’autre part avec une troisième plaque de zinc q. Pour fabriquer l’élément, on introduit d’abord dans la caisse de bois le zinc k correspondant que l’on maintient par de petites baguettes de bois à une distance de 3 ou 4 mm des parois, puis on l’assujettit dans le couvercle par le boulon m et l’écrou n. On place ensuite l’électrode en charbon que l’on fixe dans le couvercle par les boulons e et les écrous f, puis on introduit une substance gélatineuse un peu liquide lorsqu’elle est chaude et ferme à la température ordinaire.
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- On met alors les plaques de zinc p et q et on ferme la caisse en clouant la paroi mobile. Enfin on enveloppe le tout d’une étoffe que l’on imprègne de matière isolante. Le serrage de la paroi b assure un bon contact entre les plaques de zinc et une bonne section de passage du courant.
- Dispositif de prise de courant à mercure pour éléments galvaniques à électrodes tournantes. E. Suse. Patente allemande 149817, décembre 1902.
- Pour recueillir le courant des éléments à électrodes tournantes fixées sur un axe horizontal,
- 25 2
- "/ 16 27
- f— 19
- Fig. 4 à 12.
- on peut se servir avec succès de contacts à mercure.
- Le dispositif suivant réalise une construction particulière d’un tel contact qui, contrairement à ceux employés jusqu’à présent, permet à l’élec-
- trode tournante de tremper complètement dans l’électrolyte. Les dispositifs de contact avec mercure connus jusqu’à présent ne peuvent pas être employés dans de tels éléments car l’électrolyte
- ?
- Fig. i3 à 17.
- pénètre dans le dispositif et l’abîme. On était forcé d’employer des commutateurs avec balais glissants.
- Les figures représentent l’élément construit de différentes façons : la figure 4 donne la vue en plan d’une batterie composée de deux éléments avec récipients à mercure placés à l’intérieur de l’élément, la figure 5 une vue en plan d’une disposition simplifiée de batterie, la figure 6 une vue en plan d’un élément unique avec récipient
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- à mercure placé sur le côté extérieur de la paroi. La figure 7 est une coupe verticale à travers un élément de la batterie de la figure 4 suivant la ligne YY : les figures 8 et 9 représentent des coupes analogues à travers un élément des figures 5 et 6, la figure 10 montre la denture d’une électrode de charbon de la figure 8, les figures 11 et 12 une des formes de construction du dispositif de prise de courant en élévation et coupe, le figure i3 une coupe à grande échelle de ce dispositif, la figure 14 une coupe suivant XX de la figure i3, la figure i5 une coupe verticale de l’élément suivant la ligne NN de la figure 5, la figure 16 la coupe d’une autre forme de construction du dispositif de prise de courant la figure 17 la vue d’un coussinet de l’axe de l’électrode. 1 représente un récipient approprié dans lequel sont placés les deux éléments 2. L’électrode tournante en charbon 3 a la forme d’un cylindre rond et est fixée sur un axe 5 ; le zinc 4 a la forme d’une plaque munie d’une échancrure 6 (fig. 5) dans laquelle passe l’arbre 5 lorsqu’on introduit le zinc par le haut de l’élément.
- A la partie supérieure de l’électrode en zinc est fixé un fil de connexion 27. L’arbre 5 porte à ses extrémités des bagues de coussinet 7. Le contact électrique entre l’électrode tournante et la borne de connexion est assuré sans aucun frottement et sans attaque possible du liquide excitateur grâce à un récipient 9 inattaquable à l’acide contenant du mercure dans lequel plonge le fil aboutissant à la borne déconnexion. Ce récipient à mercure 9 est placé ou bien sur l’axe 5 (fig. i3) ou bien sur la paroi du récipient 2 (fig. 9). L’axe 5 de l’électrode pénètre et tourne dans le récipient 9 (fig. 9). Dans la figure i3, l’électrode de charbon 3 n’est pas placée directement sur l’axe, mais est fixée sur une douille 10 assujettie sur lui : une bague i3 placée sur la douille et dont le bord inférieur trempe dans le mercure, assure le contact électrique.
- Dans le dispositif représenté par la figure 9, une bague semblable est placée à l’extrémité de l’axe 5. Lorsque le récipient à mercure est placé dans l’intérieur de l’élément, il est nécessaire de protéger le fil 16 par un tube i5 (fig. 147 i5 et 16); si le récipient estpïacé à l'une des parois de l’élément, le fil i(3 peut être supprimé à condition que la paroi du récipient à mercure soit conductrice.
- L’entraînement de l’électrode positive peut être effectué directement par courroie, engrenages (fig. 4) ou disque de friction (fig. 6) appuyant directement sur le charbon. Les engrenages peuvent être en ébonite garni d’une feuille de plomb.
- Elément galvanique. H. Halsey. Patente américaine 734547.
- Cet élément offre les avantages des éléments à électrodes mobiles, mais c’est l’électrolyte qui est mis en mouvement. Dans la figure 18, 1 représente une caisse à laquelle sont fixées les électrodes 10 et 11, 2 représente le couvercle. Un récipient 3 est fixé sur un axe vertical 4 reposant sur un coussinet au fond de la caisse. Un moteur met en mouvement l’axe 7 qui commande
- 21
- Fig. 18.
- l’axe par les pignons 8 et 9 ; le récipient 3 tourne donc d’une façon continue et les balais 10 qu’il porte frottent sur les surfaces actives des électrodes en assurant une bonne circulation de l’électrolyte ; on évite ainsi toute polarisation. On peut même régler l’intensité du courant débité par l’élément en modifiant la vitesse de rotation du moteur.
- jPerfectionnements aux éléments galvaniques. Portalier. Patente anglaise 5 891, mars 1903.
- L’électrode positive (fig. 20) consiste en charbon graphitique et possède, grâce à sa forme toute particulière, une surface active double de sa surface linéaire. On évite les inconvénients que présentent la plupart des électrodes par suite de l’existence de nombreux contacts en employant un dispositif de prise de courant D muni de contacts platinés inoxydables. La séparation et
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- le nettoyage des plaques est rendu très facile avec ce montage. L’électrode négative C consiste en une feuille de zinc amalgamé placée dans un récipient E (fig. 19) extrêmement poreux en porcelaine d’amiante. Cette matière ne présente qu’une résistance très faible, et l’on peut employer des parois assez épaisses sans accroître- la résistance intérieure. Le liquide dépolarisant F est constitué par une solution de 2 kgr de bichromate d’ammoniaque dans deux litres d’acide sulfurique étendu et 1 litre d’acide chlorhydrique dans 10 litres d’eau. La présence d’acide chlorhydrique retarde la formation
- d’alun de chrome et diminue par suite la résistance intérieure. L’emploi de bichromate d’ammoniaque au lieu de bichromate de potasse ou de soude élève la capacité de l’élément d’environ 3o p. 100; de plus, les produits dus aux réactions secondaires qui se produisent n’ont pas une tendance aussi rapide à la cristallisation avec le bichromate d’ammoniaque qu’avec les autres bichromates. Le liquide excitateur b consiste en une solution de 1 litre d’acide sulfurique hydraté et 1/2 litre d’acide chlorhydrique hydraté dans 10 litres d’eau. Ici aussi la cristallisation est évitée autant que possible par suite de la présence de l’acide chlorhydrique, car les chlorates sont plus solubles que les sulfates. En fait, il est établi qu’un élément met deux fois plus de temps à se polariser lorsqu’on ajoute une certaine quantité d’acide chlorhydrique.
- On obtient très économiquement avec un élément de ce genre une production de courant considérable qui n’avait pas encore été atteinte jusqu’à présent par des procédés analogues.
- Accumulateur. G.* Rurt. Patente américaine 764969, août 1903.
- La figure 21 représente un élément sans son récipient extérieur, la figure 22 une plaque de l’élément. Les plaques sont constituées par un cadre E portant une série de barrettes e parallèles en forme de degrés et de barrettes e' per-
- I P F
- ? J *
- H bl DI 0
- pendiculaires aux précédentes. Ce dispositif assure le maintien parfait de la matière active. F est un tube en matière isolante passant par une ouverture du récipient et serpentant entre les plaques. Dans ce tube, qui sert en même temps de séparateur pour maintenir les plaques à leur écartement, on envoie de l’air destiné à empêcher réchauffement produit dans l’élément par suite de la résistance intérieure. L’extrémité inférieure de la dernière rangée de serpentins passe en II sous les plaques qui s’appuient sur elle. Cette partie du tube porte des petits trous par lesquels s’échappe l’air qui traverse ainsi l’électrolyte et achève de le refroidir. Un couvercle perforé en forme de toit J (fig. -23) est placé sous le couvercle ordinaire B et laisse échapper les gaz tout en retenant le liquide.
- Procédé de formation des électrodes positives Planté, Léon Lejeune. Patente allemande, 5 octobre 1902.
- Les bacs de formation contiennent comme électrolyte de l’acide sulfurique à environ 3° B. (poids spécifique 1,0212) et l’on introduit peu à peu, pendant le passage du courant, de petites quantités d’un corps qui empêche la formation de peroxyde de plomb Le corps que l’on ajoute ainsi doit, pour être d’un emploi pratique :
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- . f° Etre soluble dans l’eau et n’êtrepas modifié par l’acide sulfurique;
- 2° Réduire le peroxyde de plomb ;
- 3° Ne contenir aucune substance capable d’abréger la durée de la plaque ;
- 4° Ne provoquer aucun dégagement de gaz et n’être ni toxique ni dangereux pour les ouvriers qui le manipulent ;
- 5° Etre d’un prix peu élevé et d’un emploi courant et n’entraîner aucune complication dans l’établissement, la mise en place et la surveillance des bassines à former.
- Parmi les corps remplissant ces diverses conditions, on trouve en premier lieu les carbures d’hydrogène. En particulier de bons résultats sont obtenus avec le glucose et l’acide oxalique : ce dernier a d’ailleurs été employé depuis déjà longtemps pour la formation des plaques d’accumulateurs. Mais, dans ce cas, ou bien il s’agissait d’électrodes empâtées, ou bien la totalité de l’acide oxalique était incorporée dès le début dans le liquide, ce qui ne permettait pas d’obtenir une modification suffisamment profonde de la surface de la plaque et donnait lieu facilement à des décompositions. Lorsque par exemple on a recours au glucose pour former les électrodes positives d’un élément d’une capacité de 36o ampères-lieure, on peut employer i,8 kgr de ce corps et opérer de la façon suivante. Aussitôt qu’une coloration rouge apparaît sur les plaques, on met dans le liquide 36o gr de glucose qui réduit le peroxyde de plomb en oxyde : la différence de potentiel aux bornes de l’élément tombe alors de 2,5 ou 2,6 volts à 2,2 volts. L’oxyde de plomb est perméable aux gaz auxquels l’électrolyse donne naissance, et ceux-ci peuvent agir sur la couche de plomb qui se trouve au-dessous. Lorsque tout le glucose introduit a été employé à la réduction du peroxyde de plomb, la différence de potentiel remonte et atteint à nouveau 2,5 à 2,6 volts et l’on aperçoit la formation d’une nouvelle couche de peroxyde de plomb. On introduit alors 36o gr de glucose et les phénomènes se reproduisent de la même manière.
- Lorsque l’on a répété cinq fois cette opération qui dure 24 heures, le traitement est terminé : la plaque ainsi obtenue n’a plus besoin que. d’une charge de 20 à 5o heures dans l’électrolyte habituel pour que l’oxyde de plomb soit transformé en peroxyde.
- Si l’on introduit la quantité totale! de corps réducteur non pas en petites quantités mais en une seule fois dès le début, il ne se produit pas du peroxyde de plomb, mais de l’oxyde simple, la porosité est beaucoup plus faible, et lors delà formation ultérieure on n’obtient qu’une couche mince de peroxyde. Lorsqu’on commence par tremper les plaques dans un bain d’acide nitrique avec un peu d’acide sulfurique, comme l’a recommandé Planté, on peut avec la méthode décrite former les plaques en 4 ou 5 jours exactement avec la même facilité et dans les mêmes conditions que pour les plaques empâtées.
- Bouchon pour accumulateurs. Müller. Patente américaine 754 081, octobre 1903.
- Ce bouchon (fig. 24 et 25), destiné spécialement aux éléments d’automobiles, porte une embouchure en forme d’entonnoir or aboutissant h un tube vertical central a qui communique
- avec un tube horizontal as. bb désignent des tubes partant de l’extrémité supérieure b'b' du bouchon et aboutissant aux petits trous b2b2. Le bouchon est muni d’un pas de vis a' et d’un épaulement a3 et est solidement vissé sur le récipient. Les gaz peuvent s’échapper par les tubes latéraux du bouchon, mais si* du liquide est entraîné par eux, il retombe dans l’élément par le tube central a.
- - Mode de construction des accumulateurs. Laite. Patente américaine 755 142, décembre igo3.
- L’élément consiste en un récipient 1 (fig. 26) où sont placées, le long des bords opposés, des baguettes 2 munies d’une rainure. Ces rainures servent à maintenir des supports -de plaques 3 en verre sur lesquelles s’appuient les saillies 6 des plaques positives et négatives. En haut et au milieu de chaque plaque -il y a une queue (7 pour les positives, 8 pour
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- les négatives) servant a la jonction des plaques de même polarité. Chacune de ces queues supporte la barette de connexion 11 et deuxd’entre
- z
- Fig. 26.
- elles forment la prise de contact de l’élément. Ce dernier porte un couvercle 18 fixé aux côtés 17 du récipient par des baguettes 20 : une ouverture est ménagée pour le passage des queues 7 et 8.
- Le dispositif décrit permet d’enlever ou de remettre une plaque sans déranger les autres et sans les dessouder.
- Lampe électrique portative. Hubbell. Paten e américaine 753 i28. juillet igo3.
- La figure 27 donne une coupe verticale de la lampe et la figure 28 une coupe horizontale suivant la ligne 33.
- La lampe consiste en une caissette en mince tôle d’acier entourée de porcelaine. Sur un des côtés de la caissette sont fixés un réflecteur et une lampe. Les éléments sont contenus dans une enveloppe en cuivre ou en laiton qui peut être amalgamé et n’est pas attaqué par le liquide.
- Un peu d’amalgame de zinc est placé au fond de chaque élément en contact avec l’enveloppe, Une tige de fer 11 traverse le fond de l’élément dont elle est isolée électriquement : elle est protégée par ua tube de verre et porte à son extrémité supérieure un disque de fer auquel sont fixées un certain nombre de tiges de nickel entourées d’argent finement divisé contenu dans un sachet. Les éléments sont partiellement remplis de soude ou de potasse caustique. A la première charge, l’argent absorbe de l’oxygène et l’hydrogène se dégage. A la décharge, le zinc contenu dans l’amalgame placé au fond de l’élé-
- ment se dissout et l’oxyde d’argent est réduit. A la charge suivante le zinc est précipité sur les parois en cuivre amalgamé et présente une grande surface active. Lorsqu’une partie de ce
- (.0 o c)
- Fig. 27 et 28.
- zinc déposé sur les parois tombe au fond du récipient, il reforme de l’amalgame et est à nouveau employé.
- r. v.
- TRANSMISSION ET DISTRIBUTION
- La fabrication de câbles téléphoniques à isolement par l’air. J. Schmidt. Zeitschrift fur Electrotechnik, 10 avril.
- Dans un récent article (UEclairage Electrique n°io, 5 mars 1904), plusieurs méthodes ont été indiquées pour la fabrication des câbles téléphoniques isolés à l’acier sec. Gomme suite à cet article nous allons rappeler quelques autres procédés permettant d’abaisser autant que possible la capacité.
- L’un des plus anciens, si ce n’est le plus ancien de ces procédés consiste à enfiler sur le conducteur des perles isolantes qui permettent la libre circulation de l’air ou d’un gaz autour des fils. Les figures 1 et la donnent les coupes longitudinales transversales de câbles construits de cette façon. Sur l’âme a à 7 brins sont placées des perles rondes b en bois, verre, porcelaine ou autres corps. Ces perles isolent les fils a de l’enveloppe protectrice c et les espaces libres
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- d et dl permettent la circulation de l’air. La forme des perles peut être cylindrique ou sphérique. Plusieurs fils sont placés côte a côte dans une enveloppe protectrice commune c sur
- XnxVxXXXXVXxxxnXXxXXXX^XxXXXnXXXxXXXXXX^X^
- ^SX^WxxX'XX XX^xAn^X. x\^ XXXx^XXX
- laquelle on dispose une ou plusieurs enveloppes de plomb et une armature. Avec ce mode de construction on peut obtenir une capacité de 0,16 à o,20 microforad par kilomètre.
- Z/ù su
- Fig. 2.
- Ferranti cherche à entourer les câbles téléphoniques de la plus grande quantité d’air possible et à diminuer ainsi la capacité statique en donnant à l’âme une forme ondulée ou zigzaguée telle qu’il n’y ait que le moins possible de points de contact avec l’enveloppe. Ce mode de construction est représenté par le fil if ig et ih. On pourrait également faire l’âme du câble droite et
- la munir de supports empêchant le contact avec l’enveloppe.
- La figure i montre un dispositif de ce genre. On entoure la carcasse creuse A d’une bande de papier de largeur appropriée. Sur cette bande on enroule en hélice une ou plusieurs autres
- bandes de papier et l’on forme ainsi un tube dans lequel on place le fil. Deux de ces tubes sont tordus en hélice et la section de l’ensemble est celle de la figure ia. Ensuite on les passe dans une filière de façon à obtenir les sections ib et ic. Plusieurs câbles peuvent être réunis ensemble dans une même enveloppe (fig. ici et ie).
- Un autre procédé de construction consiste à ménager parallèlement au câble et sur toute sa longueur les espaces d’air nécessaires. Mais comme en pratique il est impossible d’obtenir un parallélisme rigoureux on se contente d’en approcher le plus possible. Contrairement à ce que l’on fait dans les modes de construction précédents, on dispose de petites cloisons isolantes en papier tout le long du fil, comme le
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- •3o8
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- montrent les figures 3 à 3cC Les figures 3 à 3a montrent le bout cl’un conducteur isolé de cette manière ; la figure 3b montre la bande de papier employée ; la figure 3c donne une section du
- Fig. 4, 4a à 4b.
- câble. Dans la figure 3 le conducteur est isolé au moyen de cordelettes placées h égale distance les unes des autres, parallèlement à l’axe et suffi-
- Fig. -5 et 5a.
- samment dures pour résister au serrage produit par le fil que l’on enroule dessus. Dans les figures 3a et 3b, Y représente une bande de papier sur la surface de laquelle on a fixé une rangée de fils parallèles « dont le diamètre dépend de celui du fil. Cette bande est placée
- comme le montre le fil, le long du conducteur S.
- Dans la figure 3d les conducteurs S sont constitués par des bandes de fil plat entre lesquelles on place des bandes isolantes S de manière à laisser subsister des espaces d’air entre elles et les conducteurs. Sur ce paquet de conducteurs est placé un tube Y en matière isolante de telle manière que les angles seuls du faisceau de conducteurs soient en contact avec lui. Le tube Y peut être formé par une bande de fort papier enroulée sur le faisceau.
- 6, 6a et 6è.
- Dans un système plus récent, les différentes âmes sont enveloppées de papier portant des saillies on des gaufrages. Outre une très faible capacité, les câbles de ce genre présentent très peu de phénomènes d’induction perturbateurs. Les fils 4 représentent diverses sections de câbles fabriqués d’après ce principe. Les conducteurs sont entourés de bandes de papier A portant un grand nombre de saillies pointues ou pyramidales. Ces bandes de papier se recouvrent et forment des parties renforcées aa que l’on place les unes contre les autres lorsqu’on forme le câble avec une ou plusieurs paires de conducteurs (fig. \d). Comme, avec ce procédé, le câble n’est en contact avec l’isolant que par l’intermédiaire d’un grand nombre de pointes fines, la circulation d’air est assurée tout autour du conducteur. On peut au lieu de papier constituer l’enveloppe avec de la gaze.
- Un autre procédé consiste à entourer l’âme de chenille comme celle que l’on emploie en soie
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- 30<) :
- pour la passementerie. On obtient ainsi un espace d’air considérable autour du fil.
- On peut également fabriquer une enveloppe
- Fig. 7.
- de papier en forme de vis et introduire le fil a à l’intérieur (fig. 5 et 5a); de même on peut rouler en hélice autour du câble une bande de papier côtelé (fig. 9, 6a, 6 b). Plusieurs constructeurs
- Fig. 8.
- placent plus simplement autour du conducteur une cordelette, puis une enveloppe de papier (fig. 7 et 7a). U est nécessaire, dans ce genre de fabrication, de prendre des dispositions pour que la pression résultant de l’assemblage de plusieurs âmes n’aplatisse pas les enveloppes de papier et ne détruise pas les espaces ménagés pour la circulation de l’air. Dans ce but on tord sur lui-même l’isolant dont on entoure le fil. Des câbles analogues, dont le mode de construction
- a pour but non seulement de diminuer la capacité, mais encore de supprimer les actions perturbatrices de l’induction contiennent autour de chaque inducteur deux fils en métal magnétique, par exemple en fer, enroulés en hélices de sens contraire (fig. 8).
- B. L.
- TRACTION
- Chute de tension des courants alternatifs dans les rails de chemins de fer. Behn Es-chenbourg. Electrotechnische Zeitschrift, 21 avril.
- Lorsque du courant alternatif doit être amené à un train électrique d’une part par une canalisation isolée de la terre, que nous désignerons par ligne aérienne, et d’autre part par les rails en fer non isolés du sol, la perte de tension qui se produit dans les rails peut, comme on le sait, amener des perturbations graves par suite de. dérivations dans les lignes télégraphiques ou téléphoniques employant la terre comme conducteur de retour.
- Il est nécessaire de chercher des moyens pour diminuer autant que possible cette chute de tension dans les rails ou pour rendre inoffensive son action sur les appareils télégraphiques et téléphoniques.
- Une méthode consiste à choisir la fréquence du courant alternatif de façon à ce que ces appareils ne soient pas influencés. L’action de la self-induction des rails augmente, h égalité d’intensité, la chute de tension lorsqu’on augmente la fréquence : il paraît donc nécessaire d’abaisser autant que possible cette dernière. En plus, l’oreille humaine ne perçoit pas les ondes de basse fréquence et l’on pourrait facilement éviter les perturbations téléphoniques en choisissant une fréquence très basse. Malheureusement d’un autre côté les relais usuels des postes télégraphiques et les sonneries des appareils téléphoniques sont particulièrement sensibles à ces basses fréquences et les perturbations commencent à s’y manifester lorsque‘l’on a réussi à les faire disparaître dans les récepteurs téléphoniques. L’oreille humaine perçoit les ondes dont la fréquence est comprise entre 16 et 16000 périodes par seconde. La hauteur moyenne de la parole correspond à 4°° périodes par seconde. Les courants alternatifs industriels ont des fréquences comprises entre 16 et 60. La fréquence des oscillations du
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- courant continu dues à la division du collecteur est, pour les machines employées dans les exploitations^ dé tramways, d’environ 5oo h i ooo périodes par seconde. Ces fréquences étant voisines de celles de la parole, on comprend facilement l’intensité relativement considérable des perturbations apportées sur les lignes téléphoniques par le voisinage de voies électriques à courant continu. Les courants alternatifs industriels de n’importe quelle fréquence s’écartent plus ou moins de la sinusoïde simple et ont un grand nombre d’oscillations de fréquence supérieure. Depuis environ un an, on a fait des séries de recherches sur l’action des courants alternatifs de différentes fréquences sur divers appareils télégraphiques et téléphoniques : ces essais donnent une idée des différentes perturbations.
- Dans ces expériences, les bornes d’un générateur à courant alternatif produisant une force électromotrice à peu près sinusoïdale étaient reliées cl’une part à un relais télégraphique et d’autre part h un téléphone ordinaire : la différence de potentiel aux bornes et la fréquence pouvaient être modifiées à volonté.
- On s’est efforcé de déterminer :
- i° Pour quelle différence de potentiel aux bornes l’armature du relais télégraphique commence à présenter des oscillations perceptibles, après avoir été réglée h la sensibilité maxima pour la fréquence essayée :
- 2° Pour quelle différence de potentiel la sonnerie entre en action ;
- 3° Pour quelle différence de potentiel il se produit dans le récepteur téléphonique une friture suffisante pour gêner les communications.
- Les valeurs limites trouvées sont résumées duns le tableau suivant :
- DIFFÉRENCE DE POTENTIEL EN VOLTS
- pour laquelle
- FRÉQUENCE _ ««fc —- —
- le relais oscille. une friture se
- la sonnerie retentit. produit dans le récepteur.
- i5 1,1 0,5
- 18 G9 0,8
- 25 2,7
- 33 4,7 i, 5 4
- 5o 6,5 2,5 2 •
- Les perturbations des relais télégraphiques et des sonneries téléphoniques diminuent rapidement lorsque la fréquence augmente de i5 à 6o périodes par seconde pour une différence de potentiel aux bornes donnée : par contre, l’action sur la membrane téléphonique augmente rapidement entre 25 et 5o périodes.
- De ces observations et d’autres semblables, on peut tirer la conclusion que dans les installations de chemins de fer à courant alternatif à proximité desquelles se trouvent des lignes télégraphiques et téléphoniques avec retour par la terre, le danger des perturbations ne peut être radicalement évité que si l’on diminue beaucoup plus la chute de tension dans les rails.
- Il est donc nécessaire avant tout de connaître exactement la chute de tension qui peut se produire dans une telle installation.
- Une voie de chemin de fer ordinaire est constituée par des rails de 6 à io m de long assemblés au moyen d’éclisses en fer. Ces éclisses ne sont généralement pas destinées h assurer un bon contact électrique et on a l’habitude de leur adjoindre des connexions en cuivre.
- Les contacts entre ces connexions et les rails doivent être faits de manière h ne pas s’altérer sous l’action des intempéries et on a proposé à cet effet un grand nombre de systèmes différents. Mais, dans tous, la résistance de contact est du même ordre de grandeur que la résistance du rail lui-même, et lui devient bien supérieure lorsque le contact est altéré ou disjoint. La résistance ohmique du rail en fer est elle-même très variable d’après la nature du métal. La résistance spécifique oscille entre 0,12 et 0,19; comme valeur moyenne on peut compter sur o,i5.
- Si l’on transmet du courant alternatif par un conducteur en fer, la résistance apparente varie d’après la fréquence, la section et la densité de courant. Par exemple, la résistance apparente d’une tige de fer de 10 mm de diamètre est environ le double pour du courant alternatif à 5o périodes par seconde que pour du courant continu ; celle d’une tige de 20 mm est neuf fois plus considérable pour l’un que pour l’autre ; celle d’une tige de 3o mm, vingt fois plus considérable. Comme on le sait, la résistance apparente varie aussi avec la densité de courant. Les résultats suivants ont été observés :
- Rail en fer de 1 5oo mm2 de section et de 10 m de longueur :
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- Résistance apparente avec du courant alternatif à 5o périodes pour une densité moyenne de
- Rails avec fil de terre . ............o,3 ohm
- Ligne aérienne seule..................0,22 »
- Rails sans fil de terre...............o,44 »
- 0,2 ampère par millimètre carré : 0,008710* o,3 » » 0,008
- o,5 » » 0,007
- 0,7 » » 0,0062
- Nous avons étudié la résistance apparente des voies dans les conditions suivantes :
- Un tronçon de 4oo ni de longueur comporte une ligne aérienne en fil de cuivre de 8 111m de diamètre placé à 4 ni au-dessus de la voie : cette dernière est établie en rails d’environ 6,5o ni de longueur, d’une section de 3yoo mm2, et pesant 3o kg par mètre courant. Les rails d’un des côtés de la voie n’ont pas été modifiés et sont reliés par des éclisses en fer boulonnées aux extrémités des rails : comme la voie est établie depuis plusieurs années et est restée inutilisée, ces connexions sont mauvaises. De l’autre côté de la voie on a placé, dans un premier essai, le long des rails un fil de cuivre de 8 111111 de diamètre relié avec grand soin à chaque extrémité des rails ; dans un second essai 011 a éclissé électriquement les rails par des connexions en cuivre de 10 111111 portant des boulons coniques introduits à force dans des trous correspondants.
- Les mesures avaient pour but de déterminer la chute de tension dans la ligne aérienne seule, la chute de tension dans les rails avec connexions, et la chute de tension dans les rails sans connexions.
- La résistance d’un rail seul a été trouvée égale à 2.1 o— 4 ohms ; la résistance spécifique est donc 0,15 ohm par mètre et millimètre carré. Sur le tronçon de 4°° ni, la résistance propre des rails est i,6.io— 2 ohms. La résistance du fil de 8 111111 placé le long des rails est 0,13 ohm et la résistance des 60 connexions employées dans le second essai est 0,013 ohm. La ligne aérienne seule a une résistance de o,3 ohm comme le fil placé le long des rails.
- Les mesures ont donné, avec le premier dispositif comportant un fil de cuivre placé le long des rails :
- Avec courant continu :
- Rails avec fil de terre..............0.124 olim.
- Fil seul.............................o,i33 »
- Rails sans fil.......................o,38 »
- Avec le second dispositif et courant continu :
- Rails avec connexion............. 0,027a ohm.
- Avec courant alternatif :
- A 25 périodes............. . . 0,128 ohm.
- A 5o périodes................... 0,215 »
- Dans un circuit formé par deux conducteurs parallèles à section circulaire on obtient, comme l’on sait, les valeurs suivantes pour l’impédance des conducteurs individuels :
- Soient : l, la longueur simple du conducteur en centimètres ; r, le rayon d’un conducteur ;
- (/, la distance des conducteurs;
- <r, la conductibilité spécifique ;
- O., la perméabilité magnétique du milieu environnant.
- Le coefficient de self-induction d’un conducteur est :
- = ii (îog A 1 _| y)'
- Le coefficient d’induction mutuelle du second conducteur dans lequel le courant passe en sens inverse est :
- Lm — 2/1 log
- il
- Le coefficient total d’inductance est alors :
- L = Ls — L/» = il
- log
- d_
- IL
- ü
- 4
- Si l’un des conducteurs est constitué par le fil aérien et l’autre par les rails, la valeur de Lm doit être égale pour les deux conducteurs ; par contre Ls varie.
- Dans notre essai :
- l = 4•104 d =r 4.102
- d’où :
- Lm — 32 . io4
- * I
- Ls pour un fil de cuivre de 8 mm de diamètre est :
- Avec courant alternatif à 5o périodes :
- Ls 90.10'*.
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- 3i X
- Donc pour la ligne aérienne :
- .........I. >8. IOv
- e.t à o.o périodes : ' . ’ .
- ’ . _> .aiînL == 0,18. io®.-,
- La résistance ohmique est :
- o. 133.io9
- La valeur de l’impédance ou résistance apparente à oo périodes :
- R0 = 0,22 . io9.
- Cette valeur concorde exactement avec celle qui a été mesurée.
- 11 en est autrement du conducteur formé par les rails. En retranchant la résistance ohmique et l’induction de là ligne aérienne de la valeur observée pour l’impédance il reste pour le coefficient de self-induction dans le premier essai où un fil de 8 mm était placé parallèlement au rail :
- 27TrtLs = 0,37 . IO9.
- Pour le troisième cas où les rails 11’avaient aucune connexion particulière :
- 2TT7lLs = 0,33 . IO9.
- Comme valeur moyenne nous adopterons o,35.io9.
- D’après ces essais la valeur de l’impédance d’un conducteur simple constitué par les rails de 1 km de longueur parallèle à une ligne aérienne distante de 4 m est, à,5o périodes :
- ' Rs — Sjr'1 .-f-0,4
- où r désigne la résistance ohmique que l’on peut supposer égale à 0,07 ohm pour de très bonnes connexions. Dans ce cas, on aurait, h 5o périodes :
- Rs m 0,64.IO9
- et à 25 périodes :
- Rs = o,33. io9
- La valeur de l’impédance est donc, pouroo périodes;, presque indépendante de la résistance ohmique des rails de sorte que, même dans le premier essai avec une résistance ohmique de
- o,3 ohm par kilomètre, l’impédance totale ne croit que de 35 p. 100 et est à peine le double pour des rails sans aucune connexion, de ce qu’elle est avec les rails munis des meilleures connexions. t
- Si au lieu d’une seule file de rails, on relie en parallèle les deux files de rails de la voie, de façon à les utiliser également comme conducteurs, il faut tenir compte dans les calculs de l’induction mutuelle des deux lignes en parallèle. La valeur de ce coefficient d’induction pour un écartement de i,5 111 est par kilomètre de longueur Li( = 1,2.10e. Si l’on considère que chacune des deux files de rails ne porte que la moitié du courant passant dans la ligne aérienne, la valeur totale de l’impédance de deux files de rails est
- R = ——\A‘2 (Ls -(- -f- Lp)2 (27m)2
- En introduisant les valeurs trouvées ci-dessus pour Ls, Lm, Lp par kilomètre de voies à 5o périodes, nous obtenons
- R — ——- \/r2 -f- 0,2 5
- Pour
- r = 0,07 R = o,25.io9
- /• = o,3o R = 0,28.10®
- À la fréquence de 20 périodes R est compris entre
- 0,123. IO9 et 0,200.10®.
- Par conséquent, à la fréquence de 5o périodes il faut compter, dans le cas le plus favorable, sur une valeur de l’impédance par kilomètre de voie
- R.s = 0,25 . io®,
- et à la fréquence de 20 périodes, sur une valeur Rs = 0,125. io®.
- lien résulte, pour une intensité de courant de 100 ampères, une chute de tension dans les rails de 20 volts par kilomètre à 5o périodes et de 1 2,5 volts par kilomètre à 20 périodes.
- A cela s’ajoute la perte dans la ligne aérienne. L’impédance d’une ligne aérienne d’un kilomètre de longueur et d’un diamètre de 8 mm distante d’environ 4 m des rails est, d’après ce qui précède,
- R0;= 1/74*4- 0,18 = 0,55. IO9 à 5o périodes, ,
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- et
- 0,3g. io9 à 25 périodes.
- Pour deux fils de cuivre distants d’environ 5ocm on a
- Ro = Vrl + °’34 = °>33 •IO'
- à 5o périodes,
- et
- 0,22. io9 à 25 périodes.
- Pour ioo ampères a5 périodes, la perte de tension totale (rails et ligne aérienne) est de 35 volts, et à 5o périodes de 58 volts (avec courant continu elle serait de 20 volts).
- L \) f •—
- w2fJU rv-vvwvd
- 0 w,q-p /
- /- j
- S - gTw ^ '
- J'b J ’o Jo ™1Z
- Fig. 1.
- B. Moyen pour compenser la perte de tension.
- Gisbert Kapp a proposé en 1902 de compenser la perte de tension dans un tronçon de voie déterminé en intercalant un transformateur dont l’enroulement primaire soiten série avec la ligne aérienne, et l’enroulement secondaire en série avec le conducteur constitué par les rails. Ce dispositif présente l’inconvénient que le conducteur constitué par les rails est coupé par l’enroulement secondaire et que la chute de tension totale existe entre les bornes de cet enroulement et par conséquent entre les bouts des rails. Il semble qu’aucun résultat pratique n’ait été obtenu avec cette méthode.
- Une autre méthode consiste à diminuer la perte de tension dans les rails en diminuant l’intensité du courant qui les parcourt au moyen de conducteurs auxiliaires. Dans le système employé à Oerlikon on dispose parallèlement aux rails S (fig. 1) une ligne auxiliaire L reliée en différents points aux rails.
- Ces points de jonction divisent la ligne en un certain nombre de tronçons S2... et l Z2..- ; dans chaque tronçon de la ligne auxiliaire est intercalé le secondaire d’un transformateur ordi-
- naire W2 dont le primaire est en série avec la ligne aérienne O.
- La théorie de ce dispositif est très simple et permet de déterminer rapidement les-proportions les plus favorables à adopter dans le dimensionnement des enroulements et W2 et des conducteurs.
- Il faut distinguer entre le tronçon S1 par exemple, où se trouve le véhicule et où les rails eux-mêmes servent de conducteurs de courant, et les autres tronçons S qui peuvent être identiques les uns aux autres. Formons pour les deux tronçons les équations de l’intensité de courant. Soient : J l’intensité de courant dans la ligne aérienne et 11 la fréquence, J0 l’intensité de courant dans le tronçon de voie S sans véhicule et Jj l’intensité de courant dans la ligne auxiliaire, puis à droite et J/7 à gauche du véhicule dans le tronçon S1 et J^' le courant dans la ligne auxiliaire. Soit J2le courant qu’absorbe le véhicule lui-même.
- Nous négligerons la dispersion ef la résistance oh inique du transformateur, dont nous pourrons tenir compte facilement en majorant la résistance et la self-induction du conducteur dans lequel le transformateur est intercalé.
- Si Xj, À2 et u désignent les coefficients de self-induction et d’induction mutuelle du transformateur, r0 et Z1, la résistance oh inique, l0 et 4 les coefficients de self-induction du tronçon de voie S et du tronçon de ligne auxiliaire l, nous obtenons les équations suivantes :
- L + L =3
- ^ + (V-F y TT-4 ^- *-3T = '0
- d’où
- T 2 _ T2 rl8 + (X2 + 4 — F) __
- ° Fi + 7o)2 + (27:ra)2 (X2 + 4 + 4)
- J0 peut être décalé de et plus sur J d’après la valeur de
- L ~F 4 — F*
- La perte de tension dans le tronçon de voies est donné par
- « = Jo \/ro2 +
- Par un choix convenable des nombre détours d’enroulement, nous avons la possibilité de donner au coefficient u. d’induction mutuelle dans le
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- transformateur de compensation une valeur très voisine de la somme des coefficients de self-induction X2 -f- If Si déplus on fait en sorte que i\ soit petit vis-à-vis de (X2 -f- ZJ 2~n, et si l’on tient compte d’apres les résultats expérimentaux précédents, de ce que r0, résistance ohmique des rails, est en général petit vis-à-vis de l’inductance, on obtient approximativement pour la chute de tension dans le tronçon de voies pour une intensité de courant J dans la ligne aérienne.
- c = J
- rJo
- N + h + Z0
- L’intensité de courant et la chute de tension dans le tronçon de rails sans compensation sont diminués, grâce à l’emploi de la compensation, dans le rapport
- ________
- 27~n (X + X2 + b)
- Dans le cas d une compensation presque complète, l’intensité de courant J0 devient extrêmement petite en comparaison de J, et l’on obtient pour les tensions du transformateur dans la ligne aérienne et dans la ligne auxiliaire, la valeur
- ex — J. mn (X2 — ij.)
- = J. mn (X2 — fj).
- Si l’on pose
- Xj = (V^X0
- [J = H'çi’fAù
- X2 zz H'22X0
- où wl et représentent les nombres de tours des enroulements primaire et secondaire, on trouve
- eI zz 2'imX0J(t>Jl — w.,)
- e2 — uirraX. Jit'2 (ivL — »'2).
- J (ffq — w2) représente les ampère-tours magnétisants du transformateur. Pour que JD disparaisse, il faut que ;j. = X2-|- lx : on a alors dans le cas le plus favorable
- e2 =z J. nznli
- La tension secondaire est égale dans ce cas à la chute de tension produite par la self-induction de la ligne auxilaire.
- Le système de compensation décrit a été
- essayé en 1902 sur le tronçon d’essais dont il a été question. Les rails étaient, comme dans la première expérience, reliés à un fil de cuivre de 8 mm parallèle à la voie. A une extrémité du tronçon, les rails, la ligne aérienne, la ligne auxiliaire et la ligne servant aux mesures furent connectées ensemble. A l’autre bout du tronçon on intercala dansla ligne aérienne l’enroulement primaire d’un transformateur dont le secondaire était intercalé dans la ligne auxiliaire. Ce transformateur était constitué par un noyau de 4o kgr de tôles ayant une section de 5o cm2 et environ 8 kgr de cuivre d’une section de 5o mm2 suffi-santé pour une intensité de courant de i5o ampères.
- On mesura pour différents nombres de tours primaires et secondaires :
- i° L’intensité de courant J dans la ligne aérienne, l’intensité J. dans la ligne auxiliaire et l’intensité J0 dans les rails.
- 20 La différence de potentiel totale e, entre la ligne aérienne et les rails à l’origine du tronçon, la différence de potentiel e2 entre le bout commun de toutes les lignes et le point origine de la ligne aérienne avec transformateur, la différence de potentiel entre l’extrémité et l’origine des rails, enfin les différences de potentiel et e2 entre les bornes des enroulements primaire et secondaire du transformateur.
- Parmi les nombreux chiffres trouvés dans ces essais, nous résumons les principaux résultats dans le tableau suivant :
- w, \Vâ J Ji Jo ei e2 eo £i e2
- I 0 0 100 0 100 5o 22 3o 0 0
- 2-3 0 0 100 66 34 31 21 10 0 0
- 4 10 IO 104 80 24 36 3o 6 10 7
- 5 5 5 100 70 32 3i 26 8 2 I
- 6 •2 3 20 100 96 4 — — I — —
- 7 15 10 5o 48 4 22 — — 15 8
- Dans l’essai 6 on est arrivé, grâce à l’emploi de la ligne auxiliaire et du transformateur à rendre environ 25 fois plus faible la chute de tension dans le tronçon considéré.
- Nous allons indiquer rapidement les valeurs auxquelles conduit le calcul pour cet essai 6.
- La self-induction du transformateur a été dé-
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- terminée en dehors de ces expériences ; à 5o périodes avec 23 tours de fil et sous 23 volts, le courant magnétisant était de io ampères; sous 36 volts, 3o ampères. La résistance ohmique de 24 tours était o,oo3 ohm.
- La ligne auxiliaire avait une résistance
- r* = o,i3 . io9
- et une inductance
- iiznl^ — 0,18. io9.
- Pour le tronçon de rails nous avions trouvé
- 7’0 — 0,12. IO9 , 1KlllQ — 0,37 . IO9.
- Si le transformateur est enroulé avec w — 23 tours au primaire, et = 20 tours au secondaire, il vient pour une aimantation de 3oo ampère-tours environ.
- 2— nX1 =r 2 . io9 27T7iX2 = 1,5 . IO9
- 27T77JJE. = 1,74 • IO9
- d’où
- 2r,n (X2 -(- h) = 1,68. io9 c’est-à-dire que
- 2Tzn -J- h)
- est presque égal à
- 2TM\X.
- . La réduction de l’intensité de courant dans les rails en comparaison avec l’intensité totale donnerait :
- ______y 1 _ o,i3 _ 5
- 2TM (À2 -(- /0 -f- /]) 2,55 IOO
- La réduction trouvée était de U .
- 100
- Etant données les erreurs forcées que l’on commet dans l’évaluation des coefficients de self-induction des inducteurs et du transformateur, la concordance est très satisfaisante.
- Les différences de potentiel aux bornes du transformateur seraient, pour un courant de 100 ampères :
- (îj = 0,26.100 volts 26 volts (e2 = 0,24.100 volts .= 24 volts.
- En résumé, il faut, dans ce système, employer un transformateur dont la self-induction soit très grande par rapport à la résistance ohmique du tronçon de ligne auxiliaire et produire au moyen de ce transformateur une force électromotrice égale à la chute de tension dans cetron- _ con.
- E. B.
- SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- ACADÉMIE DES SCIENCES
- Sur les formes de l’éclairage de haute fréquence entre fils de platine de faible diamètre. Note de MM. André Broca et Turchini, présentée par M. Becquerel.
- « M. Eginitis ayant décrit il y a quelque temps (Comptes Rendus, 16 mai 1904) quelques phénomènes relatifs à la décharge électrique de haute fréquence quand on ajoute des self-inductions notables sur le circuit des condensateurs, nous nous permettons d’appeler l’attention sur quelques phénomènes du même ordre que nous avons observés il y a deux ans en cherchant à étudier l’amortissement dans les circuits de haute fréquence. Nous avons essayé de faire agir des décharges amorties sur un galvanomètre
- composé d’un seul tour de fil agissant sur un équipage à aiguilles aimantées verticales avec point conséquent (André Broca, Comptes Rendus, i3 juillet 1896), le tout enveloppé dans un conducteur creux mis en communication par un seul point avec le circuit, pour éviter toutes les perturbations électrostatiques.
- » En excitantla décharge d’un circuit de condensateurs comprenant cet instrument au moyen d’un courant continu interrompu, nous espérions ayant des trains d’onde commençant toujours dans le même sens, pouvoir obtenir, en joignant cet instrument à d’autres, une mesure aisée de l’amortissement. Nous avons été très surpris de voir le galvanomètre donner des élongations tantôt dans un sens et tantôt dans l’autre, en même temps que le bruit de l’étincelle changeait
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- notablement, aussitôt que, pour allonger la période propre du système, nous adjoignions à nos 12 bouteilles de Leyde ayant 45 millièmes de microfarad de capacité environ, une self-induction notable (yy spires de fil de 0,2 mm de diamètre enroulées sur un cadre rectangulaire de 16 cm sur 18 cm). Nous avons regardé les boules de décharge en laiton et nous avons vu s’y produire des phénomènes analogues à ceux décrits parM. Eginitis. Nous avons alors cherché à régulariser le phénomène par tous les moyens possibles et, entre autres en employant des pointes de décharge en platine. Nous avons pu*- mettre en évidence, avec du fil de platine de o,5 mm de diamètre, l’existence de trois régimes de décharge très différents, caractérisés par leurs effets sur le galvanomètre décrit (instrument à courant continu) et sur un milliampèremètre à courant alternatif mis en série dans le même circuit ; cela, quel que soit le procédé employé pour exciter les phénomènes, même quand on les rend aussi symétriques que possible en employant le courant alternatif pour exciter la bobine. Nous allons maintenant décrire ce qu’on a dans ce cas.
- » Grâce aux grandes capacités utilisées, on peut obtenir d’abord, sans soufflage, l’étincelle active de haute fréquence ordinaire, c’est la décharge de première espèce. Le milliampèremètre alternatif donne 4° milliampères efficaces, le galvanomètre ne donne rien. Si maintenant on chauffe légèrement un des fils en les écartant l’un de l’autre, on voit une gaine bleuâtre se former sur lui, et si les écrans sont convenablement réglés, on peut obtenir le long de ce fil une gaine bleuâtre de 2 cm ou 3 cm de long enveloppant tout le fil, large près de l’intervalle d’éclatement, et s’effilant le long du fil ; c’est la décharge de deuxième espèce. La température est peu élevée, le fil n’est pas à l’incandescence, on ne voit pas nettement au spectroscope dans la gaine les raies du platine. Le milliampèremètre alternatif tombe aux environs de 10 milliampères, autant qu’on peut le dire, les mesures étant mauvaises au début de la graduation, et le galvanomètre donne la même indication, montrant que la décharge est uniquement dans un sens, la gaine décrite étant la cathode. Le phénomène amorcé, on peut éloigner les fils de 4 mm ou 5 mm, alors que l’intervalle d’éclatement au début est d’une fraction de millimètre.
- L’anode semble peu attaquée, quoiqu’elle s’use un peu. Le fil, sous la gaine cathodique, se dépolit, se couvrant de petits cratères, et h la partie extrême de la gaine il se forme un dépôt noir bleuâtre insolubledanslesacides. qui semble être du platine.
- )) Quand on chauffe un peu plus, le phénomène change d’aspect, le fil qui porte la gaine est à l’incandescence, et l’on voit le gavalno-mètre d’abord revenir au zéro, puis changer de sens, indiquant que maintenant la gaine est ano-dique. C’est la décharge de troisième espèce. Le spectroscope y révèle toutes les lignes de platine. Le fil sans gaine s’use énormément, et en même temps il se couvre d’une couche noire roussâtre, de 2 cm de long, soluble dans IICI pur, et donnant après évaporation et reprise par l’eau les réactions du platine (ces réactions ont été faites il y a deux ans par AI. Bourcet, chef de laboratoire de M. A. Gautier, et refaites cette année par son successeur M. Maillard). Il semble que ce soit de l’oxyde de -platine.
- » Quand on recueille ces dépôts en interposant une lame de verre dans la décharge, on voit que celle-ci se couvre d’un dépôt noirâtre mat, qui semble être de l’oxyde de platine, dans les parties périphériques froides de la décharge. Au centre il y a du platine brillant, insoluble dans IICI pur.
- « Il semble donc que le dépôt formé sur le fil négatif est du à des ions oxygène venus de l’arc galeux, et qui, grâce à leur état d’ionisation, oxydent les ions platine. Nous donnons d’ailleurs cette hypothèse sous toute réserve.
- » Le milliampèremètre alternatif étant trop peu sensible pour analyser-le phénomène, nous avons mis la décharge dans le champ magnétique et nous avons vu que, dans la décharge de seconde espèce, les ions sont tous déviés dans le même sens, mais très peu ; ce sont probablement des ions très lourds. Dans la décharné de
- O
- troisième espèce il y a des ions déviés dans les deux sens, indiquant la complexité du phénomène. Les lames de verre placées en travers de la décharge sont rodées d’une manière très énergique sur la tranche par le passage des ions. Il faut avoir soin de ne pas toucher au fil de platine avec la lame de verre, sans cela au point touché jaillit une gerbe d’ions sodium qui rend le phénomène tout à fait instable, et impossible pendant longtemps à régulariser.
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- » Quand on chauffe avec un bec Bunsen la gaine dans la décharge de troisième espèce, on voit la flamme se colorer nettement en vert. La lumière très faible ne nous a pas permis de voir nettement ce qu’il y avait dedans au point de vue spectral.
- » Nous conclurons de ce qui précède que la nature des phénomènes de décharge dans l’air peut être extrêmement variable et apporter des perturbations profondes dans les propriétés électriques des circuits de haute fréquence. »
- Sur la coexistence et l’impossibilité de constater des températures voisines très différentes. Note de M. Ernest Solvay présentée par M. H, Moissan.
- « Dans une note précédente [Sur la potentialisation spécifique et la concentration de Vénergie [Comptes rendus, 22 février 1904)] j’ai cherché a expliquer les phénomènes énergétiques développés par les substances radioactives, en considérant ces substances comme composées de molécules aptes h recevoir, à potentialiser spécifiquement et, par suite, à concentrer des rayons énergétiques à taux élevés généralement épars et potentialisés eux-mêmes dans nos milieux.
- » Si l’existence de semblables rayons, telle, par exemple, celle de rayons à taux thermique élevé dans un milieu dit à température constante et relativement peu élevée, semble difficile à admettre, cela tient à ce que l’on envisage généralement ces milieux comme uniformément composés d’éléments ayant atteint un état d’équilibre énergétique.
- » A notre avis, de tels milieux en équilibre ne sont jamais réalisés dans la nature et, par exemple, l’on ne saurait admettre comme une réalité l’uniformité des températures d’un milieu dit à température constante, alors même que l’on prend les précautions les plus minutieuses pour obtenir cette uniformité. Celle-ci n’est qu’apparente, car ce que nos instruments de mesure peuvent constater, c’est une sorte de température moyenne résultant de leur contact avec un mélange d’éléments h températures très différentes. Ce sont naturellement les éléments qui existent en quantité prépondérante dans le milieu qui déterminent la température dite constante, aucune indication thermique relative aux éléments individuels 11e pouvant être obtenue.
- » Ainsi, un thermomètre dont la cuvette touche, aux divers points de sa paroi, des
- masses distinctes ayant des températures différentes, ne saurait indiquer qu’une résultante des flux thermiques qui s’écoulent dans le mercure de la cuvette. De même, dans nos milieux telluriques, des molécules qui se touchent peuvent être a des potentiels thermiques très différents sans qu’un thermomètre, si petit qu’il soit, ou tout autre instrument de mesure", révèle la loi de répartition de ces températures : il faudrait pour cela une infinité de thermomètres dont les cuvettes auraient, chacune, les dimensions de 1 molécule.
- » Dans cet ordre d’idées, il n’est peut-être pas sans intérêt de signaler un fait courant qui montre bien la coexistence de deux températures voieines que nos instruments de mesure ne peuvent différencier.
- » Il existe dans l’industrie deux types de compresseurs à air : dans les uns, on combat dans une certaine mesure l’échauffement du h la compression en faisant circuler de l’eau froide dans une double enveloppe entourant le cylindre compresseur; dans les autres, on neutralise partiellement cet échauffement en injectant directement dans le cylindre même de l’eau froide à l’état pulvérisé. Pour certains compresseurs, les diagrammes relevés montrent que, dans les deux cas, la loi des pressions, et par conséquent celle des températures du gaz, est la même pendant la période de compression ; le même échange thermique a donc eu lieu entre le gaz et l’eau et cependant, alors qu’avec la chemise d’eau la température des couvercles du cylindre et les conduites de refoulement s’élèvent à la température du gaz comprimé, avec lequel elles sont directement en contact, il est impossible, dans le cas de l’injection d’eau, de constater en un point quelconque une température autre que celle de l’eau, qui, dans les deux cas ne s’est élevée que de quelques degrés : le fait provient évidemment de ce que, dans le second cas, l’eau introduite dans le cylindre, au moment de la compression, mouillant toujours les parois du cylindre et des conduites aussi bien que les instruments de mesure, sa masse, sa densité, sa chaleur spécifique étant d’ailleurs supérieures à celles de l’air, on 11e peut relever que sa température propre, celle de l’air restant ainsi indé-célable, malgré son taux élevé.
- » Une hétérogénéité énergétique, analogue a celle que les exemples qui précèdent mettent en
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- lumière, existe, de façon moins tangible,• il est vrai, dans tous nos milieux telluriques, et l’on s’en convaincra mieux encore en constatant que les expérimentateurs qui s'appliquent a y rechercher les phénomènes de la radioactivité sont arrivés à déceler leur existence partout : toute matière examinée jusqu’ici présente la radioactivité. .*
- » C’est donc dans le milieu lui-même qu’il faut chercher l’origine véritable des phénomènes énergétiques intenses qui accompagnent la radioactivité et non dans une production spontanée d’énergie attribuée à une dissociation des atomes matériels, production qui s’effectuerait dans des conditions qui sont en opposition la plus flagrante avec toutes les notions acquises sur la genèse de l’énergie dans les phénomènes naturels.
- » Les substances radioactives, je le répète, ne font que recevoir, condenser et renvoyer des rayons énergétiques d’origine solaire, préexistants dans le milieu, et le caractère à la fois matériel et énergétique de l’émanation offre, a mon sens, la preuve la plus évidente de la potentialisation spécifique de l’énergie. »
- DIVERS
- Sur l’existence d’un point critique de Vil-lari dans le nickel. K. Honda et S. Shimizu.
- Report of the Tokyo Mathematico-Physical Society; 5 décembre igo3.
- L’aimantation du fer s’accroît sous l’influence d’une tension; après avoir atteint un maximum, elle décroît pour des accroissements ultérieurs de la tension, prenant finalement des valeurs plus petites que la valeur initiale. Dans la courbe exprimant les relations qui existent entre la tension et la modification de l’état magnétique, le point où cette modification s’annule s’appelle le point critique de Villari. Comme M. R. Heid-weller (*) a constaté la présence d’un point critique de cc genre dans le nickel pour un champ très faible, la différence entre le fer et le nickel par rapport à l’influence de la tension élastique sur la magnétisation ne serait que quantitative. D’après le travail de M. Heydweiller, cette expérience ne semble cependant pas être assez concluante pour écarter toute incertitude relati-
- vement à l’existence d’un point critique pareil. Aussi dans le travail présent, les auteurs répètent l’expérience de Heydweiller par une méthode différente.
- Ils appliquent au moyen d’un levier une tension ou compression inférieure à o,63 kgr par millimètre carré à une barre de nickel d’un diamètre de e,o38 cm et de 21 cm de longueur, soudée par ses deux bouts à des barres de laiton de 2 cm d’épaisseur et de 10 cm de longueur. L’une de ces barres se termine par une vis au moyen de laquelle l’échantillon était attaché h un support solide, alors que l’autre était pourvu d’une espèce de crochet servant à appliquer une tension ou une compression au moyen d’un levier dont les bras étaient dans le rapport de 9 : 1. La barre de laiton était disposée horizontalement dans la direction est-ouest magnétique, la bobine d’aimantation (d’une longueur de 3o cm, 4 Kn — 379,8) étant disposée parallèlement à la barré.
- La magnétisation a été mesurée par la méthode balistique ; la bobine secondaire servant à mesurer l’induction était attachée à l’intérieur de la bobine d’aimantation et disposée en série avec un galvanomètre à faible résistance dont la période d’oscillation était d’environ 10 secondes.
- L’induction provenant uniquement du champ magnétiseur a été compensée comme à l’ordinaire. La sensibilité du galvanomètre était telle qu’une modification de l’intensité d’aimantation équivalant à une unité a donné sur l’échelle une déviation de 23 divisions.
- La barre de nickel, établie horizontalement et perpendiculairement au méridien magnétique, n’a pas subi d’influence longitudinale sous l’action du champ terrestre, alors qu’on a observé une faible influence en direction transversale. Dans la région des champs étudiés par les auteurs, la magnétisation était toutefois reliée à l’intensité du champ par une loi presque linéaire, de façon que la présence d’un champ transversal ne pouvait exercer d’influence sur la magnétisation longitudinale (*).'
- Dans la magnétisation en champ faible un faible magnétisme résiduel peut parfois exercer une influence considérable. Aussi la désaimantation a-t-elle été effectuée avec soin par les inversions d’un courant graduellement décrois-
- (fi Vied. Ann., t. LU, p. 462, 1894.
- (fi K. Honda, Jour.-Sc. Coll. XI, 283, 1899.
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- sant. Afin de constater la présence possible d’un magnétisme résiduel, on a établi un magnéto-mètre au voisinage immédiat d’une extrémité de l’échantillon. C’est ainsi que les auteurs ont été capables de décélér un magnétisme résiduel de i p. ioo (C. G.'S.). Si la désaimantation était effectuée avec soin le magnétomètre n’indiquait aucune trace de magnétisme.
- ^Connue l’ont fait voir lord Rayleigh et d’au-/ires expérimentateurs, l’aimantation du fer doux dans les champs faibles se complique de la présence d’un effet temporaire. Ce dernier ne peut être établi par la méthode balistique. Aussi on ne saurait employer avec sûreté la méthode balistique dans le cas où cet effet serait considérable. C’est pourquoi on a trouvé nécessaire d’étudier ce phénomène d’abord dans le cas du nickel. Une expérience préliminaire avec un dispositif analogue à celui de lord Rayleight a fait voir que l’effet temporaire dans le cas du nickel est inférieur à i p. ioo du magnétisme total.
- Voici comment les observations ont été faites : Après avoir effectué la compensation de la bobine secondaire, la barre de nickel en essai a été établie dans la bobine d’aimantation et attachée horizontalement dans la ligne axiale de cette dernière, en ayant soin d’éviter tout déplacement latéral de la barre pendant l’application d’une tension ou d’une compression. Après avoir ensuite effectué avec soin la désaimantation de la barre, on a procédé aux mesures.
- L’aimantation a été mesurée sous tension ou compression constantes. Lés tensions ont toujours diminué la magnétisation, alors qu’une compression a provoqué une augmentation, ces modifications de l’aimantation étant sensiblement proportionnelles à la tension ou à la compression. Le champ le plus petit examiné parles auteurs était de o,oi unités C. G. S., et l’intensité d’aimantation correspondante de 0,08.
- L’effet d’une modification de la tension ou de la compression à champ constant a été recherché ensuite. Lorsqu’on applique d’abord une tension, la magnétisation s’accroît, et en relâchant la tension, on observe un accroissement ultérieur. L’action subséquente d’une tension produit toujours une diminution, suivie par une augmentation de l’aimantation, lorsqu’on vient à l’éliminer. L’effet d’une compression est inverse de celui d’une tension. En appliquant une com-
- pression pour la première fois, on constate une augmentation et en l’éliminant une diminution de l’aimantation, diminution presque proportionnelle à la compression, alors qu’une application ou une élimination ultérieures ont produit respectivement une augmentation ou une diminution de la magnétisation. La modification de la magnétisation est, pour une compression et pour un effet élastique de même grandeur, toujours un peu supérieur à celle d’une tension.
- Les auteurs ont également étudié l’effet d’un processus cyclique, des tensions et des compressions étant appliquées alternativement ; les résultats concordaient parfaitement avec ce qu’il fallait attendre d’après les expériences précitées. L’aimantation à compression constante a ensuite été étudiée ; dans ce cas, la compression s’est accrue de o à o,55i kgr par millimètre carré, pour décroître ensuite de o,55i kgr à — o,559 (tension), finissant par s’annuler. Ce résultat concordait parfaitement avec l’expérience précitée.
- Les auteurs ont également étudié l’influence d’une tension ou d’une compression sur l’aimantation d’une barre, frappée au préalable. Bien qu’on n’ait pas constaté d’effet initial d’une tension ou d’une compression, les résultats ont été en général identiques à ceux décrits en dessus.
- Ces essais ont été exécutés, quant à ce qui concerne le champ et l’effet élastique, dans des conditions identiques à celles dans lesquelles M. Heydweiller a observé le point critique de Villari. Un point critique pareil n’a pourtant pas été constaté dans tous les cas dans le nickel employé par les auteurs. Dans l’expérience de M. Ileydweiller le fil en essai était d’une épaisseur de i,5 mm et de 46 cm de longueur. Aussi le rapport de la longueur au diamètre était-il i5 fois plus grand que dans la barre employée par les auteurs. Bien que le fil ait été comprimé dans un tube de verre attaché avec soin, une tension élastique équivalant à 2,5 kgr par millimètre carré aurait dû provoquer une modification élastique permanente du fil. C’est à cette dernière qu’est dû, parait-il, le phénomène observé par M. Heydweiller, qui dans ce cas là ne correspondrait point au point critique de M. Villari.
- A. G.
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- T. IL. — «° 34.
- Sur la force électromotrice antagoniste de l’arc électrique, par W. Mitkievicz (Travail présenté à la section de physique de la Société physico-chimique russe ; voir Journ. de la Société, t. XXXYI, No. xb, p. i3-2i).
- L’auteur constate, après l’extinction de l’arc électrique la présence aux électrodes positive et négative de l’arc de forces électromotrices supérieures à i,5 à 2 volt. Cette observation confirme l’opinion de M. Duddell sur la nature de la force électromotriee antagoniste de l’arc.
- A. G.
- L’action du radium sur les verres, le quartz et d’autres corps, par N. Georgiewski (J).
- Sous l’influence des rayons de radium, les verres, ainsi que le quartz, comme on le sait, se noircissent temporairement ; la coloration ainsi produite disparaît non seulement sous l’influence d’un échauffe ment, mais aussi à la température o rdinaire.
- L’auteur a étudié par une méthode photométrique l’absorption des verres et du quartz colorés de cette manière ainsi que la diminution temporaire de cette absorption, diminution qui peut être représentée par une courbe logarithmique.
- L’auteur décrit des expériences faites sur le quartz, le mica, le gypse et d’autres corps, montrant la modification des propriétés optiques que subissent ces matières sous l’influence des rayons de radium. C’est ainsi que le mica placé entre des niçois croisés accuse un changement de polarisation chromatique dans la portion soumise auparavant à l’action des rayons de radium, changement qui disparaît après que l’échantillon a été chauffé.
- Le gypse et le spath d’Islande, tout en présentant une variation des propriétés optiques, ne se noircissent pas sous l’action des rayons de radium. A. G.
- * L’action du radium sur les métaux, pai' N. Orloff (2).
- Après avoir, en avril 1903, recouvert d’une plaque d’aluminium de 0,01 mm d’épaisseur, une capsule en ébonite, renfermant o,o3 gr de bromure de radium, l’auteur a remarqué, en
- (L Journal de la Société Physico-Chimique Russe, t. XXXYI, N° 16, p. 1-7.
- (2) Yoir le Journal de la Société Physico-Chimique Russe, t. XXXYI, N° ib, p. 4i-46-
- ouvrant cette capsule à la surface de l’aluminium tourné vers le radium, des protubérances semblables à des. petites gouttes de métal fondu, mais dont l’aspect ne différait guère de celui de la surface voisine de l’aluminium. Ces protubérances sont radio-actives etproduisent une image photographique à travers le papier noir par uil contact de quelques minutes; il paraît qu’elles émettent des radiations invisibles pendant six mois sans affaiblissement sensible. L’auteur présume qu’il y a dans ce cas formation d’un alliage stable dû h l’accumulation des particules provenant des systèmes atomiques du radium, autour des noyaux légers d’aluminium. A. G.
- Expériences sur l’émanation du bromure de radium, par- M. Th. Indricson.
- Dans des expériences faites pour 'montrer la dispersion de l’émanation du bromure de radium l’auteur s’est servi d’un long tube dont la surface intérieure était recouverte d’une couche de blende Sidot (sulfate de zinc). Après l’avoir mis en communication avec une éprouvette contenant une solution de bromure de radium (10 mm par 10 m3 d’eau) on voit une luminescence apparaître et se propager le long du tube. En répétant les expériences de Ramsay, l’auteur constate que la raie jaune de l’hélium ne correspond pas exactement aux deux raies jaunes du spectre de l’émanation; en effet elle se place entre ces dernières.
- Après l’avoir plongé dans l’air liquide, le serpentin communiquant avec le tube d’essai, l’auteur remarque dans le spectre de l’émanation un renforcement des raies correspondantes aux raies de l’hélium, et entre les deux raies jaunes précitées apparaît une troisième correspondant exactement à la raie jaune de l’hélium. Les raies de l’hélium n’existant pas dans le spectre de l’émanation d’un tube récemment préparé, n’y apparaissent que dans la suite. En examinant les gaz libérés pendant la dissolution du bromure de radium, l’auteur constate que les raies de l’hélium n’existent pas aussi longtemps que le tube reste phosphorescent dans l’obscurité. Lorsque après 4 jours cette phosphorescence a disparu, les raies de l’hélium se présentent dans lé spectre. ___________ A. G.
- (*) Journal de la Société Physico-Chimique Russe, t. XXXYI, N° ih p. 7-13.
- Le Gérant : Ch. COINTE.
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- Tome XL
- Samedi 27 Août 1904.
- Il* Année.— N° 35
- JLW
- iciaira,
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- L’ÉNERGIE *—*
- DIRECTION SCIENTIFIQUE
- A. D’ARSONVAL, Professeur au Collège de France, Membre de l'Institut. — A. BLONDEL, Ingénieur des Ponts et Chaussées, Professeur à l’Ecole des Ponts et Chaussées. — Eric GÉRARD, Directeur de l’Institut Electrotechnique Montefiore. -— G. LIPPMANN, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — D. MONNIER, Professeur à l’École centrale des Arts et Manufactures. — H. POINCARÉ, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — A. POTIER, Professeur à l’École des Mines, Membre de l’Institut. — A. WITZ, Ingénieur des Arts et Manufactures, Professeur à la Faculté libre des Sciences de Lille.
- LA RADIOACTIVITÉ DE LA MATIÈRE
- IV. — Rayonnement du radium et du polonium
- Avant de montrer comment l’action d’un champ magnétique sur le rayonnement des corps radioactifs a permis d’analyser ce rayonnement d’une façon complète, nous dirons quelques mots des expériences qui, dès le début de l’étude des rayons émis par le radium et par le polonium, ont mis en évidence différentes espèces de radiations.
- Les premières épreuves photographiques ont montré qu’il existe une différence profonde de nature entre le rayonnement du polonium et celui du radium ; les rayons du polonium ont été en effet arrêtés par une simple feuille de papier, alors que les rayons du radium, ou du moins certains d’entre eux, se sont montrés notablement plus pénétrants (*). L’épreuve représentée figure 3 a été obtenue en déposant sur une plaque photographique, à l’intérieur de petits cylindres en papier fermés à la partie inférieure par des lames très minces d’aluminium ou de mica, des échantillons de sulfure de bismuth polonifère (activité 900) et de carbonate de baryum radifère (activité 1200). Les impressions produites par le polonium au bord des feuilles très minces de mica et d’aluminium sont très inégalement intenses et sont limitées nettement aux contours des cylindres de papier qui ont par conséquent arrêté le rayonnement. Les rayons du radium ont au contraire traversé facilement les diverses enveloppes. Si l’on répète la même expérience en interposant entre les corps et la plaque une lame épaisse d’aluminium (2 mm), le polonium ne donne plus aucune impression, tandis qu’on observe une impression intense avec le radium. L’uranium se comporte comme le radium au point de vue de la pénétrabilité du rayonnement.
- (*) Henri Becquerel. Comptes rendus de l’Académie des Sciences, t. CXXVIII, p. 771 (27 mars 1899).
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- Hétérogénéité du rayonnement manifestée par les phénomènes de phosphorescence produits par le rayonnement des corps radioactifs (*). — Les rayons du radium et du polonium excitent la phosphorescence de certains corps et l’étude de ce phénomène a mis en
- Fig. 3.
- évidence l’hétérogénéité du rayonnement du radium. En effet, les mêmes écrans diminuent inégalement la phosphorescence excitée sur divers corps, comme le montre le tableau suivant :
- Phosphorescence sous Vinfluence du rayonnement du radium.
- INTENSITÉS relatives sans écran interposé entre la source et la substance étudiée. INTENSITÉS relatives aux travers de divers écrans, en prenant pour unité l’intensité observée sans l’interposition d'aucun écran.
- aluminium battu Mica ép.= omm025 Papier noir. Verre ép.=ommi4o Cuivre ép. = omm,09
- Blende hexagonale i3,36 0,9*4 0,853 0,075 o,o38 0,026 o,oi5
- Platinocyanure de baryum . . I>99 0,078 0,071 0,044 0,014
- Diamant Sulfate double d’uranyle et de 1,14 0,966 0,029 0,011 0,066 0,000
- potassium 1,00 0,996 0,417 0,387 0,241 0,117
- Le diamant et la blende hexagonale sont, comme on le voit, excités par des rayons très absorbés identiques à ceux qu’émet le polonium, tandis que le sulfate double d’uranyle et de potassium est surtout rendu phosphorescent par des rayons très pénétrants.
- Sous l’influence des rayons du radium, les corps phosphorescents acquièrent une persistance lumineuse considérable, aussi grande que celle qui leur est donnée par les rayons cathodiques : la phosphorescence de la fluorine, quand elle est excitée par le rayonnement du radium, reste visible pendant plus de vingt quatre heures après que
- (x) Henri Becquerel. Comptes rendus de VAcadémie des Sciences, t. CXXIX; p. 912 (4 décembre 1899).
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- l’action du radium a cessé. Les rayons du radium redonnent à la fluorine la propriété d’être phosphorescente par la chaleur, comme le fait une étincelle, lorsque cette propriété a été enlevée au cristal par une calcination préalable ; le spectre d’émission obtenu alors par échauffement est identique à celui qu’on obtient quand la faculté d’être phosphorescente par la chaleur a été rendue à la fluorine par l’étincelle électrique.
- L’étude des radiations nouvelles au moyen des phénomènes de phosphorescence qu’elles produisent a donc montré l’hétérogénéité du rayonnement et l’analogie d’une partie de ce rayonnement avec les rayons cathodiques.
- Un phénomène de la plus haute importance, la déviation magnétique d’une partie des rayons du radium, a permis d’analyser le rayonnement d’une façon plus complète. -
- V. — Influence du champ magnétique sur le rayonnement des corps radioactifs
- Analyse du rayonnement
- La déviation d’une partie du rayonnement du radium par un champ magnétique a été découverte à la fin de l’année 1899 (Giesel (*), Meyer et von Schweidler (2), H. Becquerel(3).
- Fig. 4 et 5.
- Ce phénomène peut être mis en évidence par l’expérience suivante : une petite quantité d’un sel de baryum radifère est disposé en A (fig. 4) au-dessous des armatures d’un fort électroaimant. En B est fixé un petit écran phosphorescent. La distance AB étant de quelques centimètres, la phosphorescence disparaît lorsqu’on excite l’électro-aimant.
- En rapprochant l’écran de la source, on retrouve la région phosphorescente rejetée d’un seul côté et le sens du déplacement change avec le sens du courant. Si les armatures sont petites et éloignées de façon à donner lieu à un champ non uniforme, on reconnaît en déplaçant l’écran que l’action augmente au voisinage des pôles ; le rayonnement est en effet concentré sur les pôles, comme le prouve l’expérience suivante : on dispose le sel de radium près du centre d’une des surfaces polaires, puis contre l’autre pôle, on place un écran fluorescent. Tant que l’électro-aimant n’est pas excité, on constate sur l’écran une large tache lumineuse, mais dès qu’on soumet la substance à l’action du champ magnétique, la tache augmente d’intensité et se rétrécit de manière à se limiter au contour de la pièce polaire que la lueur dépasse à peine. L’effet est le même si l’on change le sens de l’aimantation. En remplaçant l’écran par une plaque photographique, on enregistre le phénomène.
- f1) Giesel. Wien Ann., Bd. LXIX, s. 834, 1899 (31 octobre).
- (2) Meyer et von Schweidler Akad. Anzeiger Wien, n°aa. (3 nov.), a3 (9 nov.), 1899; Physical. Zeitschrift, t. I, p. 90 et n3.
- (3) H. Becquerel. Comptes rendus de l'Académie des Sciences, t. GXXIX, p. 996 (11 déc. 1899).
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- Le rayonnement se comporte comme le font les rayons cathodiques dans l’expérience de M. Birkeland.
- Hétérogénéité du rayonnement des corps radioactifs. — On reconnut bientôt que la déviation magnétique, telle qu’elle avait été observée dans les expériences que nous venons de décrire, n’est pas un phénomène général (i). On n’observa en effet aucune influence appréciable du champ magnétique sur le rayonnement du polonium. Cependant le polonium étudié par M. Giesel a émis des rayons très déviables, mais seulement lorsqu’il était récemment préparé. Aucune des préparations de polonium faites par M. et Mme Curie n’a présenté cette propriété.
- M. et Mme Curie (2) ont étudié l’action magnétique par la méthode électrique au moyen du dispositif suivant. La matière active était placée entre les deux armatures d’un électroaimant, au fond d’une rainure profonde formée par des lames [de plomb épaisses. Le rayonnement sortant de cette rainure passait entre les plateaux d’un condensateur ; l’un de ces plateaux était maintenu au potentiel de 5oo volts et l’autre était relié à un électromètre ; la rainure et les plateaux étaient parallèles au champ magnétique. Le rayonnement établissait un courant entre les plateaux, mais s’il venait à être dévié il ne pénétrait plus dans le condensateur et le courant était annulé.
- Lorsqu’on excitait l’électro-aimant, si la source était éloignée de la base du condensateur de moins de 4 cm avec le polonium et de moins de 6 cm avec le radium, on observait l’effet d’une partie du rayonnement qui semble insensible au champ magnétique. Pour des distances plus considérables ces rayons sont absorbés par l’air, mais avec le radium il subsiste une partie pénétrante qui est déviée en totalité par le champ magnétique.
- Ces expériences ont ainsi mis en évidence l’hétérogénéité du rayonnement du radium et la différence profonde qui existe entre ce rayonnement et celui du polonium. Tandis que les rayons du polonium ne semblent pas déviés, le rayonnement du radium est formé d’une partie déviée dans le sens des rayons cathodiques, et d’une partie qui à première vue ne semble pas déviée, M. Rutherford a montré récemment qu’une partie de ces rayons réputés d’abord non déviables est en réalité déviée en sens contraire des rayons cathodiques. De la sorte, le rayonnement du radium comprend trois types de radiations (fig. 5).
- i° Les rayons a (Rutherford) très faiblement déviables par ùn champ magnétique en sens contraire des rayons cathodiques, c’est-à-dire à gauche du champ (à droite pour un observateur qui regarde le pôle +).
- Ils constituent les rayons très peu pénétrants du polonium.
- 20 Les rayons [3 fortement déviables dans le sens des rayons cathodiques. Ils présentent les propriétés de ces derniers.
- 3° Les rayons y, non déviables et très pénétrants, qui semblent, comme nous le verrons, identiques aux rayons X.
- La photographie montre très nettement l’existence des rayons déviables (3 et du groupe des rayons a et y. La figure 6 représente une épreuve photographique obtenue de la manière suivante (H. Becquerel). Une petite quantité d’un sel de radium est placée dans une rainure pratiquée dans un petit bloc de plomb. La fente est limitée par deux bandes de verre qui laissent passer un pinceau de rayons. On arrête les rayons lumineux, qui
- P) Henri Becquerel. Comptes rendus de VAcadémie des Sciences, t. CXXIX, p. i2o5 (26 décembre 1899). (2) P. Curie. Comptes rendus de VAcadémie des Sciences, t. CXXX, p. 73 (8 janvier 1900). ,
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- agiraient sur la plaque, en recouvrant la matière active d’une feuille d’aluminium très mince, d’un centième de millimètre seulement d’épaisseur.
- On place le bloc de plomb entre les pôles d’un électro-aimant que l’on excite et on dispose une plaque photographique au-dessous de la fente en l’inclinant de manière à couper le pinceau de rayons. On voit sur l’épreuve que les rayons a et y se séparent nettement des rayons [3 et donnent une impression intense. Si l’on remplace la feuille très mince d’aluminium qui recouvre la plaque par une feuille d’aluminium épaisse, par exemple d’un dixième de millimètre, ou par du papier, les rayons a peu pénétrants sont arrêtés et la partie fortement déviable apparaît seule (fig. 7). Dans cette expérience la pose a été trop courte pour que les rayons y aient pu donner une impression sur la plaque.
- Fig. 6 et 7.
- La même expérience a permis d’analyser le rayonnement de l’uranium (1). L’épreuve représentée (fig. 8) a été obtenue en plaçant l’uranium et la plaque photographique dans un tube de verre où le vide fut fait aussi parfaitement que possible. La pose dura quarante trois jours et l’on peut constater qu’il n’y a pas trace d’impression par des rayons a. On peut donc conclure à l’absence ou tout au moins à la très faible proportion, dans le rayonnement de l’uranium, de rayons de cette nature.
- Le thorium a manifesté les trois espèces de rayons.
- Quant au polonium, nous avons dit qu’il n’émet pas de rayons [3.
- VI. — Etude des rayons (Ü
- Trajectoire des rayons [3 dans un champ magnétique. — Les rayons [3 manifestent les propriétés des rayons cathodiques. Nous supposerons donc qu’ils sont constitués par un flux de particules matérielles électrisées et nous verrons que l’expérience vérifié les conclusions déduites de cet hypothèse.
- Imaginons une particule matérielle de masse m, transportant dans un champ magnétique uniforme H une charge négative e avec une vitesse v dans une direction faisant un angle a avec la direction du champ. On démontre que la particule décrit une hélice enroulée sur un cylindre ayant son axe parallèle au champ, tangent à l’élément de trajectoire au départ, et dont le rayon est donné par l’expression :
- mV .
- R r= —7— sm a He
- (J) H. Becquerel. Comptes rendus de l’Académie des Sciences, t. CXXXIV, p. 208 (27 janvier 1902) ett. CXXXIV, p. 981 (27 avril 1903).
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- pour un observateur supposé placé de manière à voir le rayon s’éloigner de lui, l’hélice s’enroule dans le sens des aiguilles d’une montre si la propagation a lieu dans le sens du champ, et en sens inverse si la propagation a lieu dans le sens contraire.
- Si la trajectoire est normale au champ, la particule décrit dans un plan normal au champ une circonférence de rayon
- R —
- mV
- HT
- iH
- Fig. 8.
- et cette circonférence la ramène au point de départ.
- On démontre aisément que les trajectoires de toutes les particules émises dans le
- plan xy (fig. 9), la direction du champ étant ox, cou-pent le plan xy sur l’ellipse dont les demi-axes sont , aR«U! : 2R et 7lR.
- --- Dans le cas d’un champ non uniforme, produit par
- exemple au moyen d’un électro-aimant dont les armatures sont petites et éloignées l’une de l’autre, les trajectoires sont des hélices enroulées sur un cône ayant pour sommet l’un ou l’autre des pôles en question (M. Poincaré). L’expérience dont nous avons parlé plus haut, montrant la concentration du rayonnement déviable du radium sur les pôles est conforme à cette conclusion.
- La figure 10 nous montre une impression dont la limite du côté de la source affecte très sensiblement la forme théorique d’arcs d’ellipse dont les axes sont dans le rapport de 2 à 7t. Elle a été réalisée de la manière suivante (H. Becquerel) : une petite plaque photographique a été placée entre les pôles d’un électro-aimant horizontalement et parallèlement au champ. Sur la plaque était posée une petite cuve de plomb contenant la matière active rassemblée dans un trou percé dans une carte, et recouverte d’une très mince feuille d’aluminium. En excitant l’électro-aimant, on ramena le rayonnement sur la plaque et on impressionna celle-ci d’un côté de la source ; on obtint l’arc d’ellipse symétrique du premier en renversant le sens du courant dans l’électro-aimant.
- L’expérience suivante montre que, conformément à l’hypothèse d’un flux de particules électrisées, les rayons qui se propagent normalement au champ magnétique décrivent des trajectoires qui les ramènent au point d’émission.
- On dispose horizontalement dans le champ magnétique une plaque photographique dont la gélatine a été tournée en dessous. Sur la face supérieure de la plaque on dispose, très près du bord et au milieu du champ, une lame de plomb sur laquelle on place une petite cuve de plomb contenant quelques grains d’un sel de radium et formant une source de très petit ’ diamètre. On excite l’électro-aimant dans le sens convenable pour rejeter le rayonnement en dehors de la plaque. Il se produit au-dessous de la source une impression due au rayonnement qui y est ramené. Divers écrans disposés en différents points sur le trajet circulaire des rayons forment leur ombre sous la plaque, montrant que les rayons normaux sont ramenés sous la source et que les rayons obliques
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- dans le plan perpendiculaire au champ sont ramenés sur l’axe du champ passant par la source.
- Tous ces résultats sont conformes à l’assimilation des rayons (3 aux rayons cathodiques et peuvent s’expliquer en considérant le rayonnement comme formé par des masses chargées d’électricité négative transportées dans un champ magnétique avec une grande vitesse.
- Dispersion et analyse des rayons [3. — Nous avons vu que si le rayonnement était homogène, c’est-à-dire formé d’un flux de particules électrisées ayant toutes même masse, même charge et même vitesse, l’impression produite sur une plaque photographique parallèle au champ, par les rayons émis dans un plan parallèle au champ et normal à la plaque, serait une ellipse. Quant aux rayons émis en dehors de ce plan, leurs trajectoires couperaient la plaque à l’intérieur de l’ellipse. On obtiendrait donc une impression limitée extérieurement d’une façon très nette suivant des arcs d’ellipse et diffusée à l’intérieur de l’ellipse du côté de la source.
- Or si l’on se reporte à la figure io qui représente l’épreuve obtenue, on remarque que les arcs d’ellipse, au lieu de présenter un maximum d’impression très nettement limité vers l’extérieur, sont, au contraire, très diffusés du côté opposé à la source, et si l’on fait croître la valeur du rayon de courbure en diminuant le champ magnétique, la diffusion augmente au point de couvrir la plaque surtout un côté.
- Fig. io.
- Nous devons conclure de ce fait que le rayonnement est composé de radiations inégalement déviées. Dans l’expérience précédente, l’arc d’ellipse bien nettement limité du côté de la source est dû, comme on le verra, aux rayons les moins pénétrants parmi les rayons capables de traverser le papier noir et qui correspondent tous à une valeur de R bien déterminée.
- La dispersion des rayons inégalement déviables par un champ magnétique permet alors d’analyser le rayonnement, de même que la dispersion des rayons lumineux, inégalement réfrangibles par un prisme permet d’analyser la lumière.
- La figure 11 met en évidence de véritables spectres d’absorption obtenus en plaçant sur le trajet du faisceau dévié des bandes de papier noir, d’aluminium de o,i mm d’épaisseur, et de platine de o,3 mm d’épaisseur, formant des écrans absorbants. La source était constituée par quelques grains de chlorure de radium réunis dans un trou percé dans une carte placée sur une petite plaque en plomb. On observe qu’en rencontrant les écrans, une partie seulement du rayonnement dévié les traverse : les rayons les plus déviables sont arrêtés,d’autres donnent une impression sous les écrans en sortant de ceux-ci et enfin les rayons les plus déviables traversent les écrans et la plaque sans donner d’impression intense.
- Nous verrons plus loin que les impressions ainsi obtenues sous les différentes lames sont dues à des rayons secondaires provoqués à la sortie des écrans par les rayons (3 partiellement absorbés. Ces rayons secondaires se substituent aux rayons arrêtés par l’écran et si celui-ci est assez près de la source, leur intensité est telle qu’ils ne paraissent pas différer des rayons qui seraient issus de la source et auraient été transmis sans absorption.
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- Il est à remarquer que l’impression de la source au travers de i mm de plomb au-dessous de la plaque est très intense et plus large que la source. Cette action est due à un phéno-I—— --r , mène secondaire sur lequel nous reviendrons.
- i La mesure du rayon R des trajectoires normales au champ présente
- [ une grande importance. On a en effet la relation :
- -lilS1
- iSSll:-V
- «5
- RH = —-V m
- D’autre part nous verrons que la déviation des rayons (3 dans un champ électrique donne une autre relation entre et v. On peut, par
- suite, pour chacune des trajectoires calculer le rapport de la masse à la charge et la vitesse de propagation. L’épreuve représentée figure xi ne permet pas cette mesure des rayons des trajectoires circulaires car plusieurs radiations émises sous des angles différents et pour lesquelles les valeurs de R sont différentes viennent impressionner la plaque au même point. Il faut donc obtenir un spectre pur, c’est-à-dire tel que chaque point de la plaque photographique soit impressionné par un seul rayon que l’on caractérise alors par la valeur du produit RH.
- Pour obtenir un spectre pur, on peut obliger toutes les trajectoires issues d’une source ponctuelle à passer par un même trou percé dans un écran ; par la source et le trou il ne passe qu’une circonférence de rayon déterminé, et le rayon R de cette circonférence est défini sans ambiguïté par le point d’arrivée sur la plaque. Chaque point ne correspond ainsi qu’à une seule trajectoire circulaire. La figure 12 représente la trace d’un spectre pur sur une plaque photographique couverte de divers écrans. La cuve était recouverte d’une gouttière en plomb dans laquelle était percé un trou de 1 mm de diamètre au-dessous de la source. Sous la gouttière les rayons secondaires émis par le plomb ont donné une impression intense.
- Cette manière d’opérer est celle qu’on réalise le plus facilement, mais on obtient des résultats beaucoup plus précis au moyen de la méthode suivante (*).
- On dispose la matière active au fond d’une rainure étroite creusée dans un petit bloc de plomb, de manière à obtenir un faisceau vertical très mince issu d’une source linéaire de * quelques millimètres de longueur.; ce système est placé dans un champ magnétique uniforme, la source étant horizontale et parallèle au champ. Comme la pose doit être longue , le champ est produit par des aimants.
- Afin d’éviter la lumière émise par les sels de radium, on recouvre la source d’une lame mince d’aluminium.
- Fig. 11,
- Fig. 12.
- f1) Henri Becquerel. Comptes rendus de VAcadémie des Sciences, t. CXXX1I, p. 736 (25 mars 1901) et p. 1286 (3 juin 1901).
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- On dispose au-dessus de Ja source une plaque photographique verticale perpendiculaire au champ, et coupant le faisceau dévié sous une incidence presque rasante. Les rayons très obliques qui atteignent ainsi la plaque donnent sur celle-ci une impression qui diffère très peu de la trajectoire réelle d’un rayon issu normalement au champ. Sur la plaque photographique on applique un premier écran de plomb percé de petites fentes normales à la plaque. Ces fentes laissent passer des portions de spectres purs et si, sur le trajet de ceux-ci, on dispose un second écran percé de fentes, chacune de ces fentes isole un faisceau circulaire dont le rayon est déterminé par les pieds des deux fentes et l’intersection du plan de la plaque avec la source linéaire. Sur le trajet des rayons simples ainsi isolés on dispose des matières transparentes dans lesquelles on peut suivre les trajectoires des divers rayons.
- Une des épreuves les plus intéressantes est représentée figure i3. Elle a été obtenue en plaçant au delà d’une seule série d’ouvertures, qui donnent lieu à des fragments de spectres, une lame d’aluminium de 0,1 mm d’épaisseur. L’épreuve montre d’abord, parles ouvertures où passent des rayons y non déviables, qu’il y â discontinuité entre ces rayons et les rayons [3. Ces deux espèces de rayons sont donc de nature essentiellement différente. On voit que les rayons les moins déviés traversent la lame d’aluminium comme si celle-ci n’existait pas; les rayons moyennement déviés donnent à la sortie des rayons secondaires dont l’effet s’ajoute ou se substitue à celui des rayons incidents ; les rayons les plus déviés ne traversent pas l’aluminium mais provoquent sur la face d’entrée des rayons secondaires intenses.
- Cette épreuve s’est prêtée à des déterminations numériques. Le champ uniforme de l’aimant était de 809 unités C.G.S. etle produit RII a varié de 10000 à 600. Les rayons limites donnant à la sortie de l’aluminium une impression intense sont caractérisés, pour les moins déviables par
- RH = 3 5oo
- et pour les plus déviables, par
- RH=i 5oo
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- La figure i4 met en évidence les rayons simples, sortant d’une deuxième série d’ouvertures. Il peut arriver que la combinaison des ouvertures deux à deux donne naissance à plusieurs rayons simples différents sortant de la même fente. Ces dispositions ont permis de suivre les trajectoires à l’intérieur de différents corps (paraffine, verre, etc.).
- En résumé cette méthode montre tous les phénomènes intéressants produits par le rayonnement : spectres formés par les rayons (3; discontinuité entre les rayons [3 et les rayons y; pénétrabilité différente au travers de diverses substances des rayons (3 plus ou moins déviables, phénomènes secondaires produits par le rayonnement.
- La mesure des rayons de courbure des trajectoires des rayons [3 dans un champ magnétique a conduit à des valeurs tout à fait du même ordre de grandeur que celles qui avaient été observées pour les rayons cathodiques. Pour identifier les rayons (3 à des rayons cathodiques, il restait à démontrer qu’ils transportent des charges négatives et qu’ils sont déviés dans un champ électrique.
- 7?77V>///v
- terre.
- R, sel de radium; — M, disque conducteur; — E, en- R, sel de radium ; — M, disque conducteur ; — E, enveloppe mé-veloppe métallique en communication électrique tallique en communication électrique avec la terre ; — p, lame
- avec la terre ; •— p, lame isolante ; — i, isolant. isolante ; — i, isolant.
- Transport de charges électriques par les rayons [3. — M. et Mme Curie (1) ont montré que le rayonnement du radium charge négativement les corps qui reçoivent le rayonnement et qu’en même temps le radium se charge d’électricité positive. Ce phénomène ne peut être constaté que si tous les conducteurs et la source elle-même sont entourés d’enveloppes isolantes, sinon l’air ionisé dissiperait les charges recherchées.
- On expose au rayonnement du radium un disque conducteur relié à un électromètre. Le disque et les fils sont entourés d’une couche isolante (paraffine ou ébonite), recouverte elle-même d’une enveloppe métallique en communication avec la terre (fîg. i5). Sur la face du disque exposée au rayonnement, la couche très mince de paraffine est recouverte d’une feuille d’aluminium de o,oi mm d’épaisseur.
- Les rayons (3 du radium traversent l’aluminium et la paraffine, et le disque devient le siège d’un dégagement continu et constant d’électricité négative que les auteurs mesurent avec un quartz piézo-électrique. Le courant obtenu avec du chlorure de radium très (actif formant une couche de 2,5 cm2 de surface et 0,2 cm d’épaisseur est seulement de l’ordre de io"11 ampères.
- L’expérience inverse a été réalisée en enfermant au milieu de la matière isolante l’auge en plomb contenant le radium. L’auge était en relation avec l’électromètre et le tout était enveloppé par une enceinte métallique reliée à la terre (fig. 16). Dans ces conditions les rayons (3 emportent les charges négatives et la cuve prend une charge positive égale en grandeur à la charge négative de la première expérience.
- Un morceau de radium isolé électriquement d’une façon parfaite se chargerait jusqu’à ce que la différence de potentiel avec les corps environnants devienne suffisante pour
- (Ç M. et Mmc Curie. Comptes rendus de l’Académie des Sciences, t. CXXX. p. 640 (5 mars 1900).
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- empêcher l’éloignement des particules électrisées émises, et amener leur retour à la source. Théoriquement ce potentiel serait extrêmement élevé : dans la réalité, un sel de radium enfermé dans un tube scellé se charge d’électricité positive et en l’ouvrant, on peut observer une petite étincelle. Quelquefois la charge intérieure peut provoquer une étincelle qui perce le tube.
- Déviation des rayons (3 dans un champ électrique.— La déviation électrique des rayons (3 a été observée par M. Henri Becquerel (1). L’assimilation des rayons [3 aux rayons cathodiques avait permis de prévoir la grandeur de la déviation et l’expérience fut conforme à la prévision. La méthode employée pour mesurer cette déviation consistait à faire passer un faisceau plan entre deux plateaux électrisés parallèlement à ces plateaux; mais comme à la distance de quelques centimètres qui sépare la source radiante delà plaque,l’impression devient diffuse, par suite de la dispersion du faisceau, on a substitué à l’observation de la trace du faisceau l’observation de l’ombre d’un écran disposé dans l’axe du faisceau plan primitif, normalement à la plaque photographique et au champ électrique, et allant de la plaque à la source linéaire. Cette source était formée d’une petite quantité de radium déposé dans une rainure profonde à l’intérieur d’un petit bloc de plomb. En couvrant alternativement une moitié de la plaque, on pouvait obtenir sur celle-ci deux impressions correspondant au renversement du champ électrique. L’épreuve ci-contre (fig. 17) est relative à un champ de 10200 volts entre les plateaux écartés de 1 cm, elle montre deux bandes claires décalées l’une par rapport à l’autre, images de l’ombre projetée par l’écran dans deux sens opposés à partir d’une origine commune.
- Trajectoire d’une particule électrisée dans un champ électrique. — Supposons qu’une masse m transporte une charge e avec une vitesse v dans un champ électrique d’intensité F; soit a l’angle de la vitesse avec la direction du champ ; supposons que le champ soit parallèle à ox et que la masse ait une vitesse initiale e0 dans le plan des xz. L’accélération étant
- constante, dirigée suivant ox et égale à les équations du mouvement sont les suivantes :
- z = t'0 t sin a
- 1 eF , .
- x — ------U t cos a
- 2 m u
- En éliminant t entre ces deux équations, on obtient l’équation d’une parabole. Dans le cas de l’expérience précédemment décrite a ==90°, et l’équation de la parabole devient :
- La mesure du paramètre p de cette parabole combinée avec celle du produit RH, R étant le rayon de courbure de la trajectoire dans un champ magnétique H, permet de
- déterminer la vitesse v0 et le rapport^- de la masse à la charge. En effet des équations sui-
- [l 'j Henri Becquerel. Comptes rendus de l'Académie des Sciences, t. CXXX, p. 206 (29 janvier 1900) et t. CXXX, p. 809 (26 mars 1900).
- Fig. 17.
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- vantes :
- on déduit
- et
- P
- e F
- RH — — Y
- e
- o
- -PL
- “ RH
- R2 H2
- ~7F-
- Dans les expériences que nous avons rapportées plus haut, il était difficile de mesurer la déviation électrique correspondant à une valeur déterminée du produit RH dans le champ magnétique. On parvint néanmoins à mesurer approximativement la déviation électrique correspondant à la radiation pour laquelle RH = 1791 yles valeurs de e et de—trouvées pour ce rayon sont les suivantes :
- V — 2,37. IO10 —,. = 1,32 IO7
- « m
- Ces chiffres, quoique seulement approchés, établissent l’identité de nature entre les rayons ,8 et les rayons cathodiques (H. Becquerel).
- Il était nécessaire de mesurer avec une grande précision les déviations électriques et magnétiques des divers rayons qui composent le faisceau (3. En effet, comme le produit
- RH = -~- Y est très variable d’une radiation à l’autre, il est important de savoir si les facteurs et Y sont variables tous les deux, ou si un seul des deux varie. Certains physiciens ont pensé que le rapport était peut-être constantou du moins peu variable et cette opinion était basée sur ce fait que toutes les expériences réalisées jusqu’alors sur les rayons cathodiques conduisaient à des valeurs de L- peu différentes: mais s’il en était
- ainsi la vitesse des rayons peu déviables atteindrait le triple de la vitesse de la lumière. Comme d’autres physiciens pensent que la vitesse d’une particule électrisée ne peut dépasser la vitesse de propagation des perturbations électro-magnétiques, il s’en suivrait
- que les quantités et V devaient varier toutes les deux. L’expérience seule pouvait nous renseigner sur ce point fondamental.
- M. Kaufmann (J) exécuta des expériences très précises et mesura, pour des radiations bien définies, les deux déviations électrique et magnétique.
- Un champ électrique produit dans le vide et superposé à un champ magnétique parallèle était traversé par le rayonnement issu d’un grain de matière active. Le faisceau, limité par un trou étroit au sortir du champ électrique tombait sur une plaque enveloppée d’une mince feuille d’aluminium. Au bout d’environ deux jours on changeait le sens du champ électrique et on laissait la pose se prolonger pendant une période de temps égale à la première. On obtint deux courbes symétriques par rapport à la déviation magnétique et leur distance donna le double de la déviation électrique. On mesure ainsi simultanément
- (*) Kaufmann, Phys. Zeitschr., t. II, s. 602 (28 juin 1901).
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- les déviations électriques et magnétiques de tous les rayons dont est composé le faisceau dispersé [3.
- La figure 18 est la reproduction exacte en vraie grandeur d’une épreuve ainsi obtenue par M. Kaufmann dans un champ magnétique de 200 unités C. G.S. et ouehu mp électrique voisin de 5, 2 io12.
- L’expérience a prouvé que et V, varient tous les deux. M. Kaufmann a trouvé que pour
- les produits RH compris entre 1764 et 4^7^ Ie rapport de la charge à la masse, varie de 1, 291. io7 à 0,696 io7 et la vitesse v de 2,278 io10 à 2.917 io10. On voit que le rapport ~~ calculé par les formules de la théorie balistique est fonction de la vitesse v ; il
- varie beaucoup plus vite que cette vitesse, et d’autant plus rapidement que celle-ci est plus voisine de la vitesse de la lumière.
- Si Ton admet, comme il résulte des vues suggérées par l’étude des phénomènes d’ionisation, que la charge e est constante, on doit conclure que la masse est fonction de la vitesse. Si la vitesse est faible, cette masse est environ deux mille fois plus petite que la masse de l’atome d’hydrogène. La variation de la masse avec la vitesse conduit à penser que la masse calculée m n’est peut-être pas en totalité une masse matérielle telle que les masses envisagées en mécanique, et qu’elle doit résulter en partie de phénomènes d’ordre électromatique. Les idées développées en particulier par M. 'Abraham permettent de considérer une charge en mouvement comme douée d’une sorte d’inertie particulière de nature électromagnétique; la masse apparente qui correspond à ce phénomène est fonction de la vitesse et grandit indéfiniment lorsque la vitesse tend vers la vitesse de la lumière. En appliquant les formules de M. Abraham à ses expériences, qui supposent la masse entièrement de nature électromagnétique, M. Kaufmann a reconnu que les déviations magnétiques et électriques calculées présentent peu de différence avec les nombres observés, et il croit pouvoir en conclure que la masse des électrons est de nature électromagnétique. On voit tout l’intérêt de cette conception qui nous permet d’envisager la matière à un point de vue nouveau.
- V
- Fig. 18.
- (1à suivre.)
- Jean Becquerel.
- RÉSULTATS D’EXPÉRIENCES
- SUR LES MOTEURS MONOPHASÉS A RÉPULSION
- D’APRÈS M. W. SLICHTER (»)
- Des résultats d’expériences très intéressants sur les moteurs à répulsion de construction moderne, exécutés par la General Electric G0, ont été publiés récemment par M. W. Slichter àqui nous les empruntons. La figure 1 représente les courbes de fonctionnement
- f1) American Instilute of Electrical Engineers, 29 janvier 1904
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- d’un moteur à répulsion de 60 chevaux, bobiné pour 5oo volts et 25 périodes. Ce moteur démarre sous un voltage égal à y5 p. ioo de la tension normale et un courant double du courant de pleine charge sans donner lieu à des étincelles destructives, le courant normal produit une élévation de j5° centigrades après une heure de marche. Ce moteur supporte les surcharges avec une facilité égale et même supérieure à celle d’un moteur-série à cou-
- Cavple en Ai7oÿTnm/nêtres
- cent
- Fig. i.
- rant continu, le commutateur mis en court-circuit par les balais ne pouvant donner lieu à des coups de feu comme celui d’un moteur à courant continu à 5oo volts. Ce moteur a été établi en vue d’un service de traction électrique, et les courbes ont été établies en conséquence de façon à indiquer les couples, les courants et les rendements en fonction des vitesses ; on y a ajouté le facteur de puissance. On voit que celui-ci augmente rapidement à partir du démarrage et dépasse 90 p. 100 aux environs de la pleine charge. Le couple, au démarrage, est très élevé et atteint 320 kgm avec une dépense de courant de 325 ampères, et le couple normal pendant la période d’accélération 62 kgm à ?5o tours et 125 ampères;
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- 335
- le couple de démarrage est donc cinq fois plus fort que le couple normal, et le courant n’est augmenté que dans le rapport 2,6, de sorte que le couple par ampère au démarrage peut être rendu presque double de la valeur normale. Il en résulte que les courbes du moteur en fonction des vitesses ont une très grande inclinaison.
- Les mêmes caractères sont mis encore mieux en évidence par les courbes de la figure 2 qui se rapportent à un moteur à répulsion, de construction plus récente, construit spécialement en vue d’un travail d’accélération. Ces courbes se rapportent au courant porté en
- Fig. 1.
- abscisse suivant les usages ordinaires pour les moteurs de traction. Les courbes d’un moteur à courant continu, tracées en pointillé sur la même figure, montrent que le couple croît plus rapidement avec le courant dans le moteur à répulsion que dans le moteur-série, et inversement, que la vitesse du moteur à répulsion croît plus vite quand le courant décroît que dans le moteur série. Le rendement, comprenant les pertes çlans les engrenages, atteint 84 p. 100 au plus pour le courant alternatif et présente à ce point de vue une certaine infériorité par rapport au courant continu.
- Mais pour un service de traction à arrêts fréquents, le rendement du moteur alternatif l’emporte de beaucoup, grâce à la suppression de l’emploi des résistances pendant la mise en marche; celle-ci s’opérant uniquement par la variation de la force électromotrice appliquée au moyen d’un transformateur à coefficient de transformation variable. C’est ce que
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- T. XL. — Nu 35.
- mettent en évidence les courbes expérimentales de la figure 3 qui se rapportent à l’accélération d’une voiture de 25 tonnes munie de deux moteurs de 6o chevaux à répulsion; les courbes en traits pleins définissent les consommations d’énergie, les vitesses et les parcours en fonction du temps pour l’équipement à courant alternatif, les courbes en traits pointillés représentent les mêmes variables pour un équipement à courant continu. Le rapport de réduction des engrenages est le même pour les deux équipements, la vitesse maxima atteinte étant aussi la même, soit 53 km à l’heure, l’accélération moyenne est la même ainsi que le parcours réalisé en 6o secondes. Pour le courant continu ces courbes sont données d’après des calculs, tandis que pour le courant alternatif elles résultent directement de l’expérience. Les moteurs à répulsion ne sont soumis à l’action du régulateur que pendant 16 secondes, tandis que les moteurs à courant continu le sont pendant
- T----
- Tejnjjs en secondes
- 25 secondes; la puissance maxima consommée par le moteur à courant continu est 70 kilowatts au lieu de 61 kilowatts (67 kilovolts-ampères) pour le moteur à répulsion. A la fin des 25 secondes on constate une dépense en kilowatts-heure de 0,375 pour le courant continu et o,3oo pour le courant alternatif. Au bout des 60 secondes, les deux voitures ont réalisé un parcours de 0,024 km et atteint pratiquement la même vitesse de 52,5 km à l’heure avec une dépense de 0,72 kilowatt pour le courant continu et seulement o,685 pour le courant alternatif. Ces chiffres résultent du planimétrage des courbes et font ressortir l’avantage du courant alternatif. On doit remarquer aussi que pour le courant alternatif la puissance apparente consommée est minima au démarrage (kilovolts-ampères) et comme c’est à ce moment que le facteur de puissance est le plus bas, on voit que les inconvénients du décalage sont plus apparents que réels.
- Enfin, la figure 4 représente les caractéristiques d’un moteur à répulsion de 175 chevaux, construit plus spécialement en vue d’une marche à vitesse constante (par exemple pour la traction des trains de marchandises) et qui présente une caractéristique de vitesse beaucoup moins tombante, mais de rendement meilleur à toute charge. Ce moteur a un entrefer de près de 4 mm et est bobiné pour 1 5oo volts, 25 périodes. Il donne un rendement de 85 p. 100, engrenages compris, à son maximum et un facteur de puissance maximum de 93 p. 100; la vitesse correspondante à ce régime favorable est de 5oo tours par
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- minute, ce qui permet de réaliser des vitesses de 19. à x5 000 milles à l’heure avec un rapport convenable de réduction. Le moteur à répulsion est donc aussi bien adapté pour la tractiou
- des trains lourds à faible vitesse constante que pour les trains de voyageurs légers et rapides à départs fréquents.
- J. Rev val
- NOUVELLES INSTALLATIONS ÉLECTRIQUES
- DE LA COMPAGNIE DES CHEMINS DE FER DE L OUEST EN GARE DES BATIGNOLLES
- ET DÉPENDANCES
- La Compagnie des chemins de fer de l’Ouest vient de mettre en service l’éclairage et les appareils électriques moteurs des groupes suivants de son exploitation : i° La gare de Batignolles marchandises ;
- 20 La gare de Batignolles voyageurs ;
- 3° La gare de triage de Clichy ;
- 4° La gare de Clichy-Levallois voyageurs ;
- 5° Le dépôt de machines de Batignolles ;
- 6° Les ateliers de Batignolles ;
- 70 Les ateliers de Clichy et deLevallois.
- Toutes ces installations d’utilisation sont alimentées par une sous-station placée dans
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- le bâtiment principal de l’usine de compression hydraulique en bordure de la rue Cardinet dont elle utilise les disponibilités. Cette sous-station reçoit elle-même l’énergie électrique de l’usine génératrice des Moulineaux, qui alimente déjà toutes les installations électriques nouvelles de la Compagnie de l'Ouest, lesquelles comprennent, comme on le sait (*), outre la traction et l’éclairage électrique de la ligne de Paris-Invalides à Versailles RG., l’éclairage et les appareils moteurs des gares que la Compagnie de l’Ouest exploite dans Paris, à l’exception de la gare Saint-Lazare. Cette dernière gare possède encore son usine génératrice propre, destinée d’ailleurs à disparaître prochainement, pour être remplacée par une ou plusieurs sous-stations tributaires de l’usine génératrice des Moulineaux.
- Le courant haute tension triphasé 5 ooo volts 2Ô ~ est transporté dans des câbles souterrains qui suivent la ligne d’Auteuil et s’arrêtent un peu au delà delà gare de Batig’nolles voyageurs, tout prêts à être prolongés jusqu’à la gare Saint-Lazare. De même que tout le réseau haute tension de la Compagnie de l’Ouest, réseau qui comprend 6o km de câbles, ces derniers ont été fournis par la Société Française des câbles électriques (système Ber-thoud-Borel). Le courant à 5 ooo volts est transformé à la sous-station par groupes moteurs générateurs, en courant continu 5oo volts en deux ponts. Le courant continu a dû être choisi à l’exclusion de tout autre par suite de l’absolue nécessité d’assurer le service sans aucune interruption, condition qui rend indispensable l’emploi d’accumulateurs. La tension de 5oo volts est motivée, d’abord par suite de l’éloignement des groupes extrêmes desservis (gare de triage de Glichy et ateliers de Levallois), ensuite par ce que l’application de la traction électrique à la ligne cl’Auteuil pouvant être un jour décidée, le fait d’avoir déjà en service une sous-station importante au voltage approprié comme celle de Batignolles, pourra permettre diverses combinaisons avantageuses.
- Les 7 groupes sont répartis au point de vue de la distribution de l’énergie en 5 sections, savoir :
- ire section. — Gares de Batignolles marchandises et de Batignolles voyageurs ;
- 2e section. — Gare de triage de Glichy et gare de Glichy voyageurs;
- 3e section. — Dépôt des machines de Batignolles et dépendances ;
- 4e section. — Ateliers de Batignolles ;
- 5e section. — Ateliers de Glichy et de Levallois.
- En raison de la répartition locale des installations d’éclairage de la première section, celles-ci sont desservies par une boucle équipotentielle à deux ponts. Les quatre autres sections sont desservies par des feeders qui, partant de la sous-station, aboutissent à des centres de distribution installés dans des cabines surélevées dérivant du type connu et généralement employé pour les postes de manœuvre des aiguilles et signaux. De chacun de ces centres de distribution partent les. divers circuits alimentant les lampes et les différents appareils d’utilisation.
- Nous allons entreprendre la description détaillée des installations dont l’ensemble vient d’être indiqué. Nous suivrons l’ordre suivant : i° description de l’installation de chacun des 5 groupes et des différents appareils d’utilisation ; 2° étude de la sous-station.
- ire section.— Gares de Batignolles marchandises et de Batignolles voyageurs.— Cette première section est desservie, en ce qui concerne l’éclairage, par une boucle équipotentielle à deux ponts dont on peut suivre le tracé sur le schéma de la boucle (fîg. i).
- Cette boucle équipotentielle est constituée comme suit (suivre le schéma de la boucle, figure i).
- f) Voir numéros 48, 49, 5o, 5i, iqo3 de VÉclairage Électrique.
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- 339
- Poste N?4
- iéditions
- 'Transbordement /Cén
- expédition ;
- 'Caen
- ,Trân s ~b ordemen t
- pe Havre
- V/a çrons/éoTnplet$
- 'TLovl
- 'einture.,
- Vitâi/découvert
- larioti
- iS/en.
- LPompe
- Boucle
- Mmentstion dihcgriexesc
- Entre]. 1
- / S / F /
- des Chantiers
- i////////////////// ////
- ES3
- _____Asile
- -----Exploitation.
- -----E conomat
- .-----Ecuries
- LEGENDE
- . Traction
- ___Voie
- _ _ JvTa rcria 1
- ^22__Compteur grénéral
- o.
- ___Compteur des tableauxprincipaux.
- -------d°----------ci° Secondaj’res.
- _______df.
- non sur tableaux.
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- Du tableau de sortie des feeders de la sous-station à la halle de factage : 2 fils positifs de 4o mm2, 1 fil neutre de 20 mm2.
- De la halle de factage au transbordement ceinture : 2 fils positifs de 36 mm2, 1 fil neutre de 20 mm2, 1 fil négatif de 8 mm2.
- Du transbordement ceinture gu quai à liquides Caen-Rouen-Le Havre : 2 fils positifs de 33 mm2, 1 fil neutre de 20 mm2, 1 fil négatif de i4 mm.
- Du quai à liquides Caen-Rouen-Le Havre au quaide Rretagne et Dieppe : 1 fil positif de ^ 58 mm2, 1 fil neutre de 20 mm2, 1 fil négatif de 22 mm2.
- Du quai de Bretagne et Dieppe à l’entrepôt général : 1 fil positif de 5o mm2, 1 fil neutre de 20 mm2, 1 fil négatif de 3o mm2.
- De l’entrepôt général à la douane : 1 fil positif de^ôS mm2, 1 fil neutre de 20 mm2, 1 fil négatif de 42 mm2.
- De la douane au quai de transbordement des wagons complets : 1 fil positif de 12 mm2,
- 1 fil neutre de 20 mm2, 1 fil négatif de 34 mm2.
- Du (juai de transbordement des wagons complets au quai des expéditions : 1 fil positif de 8 mur, 1 fil neutre de 20 mm2, 2 fils négatifs de 36 mm2.
- Du quai des expéditions au tableau général (rentrée à la sous-station) : 1 fil neutre de 20 mm2, 2 fils négatifs de 40 mm2.
- Le feeder alimentant la gare de Batignolles voyageurs banlieue est branché sur la boucle : il est constitué par un fil positif de 12 mm2, 1 fil neutre de 8 min2 et 1 fil négatif de 12 mm2,
- Les divers services alimentés par cette boucle comprennent 1100 lampes à incandescence réparties dans les divers bureaux, magasins, entrepôts, quais, etc., et 186 lampes a arc. Les lampes à incandescence sont toutes à 110 volts, montées par 2 en série, sauf dans quelques points où des lampes à 220 volts ont dû être employées. Les lampes à arc éclairant les cours et grands espaces découverts sont du type Yigreux et Brillié, 12 ampères,
- 2 paires de charbons. Les arcs sous halles et aux abords des quais sont du type Bardon ou du type Vigreux et Brillié de 6 et 8 ampères.
- Les tableaux secondaires de commande des différents circuits d’arc et d’incandescence ont été fournis par la Compagnie générale de construction électrique (schéma de la boucle, figure 1). Les tableaux étant situés sous les halles ou sur les quais très fréquentés, ont été placés dans des armoires dans le but d’éviter toutes chances d’accident de personne ou d’avarie de matériel (fig. 2). L’armoire s’ouvre sur le côté et le tableau peut être tiré complètement au dehors pour visite ou réparation.
- En outre de la boucle qui dessert les éclairages, un feeder de force (à 2 ponts) part de la sous-station et aboutit à un tableau de force installé, comme les précédents, dans une armoire, dans la halle de factage (fig. 1). Ce tableau de force distribue l’énergie à 3o cabestans.
- Tous les tableaux sont agencés de façon à permettre d’alimenter tous les circuits par un quelconque des 2 ponts à volonté, ce qui donne dans la plus large mesure possible toute facilité d’équilibrage.
- Les cabestans sont de 2 types distincts, à engrenage ou à action directe, et, dans un but d’étude comparative, il en existe de différents constructeurs : Société de locomotion électrique, Ilillairet-Huguet, Postel-Vinay, Société Westinghouse, Société Alsacienne de constructions mécaniques, Daydé et Pillé, Fives-Lille et Dulait. Tous ces cabestans sont d’une puissance de 4 à 5 kilowatts. Le nombre maximum de tours à vide est de 70 à 80.
- La mise en service de ces appareils a été très bien accueillie par le service de l’exploi-
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- tation, qui bénéficie ainsi d’une sensible économie et d’une plus grande rapidité de manœuvre.
- La puissance moyenne utilisée par la première section est de 200 kilowatts ; la puissance totale installée des appareils est de 5oo kilowatts environ.
- On prévoit également dans cette section l’installation de 6 grues et de 3 chariots transbordeurs.
- 2e section. — Gare de triage de Clichy et gare de Clichy voyageurs. — Cette section comprend un feeder de force et un feeder de lumière de même section, reliant le tableau de départ des feeders de la sous-station au tableau de la cabine de distribution de cette section. Ils sont individuellement constitués comme suit :
- Fil nu : 1 fil positif de 47 mm2, 1 fil neutre de 24 mm2,
- 1 fil négatif de 47 mm2.
- Fil isolé : 1 fil positif de 66 mm2, 1 fil neutre de 33 mm2, 1 fil négatif de 66 mm2.
- De la cabine de distribution se détache un feeder qui la relie au tableau secondaire de la* gare de Clichy, constitué comme suit : 1 fil positif de 3o mm2, 1 fil neutre de 20 111m2, 1 fil négatif de 3o mm2.
- La gare de Cliehy-Levallois comprend comme éclairage :
- i° 29 lampes à arc, dont 5 de 12 A sur pylônes de 10 m, et 24 de 6 A sur consoles ou pylônes de 5,5o m.
- 20 Une centaine de lampes à incandescence réparties sur les quais à voyageurs, passages souterrains, bâtiments, halles et bureaux des messageries : toutes les lampes à incandescence étant montées par 2 en série sur chaque pont du réseau,
- De la cabine de distribution partent pour l’éclairage de la gare de triage cle Clichy des circuits secondaires pour 45 lampes à arc et i5o lampes à incandescence environ.
- Les circuits secondaires de transport de force alimentent pour la gare de Clichy voyageurs, un monte-charges, et, pour la gare de triage, 10 cabestans.
- La puissance moyenne utilisée pour la 2e section, est de 5o kilowatts pour une puissance totale installée de 100 kilowatts environ.
- 3e section. —Dépôt des machines de Batignolles et dépendances. — Cette section comprend 1 feeder de force et 1 feeder de lumière de même section, reliant le tableau de départ des feeders de la sous-station au tableau de la cabine de distribution. Ces feeders sont constitués individuellement comme suit :
- Fil nu : 1 fil positif de 26 mm2, 1 fil neutre de i3 mm2, un fil négatif de 26 mm2.
- Fil isolé : un fil positif de 64 mm2, 1 fil neutre de 32 mm2, un fil négatif de 64 mm2.
- De la cabine de distribution partent les circuits secondaires d’éclairage et de force pour 4oo lampes à incandescence, 20 lampes à arc et 4 moteurs employés comme suit :
- 1 moteur de 10 kilowatts pour l’atelier du dépôt ;
- 1 moteur de 5 kilowatts pour les vérins de levage ;
- 1 moteur de 5 kilowatts pour une perceuse ;
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- 1 moteur de 15 kilowatts pour les transbordeurs.
- La puissance moyenne utilisée par cette section est d’une trentaine de kilowatts pour une puissance totale installée de 60 kilowatts environ.
- 4e section. — Ateliers de Balignolles. — Cette section comprend 1 feeder de force et 1 feeder de lumière de même section, reliant le tableau de départ des feeders delà sous-station au tableau de la cabine de distribution de cette section. Ces feeders sont individuellement constitués comme suit :
- Fil nu : 3 fils positifs de 47 mm2, 2 fils neutres de 35 mm2, 3 fils négatifs de 47 mm2.
- Fil isolé : 4 fils positifs de io3 mm2, 2 fils neutres de io3 mm2, 4 bis négatifs de io3 mm2.
- De la cabine de distribution partent :
- i° Un feeder secondaire aboutissant au tableau de distribution des ateliers de réparation des wagons et constitué par un fil positif de 3o mm2, 1 fil neutre de 20 mm2, un fil négatif de 3o inm2 ;
- 20 Des circuits secondaires d’éclairage pour 85o lampes à incandescence et 4° lampes à arc ;
- 3° Des circuits secondaires de transport de force pour 38 moteurs, de puissance variant entre 5 et 3o kilowatts qui actionnent les différentes parties des ateliers.
- La puissance moyenne utilisée par cette section est de i5o kilowatts pour une puissance totale installée de 3oo kilowatts environ.
- 5e section. —Ateliers de Chchy et de Levcdlois. — Cette section comprend un feeder de force et 1 feeder de lumière de même section reliant le tableau de départ des feeders de la sous-station au tableau de la cabine de distribution de cette section.
- Ces feeders sont individuellement constitués comme suit :
- Fil nu : 2 fils positifs de 5y mm2, 1 fil neutre de 07 mm2, 2 fils négatifs de 57 mm2.
- Fil isolé : 2 fils positifs de 69 mm2, 1 fil neutre de 69 mm2, 2 fil négatifs de 69 mm2.
- De la cabine de distribution partent :
- i° 1 feeder secondaire aboutissant au tableau de distribution des Ateliers des voitures et constitué par 1 fil positif de 3o mm2, i fil neutre de 3o mm2, 1 fil négatif de 3o mm2 ;
- 20 Des circuits secondaires d’éclairage pour 665 lampes à incandescence et 35 lampes à arc ;
- 3° Des circuits secondaires de transport de force pour 6 moteurs de puissance comprise entre 5 et 3o kilowatts.
- La puissance moyenne utilisée par cette section est de 5o kilowatts pour une puissance totale installée de 100 kilowatts environ.
- Observations générales sur les canalisations. — Les sections des différents circuits d’incandescence sont suffisantes pour que le voltage aux bornes des lampes d’un même circuit varie au plus de 2 p. 100, quelles que soient les lampes considérées, supposées de 16 bougies. Les dérivations des lampes à incandescence sont posées sur taquets en porcelaine : elles comprennent des coupe-circuits bipolaires (1 coupe-circuit en moyenne pour 4 lampes), des interrupteurs bipolaires (j interrupteur en moyenne pour 2 lampes). Tous les câbles traversant les murs sont logés dans des tubes en laiton. Les lampes à arc sont montées par 4 ou 5 en série sous 220 volts. Tous les câbles isolés, y compris les câbles souples de descente des lampes sont en 600 mégohms. Les circuits des lampes de 12 ampères sont constitués par des fils de 40/10 (12 111m2), et ceux des lampes de 8 et 6 ampères par des fils de 3o/io (8 mm2).
- Pour tous les circuits alimentant les moteurs, la perte de charge est inférieure à 5 p. 100,
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- depuis les cabines de distribution jusqu’aux bornes d’entrée des moteurs. La densité de courant est partout inférieure à 3 ampères par millimètre carré.
- Les dérivations verticales reliant les appareils d’utilisation aux lignes de transport de force sont faites à l’aide de 2 câbles à fort isolement (1 200 O sous plomb), et placés à l’intérieur des pylônes ou le long de poteaux de bois, et, dans ce dernier cas, le câble est enfermé dans un tube de fer. L’appareil d’utilisation lui-même (cabestans, par exemple) est commandé par une boîte d’interruption, comportant un interrupteur bipolaire et un coupe-circuit bipolaire. Ces boîtes constituent coffre étanche avec porte fermant à clef. La densité dans toutes les dérivations de force est inférieure à 2 ampères par millimètres carrés.
- D’une façon générale tous les conducteurs en fils ou câble, sont en cuivre ou en bronze silicieux haute conductibilité (98 p. 100 au minimum). Les conducteurs placés à l’extérieur des bâtiments sont nus et posés sur isolateurs à double cloche. A l’intérieur des bâtiments de la sous-station, des cabines de distribution, des halles à marchandises, etc., les canalisations sont isolées au caoutchouc, posées sur poulies ou taquets en porcelaine, disposés au maximum de mètre en mètre. Cette distance est encore réduite dans les courbes ou changements de direction.
- Toutes les canalisations extérieures et fournitures des appareillages s’y rapportant ont été exécutées parla maison Mildé et fils et C10.
- (à suivre.) H. Pataud.
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- GÉNÉRATION ET TRANSFORMATION
- Moteurs à courants continus pour vitesses variables. F. Punga. Electrical Review, Londres, t. LIY, n° 1 378.
- Dans un article d’Electric Power de novembre 1903, le poids d’un moteur possédant des variations de vitesse de 4 à L est estimé seize fois supérieur à celui d’un moteur de vitesse constante. D’autre part, dans Electrical Reçiew, de décembre 1903, Hobbart établit que des moteurs, dans lesquels la vitesse maxima ne dépasse pas une certaine limite dépendant de la capacité du moteur, ne coûtent pas plus cher que les moteurs à vitesse constante correspondants. Cette divergence de vue peut s’expliquer par le fait que l’un des auteurs prend comme terme de comparaison un moteur type pour la vitesse maxima, tandis que l’autre se base sur un moteur avec vitesse minima. Cette dernière manière de voir conduisant à un moteur plus grand donne seule une base de comparaison rationnelle.
- Cette comparaison doit elle-même être basée
- sur le coût des deux moteurs et non sur la puissance en chevaux, attendu que la construction du moteur à vitesses variables peut s’inspirer de principes différents et il ne pourra être assimilé à aucun type de moteur à vitesse constante.
- Pour estimer le prix d’un moteur à vitesse variable, il faut déterminer d’abord les dimensions les plus économiques, qui doivent être choisies de telle sorte que la commutation aux plus faibles vitesses soit bien meilleure qu’il n’est nécessaire, attendu que la fréquence de la commutation et par suite la force électromotrice de self-induction augmente avec la fréquence. Si a est le rapport des vitesses maxima et minima, la force électromotrice de self-induction doit être a fois plus faible à la vitesse la plus basse.
- Cette force électromotrice de self-induction est donnée par l’expression 2~/)L1i où f est la fréquence de la commutation, L la self-induction d’une section de l’induit, i le courant dans un conducteur.
- Supposons que le balai couvre n' segments, que chaque segment possède n tours de l’enrou-
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- lement induit, soit a la longueur effective en centimètres de chaque spire, et b la longueur libre de chaque spire. On aura, d’après la méthode d’Hobart
- Flux par ampère — mn'. + nri X o,8 b
- — 8nn'. j a -)------h
- io
- Self-induction = 8 n2n'( a -=)-----b\. icr
- Si N désigne le nombre de tours par minute, N' le nombre de segments, la fréquence de la commutation est
- / =
- A
- 6o X 2»'
- X N'
- La force électromotrice de self-induction sera donc
- £
- 27Û.8 n.£n
- X N X N' X i X io-8
- ou bien
- f. 4 x 2TÏ / I b \ .
- £ =----------- n\a -\----) ÎN X N ’n i X io-
- 6o V io '
- Or la force électromotrice induite est
- _ N p N'n
- E = 4 • ~~7-— X — X 3> X ---- X- xo-8
- 6o 2 p
- p désignant le nombre de pôles, <E le flux issu d’un pôle, on a donc
- El = 4r— X — X N'ni X 'F X io~8 6o 2
- en remarquant que le courant total est I = pi.
- On a donc finalement
- El = X ampère-tours induits X flux pénétrant dans l’induit X io—8
- Et la force électromotrice de self-induction sera
- o / , h \ EI
- t = ir,n a -I----—-
- V 10 J %
- où
- *•=7*
- désigne le flux total pénétrant dans l’induit.
- Cette dernière formule montre que pour obtenir une bonne commutation, il faut que :
- i° Le nombre n de spires par segment soit faible ;
- 2° Que le flux pénétrant dans l’induit soit élevé ;
- 3° Que la longueur effective d’une spire, aussi bien que sa portion libre soient réduites.
- Si l’on ne peut augmenter le diamètre du collecteur ni réduire la largeur des segments, le moyen le plus sûr de réaliser les conditions précédentes est d’augmenter le diamètre de l’induit en laissant sa longueur fixe. L’auteur montre qu’une augmentation de io p. loodansce sens, permet de réduire la force électromotrice s de 3o à 4o p. ioo; le prix de la machine n’augmentant que de iop. ioo environ.
- Ces déductions ne sont cependant correctes que dans les conditions suivantes :
- i° Des difficultés mécaniques ne s’opposent pas à l’augmentation du diamètre ; i° le moteur à vitesse constante correspondant donne des étincelles à sa capacité' limite; 3° le nombre de spires par segment est supérieur à i.
- On comprend aisément que l’augmentation de vitesse étant liée à une augmentation de diamètre, des difficultés mécaniques viennent assez rapidement s’opposer à la première condition.
- D’autre part, dans les moteurs à tensions élevées, la production des étincelles est généralement le facteur limitant la capacité ; les moteurs à basse tension peuvent, au contraire, recevoir des augmentations de vitesses, sans inconvénient à ce point de vue, la capacité y étant ordinairement limitée par réchauffement.
- Si l’enroulement ne comporte qu’une spire par section, les difficultés de la commutation ne peuvent être surmontées qu’au moyen de l’augmentation de l’induction dans l’entrefer et des dimensions de l’induit; et la variation de vitesse ne pourra être obtenue qu’aux dépens de l’économie.
- L’auteur indique, d’après ces principes, les données essentielles d’un moteur de y chevaux, à I2D volts, avec une vitesse minimum de 3oo tours par minute. La force électromotrice de commutation est égale à i,58volt;si la limite pour l’absence d’étincelle est de 3,5 volts, la vitesse maxima pourra être, sans production
- d’étincelles, de 3oo X ~ 665 tours par minute.
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- Si une plus grande variation de vitesse est exigée, il sera nécessaire d’augmenter les dimensions de façon qu’a 3oo tours par minute, le voltage de commutation soit inférieur à i,58 volt.
- L’auteur a déjà fait remarquer que des moteurs à variations de vitesses très étendues sont des machines anormales, différant des types à vitesse constante, principalement par l’usage très libéral du fer et très restreint du cuivre dans l’induit. La carcasse „des inducteurs y sera très développée, la densité des lignes de force très grande dans l’entrefer et les ampères-tours induits par pôle très réduits.
- Pour mettre ces divers points en relief, l’auteur donne les dimensions et spécifications essentielles de deux moteurs de 7 chevaux, à 120 volts, construits en vue d’obtenir un voltage de commutation aussi réduit que possible.
- L’auteur fait enfin remarquer que les divers artifices préconisés pour la suppression des étincelles n’ont pas reçu beaucoup d’applications pour les moteurs à vitesse constante, parce qu’il est souvent plus économique d’augmenter légèrement les dimensions du moteur que de recourir à ces artifices plus ou moins dispendieux ; or, dans le cas présent, où l’augmentation peut n’être pas sans inconvénient, l’avenir dira si ces procédés d’élimination des étincelles, ne doivent pas trouver dans la construction des moteurs à vitesses très variables, leur véritable champ d’application.
- P.-L. C.
- Sur le sifflement des machines. Fisher Hin-nen. Zeitschrift fur Electrotechnik, 5 juin.
- Les machines de construction moderne présentent souvent l’inconvénient de faire un bruit plus ou moins intense que l’on peut désigner par « grincement » ou « sifflement ». Il est facile de voir qu’il ne s’agit pas seulement de tourbillons d’air, puisque le bruit disparaît habituellement aussitôt que l’excitation est coupée. On peut faire la même observation aussi bien sur des machines à larges rainures ouvertes que sur les machines à rainures mi-fermées à très faible ouverture.
- Quoique ce sifflement ne présente par lui-même aucun inconvénient, il peut entraîner des désagréments lorsque les machines sont à proximité de locaux habités : il y a des cas où des
- machines absolument parfaites ont dû être rejetées à cause de ce défaut.
- En disant au début que cet inconvénient existe surtout dans les machines modernes, nous avons en vue les machines à pôles lamellés, à entrefer relativement réduit (i,5 à 3 mm) et à faible nombre d’encoches. En réalité, ce phénomène est beaucoup plus rare dans les anciennes machines à pôles massifs, à entrefer de 4 à 6 mm et à nombre d’encoches relativement grand. Il faut remarquer aussi que la hauteur du son dépend directement du nombre de dents ; par contre, l’intensité du son diminue lorsque ce dernier croît. Pour i3 à i5 encoches par arc polaire le sifflement est très peu perceptible; pour un plus grand nombre d’encoches il disparaît presque complètement. Ordinairement, le nombre d’encoches dans les machines modernes est beaucoup plus petit, par exemple 6 à 9 par arc polaire ; mais l’expérience montre qu’il est I possible de construire des machines absolument silencieuses ayant seulement 5 encoches pourvu que l’on observe certaines conditions dans le détail desquelles nous entrerons plus loin. On a même pu, dans ces machines, diminuer la valeur de l’entrefer en plaçant des tôles sous les pôles sans qu’il en résulte un moins bon fonctionnement, alors que d’une façon générale on devait s’attendre au contraire.
- En ce qui concerne la cause de ce sifflement, il est facile de voir que ce dernier dépend directement du nombre d’encoches de l’armature. Sans doute le siège du son ne doit pas être cherché dans l’armature, mais dans les pôles qui entrent en vibrations sous l’influence du champ variable pour les différentes positions de l’armature.
- Le diapason nous donne un moyen extrêmement simple de vérifier expérimentalement ces faits. Les diapasons dont on se sert en musique sont généralement déterminés pour la hauteur de son a1 et font 44° vibrations par seconde. Pour d’autres hauteurs de son le nombre de vi-
- brations doit être déduit du tableau suivant.
- c1 264 c2 — 528 c3 = 792
- dl = 297 d2 5g4 d3 __ 891
- e1 = 33o e2 = 660 etc.
- « XO CO II -75 II 0 4^
- g1 = 396 g2 = 79'1
- a1 = 44o a% =880
- h1 = 495 /t2 - 990
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- Nous pouvons facilement, avec l’aide du diapason, déterminer la hauteur du son et prendre en même temps la vitesse de rotation de la machine. Si l’on divise par la vitesse de rotation par seconde, le nombre de vibrations indiqué dans le tableau pour la hauteur de son déterminée, on obtient le nombre de vibrations dans chaque tour qui, naturellement, doit avoir un certain rapport avec les oscillations mécaniques ou magnétiques.
- Quelques exemples éclairciront ces considérations.
- Dans un moteur de onze chevaux qui tournait à i 070 tours par minute, c’est-à-dire 17,8 par seconde, la hauteur du son était à peu près gis2. Cette hauteur de son est comprise entre g2 et a2
- et correspond, d’après le tableau, à -~2 ' ^ = 836 vibrations par seconde. Le nombre de vibrations par tour est donc -^^-=47.
- Comme le moteur comportait 47 encoches, il n’est pas douteux que le sifflement ait eu sa cause dans les encoches de l’armature.
- Le même essai fut fait sur une dynamo de 4>o kilowatts à 1 4oo tours, c’est-à-dire 23,46 par seconde. On constatait dans ce cas avec une grande exactitude la hauteur de son ais2. Cette hauteur de son correspond d’après le tableau
- à 880 990 = g35 vibrations par seconde
- ou = 4° Par tour. Cq, nombre coïncide
- exactement avec le nombre d’encoches de l'armature. On diminua alors un peu les masses polaires dans les deux machines et le sifflement cessa presque entièrement : après avoir diminué encore un peu l’arc polaire on constata que le sifflement se produisait à nouveau. Les mêmes phénomènes se manifestèrent sur d’autres machines que Ton essaya alternativement avec des pôles étroits ou larges ou avec des armatures ayant différents nombres d’encoches : on pouvait toujours trouver un rapport déterminé entre l’arc polaire et la largeur d’une encoche et d’une dent pour lequel la machine tournait avec un minimum de bruit. L’explication doit être cherchée dans le fait que le nombre total des lignes de force traversant les pôles varie entre certaines limites d’après la position relative de l’armature et des pôles, et le rapport entre le nombre d’encoches et l’arc polaire, ce qui provoque
- la vibration des tôles polaires. L’amplitude de ces vibrations et l’intensité du son devraient être minima lorsque l’arc polaire est un multiple du nombre d’encoches : il est surprenant que cette règle ne concorde pas avec l’expérience, et l’on doit évidemment attribuer cette divergence à la dispersion sur les deux côtés des pôles.
- L’auteur a cherché à établir une règle qui, autant que permettent d’en juger les exemples actuels et quoiqu’elle ne soit pas absolument certaine, donne de bons résultats. Cette règle est la suivante : si l’on divise l’arc polaire par la largeur d’une encoche et d’une dent, comptée sur la circonférence d’alésage des pôles, le quo-
- ]
- Fig. r.
- tient, pour une marche aussi silencieuse que possible, doit être égal à un nombre entier -f-o,5. U est difficile de connaître les largeurs polaires exactes des masses polaires à angles arrondis. Nous avons trouvé que, dans ce cas, l’arc polaire extérieur doit être diminué de 0,7 fois le rayon de courbure. Algébriquement, on peut exprimer ceci sous la forme suivante :
- —---°’1r - N, doit être un nombre entier -f- o,5.
- (D -f- 2ÔJ7T
- Dans cette égalité, Nt désigne le nombre d’encoches ; les autres lettres sont explicitement représentées sur la figure 1. Plus ce quotient s’approche d’un nombre entier, plus on doit craindre un sifflement, excepté lorsque le nombre d’encoches est très grand, c’est-à-dire dépasse
- 13 à i5.
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- Tableau des machines essayées (voir figuré 1).
- N° diamètre d’armature D ENTREFER simple 8 NOMBRE d’encoches N, LARGEUR d’une encoche et d’une dent T LARGEUR des encoches a ARC polaire h RAYON de l’arrondi T K REMARQUES
- 1 200 1,5 39 17,1 7 120,2 4,7 6,84 :
- 2 23o 1,5 47 i5,6 6 i3o,5 5 8, i5 I
- 3 23o 1 5 5 4o i8,3 8,5 i3o, 5 5 6,95
- 4 25o 1,5 47 16,9 6,5 i3g,9 5 8,06 pôles en biais. [ «
- 5 270 2 45 19.'1 8,5 15 5 5 7,94 1 S
- 6 270 2 49 17,55 8,6 i45 5,1 8,o5 id. ] £
- 7 310 2 43 23 9 170 7 7,18
- 8 310 2,5 43 22 9 i65 7 6,96 id. j ^
- 9 34o 2 57 18,95 8 195,2 8,5 10 I ^
- 10 470 2,5 76 19,65 — 190 1,0 9,7 1 ^
- 11 49° 3 72 21,61 — 195 1,0 9 cn
- 12 540 . 3 73 23,5 — 2l5 1,5 9,1 \
- i3 800 4 48 51,5 24 200 — 3,9 \
- i4 200 i,5 29 22 9 104,8 4,5 4,62 !
- i5 23o i,5 47 i5,6 6 120,5 6 7,45
- 16 23o i,5 4o i8,3 8,5 125,5 7 6,6 1 ci
- 17 25o 2 53 15 6,5 144,8 5 9,4 1 3
- 18 270 2 45 *9,1 9 i5 0 7 7,6 pôles en biais. 1 -2
- 19 340 2 88 12,3 5,5 i95,2 8,5 i5,4 1 fl
- 20 340 2 99 IO,9 5,5 195,2 8,5 17,35 \ «
- 21 440 3 117 12 5,5 239,5 9,2 19,4
- 22 440 3 75 18,7 8 239,5 9,2 12,45 1
- 23 370 2 93 12,6 6 205 8,5 i5,8
- 24 400 2,5 86 14,8 7 3 5 214 9 i4
- 25 400 2 87 14,6 6,8 214 9 14,2 \
- Comme le montre ce tableau, la règle est bien vérifiée dans les 22 premiers cas : les 3 dernières machines seules y font exception, mais ces machines ont un grand nombre d’encoches et ce doit être la raison de leur marche silencieuse. Malgré tout on ne peut considérer cette règle comme absolue, car elle ne tient pas compte de la largeur des encoches. Mais si nous supposons cette dernière de plus en plus faible, flous nous rapprochons de plus en plus d’une armature lisse qui ne siffle pas. Il serait très désirable que cette formule soit vérifiée par un plus grand nombre d’essais et que les considérations ci-dessus servent seulement de première approximation. E. B.
- Méthode pour rendre visible Virrégularité d’une machine. Berkitz. Zeitschrift für Eleciro-technik, 17 avril.
- Tous les appareils existant jusqu’à présent dont le but est de mesurer le degré d’irrégu-
- larité d’une machine en rotation ou de rendre visible cette irrégularité, présentent les inconvénients suivants : d’une part il faut une précision qu’on ne peut pas obtenir avec les moyens actuels de la technique, et d’autre part on veut exprimer en chiffres la valeur du degré d’irrégularité de façon à pouvoir être renseigné à chaque instant pendant le fonctionnement. Abstraction faite de ce qu’il n’est pas possible de laisser ainsi fonctionner des appareils pendant toute la durée de l’exploitation, il n’est pas d’un grand intérêt de connaître cette valeur car chaque machine est construite pour Mv2
- un GD2 ou-------déterminé, d’où l’on déduit
- 2
- empiriquement le degré d’irrégularité qui, d’après les travaux deFrancke, Gœrges, Klonne
- et Rosemberg doit être compris entre ^ et
- ^ pour les machines à vapeur et à gaz.
- Comme, pour chaque machine, un degré d’ir-
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- régularité donné a été pris pour base, il est beaucoup plus important et intéressant de savoir si la machine a une allure régulière. C’est en partant de ce point de vue que nous avons essayé de réaliser un indicateur graphique, analogue à l’indicateur connu qui enregistre les phénomènes en jeu dans le cylindre, et grâce auquel on sait toujours si la machine marche avec une régularité suffisante.
- La nouvelle méthode consiste en ce que les
- mouvements relatifs d’un volant tournant à une vitesse constante et de l’arbre de la machine sont employés, par l’intermédiaire d’un dispositif approprié, à déplacer un miroir qui tourne. Ce dernier réfléchit sur une surface les rayons d’une source lumineuse fixe et leur fait décrire des courbes dont la grandeur et la forme dépendent de la marche de la machine : l’aspect des courbes indique immédiatement si la marche présente une régularité suffisante.
- ---O
- 6)
- Les figures i et 2 montrent l’une des formes de réalisation de cet appareil.
- Au bout de l’arbre a de la machine, ou sur un arbre rigidement lié à celle-ci, est fixée une plaque b dont les deux bras cc passent librement dans des trous dd d’un volant e. Ce dernier tourne avec très peu de frottement entre les pointes f. Dans la disposition donnée à l’appareil que représente le dessin, l’une des pointes f fait corps avec la plaque b, et l’autre avec la plaque opposée g fixée à l’extrémité du bras c et portant de son côté le bras h. Lorsque la machine démarre, le volant e est entraîné par les bras cc ; pendant la marche normale de la machine le volant e tourne librement à vitesse constante ; pour cela l’énergie nécessaire h vaincre le frottement du à la résistance de l’air est transmise électriquement au volant. L’une des extrémités du bras h tournant avec
- l’arbre de la machine porte les deux électroaimants vi auxquels le courant est amené au moyen de deux bagues, et qui exercent une certaine force sur les noyaux de fer KK fixés sur le volant. La grandeur de cette force peut être exactement réglée par variation du courant excitateur ; de cette façon elle correspond exactement à la demande d’énergie et le volant e tourne toujours h vitesse uniforme.
- Les mouvements relatifs du bras h par rapport au volant e qui prennent naissance lorsque la vitesse de rotation de la machine n’est pas uniforme sont rendus visibles de la façon suivante.
- Sur l’axe de rotation de tout l’appareil est placé le miroir l mobile autour de la cheville m. L’extrémité intérieure du court levier n est reliée au montant O qui porte la roulette p. Par l’effet du ressort q placé sur le montant, la
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- roulette p est toujours pressée contre la pièce courbe r placée à la périphérie du volant e. Lorsqu’il y a un mouvement relatif du volant par rapport au bras h, la pièce courbe /• produit un mouvement radial de la roulette p et du montant O qui fait varier l’inclinaison du miroir L Ce dernier renvoie les rayons d’une source lumineuse fixe s sous un angle variable avec son inclinaison, et les projette sur l’écran t. Lorsque la vitesse de rotation de la machine est absolument uniforme, l’inclinaison du miroir l ne change pas et les rayons réfléchis tracent un cercle ou un point sur l’écran. Dès que la machine tourne d’une façon irrégulière, la courbe décrite par le rayon lumineux sur l’écran s’écarte plus ou moins d’un cercle. Par exemple la courbe d’une machine à vapeur monocylindrique a été trouvée très voisine d’une lemnis-cate. De toutes façons la grandeur et la forme de ces courbes indique si la machine a une allure à peu près uniforme ou non.
- Il est possible d’enregistrer les courbes décrites sur l’écran t au moyen de papier sensible pour les étudier avec plus d’exactitude et tirer des conclusions sur les propriétés particulières de la machine. Naturellement le miroir l pourrait être disposé d’une manière différente, par exemple à une certaine distance de l’axe de rotation ; de même la commande qui transmet les mouvements relatifs du volant par rapport à l’arbre pourrait être différente de celle que représente le dessin.
- A l’extrémité du bras h opposée aux électroaimants est placé un contrepoids a réglable qui compense les effets de la force centrifuge.
- L’appareil devrait recevoir des applications aussi étendues que l’indicateur qui ne renseigne que sur les phénomènes en jeu dans le cylindre, alors que nous sommes restés bien longtemps dans l’ignorance des phénomènes en jeu sur l’arbre. Il se prête très bien également à l’étude de la marche en parallèle des machines à courant alternatif.
- B. L.
- ÉCLAIRAGE
- Contribution à l’étude de l’arc électrique. — W. Weedon. Electrical Review. (N. Y., t. XLIV., p. 622-627).
- L’auteur divise les arcs électriques en deux catégories, les arcs à cratère, et les arcs à
- flamme. A la première classe, appartiennent l’arc ordinaire entre charbons, et les arcs produits entre certains conducteurs de seconde classe, tel que l’oxyde de zirconium (Rasch). A la deuxième catégorie, appartiennent les arcs à flamme, comme ceux de la lampe Bremer, produits entre charbons renfermant des sels métalliques, cette classe comprend encore les arcs produits entre la plupart des métaux. Tandis que dans le premier cas, la plus grande partie de la lumière est fournie par les cratères, dans le second cas, c’est l’arc lui-même qui renferme presque tout l’éclat de la lumière. L’auteur ne considère ici que l’arc à courant continu. 11 se pose la question de savoir quelle est la quantité de matière nécessairement transportée d’une électrode à l’autre et si cette quantité est soumise à une loi analogue à celle de Faraday pour l’électrolyse. Dans l’air, cette quantité est, comme on sait, beaucoup plus grande que pour un espace clos, ou dans un atmosphère d’oxyde de carbone. La température élevée des électrodes produit également une volatilisation de matière plus grande qu’il n’est nécessaire à l’activité de l’arc.
- Electrodes en cuivre dans l’air. — L’auteur place deux arcs en série avec une résistance sur un circuit de 000 volts. Les électrodes sont disposées verticalement de sorte qu’il ya*une électrode positive et une électrode négative inférieures; elles ont 6 mm de diamètre, avec un arc de 3 mm ; la tension est de 45 volts, le courant de 2 ampères et l’essai de 2 heures ; les résultats out été les suivants
- CATHODE ANODE
- gr gv
- Poids avant l’essai. . . . 20,610 20,821
- » après » .... 20,288 20,833
- Perte. . . . 0,322
- Gain .... 0,012
- Avec un courant de 5 ampères (35 volts), la
- perte de poids de la cathode est 5 fois pins grande. Aux faibles intensités de courant, l’arc s’entoure d’une auréole épaisse dont la connexité avec les phénomènes d’oxydation paraît certaine, et qui a son siégea la cathode.
- Dans une seconde expérience, on refroidit les électrodes au moyen d’une circulation d’eau intérieure. On dut allonger un peu l’arc, qui avec la même longueur, que précédemment, présentait une coloration pourpre anormale.
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- Après un essai d’une heure et demie, avec 2 ampères et 5o volts, on ne constata de pertes de poids sur aucune électrode, mais un léger gain dû à l’oxydation. Pour déterminer la perte réelle sur la cathode, on la réduisit dans l’hydrogène, et la perte calculée fut de i3 p. ioooo. La loi de l’équivalence de Faraday ne saurait donc s’appliquer au transport de matière dans l’arc, attendu que la quantité de cuivre transportée est 45o fois plus forte.
- Pour éviter les effets oxydants de l’air, on essaya de produire l’arc dans une atmosphère d’azote, obtenue au moyen de la décomposition du nitrate de soude par le chlorhydrate d’ammoniaque, les résultats furent les mêmes que dans l’air, ce que l’auteur attribue à une fixation de l’azote sur le cuivre.
- Electrodes de cuivre dans Vhydrogène.—Avec 5oo volts, et cathode inférieure, on ne put réaliser qu’un arc très court ; la cathode perdait du poids tandis que l’anode en gagnait.
- Avec des électrodes froides, l’arc étant amorcé avec i3ooohms en série, il y a une décharge momentanée de couleur rose qui se transforme bientôt en un des arcs décrits ci-dessous. Le spectroscope révèle les lignes de l’hydrogène.
- Si l’arc est produit sous 3oo volts, o,5 ampère, avec une longueur de 3 mm,i il n’est pas lumineux, son spectre renferme les lignes du cuivre et de l’hydrogène. L’anode est enveloppée d’une auréole, présentant des stries transversales. La cathode est plus chaude que l’anode, la décharge est irrégulière et semble jaillir entre un point de l’électrode positive et une plage plus étendue de l’électrode négative.
- Si dans ces conditions, on diminue la résistance en série jusqu’à ioo ohms, il se produit un arc verdâtre caractéristique du cuivre, pour yo volts et 4 ampères ; l’arc est régulier, son spectre renferme encore parfois les lignes de l’hydrogène, mais le plus souvent on n’aperçoit que celles du cuivre.
- Quand on place l’arc horizontalement, l’électrode négative s’échauffant considérablement, le cuivre fond et l’arc s’éteint; mais aussitôt on observe que le globule de cuivre fondu double ou même triple de volume, et que les électrodes sont mises en court-circuit avec réamorçage de l’arc. Ces phénomènes sont attribués à une absorption de l’hydrogène.
- Avec des électrodes refroidies par une circu--
- lation d’eau, le courant n’étant que o,35 ampères, l’arc était très court (o,6 mm) , les variations de poids des électrodes n’étaient que de i f 3ooo après une heure et demie, et la quantité de matière transportée ne correspondait qu’à la i 5ooa partie de celle qu’indiquerait la loi de Faraday.
- Electrodes en fer dans Vhydrogène. — Avec des électrodes en fer plein, on obtient le même arc rosé qu’avec le cuivre ; mais la décharge se transforme de suite, en un arc à haute tension, non lumineux. Il n’était pas possible d’obtenir un arc véritable avant la fusion des électrodes.
- Avec des électrodes refroidies, o,35 ampère et 3oo volts, on obtient un arc assez complexe; et l’auteur admet qu’il y a fixation de l’hydrogène sur le fer. Le poids de l’anode décroît, tandis que celui de la cathode augmente.
- Electrodes en charbon dans l'hydrogène. — Avec des charbons de 6 mm, un arc horizontal, 2 ampères, longueur de 4,5 mm, 180 volts, on obtient un arc, sous forme de trait, entre les électrodes. La lumière est faible, l’arc lui-même n’étant pas lumineux. La température des deux électrodes semble être à peu près la même, ainsi que la forme des deux cratères. La présence d’acétylène ou autres hydrocarbures fut mise en évidence par le précipité brunâtre que donnait le passage des gaz dans une solution ammoniacale de chlorure cuivreux. Le spectre offrait une combinaison de ceux de l’arc en vase clos et de l’hydrogène. 11 semble que l’oxydation ou la combinaison avec les gaz ambiants, ne soit pas absolument nécessaire à la production d’un arc lumineux, niais elle facilite sa formation.
- En ce qui concerne le transport de matière, il y a tendance, de la part de l’arc, à l’ionisation de l’atmosphère ambiant quand les particules volatilisées sont insuffisantes. L’excès de température provoque un transport de matière excessif. La principale distinction entre un arc et l’étincelle de décharge consiste en ce que dans le premier, c’est la matière volatilisée des électrodes qui subit la majeure partie de l’ionisation, tandis que, dans l’étincelle, c’est le milieu ambiant qui est ionisé.
- Structure des arcs. — Dans l’air, les arcs sont formés en général d’une partie centrale non lumineuse; l’éclat réside dans l’auréole extérieure, et le plus souvent, dans la portion de cette auréole qui est contiguë à la partie centrale. Dans l’arc au charbon cette auréole est
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- mal définie par suite de la volatilité des produits de la combustion. On explique la présence de la colonne centrale non lumineuse en admettant que le grand nombre d’ions négatifs présents dans cette région, ont une vitesse trop grande pour ioniser les atomes avec lesquels ils entrent en collision, et que sur les bords de la colonne, la vitesse étant ralentie, l’ionisation a lieu.
- Influence de la cathode sur les caractères de Tare. — L’étude des arcs électriques conduit rapidement à cette conclusion que la luminosité, n’est pas due seulement à la température élevée des particules en suspension. L’auteur estime que la cathode détermine le caractère de l’arc bien qu’il y ait quelques faits qui empêchent de généraliser cette affirmation.
- P.-L. C.
- MESURES
- Appareil de mesure pour la détermination des constantes d’induction et des pertes d’énergie dans les appareils a courants alternatifs. Dolezaleck. Electrotechnische Rundschau, i5 mars.
- L’extension croissante de l’emploi des courants alternatifs pour les transports de force, poulies communications télégraphiques, etc. a fait sentir le besoin d’un appareil portatif pour la mesure aussi exacte que possible des constantes de self-induction, d’induction mutuelle, de capacité ainsi que des pertes par courants de Foucault et hystérésis.
- Comme en général ces grandeurs dépendent delà fréquence du courant alternatif, les mesures doivent être faites, pour donner un résultat exact, avec le courant alternatif lui-même dont il s’agit. Les méthodes actuelles dont la plupart emploient le galvanomètre balistique ne donnent que dans de rares cas les grandeurs intéressantes pour l’allure des courants alternatifs : les résultats présentent souvent des erreurs de ioop. ioo et plus.
- Le nouvel appareil, destiné à combler la lacune, repose sur les recherches classiques de Maxwell, Kohlraush, Oberbeck, Rayleigh et Wien, sur le pont de Wheatstone à courant alternatif.
- La principe de la méthode de mesure est le suivant : supposons qu’un courant alternatif de fréquence n soit produit par un appareil quelconque : soit K la difiérence de potentiel efficace
- aux bornes de l’appareil. Si la bobine n’a aucune capacité ni self-induction, le courant est donné paï-
- en désignant par R la résistance de la bobine. Si la bobine a non seulement de la résistance, mais aussi une self-induction L, la résistance inductive de la self-induction s’ajoute à la résistance ohmique et le courant efficace est donné par l’équation.
- \/ R2 -f- (2ir«L)2
- La perte d’énergie par chaleur Joule est la même dans les deux cas et est égale pendant le temps t à
- J2Ri vatts seconde
- Cette expression n’est valable que tant qu’il n’existe dans la bobine aucun noyau de fer et que cette dernière n’est pas à proximité d’une masse métallique ou d’une autre bobine. Si la bobine contient du fer ou bien si, par induction, elle fournit de l’énergie à l’extérieur, le courant induit (courant de Foucault) produit un décalage de la phase d’aimantation par rapport au courant excitateur et diminue la self-induction dont la valeur devient L'.
- En outre, il se produit dans le circuit secondaire une certaine quantité de chaleur Joule qui naturellement doit provenir aussi du courant primaire, de sorte que la résistance R de la bobine paraît plus considérable qu’elle ne l’est en réalité. Connaissant la résistance et la self-induction du circuit secondaire, son coefficient d’induction par rapport au circuit primaire et la fréquence du courant alternatif, on peut calculer la réaction sur le circuit primaire. Maxwell, qui le premier a fait ce calcul, a trouvé que dans ce cas l’équation de courant peut encore se mettre sous la forme :
- où U représente la self-induction modifiée (diminuée) par le courant d’induction (courant de Foucault) et R'la résistance modifiée (augmentée) de la bobine. Alors la perte d’énergie dans la bobine dépourvue de courants de Foucault était :
- y/R'2 -f- (27I«L')2
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- J2R* watts-seconde ; elle s’élève clans la bobine avec courant secondaire à J2R'/!; la perte d’énergie causée par les courants de Foucault est donc égale à
- J2(R' —R)< vatts seconde
- Les autres sources de pertes, telles que lhys-térésis magnétique ou diélectrique, l’inégale répartition des lignes de force dans les conducteurs de forte section, agissent exactement comme les courants de Foucault : la perte d’énergie totale causée par les courants de Foucault, l’hystérésis, etc., peut donc être mesurée par la différence entre la résistance à courant alternatif R'et la résistance à courant continu R, naturellement cette résistance de pertes R'—R est une fonction de la fréquence et augmente rapidement avec elle. Au cas où les pertes par hystérésis sont importantes, R' — R est aussi fonction de l’intensité du courant de mesure.
- La détermination de L/, R/ et R' — R dans le pont à courant alternatif est faite de la façon suivante :
- Dans la figure i, AB représente un fil de me-
- c
- sure en manganèse avec contact glissant tel que ceux que l’on emploie dans les mesures à courant continu. Dans la branche AC est placé l’appareil dont la self-induction Ux et la résistance de pertes R' — Ræ sont à déterminer. En outre il y a dans cette branche une boite ordinaire de résistances non indiquées w. La branche BC contient une bobine de self-induction connue L et de résistance connue R. Envoyons aux points A et B un courant alternatifsinusoïdal de période connue ; comme instrument de zéro prenons un téléphone ordinaire.
- Les courants s’équilibrent dans le pont et le téléphone est silencieux lorsque les résistances et les sell-inductions des deux branches du pont
- sont dans le rapport des segments a et b du fil de mesure. Si l’appareil h mesurer ne présente pas de perte d’énergie en dehors de celle que comporte la résistance de l’enroulement, on a pour l’équilibre du pont les équations
- R# w a Lr a
- R ~~T ~rr~~r
- La première relation est identique h celle du pont à courant continu. S’il existe dans l’appareil à courant alternatif des pertes par courants de Foucault ou par hystérésis, on a lors de l’équilibre les relations
- R'a ~F tv’ a L'# a
- R ~~ T — ~T
- T ' 1 / • R r I 1 y i
- Le rapport des résistances----^---n est plus
- semblable à la relation que l’on obtient pour le courant continu. Si, après avoir obtenu l’équilibre pour le courant alternatif, on remplace ce dernier par du courant continu et le téléphone par un galvanomètre, on s’aperçoit que l’équilibre n’existe plus. En modifiant la résistance on trouve l’équilibre du pont avec courant continu. La résistance qu’il a fallu retrancher représente la perte à courant alternatif R' — R. Multipliée par le carré de l’intensité du courant, elle donne l’énergie en watts perdue dans l’appareil par hystérésis, courants de Foucault, rayonnements, etc.
- Il faut remarquer que, dans cette méthode, la détermination de la différence R' — R est obtenue par substitution directe et que par suite, des défauts de calibrage du fil de mesure ou autres défauts sont sans influence. On peut arriver à mesurer, avec une exactitude suffisante, de très petites pertes d’énergie.
- Les valeurs de la self-induction active et de la résistance active se déduisent facilement des équations 6 et y.
- Pour faire ces mesures on emploie les appareils suivants :
- \° Le générateur de courant alternatif. — Par suite du fait que dans les appareils où les pertes ont une valeur appréciable, la self-induction et la résistance dépendent beaucoup de la fréquence du courant alternatif, on ne peut obtenir dans le téléphone un minimum utilisable qu’en envoyant dans le pont un courant purement sinusoïdal. Lorsque les pertes sont plus
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- considérables, c’est absolument nécessaire si l’on veut employer un téléphone ordinaire comme instrument de zéro et ne pas recourir à des appareils particuliers comme le téléphone optique de Wien ou le galvanomètre à vibrations de Rubens. Lorsqu’on emploie un courant alternatif passablement pur, le téléphone ordinaire suffit amplement pour les mesures dont il s’agit. Les producteurs de courant employés habituellement avec le pont alternatif (comme trembleur de Neef, interrupteur de Wehnelt, etc.), donnent un courant alternatif extrêmement impur, même si la fréquence de l’onde fondamentale est maintenue bien constante. Si l’on veut, avec une bobine d’induction obtenir un courant à peu près purement sinusoïdal, on doit, au lieu de ruptures complètes du courant primaire, recourir seulement à des variations de résistance : cela peut être réalisé facilement par l’emploi d’un contact microphonique au lieu d’un contact de rupture : des appareils de ce genre sont connus depuis longtemps sous forme d’appareils d’appel téléphoniques. Un de
- Fig. a.
- ces appareils est représenté par la figure 2. Au centre d’une membrane téléphonique circulaire M est fixé un microphone entouré d’un cylindre d’acier R placé à une distance réglable de la membrane téléphonique. Sur le tube d’acier est enroulée une bobine montée en série avec le secondaire S d’une petite bobine d’induction et la ligne d’utilisation. L’enroulement primaire P de la bobine d’induction est relié au microphone et à deux accumulateurs A. Lorsque la membrane oscille, la résistance du contact microphonique
- diminue, le courant croissant induit dans le secondaire un courant qui augmente l’aimantation du tube d’acier et accélère par suite le mouvement de la membrane : cette dernière oscille donc continuellement comme un trembleur de Neef. Comme dans le circuit primaire il n’y a que des variations de résistance et non des ruptures de courant, on obtient au secondaire un courant à peu près purement sinusoïdal très approprié aux mesures avec le pont alternatif. En employant des membranes de diverses épaisseurs, on peut facilement obtenir des courants
- Fig. 3.
- alternatifs de fréquence compris entre 3oo et 1 000 périodes par seconde.
- Pourobtenir un courant aussi pur que possible, il est avantageux d’introduire dans le secondaire une capacité telle que la résonance électrique se produise avec l’oscillation propre de la membrane. Si la self-induction du circuit secondaire est L Henrys et la période d’oscillation de la membrane «, il faut introduire une capacité
- j q6 •
- G = microfarads.
- La détermination de la fréquence du courant est très facile h faire par comparaison avec un diapason. On peut aussi mesurer la distance entre les nœuds des ondes sonores produites dans un tube de verre par un téléphone mis en action par cet appareil.
- Comme nous l’avons dit, il est possible d’obtenir par ce moyen des courants dont la fréquence atteint 1 000 périodes par seconde. Des machines destinées à la production de courants sinusoï-
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N° 35.
- daux de fréquence plus élevée pour laboratoires ont été construites par Kries, Franke etWien. La machine que nous allons décrire dérive de celle de Franke et de celle de Wien. Elle réu-
- Fig
- roue dentée en fer S d’environ 20 cm de diamètre et 2 cm d’épaisseur, composée de plusieurs centaines de disques de tôle très mince. Les
- Fig. 5.
- disques sont isolés les uns des autres par une mince couche de laque et sont maintenus parles disques d’ébonite K. Vis-à-vis des dents du disque et à faible distance de ces dernières sont
- nit certains avantages de ces deux dernières qui, dans le but actuel, ont une valeur particulière.
- La partie essentielle est constituée par une
- placés les pôles pointus d’un électro aimant en fer à cheval constitué également par de minces tôles de fer.
- L’électro-aimant est excité par un courant continu passant dans l’enroulement p, et le disque de fer est mis en rotation rapide par un moteur shunt (fig. 4) '• il se produit alors de fortes oscillations magnétiques qui induisent dans les enroulements secondaires s1 et des courants alternatifs. Comme il est facile de placer 100 dents à la périphérie du disque, on peut obtenir à chaque tour 100 périodes complètes.
- La vitesse de rotation du moteur shunt peut atteindre 4 000 tours par minute ; les courants produits par cette machine ont donc une fréquence de 6600 périodes par seconde. Pour éviter la production d’un courant ondulé dans le réseau alimentant la bobine primaire p, on intercale une forte bobine de self-induction.
- Le second moteur représenté à droite sur la figure 4 est fermé sur une résistance réglable et sert à maintenir constante la charge du moteur d’entraînement de manière que de faibles variations de frottement dans les coussinets ou d’autres petites modifications ne produisent aucune oscillation perceptible dans la vitesse de rotation.
- Le courant produit par cette machine contient encore quelques faibles oscillations supérieures
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- mais dans la plupart des mesures ces impuretés n’ont aucun effet; on peut cependant, comme l’a proposé Wien, les faire disparaître en se plaçant dans les conditions de résonance. Pour cela on ferme la machine sur l’enroulement primaire d’un transformateur et l’on introduit une capacité c satisfaisant à l’égalité
- L désignant la self induction du circuit primaire et n la fréquence.
- Par cet artifice on augmente considérablement l’intensité de l’onde principale et les harmo-
- niques supérieurs disparaissent presque entièrement dans le circuit secondaire. La puissance utilisable de la machine est d’environ i5 watts.
- 2° Pont à courant alternatif. — La combinaison d’un pont à courant alternatif servant à la mesure est représentée par la figure 5. La disposition du fil de mesure et du contact glissant est, à part quelques petits détails, la même que celle du galvanomètre universel. La périphérie du socle en forme de disque porte une encoche dans laquelle est placé le fil de mesure.
- Fig. 6.
- Sur ce dernier glisse une roulette de platine qui assure le contact. Le socle porte la boîte de résistances qui contient le galvanomètre servant aux mesures en courant continu.
- Aux bornes X est relié l’appareil à mesurer, en IV l’étalon de self-induction, en T le téléphone, en B un élément de pile sèche et en S la source à courant alternatif : en employant le bouchon de prise de courant dans le trou W, on met en circuit la source à courant alternatif et le téléphone; en l’enfonçant en G, on met en circuit le galvanomètre et la source à courant continu. Pour faire une mesure de self-induction et de pertes, on détermine, après avoir mis le bouchon en W, la valeur de la résistance pour laquelle on obtient un minimum, puis on introduit le bouchon en G et l’on note la valeur de la résistance pour laquelle le galvanomètre est au o. On obtient ainsi la résistance de pertes dont il a été question R/ — R. La lecture sur fil, mul-
- tipliée par la valeur de l’étalon donne la self-induction cherchée de l’appareil.
- En outre on obtient en même temps les valeurs individuelles R’ et R de la résistance à courant alternatif et de la résistance à courant continu.
- 3° Appareil pour la détermination de très faibles self-inductions. — Avec la pont à courant alternatif décrit ci-dessus, on peut mesurer des self-inductions jusqu’à o,ooi Henry.
- Au-dessous de cette valeur il n’est plus possible de déterminer exactement la self-induction à cause de la self-induction des connexions et des résistances. Pour la mesure de très faibles self-inductions, on peut se servir du pont que représente la figure 6. Pour éviter les erreurs provenant d’induction mutuelle, le fil de mesure est rectiligne et est réduit à une longueur de io cm; à la place d’une boîte de résistances, on emploie un fil de manganine W de 20 cm, sur
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- lequel glisse un contact dont le réglage approximatif est fait au moyen de g, et le réglage définitif au moyen de la vis M. La bobine à mesurer est reliée aux bornes KA et K2.
- Le téléphone est branché entre le contact du pont et le contact glissant sur . W. En N est placée une self-induction variable composée d’une bobine'N et d’un noyau mobile K en ferf
- divisé dont les positions sont espacées sur une échelle. Avec cet appareil il est possible de mesurer des self-inductions de l’ordre de io_ 7 Henry avec une exactitude de i à i p. ioo.
- Les appareils décrits peuvent aussi servir à la mesure des coefficients d’induction mutuelle.
- B. L.
- SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- ACADÉMIE DES SCIENCES
- Sur F ampèremètre thermique à mercure. Note de M. C. Camichel, présentée par M. Violle.
- « J’ai l’honneur de soumettre à l’Académie la forme pratique que j’ai donnée à l’ampèremètre thermique à mercure, appareil dont j’ai montré les avantages dans des Communications déjà anciennes (Comptes rendus, t. CXXV, 1897, et t. CXXVI, 1898).
- « I. La méthode employée consiste à échauffer pendant une minute, au moyen du courant continu, une résistance de mercure placée à l’intérieur du réservoir d’un thermomètre à mercure qui rayonne dans une enceinte maintenue à o°
- « Voici en quelques mots la description de l’appareil (i).
- « Le courant arrive par une borne a dans un fil de platine plongeant dans un large godet A, qui contient du mercure et communique avec une des extrémités d’un tube Z, entouré par le réservoir R d’un thermomètre à mercure. Le courant sort du tube t par un deuxième godet B relié à une borne b.
- « La résistance intérieure de l’appareil (modèle 1 ampère — 1,7 ampère est environ i,5 ohm). Les godets A et B, le réservoir R sont enduits de noir de fumée et rayonnent à l’intérieur d’une enceinte en fer noircie intérieurement et entourée de glace fondante ; cette enceinte est desséchée par quelques grains de chlorure de calcium. Un dispositif facile à imaginer permet de
- (9 Construit par M. Hémot, avec une très grande habileté.
- replacer l’ampèremètre dans une situation toujours la même vis-à-vis des parois de l’enceinte.
- « Pour ramener l’appareil au zéro sans attendre trop longtemps, on fait plonger dans un bain de mercure, contenu à la partie inférieure de l’enceinte, une masse de fer P : le mercure vient alors refroidir par son contact le réservoir thermométrique et il le ramène rapidement à o°. Avant de faire une mesure, on soulève le plongeur.
- Le courant inconnu passe dans l’appareil pendant une minute. Les élévations de température se lisent avec un viseur muni d’un réticule. Pour graduer l’appareil on construit une courbe ayant comme abscisses les intensités du courant et comme ordonnées les élévations de température Q.
- II. Le remplissage du tube se fait comme pour un baromètre et exige des précautions spéciales pour éliminer toutes traces d’air et d’humidité.
- CONGRÈS DE VIENNE
- Union internationale de tramways et de Chemins de fer d’intérêt local. (Treizième assemblée générale (Vienne, 1904) (*).
- Rapport de M. G. Pedriali, ingénieur en chef du service électrique de la Société des tramways bruxellois sur la question suivante : Contrôle des
- (*) A la treizième assemblée générale tenue à Vienne, il a été présenté quelques rapports intéressant les applications de l’électricité à la traction. Nous en donnerons successivement des comptes rendus (N. d. 1. R.).
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- installations électriques et entretien des fils de trôlel.
- A. Contrôle des installations électriques.
- On est d’accord pour reconnaître la nécessité d’une révision périodique et minutieuse de l’état d’isolement des parties de lignes, à des intervalles variant entre trois mois et un an. Des résultats consignés dans les différentes réponses, on peut conclure néanmoins qu’une révision faite tous les six mois doit être considérée comme suffisante.
- En général ces révisions n’ont pas relevé de défauts*grossiers d’isolement, mais elles ont eu l’avantage de prévenir ces défauts.
- Les révisions périodiques permettent de suivre l’état de conservation des matériaux isolateurs ; c’est là d’ailleurs leur but principal.
- Peu nombreuses sont les sociétés qui ont des services régulièrement organisés pour le service de contrôle le long des lignes, mais toutes procèdent à la révision de l’isolement du réseau par des mesures faites au tableau de l’usine ; les moyens employés pour cette révision diffèrent souvent ; ces moyens sont plus ou moins rapides et industriellement exacts.
- On peut diviser le contrôle de l’isolement des lignes en deux parties.
- I. — Contrôle de l’ensemble du réseau ou de parties du réseau alimentées séparément ;
- II. — Contrôle des appareils constituant l’équipement des lignes.
- La première partie de ce contrôle d’isolement est faite généralement au moyen d’appareils installés à l’usine génératrice ou dans les sous-stations.
- Certaines sociétés se servent de voltmètres mis en série entre le pôle positif de la génératrice et la partie dont on veut mesurer l’isolement à la terre.
- Dans ce cas, si V est la tension entre le pôle positif de la génératrice et la terre et V° la déviation du voltmètre établi en série, comme il est dit ci-dessus, on trouvera la résistance R d’isolement par la formule suivante :
- formule dans laquelle r repiésente la résistance connue du voltmètre.
- Ce système, qui n’est vraiment exact que pour des résistances comparables à la résistance
- du voltmètre dont on se sert, n’est pas à conseiller pour la recherche de l’isolement des câbles isolés, l’isolement étant toujours de plusieurs megohms. Dans ce cas, les galvanomètres sensibles avec résistances étalonnées sont généralement employés.
- Un moyen également efficace et rapide pour s’apercevoir d’un défaut, mais qui ne permet pas d’en mesurer exactement l’importance, consiste à vérifier les indications de l’ampèremètre de la première génératrice, lors de la mise en marche du matin. Si toutes les voitures sont isolées du fil de travail et si l’ampèremètre accuse une déviation, il y a lieu de conclure à un défaut d’isolement dans le réseau. Ce défaut peut être localisé en ouvrant successivement les différents interrupteurs des lignes.
- Pour les lignes à caniveaux ou à contact superficiel, il y a lieu de procéder journellement et d’une façon régulière aux vérifications de l’isolement. Dans les lignes de cette nature, les causes de détérioration de J’isolement sont multiples ; pour les lignes dont les deux pôles sont isolés de la terre, il faut en outre tenir compte du phénomène d’électrolyse qui tend à transporter l’humidité du pôle positif au pôle négatif.
- Ce phénomène, dont la conséquence est d’amener une diminution de l’isolement du pôle négatif, est surtout à craindre en temps pluvieux ; il est, dans ce cas, avantageux que les feeders aboutissent à des interrupteurs à deux directions permettant de les connecter tantôt au pôle positif, tantôt au pôle négatif des génératrices.
- L’installation, dans tous les réseaux, de volt-mètres-ohmètres pour la vérification journalière de l’isolement global du réseau ou de ses parties séparément alimentées est à conseiller.
- Une partie très importante du contrôle des installations de tramways est celle qui a pour objet, la vérification de la conductibilité des rails en vue de parer aux courants d’électrolyse.
- La mesure de la quantité de courant qui, en un point donné, passe des conduites aux rails, est une opération toujours malaisée ; il y aurait cependant grand intérêt de connaître quelle est par unité de surface des conduites la quantité d’électricité qui passe de celles-ci aux rails. Cette opération est malheureusement très difficile, sinon pratiquement impossible.
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- On peut toutefois se rendre approximativement compte de l’importance de ces courants en intercalant dans les conduites un joint parfaitement isolé et en réunissant les deux parties de la conduite à examiner, par un câble comportant un ampèremètre dont la résistance est de l’ordre de la résistance primitive du point. Certaines compagnies préconisent de réunir les conduites aux rails par un câble comprenant un ampèremètre ; mais cette méthode détruit complètement l’équilibre dans la distribution de ces courants d’électrolyse et ne donne pas la mesure exacte des courants traversant les conduites.
- Plusieurs des sociétés qui ont donné quelques renseignements sur la question des courants d’électrolyse, essayent de démontrer quelle est la limite du danger de ces courants. On ne peut cependant avoir un critérium exact de la valeur du danger ; ce danger dépend en effet, non seulement des conditions locales, mais surtout des conditions du sol et de la position respective des conduites et des rails. Il y a lieu de remarquer que les prescriptions édictées dans les différents pays pour limiter la chute de potentiel dans les voies n’ont été établies que pour éviter des dangers certains ; ces prescriptions ne sont pas toujours suffisantes pour éviter dans des cas spéciaux des dangers probables.
- Il y aurait lieu d’établir pour chaque réseau un plan indiquant aussi exactement que possible les points où la différence de potentiel entre les conduites et les rails est la plus grande et de placer en ces points des tuyaux-témoins qui seraient visités périodiquement.
- L’expérience semble montrer que dans les parties des villes où le réseau des conduites est le plus entrelacé avec celui des rails, il est toujours recommandable d’avoir une différence de potentiel inférieure à un volt entre les rails et les conduites, celles-ci étant positives.
- Une fois le réseau établi de façon à n’avoir pas à craindre les effets d’électrolyse, il semble être très à souhaiter que les compagnies dont les voies ne sont pas établies en rails continus, surveillent par des révisions périodiques le maintien en bon état des joints. De nombreux appareils efficaces existent en pratique : (vérificateur de Siemens et Halske ; l’appareil de contrôle de l’A. E. G., etc.)
- Lorsqu’on dispose de lignes téléphoniques qui longent les lignes de tramways, il est facile
- de surveiller d’une manière générale l’état des connexions des rails : il suffit en effet d’envoyer par le fil de travail, un courant déterminé au moyen d’une connexion appropriée entre ce fil et les rails en intercalant un rhéostat dans le circuit. Le fil téléphonique sert dans ce cas de fil pilote. Ce procédé peut être appliqué en service en se servant alors du courant normal de service.
- Ces essais qui sont très utiles, ne doivent cependant pas dispenser des essais à faire périodiquement sur chaque connexion, car une connexion cassée peut être la cause de détérioration dans les conduites voisines et celle-ci peut ne pas être relevée par les lectures au voltmètre, servant à la révision de l’ensemble du réseau.
- La deuxième partie du contrôle des installations électriques consiste en la vérification détaillée de l’appareillage d’isolement et dans la localisation éventuelle des défauts signalés par les révisions périodiques de l’isolement global, soit par la lecture des appareils de mesure ou le déclanchement des interrupteurs automatiques.
- Cette vérification des isolateurs se fait par différents systèmes.
- Quelques sociétés procèdent par des mesures rapides et croient ne pas devoir rechercher l’importance de l’isolement; elles se contentent de s’assurer si l’isolateur présente ou non un défaut.
- Ce système est évidemment rudimentaire et ne donne aucune précision.
- Nous avons vu souvent employer avec succès la méthode des trois lectures, qui peut être résumée comme suit :
- Si au moyen d’un voltmètre nous prenons les trois lectures indiquées par exemple A, B et C et si nous posons :
- R : résistance du voltmètre ;
- X : la résistance de l’isolateur support ;
- Y : la résistance de l’isolateur au poteau ;
- I : le courant que les isolateurs laissent passer ;
- i : le courant qui traverse le voltmètre.
- Nous aurons entre ces quantités les relations suivantes :
- X = ^ (C — A — B) et Y = -|- (C — A — B) p)
- P) Nous donnons pour plus de clarté le développement
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- Pour rendre pratique ce système, qui au premier abord paraît un peu délicat, il suffît de donner un numéro d’ordre au point de suspension des lignes et de remettre aux hommes chargés de faire cette vérification, un registre du modèle ci-après :
- Ligne de.
- A GAUCHE du support
- A DROITE du support
- suspension
- suspension
- des équations qui conduisent aux résultats signalés :
- A = RI X
- I =
- R + X C
- A = R x
- Y + -X
- RX
- :r+x
- R + X
- X
- Y +
- RX
- d’où
- R+X
- R (A-C) X + ARY + AXY = o et en posant
- Z = 2L
- (a)
- AX + R (A-C) Z + AR = o d’autre part en déduisant B de la même façon que nous avons déduit A.
- RCY
- B
- R + Y<x+rTÿ
- qui, réduite donne :
- B = et
- RCY
- R (X + Y) + XY
- BRX + (B-C) RY + BXY = o et toujours en mettant
- z -2L
- — Y
- on aura
- BRZ + (B-C) R + BX = o et en déduisant X et Y des formules (a) et (6) on a
- X = (C-A-B)
- (U
- R
- (C-A-B'
- À la rentrée des lectures, l’ingénieur ou un employé fait les calculs et l’on a ainsi une idée exacte de l’état de tous les isolateurs.
- Pour la recherche des défauts dans les lignes à caniveau il serait assez malaisé de procéder aux révisions par les systèmes sus-indiqués.
- Le système généralement employé consiste à installer sur le tableau de distribution deux lampes-témoins établies en série entre les deux pôles du caniveau, mais dont le point milieu est à la terre. Si un des pôles est à la terre, la lampe en communication avec le pôle opposé brille; les interrupteurs du tableau des feeders permettent de trouver sans difficulté aucune, sur quelle partie de ligne se trouve le défaut.
- Une fois cette constatation faite, il est facile de mesurer approximativement l’importance du défaut au moyen d’un rhéostat mis en série avec la section où il a été trouvé.
- Il arrive fréquemment qu’un corps étranger mette le fil de travail en contact avec la terre ; on peut parfois détruire cette cause de contact accidentel en faisant passer dans la ligne un courant intense réglé par un rhéostat.
- Si ce moyen ne suffit pas, il faudra procéder à la localisation exacte du défaut. Le moyen le plus pratique consiste dans l’emploi du procédé imaginé par le professeur Eric Gérard.
- B. Entretien des fils de travail.
- Peu de sociétés se sont préoccupées d’établir un contrôle efficace des fils de travail au point de vue mécanique.
- U11 tel contrôle serait cependant très utile, et il serait surtout désirable que les résultats en soient consignés sur des registres spécialement établis à cette fin.
- Les deux types de registres employés par les tramways bruxellois, présentent l’avantage de suivre de très près les travaux de réparation et de renouvellement ; la disposition de ces registres permet de se rendre compte si un point déterminé de l’équipement n’a pas demandé des réparations trop fréquentes ; s’il en est ainsi, l’ingénieur aura son attention immédiatement attirée sur ce point et cherchera à y porter remède.
- Au point de vue général, on trouve presque partout les données suivantes :
- Portée de 35 et 4o m.
- Section du fil : 02 mm2.
- Tension : environ 5oo kgr à o°.
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- Dans presque tous les réseaux, on constate des ruptures plus ou moins fréquentes du fil de trôlet ; sur cinq sociétés qui font usage de prises de courant à archet, quatre déclarent n’avoir jamais eu de ruptures.
- Les ruptures signalées sont attribuées à des causes très différentes et il ne serait pas facile d’en tirer des conclusions bien précises.
- Toutefois, on peut déduire les considérations suivantes de l’expérience :
- L’usure du fil de travail pour un équipement en axial, se produit surtout au support. S’il s’agit d’un support soudé, il se produit généralement une usure au milieu et cette usure est d’autant plus accentuée que la suspension est rigide et que le support est court.
- S’il s’agit d’un support rivé, l’usure se produit à la sortie du support et quelquefois même à l’entrée du support, mais plus légèrement.
- Lorsque les suspensions d’une ligne sont rigides (potences), une usure assez rapide se remarque en dessous des supports ; le fil présente des traces d’étincelles ; sa surface cesse d’être régulière et lisse, et elle présente des ondulations.
- Entre deux suspensions, le fil et la perche de trôlet sont soumis à des vibrations ; arrivée au point de support, la perche continue a vibrer et le fil ne vibre plus. A ce moment la perche se détache ou tend à se détacher du fil et frappe le fil de légers coups avec production de petites étincelles.
- Si le fil n’est pas bien tendu, les mouvements du fil au passage de la voiture et sous l’effet du vent, peuvent également amener la rupture du fil contre le support, surtout si celui-ci est court, car dans ce cas les ondulations du fil se localisent en un point déterminé et, se répétant continuellement, provoquent la rupture. D’autres causes de ruptures se rencontrent souvent dans les appareils spéciaux tels que aiguilles, croisements, isolateurs de section,etc., etc.
- Ces appareils doivent comporter une attache élastique du fil ; cette attache doit par conséquent être longue et de section décroissante et établie de façon à ce qu’une roulette ne reçoive aucun choc, ni à l’entrée, ni à la sortie. Ils doivent posséder une protection très solide et efficace empêchant qu’une roulette venant à dérailler ne puisse en aucun cas venir se coincer dans l’angle présenté par les branches de dérivation. Le fil
- de trôlet doit pouvoir s’y adapter sans devoir être plié sous un angle trop aigu, de telle sorte que la tension du fil même ne tende à le dessouder. Lorsque un de ces appareils doit être ancré (c’est le cas des aiguilles), il faut que le fil d’ancrage soit établi de façon à faire avec le fil de trôlet un angle assez ouvert ; en tous cas, il est toujours bon de réunir à proximité de l’appareil, le fil de suspension au fil de trôlet au moyen d’un pont rigide de façon à éviter que la roulette ne puisse en cas de déraillement aller se serrer entre les deux fils.
- On a obtenu des bons résultats' et une prolongation sensible dans la durée du fil en adaptant aux supports usés des gaines en tôle de cuivre d’un millimètre d’épaisseur.
- En résumé pour réduire les causes de rupture au minimum, les précautions essentielles à prendre sont :
- i° Le contrôle fait par des périodes assez rapprochées avec annotation des résultats consignés dans un registre spécial ;
- 2° Les suspensions doivent présenter une élasticité aussi grande que possible ;
- 3° La tension du fil à la température de o° doit être comprise entre 45o et 5oo kgr (pour les fils 52,5 mm2) ;
- 4° Les supports doivent être longs et élastiques (la longueur de 38o mm semble avoir donné les meilleurs résultats) ;
- 5° Les appareils spéciaux doivent présenter des attaches longues et élastiques ; ils doivent être munis d’armatures de sûreté pour empêcher le coincement des trôlets en cas de déraillement ;
- 6° Les appareils spéciaux, supports de connexion et les supports ordinaires en cas de portées supérieures à 4$ m doivent être protégés par un appareil du genre de celui décrit ci-dessus ;
- y0 En cas de supports soudés, il est à conseiller de faire usage de soudure à la résine relativement tendre; le fil de trôlet ne doit pas être porté à une température trop élevée.
- La durée du fil de trôlet dépend du service et du profil des lignes ; elle varie de 5oo ooo à i doo ooo passages pour le fils de 8 mm de diamètre. La pression de l’appareil de prise de courant sur le fila également une grande importance ; il est à conseiller que pour les lignes à trôlet axial, cette pression ne dépasse en aucun cas 5,5 kgr.
- Le Gérant : Ch. COINTE.
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- Tome XL
- Samedi 3 Septembre 1904.
- Il* Année. — N# 36
- a*
- 9 Yr'-^
- eilaiira
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- L’ÉNERGIE
- DIRECTION SCIENTIFIQUE
- A. D'ÂRSONVAL, Professeur au Collège de France, Membre de llnstitut. — A. BLONDEL, Ingénieur des Ponts et Chaussées, Professeur à l’Ecole des Ponts et Chaussées. — Eric GÉRARD, Directeur de l’Institut Électrotechnique Montefiore. — G. LIPPMANN, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — D. MONNIER, Professeur à l’Ecole centrale des Arts et Manufactures. — H. POINCARÉ, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — A. POTIER, Professeur à l’École des Mines, Membre de l’Institut. — A. WITZ, Ingénieur des Arts et Manufactures, Professeur à la Faculté libre des Sciences de Lille.
- THÉORIE DES ACCUMULATEURS AU PLOMB(1)
- I. Décomposition électrolytique des sels au minimum. — On sait que tous les métaux qui ne forment qu’un seul oxyde stable, dans les conditions ordinaires de température, donnent des sels qui, par électrolyse, déposent sur le pôle négatif le métal et sur l’électrode positive le radical acide. Lorsqu’on opère sur les sels dissous le résultat peut varier, dans le cas des métaux qui décomposent l’eau, car la réaction se complique alors de ce phénomène.
- Les métaux qui ont deux oxydes stables et qui sont, de ce fait, susceptibles de donner deux séries de sels se comportent à l’électrolyse d’une manière absolument différente, suivant qu’il s’agit des sels au maximum ou des sels au minimum.
- Les sels au maximum sont, au point de vue de la réaction électrolytique, absolument comparables aux sels des métaux de la première catégorie qui ne donnent qu’une série de sels; par contre, on peut, pour tous les autres, poser la règle suivante :
- Les sels au minimum, en solution aqueuse, donnent par électrolyses le métal qui se dépose sur la cathode et l'oxyde supérieur, hydraté ou non, qui se dépose sur l'anode.
- L’équation de réaction commune à ces derniers sels est, en appelant R le radical acide et M le métal :
- «RbMc + «H20 = MdOa + (ac— d) M + aiRHT
- Chacun connaît bien des exemples de cette forme de réaction, aussi ne voulons-nous insister que sur la généralité de cette règle.
- **
- (b Ce travail a été fait à l’école de Physique et de Chimie Industrielles.
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- 302
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- Ï. XL. — N° 36.
- Tous les sels de bismuth, de cobalt, de cuivre, de fer, de manganèse*, au minimum, que nous avons essayés, nous ont donné la même réaction, peroxyde à la positive et métal à la négative. Les sels au maximum de ces mêmes métaux nous ont, au contraire, donné le simple dépôt métallique sur la négative.
- Il faut faire exception pour les sels stanneux et mercureux pour lesquels nous n’avons pu trouver les conditions convenables à la formation du dépôt d’oxyde.
- On peut interpréter de deux manières différentes le résultat obtenu dans l’électrolyse des sels au minimum.
- i° En admettant qu’au pôle + il y a oxydation du sel qui passe au maximum et se décompose en donnant l’oxyde et de l’acide libre. Cette hypothèse, qui semble suffisante à expliquer la réaction dans le cas, par exemple, de sulfate manganeux qui se transformerait en sulfate manganique instable, ou du sulfate cobalteux se transformant en cobaltique, ne permettrait pas de comprendre que le chlorure cuivreux ne se transforme pas simplement en chlorure cuivrique, plutôt que d’abandonner de l’oxyde cuivrique sur la positive.
- 2° En admettant que l’oxygène naissant formé par l’électrolyse, ou mieux les ions O, agissent directement sur le sel pour former le peroxyde. Cette façon de voir est certainement mieux en accord avec les faits et permet de comprendre qu’en certains cas on ait pu obtenir des oxydes supérieurs, ainsi que M. Hollard (*) l’a montré pour le plomb, le nickel et le bismuth.
- II. — Décomposition électrolytique des sels de nickel et de plomb. — Le nickel donne deux oxydes Ni O et Ni203 comparables aux oxydes de fer, mais on ne connaît que les sels correspondants au protoxyde. Cette condition n’empêche pas que l’électrolyse d’une solution de sulfate de nickel Ni SO4 -j-7 aq, donne, avec deux électrodes de platine, du nickel métallique au pôle négatif et de l’hydrate de sesquioxyde (2) sur la positive.
- Le même résultat s’observe lorsqu’on électrolyse les sels de plomb.
- L’électrolyse bien connue de l’acétate et du nitrate de plomb se passe, en effet, suivant la règle des sels au minimum. La décomposition d’une solution de chlorure de plomb à chaud se fait également de la même manière avec ce détail intéressant à noter au point de vue pratique, que le plomb déposé sur la négative au lieu de se produire sous forme de cristaux arborescents ou de plomb spongieux, comme dans l’électrolyse des autres sels de plomb, peut s’obtenir en couche compacte et adhérente ; nous avons réussi de cette façon de très beaux dépôts de plomb sur cuivre.
- Le mode d’électrolyse des sels de nickel et de plomb, propre aux sels au minimum, semble indiquer la possibilité d’obtenir les sels de ces métaux correspondants aux oxydes connus Ni203 et Pb O2. Pour ce qui est du plomb, d’ailleurs, M. Elbs (3) a préparé un sulfate de plomb, (SO4)2 Pb, qui se décompose immédiatement en présence de l’eau, même additionnée d’acide sulfurique si la densité est inferieure à 1,65, en donnant de l’acide sulfurique et du peroxyde de plomb.
- Nous pensons que le nom de bisulfate, donné à ce sel par les auteurs, n’est pas celui qui lui convient, mais qu’il s’agit, en réalité, d’un sulfate plombique dans lequel le plomb est
- f1) Hollard. Bulletin de la Soc. Chim. 1903, t. 29, p. i5i.
- (2) II est probable que l’oxyde ainsi obtenu n’est pas Ni2Os, mais bien l’oxyde NiO'% comme l’indique M. Hollard (loc. cit.). Nous n’avons pas fait dé recherches à ce sujet.
- (3) Elbs. Préparation des produits chimiques par l’électrolyse. Trad. Leriche, p. 44> Elbs et Rixon Zeitschriff^ ür Elefdroch. Y. Q, n° 14, p. 267; Elbs et Fischer. Zeitsch. für Elektroch. Y. 7. n° 12. p. 343.
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- tétravalent comme il l’est dans le bioxyde de plomb :
- Pb
- /°
- \o
- Pb
- /so4
- %so*
- La décomposition par l’eau, suivant l’équation :
- Pb (SO4)2 4- 2Ü20 = PbOa + 2SOH2 paraît, à ce sujet, tout à fait caractéristique.
- Il est donc naturel de classer, au point de vue de l’électrolyse, le nickel et le plomb dans le groupe des métaux qui donnent, ou sont susceptibles de donner deux séries de sels.
- III. Les théories de l’accumulateur au plomb. — Depuis la découverte de Planté, plusieurs théories ont été faites pour expliquer le fonctionnement de l’accumulateur au plomb, mais aucune, sauf celle due à MM. Gladstone et Tribe, n’a permis le calcul des forces électromotrices de réaction ; elle est basée exclusivement sur la double sulfatation des deux électrodes pendant la décharge et leur désulfatation pendant la charge, suivant l’équation réversible :
- PbO2 + Pb + aS04H2 £ aSO*Pb + aH20.
- Aussi, bien que cette interprétation ait été très discutée et, en particulier, par M. Dar-rieus (i) qui considère la formation de l’acide persulfurique comme la réaction primaire de l’accumulateur, elle est aujourd’hui à peu près universellement admise et les travaux de W. Kohlraush et Heim (2) et de Mugdan (3), pour ne citer que les principaux, ne permettent plus de douter de la formation du sulfate de plomb sur les deux électrodes pendant la décharge.
- Mais, si l’on est maintenant d’accord sur la réaction, il ne paraît pas en être de même de la question du mécanisme qui pourrait permettre à cette réaction de se produire, qui expliquerait l’ensemble des phénomènes observés et donnerait le moyen de prévoir les résultats à obtenir en changeant telles ou telles des conditions d’expérience.
- La théorie de M. Elbs (4) conduisait, elle aussi, à admettre la formation du sulfate de plomb aux deux pôles pendant la décharge, mais pour expliquer à la charge la formation du bioxyde, elle admet la formation du sulfate plombique (S04)2Pb, qui, en présence de l’eau, se décompose en bioxyde de plomb et acide sulfurique. M.Nernst(8) a combattu cette théorie en montrant que le sel préparé par Elbs dans des conditions très spéciales ne pouvait se former dans l’accumulateur pendant la charge et que, d’ailleurs, si cette réaction se faisait la force électromotrice de l’élément serait sensiblement plus faible qu’elle n’est; enfin que les réactions de Elbs ne sont pas réversibles, ce qui ne peut s’admettre.
- Le Blanc (6) admet que, contrairement à ce que l’expérience indique, le bioxyde de plomb est légèrement soluble et que, dans l’eau, il se dissocie en ions Pb tétravalents et en ions hydroxyles OH. Liebenow (7) pense que dans une solution de plomb il doit exister des
- fi) Darrieus. Lumière électrique 1892, 44> P- 5x3.
- (2) W. Kohlraush et Heim. Elektrotechn. Zeitsch. 1889, p. 327.
- (3) Mugdan. Zeitsch. fur Elektroch. 1899, p. 3og.
- (4) Elbs. Zeitsch. fur Elektroch. 1896, p. 70.
- (5) Nernst. Zeitsch fur Elektroch. 1896, 3, p. 78. — 1899, 6, p. 46.
- (6) Dolezalek. Théorie de l’Accum. au plomb. Trad. Liagre, p. 3o.
- (7) Liebenow. Zeitsch fur Elektrçetk. 1896, 2, p. 420.
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- ions Pb O2 avec deux charges négatives, et enfin Dolezalek (*) conclut à la réalité de la théorie de Liebenow en se basant sur ce que la faible solubilité du sulfate de plomb dans l’eau acidulée suffit à expliquer la présence d’ions Pb O2 dans la solution.
- Il nous semble que la solubilité du sulfate de plomb à elle seule est tout à fait insuffisante pour expliquer la présence d’ions Pb O2 et nous croyons que ces différentes théories n’éclairent que d’une façon très incomplète la question du mécanisme de la désulfatation.
- IY. Fonctionnement de l’accumulateur par le sulfate de plomb dissous. — Après ce que nous avons vu en commençant sur le mode d’électrolyse des sels de métaux au minimum et notant le fait connu de la solubilité légère du sulfate de plomb dans l’acide sulfurique (2) nous pensons naturel d’admettre que ce sulfate de plomb dissous, sous le passage du courant, donne du peroxyde à la positive et du plomb métal à la négative à la façon de tous les sels solubles de plomb.
- Dans le but de vérifier cette décomposition du sulfate de plomb par le courant, nous avons électrolysé une solution de sulfate de plomb dans l’eau contenant du sulfate de soude et nous avons obtenu ainsi le double dépôt peroxyde-métal. Nous avons eu le même résultat en substituant le sulfate de magnésie au sulfate de soude ; dans ces deux cas, la liqueur peut être rendue fortement acide par l’acide sulfurique, sans changer la forme de la réaction. Enfin la solution de sulfate de plomb dans l’hyposulfite de soude donne également le double dépôt, mais compliqué par la décomposition de l’hyposulfite de soude (3).
- Le sulfate de plomb est excessivement peu soluble dans l’eau acidulée sulfurique à la concentration habituelle des accumulateurs, mais on peut constater néanmoins cette solubilité en prenant, à l’aide d’une pipette, à la fin d’une décharge, une certaine quantité de la liqueur à laquelle on ajoute de l’alcool; on observe alors, dans la masse du liquide, la formation d’un louche blanc qui se dépose très lentement et qui est formé par du sulfate de plomb. Au contraire, si, au lieu de prendre le liquide à fin de décharge, on le prend vers la fin de la charge, pendant le passage du courant et en ayant soin que la pipette ne recueille que le liquide du voisinage immédiat delà plaque, ce liquide reste clair lorsqu’on le traite par l’alcool; il ne contient donc plus de sulfate de plomb dissous.
- Voici, d’après cette façon de voir, la marche du phénomène :
- Charge.— La solution contient du sulfate de plomb dissous; sur le pôle — les ions H se substituent aux ions Pb qui se déposent
- SO'Pb + H2 = SO*H2 + Pb
- à la positive les ions O agissent sur le sel de plomb à la façon d’un oxydant en donnant du bioxyde de plomb
- SOlPb + O + H20 = SO^2 + PbO2.
- On sait, en effet, que les hypochlorites réagissent sur les sels de plomb en donnant du bioxyde et que l’eau oxygénée réagit aussi de cettè façon, si le sel de plomb est en solution alcaline. Il n’est donc pas étonnant que l’oxygène naissant agisse exactement de la même manière.
- (*) Dolezalek. Loc. cit., p. 37.
- (2) On trouve quelques chiffres sur la solubilité du sulfate de plomb dans l’acide sulfurique dans le dictionnaire de Wurtz au chapitre qui traite de ce corps, et la courbe représentant la solubilité de ce sel en fonction de la concentration en acide sulfurique dans le livre de M. Dolezalek {loc. cit.).
- (3) On connaît des combinaisons de sulfate de plomb avec le sulfate de soude, molécule à molécule (Berthier) avec le sulfate de potasse (Tromtosdorff') et aussi avec l’hyposulfite de soude. Ces corps sont considérablement plus solubles que le sulfate de plomb.
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- Dès que le sulfate de plomb de la solution s’épuise, les plaques en fournissent une nouvelle quantité qui rentre immédiatement en jeu et les phénomènes successifs de dissolution et de décomposition se suivent de si près que tout se passe au contact de l’électrode, et le Pb, ouïe PbO2, suivant le pôle, se dépose à la place même qu’avait, avant sa dissolution, le sulfate de plomb qui lui a donné naissance.
- Décharge. — A la décharge, la réaction inverse se produit comme elle est indiquée par la théorie de Gladstone et Tribe, par celle de Elbs et par tous ceux qui admettent la double sulfatation.
- Au pôle positif : PbO2 + SOlH2 + H2 = SO*Pb + aH20.
- Au pôle négatif: Pb -|- S04H2 -j- O =z S04Pb -(- H20
- V. Applications de la théorie a l’expérience — i. Lorsqu’on plonge deux lames de plomb dans l’eau acidulée et qu’on fait passer le courant, on oxyde très lentement et très superficiellement la lame positive et la lame négative ne se forme qu’à peine. Si on ajoute du sulfate de soude ou de magnésie à l’électrolyte, on augmente la solubilité du sulfate de plomb qui se forme toujours à la surface de l’électrode au contact de l’acide sulfurique, et on constate la formation rapide et dans toute sa masse, de l’électrode positive, alors que la négative se recouvre de plomb spongieux.
- 2. Quand un élément d’accumulateur est sulfaté, on obtient la désulfatation par une charge prolongée ; on hâte le résultat en diminuant beaucoup le degré de l’acide de l’électrolyte et en faisant passer un courant assez intense pour obtenir réchauffement du liquide. Les deux conditions — acide très étendu (*) et échauffement du liquide — sont toutes deux favorables à la dissolution du sulfate de plomb. On obtient, d’ailleurs, le même résultat en ajoutant à l’électrolyte un dissolvant du sulfate de plomb, tel que sulfate de soude ou sulfate de magnésie.
- 3. Les mélanges employés par les fabricants d’accumulateurs pour garnir les grillages devant servir à la préparation des plaques sont toujours à base de minium ou de litharge, mais ils contiennent, en outre, un certain nombre de corps que la pratique a désignés et qui rentrent en proportions variables dans les recettes empiriques dont on fait usage.
- Les corps additionnés aux oxydes de plomb, sont de trois sortes très différentes :
- a) . Ceux qui n’interviennent que comme liants au moment de l’empâtage et qui doivent disparaître pendant la formation; ce sont les gommes, les résines, les goudrons, le collodion... etc.
- b) . Les matières neutres dont le rôle est de donner de la porosité à la matière et qui subsistent dans l’accumulateur formé, comme la pierre ponce, ou disparaissent lentement, comme le graphite.
- c) . Enfin des corps assez nombreux qui sont susceptibles de se combiner aux oxydes ou au sulfate de plomb pour former des produits sensiblement plus solubles dans l’électrolyte que le sulfate de plomb seul.
- C’est ainsi que l’empâtage à l’ammoniaque s’explique par ce fait que le sulfate de plomb est soluble dans l’ammoniaque (Wittstein) et qu’on connaît un sulfate double de plomb et d’ammonium très soluble dans l’eau (2).
- (x) La courbe de solubilité du sulfate de plomb dans l’eau acidulée sulfurique en fonction de la teneur en acide, montre un minimum de solubilité entre i3 et i4 p. ioo d’acide; pour des concentrations plus faibles et plus grandes la solubilité croît rapidement (Dolezalek).
- (2) Woehler et Litton. Ann. der Chem, und Pharm., t. XLIII, p. 126.
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
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- La pyridine employée par certains fabricants pour l’empâtage agit de la même manière que l’ammoniaque.
- Les sulfates de soude et de magnésie, qui sont fréquemment employés, interviennent de la même manière, ainsi que nous l’avons déjà dit.
- Le sulfate d’ammonium et le sulfate de potassium qui sont d’excellents dissolvants du sulfate de plomb (Trommsdorff) donnent aussi de très bons résultats pour l’empâtage.
- Tous ces corps ont, en outre, l’avantage que, disparaissant par dissolution dans l’électrolyte, ils laissent à la matière active une porosité qui lui permet, pendant la sulfatation, d’augmenter de volume sans danger.
- 4. On attribue généralement une importance très grande à l’adhérence que doit présenter l’oxydé sur son support avant la formation ; il existe une espèce assez nombreuse d’éléments où cette adhérence n’existe absolument pas, ce sont ceux où les oxydes sont enfermés dans des sachets de matière isolante percés de trous, avec une électrode de plomb traversant la masse pour y amener le courant; la formation a pour but, dans ces éléments de transformer tous ces grains qui sont indépendants les uns des autrès en une masse compacte à grosse porosité. La formation, en effet, s’obtient à la faveur des sels de plomb dissous qui précipitent par électrolyse soit du plomb, soit de l’oxyde, entre les grains et les soudent ainsi peu à peu les uns aux autres. Il est donc facile de voir, d’après tout ce que nous avons dit, que la formation se fera d’autant plus facilement qu’on sera dans un milieu où le sulfate de plomb sera plus soluble. Cette condition se trouve remplie en opérant dans une solution contenant soit du sulfate de soude, soit du sulfate de magnésie acidulée ou non d’acide sulfurique; ces procédés ont l’avantage de n’introduire aucun corps susceptible de nuire à la durée de l’accumulateur ; on doit donc les employer de préférence à celui qui consiste à mettre dans l’électrolyte de l’acide acétique ou de l’acétate de plomb ou de soude, ou de l’acide nitrique ou du nitrate de plomb ou de soude, car l’expérience a montré qu’il était très difficile de débarrasser l’élément de ces acides qui nuisent beaucoup à sa durée ; tous ces derniers corps donnent cependant et pour la même raison que les sulfates une formation très rapide.
- 5. Pour terminer, nous ferons observer que le phénomène de diminution de la capacité avec la rapidité des décharges de l’accumulateur, expliqué dans la théorie actuelle par l’appauvrissement rapide de l’électrolyte au voisinage des électrodes sans que celui-ci puisse se régénérer assez rapidement, s’explique tout à fait de la même manière dans la théorie que nous venons d’exposer, puisqu’il faut qu’au fur et à mesure que le sulfate de plomb dissous est électrolysé, de nouvelles quantités se dissolvent pour le remplacer et que cette substitution ne peut être instantanée.
- Néanmoins comme la substitution doit se faire d’autant plus rapidement que le sulfate de plomb est plus soluble dans le milieu, on peut prévoir que si l’on ajoute à l’électrolyte d’un accumulateur du sulfate de soude ou de magnésie, sa capacité baissera beaucoup moins vite, pour des régimes croissants de décharge, que si l’électrolyte était simplement formé d’eau acidulée.
- Dans le but de vérifier cette conclusion, M. P. Gasnier à fait sur un élément d’accumulateur plusieurs décharges rapides en trente-cinq minutes, de façon à bien déterminer sa capacité; il ajouta ensuite à l’électrolyte du sulfate de soude et constata que faisant la décharge dans des conditions identiques d’intensité la capacité s’était accrue de i5p. 100 environ dans deux expériences successives.
- Paul Bary.
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- NOUVELLES INSTALLATIONS ÉLECTRIQUES
- DE LA COMPAGNIE DES CHEMINS DE FER DE L OUEST EN GARE DES BATIGNOLLES
- ET DÉPENDANCES (suite) 1
- Sous-stcition de transformation. — La sous-station transforme l’énergie électrique, courant alternatif triphasé 5ooo volts, 25 périodes, voltage polygonal, en courant continu, distribué suivant le système à 3 fils donnant une différence de potentiel de 5oo volts entre les fils extrêmes et de 200 volts sur chaque pont.
- Fig. 3.
- Lajsous-station comprend actuellement 2 groupes de transformation, l’un de 600 kilowatts, l’autre de 3oo kilowatts, tous deux composés d’un moteur asynchrone fonctionnant directement sous 5 000 volts et accouplé aune génératrice courant continu de 5oo volts. La figure 6 représente le groupe de 3oo kilowatts.
- En outre, de ces 2 groupes de transformation, la sous-station comprend les groupes suivants destinés aux divers services accessoires, savoir :
- i° 1 groupe d’égalisation composé de 2 moteurs shunt de 100 kilowatts chacun à z5o volts ;
- 20 2 groupes d’excitation de 3o kilowatts composés chacun d’un moteur asynchrone de 220 volts, 25 périodes, directement accouplé a une génératrice de 3o kilowatts, 5oo volts, (*)
- (*) Voir L’Eclairage Électrique, n° 35.
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
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- avec les transformateurs statiques nécessaires. Ces groupes sont destinés à la mise en vitesse des 2 groupes de transformation avant leur couplage sur la haute tension, et peuvent servir également à la marche en excitation séparée des génératrices de 600 kilowatts et de 3oo kilowatts.
- 3° 2 groupes survolteurs de 20 kilowatts, composés chacun d’un moteur asynchrone 100 volts, 2D périodes accouplé directement à une génératrice de 100 volts, avec les transformateurs statiques nécessaires.
- A l’exception des deux moteurs asynchrones des groupes survolteurs, fournis par la maison Farcot, tout le matériel électrique, machines, tableaux et appareillage, se rapportant à la manœuvre et à la conduite des groupes ci-dessus énumérés, a été fourni par la société anonyme Westinghouse.
- La sous-station est complétée par une batterie d’accumulateurs destinée à marcher normalement en tampon. Cette batterie, fournie parla société Tudor, comprend 280 éléments : elle est d’une capacité de 600 ampères-heure à la décharge en 1 heure. Tout le matériel électrique de charge et de décharge de cette batterie, réducteurs manœuvrables à distance de charge et de décharge, panneaux de tableaux pour la charge et la décharge, avec tout l’appareillage ad hoc, a été fourni par la Compagnie générale de Constructions électriques, qui a également construit et mis en service dans cette sous-station les rhéostats automatiques installés sur chaque feeder d’éclairage et destinés à maintenir constante, quel que soit le régime, la différence de potentiel sur chaque pont aux bornes des cabines de distribu-bution de chaque section.
- On doit en dernier lieu signaler un groupe compresseur d’air servant au soufflage des machines. Ce groupe est constitué par un petit moteur série, 5oo volts, de 3 kilowatts, actionnant par engrenage un compresseur à bielles et manivelles, lequel comprime de l’air dans un réservoir de 3oo litres sur lequel on branche un tuyau flexible muni à son extrémité d’une lance de soufflage (fig. 3).
- Il a été très difficile de caser dans le local dont on disposait les nombreuses machines, tableaux et appareils divers qui composent la sous-station. Malgré les difficultés, les ingénieurs de la Compagnie ont su résoudre le problème de telle façon que depuis sa mise en service la sous-station satisfait pleinement à tous les besoins de son exploitation.
- Toutes les machines ont été disposées au niveau du sol. Les tableaux ont été installés sur un plancher en ciment armé situé à 2,35 m au-dessus du sol et qui a une profondeur de 4 m. Enfin, pour loger les accumulateurs, il a été nécessaire de constituer un autre plancher en ciment armé, occupant cette fois toute la surface de la salle et auquel on accède par un petit escalier tournant qui prend naissance sur le plancher des tableaux.
- Nous allons maintenant suivre le schéma général de la sous-station (fig. 4)1 en nous arrêtant pour en indiquer les caractéristiques et les conditions de fonctionnement, à chaque machine ou appareil pouvant présenter un intérêt particulier.
- A. Courant alternatif haute et basse tension. — Comme toutes les autres sous-stations de la compagnie de l’Ouest (1), quelle que soit d’ailleurs leur importance, la sous-station de Batignolles est alimentée par 2 câbles haute tension, dont un seul assure normalement le service. A la sortie des boîtes d’extrémités sont disposés des fusibles sur chaque câble et sur chaque phase. Ces fusibles sont du type Thomson et constitués en principe par des lames métalliques minces, fortement tendues par ressorts, lesquels écartent rapidement au moment de la fusion les deux tronçons métalliques. Ces fusibles, déjà employés dans les
- P) La compagnie de l’Ouest a en service à l’heure actuelle ag sous-stations.
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- Transforma feur série
- Jhsjonct\
- Disjoncteurs dipolaires à huile
- Transfstatiq. JOQQ-r Jx7,5KW7 100
- shvnt
- Ampèremètre
- ta douté(
- Aux Tooîtes d’extrémité
- Moteurs triphasés I I J j L J ______________ | L
- des Transform. JL I ^ J ] __^rJTl ! A !
- rotatifs ( j/\ |f’ j|'\j (1£) I | ( ff'.j JL
- (mêmes X?s awc réner<9tr.)’Mjjs~ -lyf *'p<L
- 850 hP 5000Y gsofi' 5000V ^ip 50m. ^ ' 500ÛV.
- OOOfP
- Groupe de : 600KW 600KW. 300KW. 300KW,
- rot. triphr
- mot triph.
- des Excitatrices
- des Survolteurp
- OJ
- a>
- <£>
- Fig. 4.
- 3 Septembre 1904 REVUE D’ÉLECTRICITÉ
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- T. XL. — N° 36.
- 370 L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- sous-stations de traction delà ligne Invalides-Versailles, ont toujours eu un bon fonctionnement et présentent, en outre, le grand avantage de pouvoir être mis en place sous voltage, sans danger pour le personnel. Cette propriété permet de les placer à la naissance même d’une dérivation, c’est-à-dire, avant tout autre appareil, ce qui est la seule manière de protéger efficacement toutes les autres installations, branchées sur les mêmes canalisations principales, contre un incident survenant à l’installation considérée.
- Immédiatement après les fusibles, chaque ligne triphasée aboutit à un interrupteur principal coupant dans l’huile du dernier type Westinghouse. A la sortie des interrupteurs, les 3 phases des alignes se branchent sur 3 petites barres omnibus haute tension, lesquelles sont jonctionnées aux barres omnibus principales haute tension. Entre ces petites barres omnibus et les barres principales sont montés les appareils de mesure haute tension, savoir: 1 voltmètre à fiche permettant la lecture entre les 3 phases, 2 ampèremètres et un compteur (montage normal). Avant la jonction aux barres principales on rencontre enfin un disjoncteur Westinghouse, type à perche. Les barres omnibus haute tension alimentent les circuits suivants : (sur le schéma (fig. 4) les groupes et organes divers représentés en trait plein existent seuls; les parties en éléments s’appliquent aux machines prévues mais non encore installées) :
- i° Le moteur triphasé à 5ooo volts du groupe de transformation de 600 kilowatts;
- 20 Le moteur triphasé à 5ooo volts du groupe de transformation de 3oo kilowatts;
- 3° Par tranformateurs, les moteurs triphasés des deux groupes survolteurs;
- 4° Par transformateurs, les moteurs triphasés des deux groupes d’excitation.
- i° Moteur triphasé à 5000 volts du groupe de transformation de 600 kilowatts. — Immédiatement après la dérivation sur les barres, le courant traverse un disjoncteur haute tension du type à perche suivi d’un interrupteur à huile. A la sortie de cet interrupteur les trois phases aboutissent à une boîte d’extrémité, laquelle est reliée, par un câble unique triphasé logé en caniveau, à une autre boîte d’extrémité placée à proximité du moteur. C’est de cette dernière boîte que partent les connexions proprement dites du moteur.
- Les caractéristiques de ce moteur sont les suivantes :
- Chevaux........................................................ 85o sur l’arbre
- Tension aux bornes......................................... 5 ooo volts
- .............................................................. 2 3
- Ampères en pleine charge....................................... 89
- Tours.......................................................... 290
- Cos cp à pleine charge..................................... 0,92
- » à 3/4 de charge........................................ 0,69
- Alésage du stator.......................................... 2 i34
- Diamètre du rotor en cage d’écureuil....................... 2 i3i
- Enroulement du stator......................................en étoile
- Ce moteur ne comporte aucun dispositif spécial de démarrage, lequel s’effectue par le lancement du rotor au synchronisme par la génératrice courant continu,
- 20 Moteur triphasé a 5000 volts du groupe de transformation de 300 kilowatts. — Immédiatement après la dérivation sur les barres le courant traverse un disjoncteur haute tension du type à perche suivi d’un interrupteur à huile. A la sortie de cet interrupteur les 3 phases aboutissent à une boîte d’extrémité, laquelle est reliée par un câble unique triphasé logé en caniveau, à une boîte d’extrémité placée à proximité du moteur. C’est de cette dernière boîte que partent les connexions proprement dites du moteur.
- Les caractéristiques de ce moteur sont les suivantes :
- Chevaux
- 44o sur 1 arbre
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- REVUE D’ELECTRICITE
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- Tension aux bornes......................................... 5 ooo volts
- .............................................................. 25
- Ampères en pleine charge..................................... 4o
- Tours........................................................... 460
- Cos cp à pleine charge..................................... 0,92
- » à 3/4 de charge........................................ 0,89
- Alésage du stator.......................................... 1 528
- Diamètre du rotor en cage d’écureuil. ..................... 1 524
- Enroulement du stator......................................en étoile.
- Ce moteur ne comporte aucun dispositif spécial de démarrage, lequel s’effectue par le lancement du rotor au synchronisme par la génératrice courant continu.
- 3° Moteurs triphasés clés 2 groupes survolteurs. — A leur naissance, les dérivations passent dans des interrupteurs à huile spécialement agencés pour former en même temps disjoncteurs. A la sortie de ces appareils le courant aboutit directement au primaire des transformateurs. Chacun des 2 groupes survolteurs comprend 3 transformateurs monophasés montés en triangle ao°° , de 8 kilowatts. Le secondaire, aboutit aux bornes du
- r 0 IOO V
- stator du moteur asynchrone dont les caractéristiques sont les suivantes :
- Kilowatts......................................................... 20
- Tension aux bornes................................................100
- %v\.........................•..................................... 2,5
- Ampères en pleine charge. . . ................................. . 120
- Cos cp à pleine charge............................................ 0,90
- » à 3/4 de charge............................................... 0587
- Ce moteur est muni d’un rhéostat de démarrage sur le rotor.
- Les moteurs des 2 gToupes de survoltage sont identiques.
- 4° Moteurs triphasés clés 2 groupes cl’excitation. — A la naissance des barres omnibus, les dérivations passent dans des interrupteurs à huile spécialement agencés pour former en même temps disjoncteurs. A la sortie de ces appareils le courant aboutit directement au primaire du transformateur.
- Chacun des deux groupes d’excitation comprend 3 transformateurs monophasés montés en triangle ——— , de 10 kilowatts.
- 0 220 V
- Le secondaire de ces transformateurs est muni de connexions à mi-triangle, ce qui donne une position à tension réduite pour le démarrage. A cet effet, les 2 natures de connexions du secondaire sontreliées respectivement aux deux séries de plots de l’interrupteur tripolaire à 2 directions de mise en marche du moteur. Le démarrage du moteur s’obtient par la fermeture du tripolaire sur les plots basse tension et par le passage sur la série de plots correspondant à la tension totale, après obtention de toute la vitesse que peut donner la tension réduite de démarrage. Les caractéristiques de chacun des deux moteurs sont les suivantes :
- Chevaux.........................
- Tensions aux bornes.............
- VV\.............................
- Ampères à pleine cliarg . . . . .
- Tours......................... .
- Cos o à pleine charge. ......
- » à 3/4 de charge............
- Alésage du stator.............
- Diamètre du rotor en cage d écureuil Enroulement du stator...........
- 4o sur l’arbre 220 20 90 720 0,90 0,87 0,562 o,558 en étoile.
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-
-
-
- ÜJ
- Cl
- . »
- Harres des Machines
- Courant conü'nu
- terres courant continu. Excitation
- i—fi,- , !...
- Amper. J <ê
- hter-unm
- Exatce
- séparée
- WC-U
- simples
- 4mpèrem{
- es
- Rhéostats "\d'excit f
- Génératrices courTcont^soor. des Transformateurs rotatifs
- (mêmes numéros aux moteurs >
- Groupe de :
- r.-«
- iJyc-ioffÈt-mtoM
- r-'ïïSSÎ9| rîWïl
- Wiéoslat
- slmnt
- EGALISA TR t CE S
- uemètiMJompound
- Fig. 5.
- L’ÉCLAIRAGE ELECTRIQUE T. IL. — N° 36
- p.372 - vue 373/686
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- 373
- B. Gourant continu. —- Nous diviserons l’étude du côté courant continu de la sous-station en 4 parties principales :
- ic Machines génératrices et égaKsatrices ;
- 20 Services accessoires des génératrices ;
- 3° Accumulateurs, charge, décharge ;
- 4° Départ des feeders et accessoires.
- i° Machines génératrices et égalisatrices [fig. 5). — La génératrice de 600 kilowatts tourne
- Fig. 6.
- à 290 tours : induit à tambour, 8 pôles, 8 lignes de balais. La liaison de l’induit aux barres omnibus des machines comporte un interrupteur sur chaque pôle, un disjoncteur monopolaire sur le positif et un ampèremètre. En outre, des connexions pour commutateur à fiches de wattmètre sont disposées pour le couplage des machines en parallèle sur les barres par la réduction à zéro, c’est-à-dire la comparaison entre un pôle barre et le même pôle de la machine.
- Ainsi que nous le verrons plus loin le circuit d’excitation de cette génératrice est installé sur le tableau des services accessoires.
- La génératrice de 3oo kilowatts tourne à 365 tours : induit à tambour, 6 pôles, 6 lignes de balais. De même que pour la génératrice de 600 kilowatts, la liaison de l’induit aux barres omnibus des machines comporte un interrupteur sur chaque pôle, un disjoncteur monopolaire sur le positif et un ampèremètre. En outre des connexions, pour commutateurs à fiches de voltmètre sont disposées pour le couplage des machines en parallèle sur les barres par la réduction à zéro, c’est-à-dire la comparaison entre un pôle barre et le même
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- pôle de la machine. Sauf pendant cés manœuvres de couplage, le commutateur de voltmètre est laissé en prise sur les connexions donnant le voltage entre les barres -h et — des machines.
- Ainsi que nous le verrons plus loin, le circuit d’excitation de cette machine est installé sur le tableau de services accessoires.
- Le groupe des égalisatrices comprend 2 moteurs de a5o volts ioo kilowatts, 55o tours, à excitation shunt, accouplés directement et rigidement F un à l’autre. Les induits sont en tambour, 6 pôles, 6 lignes de balais.
- Un pôle d’induit de chacun de ces moteurs est relié respectivement à une des barres des machines. Le pôle commun des 2 induits aboutit à une troisième barre qui crée ainsi le fil neutre des 2 ponts. Chaque liaison d’induit aux barres comporte un interrupteur unipolaire. Entre les bornes d’un des interrupteurs sur fil extrême est branché le rhéostat de démarrage que l’on courtcircuite à fin de course par la fermeture de l’interrupteur considéré. Chaque fil extrême comporte également un ampèremètre à 2 directions. Les circuits de champ des 2 égalisatrices sont croisés, c’est-à-dire que le circuit d’excitation de l’égalisatrice, dont l’induit est branché sur le pont 1, est alimenté par le pont 2, et réciproquement. Le circuit de champ comporte un interrupteur monopolaire sur chaque fil, un rhéostat sur chacun des fils extrêmes et les connexions nécessaires pour commutateur à fiche de voltmètre pour la fermeture de l’interrupteur de champ sur le fil neutre par la réduction à zéro, c’est-à-dire par la comparaison entre le neutre des barres et le neutre des égalisatrices, opération qui termine la mise en marche des égalisatrices qui sont démarrées comme 2 machines en série, c’est-à-dire avec l’interrupteur de champ du fil neutre ouvert.
- 20 Services accessoires des génératrices. — Les services accessoires des machines génératrices comprennent :
- a. Les circuits d’excitation des 2 génératrices de 600 et de 3oo kilowatts, combinés de façon à permettre la marche en excitation séparée, ou en auto-excitation.
- b. Les dispositifs de démarrage des génératrices de 600 et de 3oo kilowatts considérés comme moteurs des asynchrones des machines de 600 kilowatts et de 3oo kilowatts, pour le lancement de ces derniers au synchronisme avant leur couplag’e sur la haute tension.
- ^ Pour cela deux barres omnibus spéciales à 5oo volts sont mises en charge par les 2 génératrices des groupes dits d’excitation. Les caractéristiques de chacune de ces 2 génératrices sont les suivantes :
- Kilowatts. . .
- Tours...........
- Voltage. . . .
- Pôles.........
- Lignes de balais Excitation . . .
- . . . . 3o
- . . . . 720
- . . . . 5oo
- ....... 4
- ..... 4
- shunt avec compoundage facultatif.
- Les rhéostats de champ de ces génératrices sont naturellement disposés de façon à permettre leur excitation avant leur couplage sur les barres. Les circuits d’induit aboutissent à des interrupteurs bipolaires à deux directions permettant, soit de mettre la génératrice considérée sur les barres omnibus spéciales, soit de mettre ces barres en charge par une dérivation prise sur les barres omnibus principales.
- - . a. Excitation des génératrices 600 et 300 kilowatts. — Le courant, pris sur les barres accessoires, passe par un interrupteur bipolair* muni d’un dispositif de décharge pour coupure de champ. Cet interrupteur bipolaire est à deux directions : la première direction
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- assure l’excitation indépendante ; la seconde direction ferme le circuit de champ sur les bornes d’induit de la génératrice considérée, donnant ainsi la marche en auto-excitation qui est celle employée normalement en service.
- Dans la marche en excitation séparée, le compoundage des génératrices excitatrices peut être assuré par un deuxième circuit de champ alimenté par la différence de potentiel créée aux bornes d’un shunt réglable disposé en série sur un des fils extrêmes de sortie du tableau des machines.
- b. Pour le démarrage des génératrices le courant est pris également sur les barres spéciales et aboutit aux bornes d’induit des génératrices en passant dans un des deux rhéostats de démarrage installés à cet effet, le passage dans l’un ou l’autre de ces rhéostats étant obtenu par la position de fermeture de l’interrupteur bipolaire de démarrage dans l’une ou l’autre des deux positions qu’il peut prendre. Les circuits de démarrage sont protégés par un disjoncteur unipolaire.
- (A suivre.)
- II. Pataud.
- NOTE
- SUR LA DÉTERMINATION DES PHASES DES COURANTS
- ET TENSIONS DANS UN TRANSFORMATEUR
- On sait qu’une self-induction dans un circuit détermine un retard de la phase du courant sur celle de la force électromotrice, et qu’un condensateur au contraire met le courant en avance.
- Si on ferme le secondaire d’un transformateur dont le flux résultant de la composition des flux primaire et secondaire est supposé constant, sur un circuit inductif, la valeur de la
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- tension primaire et la différence de phase de cette tension et du courant primaire varieront avec l’inductance du circuit.
- Considérons un transformateur de force magnétomotrice résultante F (fig. 1).
- Soit e la force électromotrice induite parle flux auquel elle correspond dans les circuits primaire et secondaire. Pour le secondaire, nous portons la force électromotrice e sur un
- vecteur en retard de — sur F. Pour le primaire nous prenons cette force e en signe contraire pour la composer avec la tension ohmique et la tension de self du primaire.
- Si nous supposons que le secondaire renferme une self-induction, i2 sera la direction
- Fig. 2.
- du courant et de la force magnétomotrice F2 dans ce circuit. Nous en déduirons Ft du circuit primaire.
- Si nous supposons enfin pour simplifier que la résistance du primaire est négligeable, la tension aux bornes primaires sera simplement la résultante de e et de dirigée normalement à Ft.
- est le courant primaire ; la self-induction de ce circuit.
- Soit a l’angle de F2 avec F.
- ? — F, — F.
- ?i - E* - F-
- Cherchons ce que devient l’angle cp et la composante Ft lorsque a varie, c’est-à-dire lorsque l’inductance du secondaire varie seule.
- Désignons OFj par p, OF par a et OF2 par b. Nous avons tout d’abord :
- p cos cp = a -f- b cos a
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- p sin y b sin a
- tgcp =
- b sin a a -\- b cos a
- en différenciant il vient
- X
- cos2 ç
- do =
- i
- b cos a (a b cos a) dot b2 sin2ae?a (a -|- b cos a)2
- or
- cos2 cp zz:----
- I +
- I
- b2 sin2 a
- [a -[- b cos a)2
- d’où
- , [ab cos a 4- b2)dcL
- do = 7---------—---------X
- ‘ [a b cos cl)1
- i +
- do
- (iab cos cl
- [cl-|- b cos a) b2) da
- a2 -f- b2 -J- 2ab cos «
- en intégrant on aura la valeur de © :
- J'* cib cos a -j- è2 a2 -f- b2 -|- 2a& cos a
- posons ol — ix
- posons tg x‘
- =/
- ab cos 2^ -f- b2 a2 -(- r>2 -f- 2a/> cos 2a;
- ,./ >, b2 — «2
- / (*) —
- ’ = /
- 2c?a; zzz i f [x) dx
- J — x
- a2-f- b2 -f- labcos %x
- b2 — a2____________
- (a -j- b)1 cos2 x -f- (a — b)2 sin2 x
- dx
- J — x
- = /
- [b2 — a2) dz
- (a -f- b)2 -f- [a — b)2 z2 (a + b)2 a — b
- J — x
- r
- '"i
- a— b \
- « + * /
- a — b \
- « + b 7
- et en remarquant que b est>a
- J — X
- ,i
- i +
- b — a b —f- a b — a b -j- a
- 2
- f
- * à à *
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- J-x = ,rctg(±T^z'j+C
- a, (b — a a \ „
- <?= — +arctg^T-j-_tg—j+C
- pour a = o et a = - on a © — o d’où C = o.
- * *
- La détermination de p = Fi peut se faire sans difficulté puisque :
- p r= \Ja% -f- b2 — iab cos a-
- Si nous désignons la composante de la tension aux bornes dirigée suivant ox' par Kp et par K’a la composante dirigée suivant 01 nous aurons pour exprimer des équations analogues à celles que nous avions pour ci-dessus :
- — Ej cos cpj m Kp sin o )
- E1 sin (fi = K p cos ç -j- K ’a ) '
- d’où
- Et =z y/K2p2 K'2a2 -J- aK K 'a p cos cp
- d’autre part
- tg ?i =
- Kp cos cp -f- K 'a Kp sin cp
- tg cp1 = cot cp -j-
- K’a
- Kp sin cp
- en différenciant, nous obtiendrons une expression qui nous permettra de déterminer l’angle 'ot. En effet :
- d «pi
- e?cp —
- K 'a cos cp Kp sin2 o
- do
- d’où
- dot — cos2
- Ko — K 'a cos cp Kp sin2 cp
- ]
- do
- or
- COS2 'pt =
- Kp cos o -f- K ’a
- i +
- Kp sin o
- K2p2 sin2 cp
- K2p2 -(- K'2a2 aKK'ap cos cp
- et enfin
- d Cp ! —
- K2p2 — KK'ap cos cp K2p2 -J- K'2a2 -)- 2KK’ao cos <p
- do
- A2 — AB cos cp A2 -|- B2 -(- 2AB cos cp
- do
- ce qui revient à
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- expression de même forme que la précédente et dont l’intégrale s’obtient de même. A et B y sont simplement des constantes.
- La représentation graphique de l’expression (i) peut se faire aisément. Si on trace en effet un cercle de rayon = i et si en dessous de l’origine ox on trace un vecteur OA faisant avec ox
- Fig. 3.
- l’angle si on porte sur la tangente de cet angle la longueur ^ tg ~ =AB,on trou-
- vera par une construction très simple le point D (fig. 2).
- L’angle DOA=cp.
- k
- * *
- Si on voulait tenir compte de la résistance ohmiquedu secondaire il faudrait modifier les relations (2) comme suit (voir fig. 3) :
- — Ex cos rz Kp sin cp — Kjp cos cp
- Et sin cpt zz K 'a -)- Kp cos cp -)- Kjp sin <p
- Le terme en Ki correspond à la chute de tension ohmique du primaire. Il vient alors :
- __ Kp sin cp — Kjp cos cp
- % ?i K'a Kp cos cp -)- Ktp sin cp
- en posant tgol=z on aura une expression de la forme
- As — 1
- tg cp. rz ---------. . — - .
- 1 + As + B\/i -t s2
- Usera plus simple pour trouver la vraie valeur de la tension au primaire en tenant compte de la résistance ohmique de la considérer comme résultante de Et et de K,p composante dirigée suivant Fr
- Si on appelle V* cette valeur de la tension au primaire, on a la relation
- Vj ~ E12 4- Kjp2 + aEjKjp cos (cp4 — «).
- J. Dalemont,
- Ancien élève de l’Institut Montéfiore.
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- SUR LE
- RÉGLAGE DE LA SENSIBILITÉ DES GALVANOMÈTRES THOMSON
- La sensibilité d’un galvanomètre Thomson, dont l’équipage mobile ne serait soumis qu’au seul champ des bobines, aurait une sensibilité infinie = co ^ ; un tel appareil ne
- serait d’aucune utilité pour la mesure des intensités de courant. L’existence du champ terrestre introduit, par contre, un couple directeur qui a pour premier effet de fixer le zéro de l’appareil, mais dont le moment serait trop élevé pour permettre de réaliser des appareils très sensibles pour la mesure des courants très faibles, si l’astaticité de l’équipage mobile ne réduisait ce couple à presque rien. L’astaticité parfaite conduirait encore à une sensibilité infinie, mais, outre qu’elle est impossible à réaliser et surtout à conserver, cette astaticité et l’absence d’action directrice fixe qui en est la conséquence rendrait toute mesure impossible ; les variations continuelles du champ terrestre et des champs ambiants, surtout dans les locaux industriels, seraient sans effet sur la position du zéro, mais cette dernière serait à la merci des torsions infinitésimales de la suspension et des moindres mouvements de l’air ambiant. Une astaticité quasi-parfaite n’est donc désirable au point de vue de la sensibilité qu’autant que l’on puisse pourvoir à la fixité du -zéro, sans laquelle une grande sensibilité serait illusoire. Au moyen des aimants directeurs, on substitue à l’action directrice du champ terrestre, qui échappe à tout réglage, une action que l’opérateur peut modifier à son gré, de façon à concilier ces deux conditions antagonistes de toute bonne mesure galvanométrique : la fixité du zéro et une grande sensibilité. Dans ces conditions, il y a tout intérêt à ce que l’action terrestre reste modérée et que le système ait une astaticité relative, car ses variations n’influenceront que très peu le zéro du galvanomètre. Quant à la sensibilité, on pourra, en principe, la rendre aussi grande que l’on veut, puisqu’il suffit de donner à l’action des aimants directeurs une valeur égale et opposée à celle du champ terrestre pour rendre la sensibilité infinie ; mais on est toujours limité dans cette voie par la condition de stabilité du zéro. A ce point de vue, avec une suspension à peu près asiatique, on est avant tout gêné, dans les opérations industrielles, par les champs locaux ; dans un laboratoire à poste fixe, on se rend rapidement compte de l’influence de ces champs locaux et de leurs variations ; à une sensibilité donnée correspondra une condition déterminée de fixité du zéro, et il sera aisé de déterminer avec une approximation suffisante l’erreur probable due à la variation du zéro. Les tâtonnements que néces-' sitent ces recherches et les conditions diverses de l’emploi du galvanomètre exigent que l’opérateur puisse faire varier la sensibilité très rapidement dans de grandes limites. Les personnes peu familiarisées avec l’emploi du galvanomètre Thomson font usage des aimants directeurs d’une façon tout empirique et se privent ainsi gratuitement d’une portion très importante de l’échelle des sensibilités, parce qu’elles commettent l’erreur de croire que la sensibilité varie toujours dans un sens unique avec l’intensité du champ des aimants directeurs.
- En règle générale, quand on se trouve en présence d'un galvanomètre réglé et prêt à l’usage, si la sensibilité n’est pas celle que l’on désire, il faut commencer par faire tourner sur eux-mêmes les aimants directeurs sans changer leur position relative, de façon que le champ directeur tourne autour de l’axe de figure du galvanomètre sans que son intensité soit modifiée. L’équipage mobile quitte la position du zéro, puis finit par y revenir quand
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- on continue à faire tourner les aimants directeurs sur eux-mêmes toujours dans le même sens. Dans cet état du réglage, on se trouve en présence d’une sensibilité nouvelle ; il est même très aisé de prévoir si cette sensibilité sera plus grande ou plus faible que la sensibilité première, en appliquant la règle suivante : si, pour un observateur placé le long de l’axe de symétrie du galvanomètre, l’équipage mobile tourne dans le même sens que les aimants directeurs, en partant du zéro primitif, la nouvelle sensibilité sera supérieure à la sensibilité primitive, quand l’équipage sera revenu à sa position initiale, les aimants directeurs ayant toujours tourné dans le même sens.
- L’explication de cette règle nous entraînera à exposer le mécanisme du réglage de la sensibilité, de telle façon que, en s’y rapportant, chacun puisse modifier à coup sûr la sensibilité d’un galvanomètre Thomson et se rendre compte de suite du maximum de sensibilité qu’on peut attendre de l’appareil employé.
- Fig. i.
- Considérons d’abord un équipage mobile formé d’un aimant unique et supposons le champ ambiant fixe en grandeur et direction, et représenté par le vecteur OT (fig. i) ; soit OD le champ directeur, OZ la direction fixe choisie pour le zéro de l’appareil. La résultante des champs OT, OD devra être dirigée suivant OZ, de telle sorte que TR est égal et parallèle à OD. Dans le triangle OTR, OT est invariable en grandeur et direction, et la direction OZ est fixe. Toutes les valeurs du champ directeur compatibles avec l’orientation du galvanomètre et la position choisie pour le zéro, donnant, autrement dit, des résultantes de champ dirigées suivant Oz, sont représentées par le faisceau de segments issus du point T fixe et s’appuyant sur la droite Oz. Si, sans changer la grandeur du champ directeur TR on le fait tourner, le point R se déplace sur l’arc RR', l’équipage mobile suit ce mouvement et s’oriente suivant les directions successives OR1? OR2, OR". Jusqu’au point R" correspondant à la position de tangence à l’arc RR/, la droite OR et, par conséquent, l’équipage mobile tournent, comme la droite TR, c’est-à-dire l’aimant directeur, dans le sens des aiguilles d’une montre. Au delà du point R", TR et OR tournent en sens contraires ; en OR', l’équipage est de nouveau orienté suivant le zéro primitif, mais la résultante OR' est plus faible que OR, et la nouvelle sensibilité est plus élevée. On voit ainsi que la perpendiculaire TP divise l’angle TOZ en deux régions; la région TPZ est celle des sensibilités faibles caractérisée par une rotation dans le même sens du champ directeur et de l’equipage mobile ; la région TPO, au contraire, est celle des grandes sensibilités; le champ directeur et l’équipage mobile y tournent en sens contraires. Dans la première, il faut diminuer le champ directeur (TR) pour augmenter la sensibilité ; tandis que dans la deuxième il faut augmenter ce champ (TR') pour avoir de plus grandes sensi-
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- bilités. Si, en pratique, cette seconde région est moins connue, c’est qu’elle n’existe pas quand l’orientation Oz du galvanomètre est choisie perpendiculaire à OT,, auquel cas l’angle OTP est nul. Dans les laboratoires industriels, la direction du zéro est presque toujours imposée par la configuration du local; il serait, du reste, superflu de choisir l’orientation de ce zéro perpendiculaire au méridien magnétique, comme étant la plus favorable à la stabilité du zéro ; les champs locaux, la plupart du temps très variables, introduits par les masses électriques et magnétiques avoisinantes, rendraient cette précaution illusoire. On voit aussi sur la figure 2 que la région des grandes sensibilités n’existe pas non plus si l’angle TOZ est obtus ; cette condition ne s’aperçoit pas a priori avec les systèmes sensiblement astatiques d’équipages mobiles. On sait, en effet, qu’un tel système est équivalent à un aimant unique dont la ligne des pôles est perpendiculaire au plan bissecteur des aimants de l’équipage; la simple inspection de l’appareil ne renseigne pas sur la polarité de cet aimant fictif. Or, si l’on se reporte à la figure 2, on voit que si l’on
- T
- Fig. 2.
- fait tourner les aimants directeurs d’un tour complet en partant de la position TR, la résultante OR tournera toujours dans le même sens que TR. En réalité, l’équipage mobile viendra butter dans sa position extrême ob, et les aimants directeurs continuant à tourner, l’équipage basculera en ob' pour reprendre la rotation dans le même sens que le champ directeur. Cette simple opération indique donc que l’angle TOZ est droit ou obtus, et qu’avec l’orientation choisie la seconde région de sensibilités n’existe pas. Le cas de l’angle TOz aigu présente évidemment plus de généralité: il peut avoir certains avantages au point de vue de la sensibilité.
- Le champ directeur a, en effet, pour chaque instrument une valeur maximum et une valeur minimum. Si la valeur maxima est inférieure à TP, la direction OZ ne peut en aucun cas convenir pour l’orientation du zéro. Si le maximum est compris entre TP et OT, on aura deux sensibilités pour TOP aigu, et une orientation inutilisable dans le cas de TOz obtus. Pour un maximum supérieur à OT, il n’y a dans tous les cas qu’une sensibilité pour ce maximum. Si d’autre part le minimum du champ directeur est supérieur à OT, il n’y a, pour TOz aigu ou obtus, qu’une seule sensibilité. Cette rapide discussion montre que l’aimantation la plus favorable est, en tous cas, celle qui donne au champ directeur un minimum supérieur à TP et un maximum supérieur à OT. Si dans ces conditions, l’angle de la direction du champ terrestre avec celle de la résultante est aigu, on obtiendra une échelle de sensibilités très étendue ; pour des installations à poste fixe, l’intensité d’aimantation des aimants directeurs devra remplir ces conditions et il y aura lieu de la modifier en conséquence. Ce sera souvent un avantage très précieux d’obtenir des sensibilités très diffé-
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- rentes, par une simple rotation des aimants directeurs ; il se peut présenter en effet, souvent, que l’on ait, dans un laboratoire, besoin de sensibilités différentes pour deux genres d’essais. Après quelques tâtonnements, on arrivera rapidement à déterminer ces deux sensibilités, de telle façon qu’elles correspondent à une même valeur du champ directeur ; on passera alors de l’une à l’autre par une simple rotation des aimants directeurs avec une perte de temps insignifiante et sans rien changer aux réglages primitifs.
- On a supposé, dans ce qui précède, que l’équipage mobile se composait d’un aimant unique; mais comme toutes les actions sur cette équipage se ramènent à des couples que l’on peut supposer transportés dans un même plan perpendiculaire à l’axe de l’équipage mobile, au point de vue de la composition de ces couples ou de leurs forces, ce qui précède s’applique sans modification. L’orientation de ces diverses forces par rapport aux plans de symétrie de l’équipage est évidemment inconnu, mais sa détermination n’aurait aucun intérêt pratique.
- En résumé, comme l’action de la plus grande valeur du champ directeur est dans tous les galvanomètres Thomson supérieure à celle du champ terrestre, l’opérateur se trouvera, en général, en présence du cas où il faudra diminuer le champ directeur pour augmenter la sensibilité. Le plus souvent le minimum du champ directeur ne permet pas d’orienter l’équipage mobile dans la position choisie pour zéro, et qui correspond à une résultante faisant avec le champ terrestre un angle voisin de 90°. A ce moment, on se priverait de la seconde région des sensibilités, si l’on ne prenait pas la précaution d’augmenter peu à peu le champ directeur, en tournant les aimants directeurs sur leur axe, jusqu à ce que Véquipage mobile tourne en sens contraire des aimants directeurs ; une fois ce résultat obtenu, il faudra augmenter peu à peu le champ directeur pour obtenir des sensibilités de plus en plus grandes (*).
- P. Charpentier.
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- GÉNÉRATION ET TRANSFORMATION
- La construction des machines électriques en 1903(fin). J. Lœwy. Zeitschrift furElectrotechnik, juin et juillet.
- Pour l’alimentation des réseaux h 3 fds, la General Electric C° construit un transformateur dont le noyau de fer, en forme de cadre, porte un enroulement primaire disposé comme dans le transformateur précédent, mais avec cette différence que les deux parties de l’enroulement primaire sont connectées en série. Sur chaque côté longitudinal du noyau sont superposées, concentriquement à l’enroulement primaire, trois bobines secondaires parmi lesquelles
- (h Voir aussi noire ouvrage : Essais et vérifications des canalisations électriques. Ch. Béranger, éditeur, Paris.
- celle du milieu produit une tension multiple de celle de chacune des deux autres. Ces bobines peuvent être reliées ensemble de façon à alimenter un réseau à 2 fils ou bien à 3 fils. On peut obtenir entre les deux conducteurs d’un réseau simple ou entre les deux conducteurs extérieurs d’un réseau à 3 fils deux différences de potentiel différentes, pour une même différence de potentiel aux bornes du primaire.
- Pour pouvoir modifier à volonté la tension secondaire d’un transformateur, la General Electric C° amène les extrémités de l’enroulement secondaire 4 (fig. 1) dans le champ d’induction d’un second enroulement primaire bobiné sur un noyau de fer 9. Un commutateur permet de brancher cet enroulement en parallèle avec une plus ou moins grande partie de l’enroiilement primaire du transformateur principal. L’enrou-
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
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- lement secondaire 4 consiste en tubes de cuivre plats dans lesquels circule de l’eau de refroidissement.
- Une série de nouveaux transformateurs destinés à fournir du courant constant offre un certain intérêt.
- Dans un de ces transformateurs de Hall la bobine primaire 5 (fig. 2) est portée par un noyau de fer annulaire 3 et le secondaire 6 est disposé sur un noyau de fer 4 entouré par le noyau primaire 3 et mobile autour d’un axe. Lorsque le courant secondaire croît, le nombre
- 1 A'2'!
- JS3-6*
- des lignes de force qu’il produit et qui ont une direction opposée à celles produites par le primaire augmente également. Ces lignes de force du secondaire cherchent un chemin de faible réluctance pt passent par l’entrefer 4a. Aux points où elles quittent les noyaux de fer secondaire et primaire, il se produit deux pôles de nom contraire et le noyau tourne jusqu’à ce que la distance entre ces deux pôles soit telle que
- l’attraction compense l’action antagoniste d’un ressort spiral. Dans cette position (fig. 3) le noyau 4 forme une dérivation pour les lignes de force qui traversent l’enroulement secondaire ; ce dernier est donc soumis à une induction plus faible, la différence de potentiel diminue, et le courant secondaire reprend sa valeur initiale.
- La General Electric G0, pour obtenir un courant constant au secondaire, emploie un condensateur de dimensions telles que, lorsque les appareils d’utilisation sont débranchés, il passe un
- W - sz
- Fig. 4 et 5.
- courant d’intensité déterminée. Lorsqu’un appareil est intercalé, une partie de la capacité est compensée par la self-induction, et l’impédance du réseau secondaire 11e varie pas.
- On peut ainsi placer dans le champ des deux enroulements du transformateur une masse de fer mobile qui, d’après sa position, forme une dérivation magnétique plus ou moins forte et règle aussi l’intensité du courant secondaire.
- Récemment, la General Electric C° a construit des transformateurs à courant secondaire constant avec des enroulements primaires ou secondaires mobiles. Les bobines mobiles sont équilibrées de façon que malgré les forces répulsives entre elles et les bobines fixes, leur position soit telle que le courant ait une intensité déterminée. Lorsque ce courant tend à varier, les forces et la
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- 38S
- distance entre les bobines primaires et secondaires varient, et le courant reprend sa valeur initiale.
- Un transformateur très intéressant construit par la General Electric C° sert à transformer des courants triphasés en courants diphasés. L’appareil consiste en 2 transformateurs (fig. 4) dont chacun produit l’une des deux phases du courant diphasé. Les bobines primaires i3 et i4 de l’un des deux transformateurs sont connectées chacune à une phase du réseau à courants triphasés, 1, 2, 3, et la bobine secondaire 18 est traversée par les lignes de force des 2 bobines primaires. Toutes les bobines sont égales entre elles et, comme le montre le diagramme (fig. 5), un courant induit 17 correspond en grandeur et phase aux courants i5 et 16 des bobines primaires. Le transformateur 5 produit le courant à 90° de ce dernier. Le secondaire 25 de ce transformateur est égal au secondaire 18 du transformateur 5. L’une des bobines primaires
- 18 a plus de tours et la bobine 20 moins de tours d’enroulement que les bobines correspondantes du premier transformateur. La bobine
- 19 est branchée sur la même phase que la bobine i4, et l’enroulement primaire 20 est relié à la 3e phase. Comme le montre le diagramme, les courants 22 et 23 passent dans les bobines 19 et 20, et le courant secondaire induit est représenté par le vecteur 24, qui a même grandeur que le vecteur 17 et est calé à 90° de ce dernier.
- Passons à la description des nouveaux mo-teurs à courant alternatif et parlons d’abord des moteurs d'induction polyphasés. Quoique l’on se soit beaucoup occupé des moteurs alternatifs à collecteur, on a travaillé à perfectionner les moteurs d’induction au point de vue du démarrage et du réglage de la vitesse. Parmi les véritables nouveautés nous pouvons mentionner les suivantes :
- La General Electric C° construit de petits moteurs triphasés avec un stator en deux parties C (fig. 6) portant un enroulement Gramme D constitué par des bobines distinctes : la partie intérieure de ces bobines placée vers le centre du stator est logée dans une bague G concentrique au stator et portant à sa périphérie les encoches nécessaires.
- W. P. Thomson a indiqué un mode de construction des induits en cage d’écureuil (fig. 7),
- dans lequel les disques placés aux bouts de l’armature portent à la périphérie des dents minces d. Les barres induites C sont recourbées à angle droit à leurs extrémités et prises entre les dents que l’on recourbe ensuite sur elles.
- Fig. 6.
- Pour pouvoir construire des armatures en cage d’écureuil de différents diamètres avec le» mêmes segments de tôles, Elihn Thomson a imaginé le mode de construction représenté par la figure 8. Les segments de tôle 12 sont disposés à la périphérie du Allant A, de manière que
- Fig. 7.
- les segments de tôle placés dans un même plan se touchent par leurs bords convexes et que ceux placés dans des plans voisins se recouvrent à moitié ou aux deux tiers.
- En ce qui concerne la construction des rotor» permettant de démarrer avec une grande résistance qui diminue peu à peu ou brusquement
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- lorsque la vitesse normale est atteinte, on peut mentionner les dispositions suivantes :
- Les ateliers d’Oerlikon assemblent toutes les
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- barres induites (fig. 9) par des bagues de court circuit de grande résistance et forment ainsi une cage d’écureuil de grande résistance. En même temps, toutes les barres induites sont groupées en enroulement polyphasé par des connexions frontales g; au démarrage, cet enroulement polyphasé est ouvert et lorsque la vitesse normale est atteinte, il est court-circuité par la bague h de faible résistance.
- Fig. 9. Fig. 10.
- Steinmetz munit le rotor (fig. 10) d’une cage d’écureuil i et d’un enroulement polyphasé particulier.
- Ces origines des différentes phases sont connectées à une bague de court-circuit m et leurs extrémités, ainsi qu’un certain nombre de points intermédiaires sont réunis à un contact particulier jkl. Au démarrage, cet enroulement polyphasé est ouvert ; lorsque la vitesse augmente,
- la bague s le court circuite progressivement.
- La Holtzer Cabot Electric C° construit un moteur tout à fait analogue. Le rotor porte deux enroulements en court-circuit tout à fait indépendants électriquement l’un de l’autre. Au démarrage, un seul enroulement de résistance élevée est fermé ; le second enroulement de faible résistance est fermé automatiquement lorsque le moteur a presqu’atteint sa vitesse normale de rotation. Les barres du second enroulement sont réunies par une bague sur l’une des
- Fig. 11.
- faces de l’armature. Sur l’autre face du rotor ces barres portent des saillies sur lesquelles presse un commutateur de court-circuit.
- Cushman emploie un autre mode de construction (fig. 11) : le rotor porte 3 enroulements triphasés. Les extrémités de toutes les phases sont reliées à la bague commune E ; les origines de toutes les phases sont reliées chacune h un contact FGA. Au démarrage, les 3 enroulements sont groupés peu à peu en parallèle au moyen du commutateur J et, par suite, la résistance de l’induit diminue progressivement.
- Dans les nouveaux dispositifs de démarrage on n’emploie plus de résistances particulières de démarrage ; la plupart du temps le cuivre du rotor en tient lieu lui-même.
- Nous mentionnerons cependant quelques machines dans lesquelles on emploie des résistances de démarrage particulières.
- Un moteur de ce genre est construit par la
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- General Electric C°. Les résistances de démarrages connectées à l’enroulement mobile (I' fig. 12) consistent en 3 fils métalliques plats en
- zigzag formant les côtés d’un prisme triangulaire et placés dans l’intérieur du rotor cylindrique creux. Une bague K1 porte les balais de cuivre K2 qui, lorsqu’on déplace la bague au moyen de la tige Dl introduisent dans le rotor une plus ou moins forte résistance de démarrage.
- Un moteur dû à Steinmetz est fort intéressant : les barres du rotor sont reliées à une bague de court-circuit de résistance élevée. Sur la face du rotor où se trouve la seconde bague de court-circuit, les barres induites portent des prolongements qui appuient sur des résistances en tôles portées par une tige glissant sur l’arbre du moteur. Au démarrage, ces tôles ne sont pas en contact avec des barres, mais à mesure que la vitesse s’accélère, la tige s’éloigne de l’arbre et les tôles établissent une connexion de résistance graduellement décroissante.
- La British Thomson Houston C° dispose dans les encoches des résistances de démarrage en fer ou autre métal magnétique de grande résistance formées par plusieurs fils isolés les uns des au-' très : ces fils sont placés au-dessous des conducteurs principaux dans la partie la plus étroite des encoches. Les résistances de démarrage forment alors une partie de la masse active de fer et ont une forte résistance inductive.
- Passons maintenant à l’examen d’une série de dispositifs destinés à faire varier la vitesse de rotation des moteurs d’induction.
- Steinmetz munit le stator de deux enroulements dont les différentes parties alternent, et entre lesquels existe une faible induction mutuelle. Le rotor porte un enroulement en court-circuit. Pour produire la demi vitesse, on court-circuite au moyen d’un interrupteur un des enroulements du stator. Le second enroulement du stator induit dans le rotor des courants qui, à leur tour, induisent dans l’enroulement du stator en court-circuit des courants de sens tel que les pôles produits par les deux enroulements alternent. Pour faire tourner le moteur à pleine vitesse, on connecte en parallèle les deux enroulements du stator : le nombre de pôles actifs qui résulte de ce groupement est alors égal à celui qui correspond à un seul enroulement, c’est-à-dire est la moitié de ce que l’on a à demi-vitesse.
- Un mode particulier de réglage est employé par Zehden dans son moteur d’induction qu’il nomme moteur à champ variable. Des deux côtés du rotor se trouvent deux stators dont les pôles, reliés à des crémaillères radiales, peuvent être rapprochés ou éloignés du rotor par le jeu d’une roue dentée unique placée sur l’axe de la machine. Lorsqu’on fait tourner cette roue dentée, la vitesse du moteur varie à volonté.
- Un moteur d’induction étudié par Menschel présente un dispositif particulier de démarrage et un dispositif particulier pour le réglage de la vitesse. Le moteur à un rotor en cage d’écureuil, dont les barres sont connectées en leur milieu à une forte résistance. Sur le rotor agissent deux stators disposés des deux côtés de la résistance du rotor. Le calage de ces stators est variable et, au démarrage, on les dispose de façon que les deux moitiés de chaque barre soient soumises à l’effet de pôles contraires : les forces électromotrices induites dans chaque demi-barre produisent des courants de sens opposés qui passent par la résistance du milieu. Pour augmenter la vitesse de rotation on tourne peu à peu le stator jusqu’à ce que les deux moitiés de chaque barre soient soumises à l’effet de pôles de même nom. Les courants induits passent alors par les bagues extrêmes.
- Parmi les nouveaux moteurs à groupement en cascade il faut mentionner en premier lieu celui de Siemens et Halske. Le stator et le rotor portent, chacun sur le même noyau de fer actif, deux enroulements pour différents nombres de
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- pôles. Le moteur fonctionne ou bien avec l’un des deux enroulements du stator et l’enroulement correspondant du rotor, ou bien avec les 4 enroulements groupés en cascade,
- La figure i3 montre un dispositif particulier des bagues pour les moteurs en cascade, dû à Koloman von Kando. Les deux moteurs sont calés sur un axe, et il n’y a qu’un groupe de 3 bagues 3. Le rotor 12 du premier moteur et le rotor 21 du second sont reliés aux 3 bagues
- Fig. i3.
- par les lignes 33 : l’enroulement du stator 22 du second moteur et 3 balais en contact avec les bagues sont reliés aux commutateurs 4 auxquels sont connectées des résistances 5.
- Au démarrage les commutateurs 4 sont disposés de telle façon que le courant induit dans l’enroulement 12 du rotor passe directement dans l’enroulement 21 et le courant induit dans l’enroulement 22 passe dans les résistance 5. Ensuite on modifie la position des commutateurs 4 de sorte que la presque totalité du courant du rotor 12 passe dans la résistance 0 pendant qu’il ne passe dans l’enroulement 21 que le courant d’aimantation du second moteur. Finalement on diminue peu à peu la résistance et le courant qui passe dans le rotor 21 diminue peu à peu jusqu’à o. Le fait de n’employer qu’un seul groupe de bagues permet d’économiser beaucoup de place et diminue les résistances de passage et les soins d’entretien.
- Un autre moteur asynchrone intéressant est celui de la Union Electricitâts Gesellchaft, avec décalage de phases (fig. 14). Le champ BC, induit par le stator dans le rotor du moteur, est
- accru par un champ additionnel GF. Le champ qui résulte du champ primaire AB et du champ secondaire BE est AE. On choisit les proportions de telle façon que AE soit perpendieu-
- 8
- Fig. 14.
- laire sur AB. Comme la force électromotrice primaire est perpendiculaire au champ résultant, sa direction coïncide avec celle du champ primaire AB et du courant du stator. Pour produire dans le rotor le champ additionnel, on relie son enroulement avec l’enroulement du rotor d’un moteur auxiliaire placé sur l’arbre du moteur à régler, et dont le stator est relié au même réseau que le premier. Les courants induits dans le rotor du moteur auxiliaire sont
- J\£i
- : ! i ;
- Fig. i5.
- réglés par modification de la différence de potentiel aux bornes du stator du moteur auxiliaire.
- Comme moteurs d’induction monophasés, nous mentionnerons celui de Eickemeyer (fig. 25). L’enroulement Gramme du stator est relié à un collecteur C7. Sur ce collecteur frotte un balai double f2 f3 connecté à des bagues e' f
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- qui sont reliées à la ligne monophasée ef. Lorsque l’on tourne le balai double, il se produit dans le stator un champ tournant artificiel et l’arma-tare B démarre ; aussitôt après le démarrage le moteur continue à tourner normalement.
- Johnston a construit un moteur synchrone pour la compensation automatique des courants déwattés dans un réseau. Il utilise la propriété connue qu’ont les moteurs synchrones surrexci-tés de produire des courants décalés en avant. L’induit de l’excitratrice est placé sur l’arbre du moteur synchrone et est relié par des bagues à l’enroulement secondaire d’un transformateur dont l’enroulement primaire est branché sur le réseau. Le montage est fait de telle façon que le champ de l’excitatrice est affaibli jusqu’à une certaine valeur par les courants du transformateur. Si le courant dans le réseau est décalé en avant, la force électromotrice résultante de l’excitatrice diminue, et aussi l’excitation du moteur synchrone qui produit alors des courants décalés en arrière. Si au contraire le courant dans le réseau est décalé en arrière, la force électromotrice de l’excitatrice augmente, et avec elle, l’excitation du moteur synchrone qui produit alors des courants décalés en avant.
- Parmi les moteurs à collecteur à courants alternatifs, le moteur monophasé a été l’objet d’importants perfectionnements grâce aux efforts qu’ont fait les électrotechniciens pour les appliquer à la traction.
- Décrivons d’abord les moteurs-série.
- Le moteur de Lamme (fig. 16) présente une faible self-induction. Les bobines induites y sont constituées par des bandes de cuivre placées côte à côte dans les encoches de l’armature. Les extrémités de ces bobines sont reliées au collecteur par des connexions particulières 9,15. Un certain nombre de ces connexions porte des trous 11 dans lesquels sont fixés des fils 12 reliés à une bague métallique i3. Il y a en tout 6 de ces bagues reliées chacune par les fils 12 à 4 points équipotentiels de l’enroulement induit et servant ainsi à égaliser la tension. Pour diminuer la formation d’étincelles au collecteur, les connexions i5 ont une résistance élevée et sont faites en bandes de maillechort. Elles ont un profil en V et sont maintenues par la frette 16. Le moteur représenté a 8 pôles inducteurs. Les saillies polaires sont munies d’encoches ou rainures pour diminuer les flux
- transversaux. L’encoche du milieu contient un fil de cuivre fermé sur lui-même dans lequel se produisent des courants induits destinés à diminuer le flux transversal. Les bobines inductrices sont constituées par des bandes de cuivre. Le
- Fig. 16.
- réglage du moteur est effectué au moyen d’un transformateur intercalé sur la ligne d’alimentation.
- Finzi construit la carcasse de son moteur en tôles. Pour diminuer la self-induction de l’induit et le flux transversal, il amincit les pôles au
- 9 \<X'
- Fig. i7.
- voisinage de l’armature de façon que leurs surfaces frontales recouvrent une surface de l’induit plus taible que d’habitude. Les connexions entre l’enroulement induit et les lames du collecteur ont une résistance élevée. Le réglage du moteur est produit au moyen d’un autotransformateur,
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- et un commutateur permet de donner cinq valeurs différentes à la différence de potentiel aux bornes du moteur. Les essais faits sur un tramway avec un moteur de 27 chevaux ont donné une économie d’énergie de 25 p. 100 sur le système à courant continu. Le courant alternatif monophasé avait une tension de 5yo volts et une fréquence de 18 périodes par seconde.
- Pour diminuer la production d’étincelles au collecteur, Ziegelberg emploie dans les moteurs-série des balais doubles reliés au secondaire d’un transformateur, dans lequel la tension induite est égale et opposée à la force électromotrice d’une bobine en court-circuit. Dans un
- Fig. 19.
- Fig. 18.
- des modes de construction donnés à ce moteur, la bobine secondaire est placée sur l’inducteur (fig. 18). Dans ce cas, le primaire est constitué par l’enroulement inducteur lui-même. Dans un autre mode de construction (fig. 19) on dispose un transformateur relativement petit, dont le primaire est parcouru par le courant d’alimentation. Enfin, les deux balais peuvent être reliés à une bobine de self-induction dont le milieu est connecté à la ligne d’alimentation.
- Pour la construction des moteurs-série, Osnos recommande, pour supprimer la self-induction de l’induit, de compenser aussi complètement que possible le champ de ce dernier et de munir le stator d’un enroulement réparti et non de pôles saillants. Au contraire Ilenbach préconise l’emploi de pôles saillants.
- Un moteur monophasé qui se rapproche du type du moteur Shunt est construit par l’Elec-tro Dental Man. C°. Le courant inducteur parcourt un solénoïde et le réglage est obtenu en reliant les balais h un nombre variable de tours de ce solénoïde.
- Le plus grand nombre des nouveaux moteurs monophasés appartient au type des moteurs à répulsion.
- Fynn emploie, au lieu d’une paire de balais court-circuités, deux ou plusieurs paires de ces balais. Lorsqu'on en emploie trois paires, celle du milieu est placée au point théorique où l’axe des balais fait un angle de 45° avec l’axe du champ. Quand le synchronisme est atteint on peut enlever les balais et court-circuiter les lames du collecteur par une bague. La vitesse du moteur peut être réglée par déplacement de la paire de balais par rapport à l’axe du champ. Lorsqu’on emploie deux paires de balais, on peut aussi régler la vitesse en modifiant la position de l’une d’elles par rapport à l’autre.
- . Pour le réglage d’un moteur à répulsion ordinaire avec une seule paire de balais, Fynn intercale dans la ligne de jonction des deux balais une résistance ohmique ou inductive variable, ou une capacité variable.
- Dans un autre moteur de Fynn, l’enroulement du rotor est relié d’une part à un collecteur et d’autre part à deux bagues. Pour le démarrage on dispose, comme dans un moteur ordinaire à répulsion, deux balais frottant sur le collecteur qui sont ou bien court-circuités ou bien reliés par une résistance fixe ou variable. Pour diminuer la production d’étincelles au collecteur, et pour faciliter le démarrage, les bagues sont reliées par des résistances réglables. Lorsqu’on approche de la marche synchrone, les résistances intercalées entre les bagues sont fortement diminuées ou complètement enlevées. En même temps on relève les balais et le moteur continue à tourner comme moteur asynchrone, ou bien les balais sont reliés au réseau à courant alternatif. Lorsque le moteur est alimenté par des courants polyphasés, on démarre simplement au moyen des trois bagues entre lesquelles on intercale des résistances réglables ; quand le synchronisme est atteint on relie les balais à la ligne à courant alternatif.
- Le moteur de Schiller est semblable au précédent. Le moteur démarre comme moteur à répulsion et fonctionne normalement comme moteur asynchrone avec induit en court-circuit. Trois points équidistants de l’enroulement induit muni d’un collecteur sont reliés à une résistance triphasée que l’on court-circuite peu à peu. Tant que la résistance de démarrage n’est
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- pas en court-circuit, le moteur travaille en même temps comme moteur à répulsion et comme moteur asynchrone. Le courant de démarrage n’atteint pas le double du courant normal, et, même pour une faible vitesse de rotation, le moteur développe un couple important. Le réglage de la vitesse est fait au moyen des résistances de démarrage.
- Déri a imaginé quelques moteurs à répulsion dont le stator produit deux champs perpendiculaires l’un à l’autre : l’un d’eux a même direction que l’axe des balais court-circuités. Au démarrage les deux courants d’excitation et les champs sont en phase, et en marche normale il existe entre eux un décalage. La figure 20 mon-tre un de ces moteurs. Au moyen d’un commutateur L, on relie au démarrage les enroulements 1 et 2 en série, puis, dès que la vitesse a atteint une certaine valeur, on les couple en parallèle ainsi qu’une bobine de self-induction réglable W. Dans un de ces moteurs, les deux extrémités des enroulements fixés, montés en série, sont reliés aux bornes d’un transformateur diphasé et le point neutre de ce transformateur est connecté, par l’intermédiaire d’une résistance variable, à un point de la ligne de jonction des deux enroulements fixes. La connexion, rompue au moment du démarrage, est établie peu h peu par la manœuvre de la résistance variable. Dans un autre moteur, l’un des champs est produit par le réseau et l’enroulement du second champ est relié aux balais glissant sur le collecteur et dont l’axe est perpendiculaire à l’axe du premier champ lorsque le moteur tourne à pleine vitesse.
- Un moteur analogue est dû à Vogel (fig. 21). Le système d’inducteurs MM relié au réseau, induit dans l’armature, comme un enroulement primaire dans un enroulement secondaire, un courant que les balais BB amènent dans les enroulements du système d’inducteurs MAF qui exerce un couple sur l’armature. Ce couple devient nul lorsque l’excitation disparaît en M M7 et aussi lorsque le courant dans l’induit est nul. Pour éviter que le couple s’annule ainsi, on emploie deux autres balais B7B7 reliés par une résistance W et dont l’axe est perpendiculaire à l’axe des balais BB. Pour le système inducteur MAL, l’enroulement induit et les balais B7B' représentent un enroulement secondaire. Lorsque, par suite de la disparition de l’aimantation
- en MAL, un courant prend naissance dans l’induit, l’aimantation est maxima en MM, et ce système d’inducteurs exerce un couple sur l’armature avec les balais B'B'. Pour régler la vitesse on intercale une résistance réglable dans l’enroulement inducteur de MM ou dans celui de MAL, ou dans les deux. Au lieu de connecter l’enroulement des inducteurs MAL aux balais BB, on
- jJlIlIlIfïL
- Fig. 20.
- peut aussi les relier à un enroulement secondaire disposé sur MM et relier les balais BB par une résistance réglable. Les conditions doivent être telles que l’aimantation en MAL et le courant dans l’induit s’annulent en même temps, de manière que dans chaque période la valeur du couple ne passe qu’une seule fois par zéro.
- Winter et Eichberg ont introduit dans la pratique un moteur monophasé facilement réglable, dont le stator est muni d’un enroulement réparti relié au réseau : le collecteur porte deux balais court-circuités dont l’axe coïncide avec l’axe des prises de courant du stator, et deux balais reliés à un transformateur de réglage alimenté par le réseau et dont l’axe est perpendiculaire au précédent.
- Latour a proposé aussi un moteur dont le stator est relié au réseau et dont le collecteur porte deux balais court-circuités.
- Heyland a réalisé un dispositif connu, destiné à diminuer les étincelles au collecteur.
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- lecteur à courants alternatifs est dû à Bragstadt et La Cour, qui, dans les connexions entre l’induit et le collecteur, et aussi entre les lames de
- Fig. 21.
- ce dernier, intercalent des résistances de réactance variable. Le dispositif est tel que la réactance des résistances reliées aux lames placées sous les balais est faible, tandis que la réactance en tous les autres points des lames est élevée. On évite ainsi les fortes différences de potentiel entre deux lames placées sous le même balai et dans les jonctions du collecteur. Contrairement
- Fig. 22.
- à ce qui se produit avec le système Ileyland, il y a peu de pertes dans les connexions entre lamelles. La faible self-induction des jonctions assure aussi une commutation sans étincelles. La figure 22 montre un mode de construction de ce dispositif. S est l’enroulement induit, Y et C sont les résistances à réactance variable, enroulées sur un noyau Kj fixé à l’armature K. Les
- pièces polaires Pt et P2 sont rigidement reliées aux balais et leur intervalle se trouve en face des tours Y et C qui appartiennent aux lames de collecteur en contact avec le balai B. Tandis que les lignes de forces produites par les tours V et C avant et après la zone de commutation se referment par les pièces polaires Pt P2, ce qui donne à ces tours une grande réactance, les lignes de force dans la zone de commutation ne se ferment pas à travers du fer, et la réctance est faible. On peut même disposer au-dessus de l’intervalle polaire un amortisseur A qui diminue encore la réactance.
- Les moteurs monophasés de Winter et Eich-berg, d’Osnos et de Latour ont été déjà souvent décrits et sont suffisamment connus pour qu’il soit inutile d’y revenir.
- O. A.
- Pôles de commutation avec enroulements de compensation et de compoundage pour machines à courant continu. Seidener. Zeitschrift für Electrotechnik. 12 juin.
- Dans le but d’empêcher la formation d’étincelles au collecteur, on est forcé, au cas où la résistance des balais ne suffît plus seule pour obtenir une bonne commutation, de recourir à l’emploi de champs spéciaux de commutation. Ces champs doivent être opposés en direction au champ de l’induit et exercer leur effet aux points de ce dernier où les bobines sont court-circuitées par les balais. La production de ces champs de commutation a été obtenue de differentes manières.
- Une des méthodes les plus connues est la compensation du champ de l’induit. L’emplacement des enroulements compensateurs est variable ; en principe chacun d’eux traverse les masses polaires parallèlement aux conducteurs induits et se referme autour du pôle dans l’espace libre entre les inducteurs, ou bien est en série avec l’enroulement compensateur du pôle voisin.
- Par la compensation on s’efforce, en premier lieu de supprimer la torsion du champ produite par la réaction d’induit qui affaiblit le champ de commutation, alors que pour empêcher la formation d’étincelles il est indispensable qu’il existe des champs croissant avec la charge de la machine. En outre la compensation doit produire dans la zone neutre un champ opposé au champ de l’induit et servant de champ de commutation. Le nombre des ampères-tour à placer sur
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- chaque pôle inducteur doit donc être au moins égal au nombre d’ampères-tour induits compris entre les deux balais relatifs à ce pôle. L’excédent du premier nombre sur le second produit dans la zone neutre un champ de commutation.
- Une autre méthode consiste à placer entre les inducteurs des pôles de commutation fixés à la carcasse. Les bobines de ces pôles sont généralement parcourues par le courant principal comme les bobines de compensation.
- Pour nous rendre compte des phénomènes d’induction dans l’espace situé entre les pôles de commutation et l’armature, c’est-à-dire aux points où doivent exister les champs de commutation, considérons d’abord le trajet magnétique du champ de l’induit. Comme le montre la figure i, une partie des lignes de force induites dans l’armature se referme transversalement par les masses polaires, pendant qu’une seconde partie d’entre elles passe par les pôles de commutation et la culasse, suivant la ligne de jonction des zones neutres.
- Pour pouvoir distinguer dans les considérations qui suivent ce champ ordinairement nommé champ transversal, nous le désignerons sous le nom de champ perpendiculaire. Le champ total de l’induit se compose du champ transversal et du champ perpendiculaire.
- L’intensité du champ transversal est déterminée par la force magnétisante correspondant aux conducteurs induits qui se trouvent sous la masse polaire ; l’intensité du champ perpendiculaire est déterminée par la force magnétisante due aux conducteurs induits placés entre les balais. Si n est le nombre total des conducteurs de l’induit, p le nombre de paires de pôles et i le courant passant dans chaque conducteur induit, le champ perpendiculaire est produit ni
- par---- amperes-tour.
- Les lignes de force qui constituent ce champ passent, comme le montrent la figure i, par le fer et par les espaces d’air Lra et Ls.
- Pour que les pôles de commutation remplissent leur fonction, il doit exister en Ln et enLs des champs dont la direction est opposée à celle du champ perpendiculaire. Avant qu’il puisse exister un champ de commutation, il faut d’abord que le champ perpendiculaire soit compensé, ce que l’on obtient en plaçant sur les pôles de commutation des bobines produisant au moins ~, ou
- sur chacun d’eux ampères-tour. Si le nombre total des conducteurs induits est A = nir chaque pôle de commutation d’une machine bipo-
- laire doit porter au moins ——, chaque pôle d’une A
- machine tétrapolaire -g-, etc. : le champ de
- commutation est produit seulement par les ampères-tour d’enroulement, qui sont en excédent sur ce nombre. Dans le calcul de cet excédent on n’a à tenir compte pour les ampères-
- Fig. i.
- tour d’une bobine de commutation, que d’un entrefer et de la du chemin des lignes de force
- dans le fer. Le problème est semblable dans les machines à compensation.
- Si l’on place sur chaque pôle ampères-tour
- de compensation, on annule le champ perpendiculaire. S’il doit rester dans les zones neutres des champs de commutation, il faut encore un excédent d’ampères-tour dans le calcul desquels on a à tenir compte de deux entrefers et du chemin total parcouru par les lignes de force dans le fer.
- La valeur de l’excédent dans ces deux cas dépend naturellement en premier lieu de la tension de réactance des bobines b commuter, mais aussi de la grandeur des entrefers L„ et Ls. Dans les machines à grande vitesse de rotation la tension de réactance est très élevée ; elle atteint dans certaines machines une valeur de l’ordre de grandeur de la tension induite par le champ principal ; il en résulte que le champ de commutation doit, dans ces cas, produire une induction
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- aussi élevée que le champ principal, et l’enroulement de commutation peut devenir beaucoup plus considérable que l’enroulement inducteur.
- Pour d’aussi forts enroulements la dépense de cuivre est très grande et doit être bien examinée dans les projets de la machine faits avec l’un ou l’autre système, il est nécessaire de chercher des expédients pour réduire la quantité de cuivre nécessaire.
- Dans ce qui suit, nous allons décrire quelques dispositions imaginées dans ce but : ces dispositions consistent essentiellement en combinaisons appropriées de pôles de commutation et de
- -dispositifs de compensation.
- Disons au préalable que les combinaisons dont il s’agit ne s’appliquent qu’aux machines à pôles saillants. En outre il n’est question que du dispositif dans lequel chaque pôle porte des bobines
- - compensatrices séparées.
- La figure 2 donne l’exemple d’une machine
- * bipolaire portant des bobines compensatrices Ks et Kn et des pôles de commutation avec les
- * bobines W, et W„. Ks et K„ doivent avoir le même nombre d’ampères-tour, ainsi que Ws
- ~etW.
- Sur la figure les bobines compensatrices sont placées dans une seule encoche, mais elles peuvent, bien entendu, être réparties uniformément sur toute la masse polaire.
- Si l’on se demande quelle action ces quatre bobines exercent sur le., champ de commutation, on voit immédiatement que l’intensité de champ en Ln et Ls dépend de la somme des ampères-tour dans les bobines WMKw et W* ou dans les bobines Wn Ks et Ws. Cette somme doit être au
- moins égale à l’excédent sur cette valeur
- & 2p ’
- ^produit en Ln et Ls des champs de commutation. En comparant le système où la compensation et les pôles de commutation forment un tout avec le système ou la compensation et les pôles de
- - commutation sont séparés, on s’aperçoit qu’au point de vue des enroulements on n’a aucun avantage. Cependantle premier système présente malgré une complication de construction, différents avantages sensibles. Si l’on emploie des pôles de commutation seuls, on crée à la place du champ perpendiculaire un champ de commutation, mais le champ transversal reste avec tous ses inconvénients. Si l’on emploie la compensa-
- tion seule, le champ transversal ne disparait entièrement que dans le cas où cette compensa-
- . ni
- tion comporte exactement amperes-tour : un
- champ de commutation ne peut encore pas exister. Cependant ce dernier est absolument nécessaire, en particulier pour les machines à grande vitesse, par exemple les turbo-généra-
- F
- ig. 2.
- teurs à courant continu, lorsque la machine doit fonctionner sans étincelles; le champ de commutation doit, comme nousl’avonsdit, être de l’ordre de grandeur du champ principal ; en d’autres mots l’enroulement compensateur doit porter un supplément d’ampères-tour suffisant pour produire le champ de commutation. Il en résulte qu’il se forme un nouveau champ transversal dont la direction est opposée à celle du champ transversal primitif, mais qui produit les mêmes effets nuisibles sur l’induit, les masses polaires, etc.
- Chacun des deux systèmes, appliqué ainsi séparément, offre des avantages et des inconvénients. Mais si l’enroulement compensateur ne
- porte que ampères-tour et que la partie des
- ampères-tour nécessaire pour la production du vrai champ de commutation est répartie sur les pôles de commutation, l’existence de champs transversaux de l’un ou l’autre sens est entièrement évitée.
- D’ailleurs cette règle n’a pas besoin d’être suivie d’une façon absolument rigoureuse, car, d’une part de faibles champs transversaux sont sans importance, et d’autre part la résistance des balais remplace une partie du champ de commutation.
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- 395
- Si nous considérons maintenant le cas où les quatre bobines Ks, KM, MVS et WM portent chacune le même nombre d’ampères-tour, on voit qu’il se produit plusieurs simplifications. Le côté gauche de la bobine Ks et la partie supérieure de la bobine Ws se neutralisent dans l’espace à gauche de l’inducteur S : au point de vue de la production d’un champ quelconque à travers l’induit, elles sont sans action car dans ces côtés des bobines, les courants ont des directions opposées. Ces côtés des bobines paraissent donc inutiles, et l’on peut les supprimer en reliant le côté inférieur de la bobine "W* avec le côté droit de la bobine Ks, et en faisant ainsi une bobine unique. De même on peut relier les bobines K„etWn (fig. 3). Il est inutile d’insister pour faire remarquer que l’action de ces nou-
- Fig. 3.
- velles bobines KWS et KWn est la même que celle des bobines séparées Ks et Ws, K„ et Wn (fig.^a).
- Si l’on compare ces deux dispositifs, on trouve que la combinaison de la figure 3 permet d’obtenir le même effet que celle de la figure 2 avec moitié moins d’ampères-tour, car chacune des bobines KW, et KW„ doit contenir seulement le même nombre d’ampères-tour que chacune des bobines Ks, Kw, Ws ou Wn. On réalise donc ainsi une économie de cuivre importante, surtout dans le cas des machines à quatre pôles et plus dans lesquelles les pôles de commutation sont à faible distance des pôles principaux.
- Le dispositif que représente la figure 4 se dis-tingue de celui de la figure 2 en ce que chacune des bobines compensatrices est divisée en deux parties KS1 et KS2 Kni et Kna ; de même les bo-
- bines de commutation sont divisées en WS1 WS2, W W
- Y T ni T T ng*
- On voit également dans ce cas que plusieurs parties de bobines se neutralisent dans leur action sur le champ principal : ce sont :
- Fig. 4.
- i° Le côté gauche KS1 avec le côté supérieur WS2.
- 20 Le côté droit KS2 avec le côté supérieur
- W Y T
- 3° Le côté gauche KW1 avec le côté inférieur
- W,t.
- 4° Le côté droit Kn2 avec le côté inférieur W
- Y Y ni •
- Comme dans le dispositif de la figure 3, on peut faire les multiplications que représente schématiquement la figure 5.
- Si l’on compare ces deux dispositifs (fig. 4 et 5), on voit que l’on obtient le même effet en employant seulement la moitié du nombre
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- d’ampères-tour nécessaire dans le dispositif à bobines séparées.
- Si, de plus, on compare le dispositif de la figure 2 avec celui de la figure 4, on trouve que, toutes autres conditions restant égales, les actions des bobines compensatrices sur le champ principal sont différentes dans les deux cas. Alors que dans le dispositif 4 les bobines K
- Fig. 6.
- et W compensent les actions des côtés des bobines KSJ et KW1 d’une part et Ks2 et Kra, d’autre part, dans le dispositif 2 l’action des côtés des bobines Ks et qui ne sont pas neutralisées exerce une action de compoundage.
- La comparaison entre les dispositifs 3 et 5 donne le même résultat. Dans le premier, les bobines KWS et KWn exercent une action de compoundage ; dans le dernier elles n’exercent aucune action sur le champ principal.
- L’auteur a déjà attiré l’attention sur l’enroulement de compoundage que représente la figure 6.
- En résumé, les bobines combinéês d’après le dispositif de la figure 5 offrent un triple avantage : elles compensent, elles compoundent et elles commutent.
- E. B.
- Compoundage des dynamos à trois conducteurs. Rosenberg. Zeitschrift fur Electrotechnick, Ier mai.
- Lorsque les machines à tension partagée sont munies d’un enroulement de compoundage, il est nécessaire en général de faire passer les cou-
- rants des deux conducteurs extérieurs dans l’en-roulement-série. >
- La figure i indique schématiquement la disposition d’une machine à trois fils, munie d’un
- Fig. i.
- balai auxiliaire b placé entre les deux balais principaux B, et B2.
- Généralement l’enroulement-série est séparé comme l’indique la figure i, en deux parties Ht et H2 dont chacune est parcourue par le courant
- d’un des fils extérieurs. Soient J2 le courant du premier conducteur extérieur, J2 le courant du N
- second ; —— le nombre de tours de fil de chaque
- bobine ; l’aimantation due à l’enroulement-série est en ampère-tour
- La division en deux parties de l’enroulement-série n’est pas toujours possible. Quand par exemple une machine compound ordinaire doit être mise en parallèle avec une machine équipée pour la marche à tension partagée, il est nécessaire d’intercaler les enroulements-série des deux machines dans le même conducteur exté-
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- rieur. D’autre part la division de l’enroulement entraîne souvent des difficultés ; lorsque par exemple toutes les bobines-série sont montées en parallèle, comme c’est de règle pour les fortes intensités, la division des enroulements entraîne forcément une diminution du rendement. Comme après ce partage il n’y a plus que la moitié des bobines en parallèle, il est nécessaire d’adjoindre aux bobines une résistance en parallèle.
- Le dispositif suivant permet de laisser l’en-roulement-série invariable dans un conducteur extérieur et réalise l’égalisation par un second
- c
- Fig, 3.
- enroulement h intercalé dans le conducteur du milieu.
- Ce montage est représenté par la figure 2 dans le cas où l’on emploie le dispositif avec balai auxiliaire (Dettmar) et par la figure 3 dans le cas où l’on emploie le dispositif connu de Dolivo Dobrovolsky dans lequel le partage de la tension est lait au moyen d’une bobine de self-induction extérieure à la machine dont les extrémités sont reliées par des lignes à deux points diamétralement opposés de l’enroulement induit et dont le milieu est relié au conducteur neutre.
- Cet enroulement doit, lorsqu’on veut obtenir exactement le même effet que précédemment, avoir la moitié du nombre de tours de l’enroulement-série et être monté dans le même sens que ce dernier. La section doit répondre seulement à la valeur de la différence maxima prévue entre les courants. Soient entre J, et J2 les courants dans le fil extérieur ; le conducteur du milieu est parcouru par le courant J, — J2. Si l’enroulement principal à N tours et l’enroulement auxi-
- . • N
- liaire —— tours, les ampères-tour résultants sont
- Par conséquent l’action est exactement la même que celle d’un enroulement partagé en deux, dont chaque moitié serait parcourue par l’un des courants des conducteurs extérieurs. Tant que la machine est systématiquement chargée, le rendement ne diminue pas. Même pour des charges inégales, on peut, en dimensionnant convenablement l’enroulement auxiliaire réduire la perte de tension à une très faible valeur.
- Par suite du petit nombre de tours de l’enroulement auxiliaire et de la faible intensité pour laquelle on doit le prévoir, ce dispositif tient extrêmement peu de place.
- B. L.
- TRANSMISSION ET DISTRIBUTION
- La fabrication des câbles téléphoniques à nombreuses âmes isolées par l’air. Schmidt.
- Zeitschrift filr Eleclrotecknick, 29 mai.
- Nous avons décrit (*) le mode de construction des câbles dans lesquels le conducteur est entouré d’une bande isolante ininterrompue en
- Fig. 1 et ia.
- hélice dont les tours ne sont pas jointifs ou d’une enveloppe ondulée ou côtelée.
- Dans ce qui suit nous allons passer en revue les modes de construction dans lesquels le conducteur et l’isolant sont séparés l’un de l’autre par des parois en matière isolante. Nous pouvons séparer ces modes de construction en deux
- (l) Écl. Élec., n° 34-
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- groupes ; l’un de ces groupes comprend les câbles dans lesquels les conducteurs passent dans des trous ou des encoches faites sur des disques
- F
- F j?
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- ) 1,1 s
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- *7 s rr a
- \CL,
- Fig. 2, 2a, 2b, 2c et id.
- isolants qui les maintiennent; le second groupe comprend les câbles dans lesquels les fils repo-
- ç B_ç
- câbles représenté par la figure i et ia. Dans ce dispositif, l’hélice peut être découpée dans un tube en papier ou bien formée d’une bande découpée à la forme voulue et contournée en forme
- B B
- LB Àd\
- D
- A D /
- d’hélice : le câble représenté en vue longitudinale et en coupe dans les figures i et ia ne comprend que quatre conducteurs, mais on peut employer le même mode de construction pour un câble à grand nombre d’âmes.
- C_________C c_________c______
- 1
- e S ~4-
- S S
- », s J8t
- Fig, ig, zh, 2i, 'ik et il.
- sent dans des encoches faites sur les bords d’une bande isolante roulée en hélice ouverte.
- A ce dernier groupe appartient le genre de
- Fig. 5 et 5a.
- La fabrication de ces bandes de papier offrant certaines difficultés, on a réalisé d’une façon différente des supports hélicoïdaux du même genre. Une bande de papier portant des encoches ee (fig. 2) est recourbée à angle droit à sa partie inférieure (fig. 2a) puis est ployée en forme de rectangles successifs (fig. 2b et 2d). On peut
- Fig. 6a, 6b et 6c.
- aussi opérer comme l’indiquent les figures 2g, ih, 2i, 2A', il.
- Un procédé proposé par Breisig pour dimi-
- nuer la constante diélectrique dans les câbles à longue distance est indiqué par la figure 3 où -une bande de papier courbée en forme de rectan-
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- gles successifs, soutient les fils. Au lieu de former avec la bande de papier une succession de rectangles, on peut simplement la plier en zigzags : ce procédé, que représente la figure, offre l’avantage de permettre sans difficultés la pose de 6 ou 8 fils
- (fig. 4«, 4c).
- Fig. 7a, 7b et 7c.
- Le dispositif représenté par la figure 5 et 5a a pour but de maintenir, dans les câbles téléphoniques à grande distance, les conducteurs aussi éloignés que possible tout en n’employant que peu de matériaux solides, de façon h obtenir une
- faible capacité électrostatique. Pour cela, on maintient les deux conducteurs au moyen d’un fil de fer isolé : le fer offre l’avantage d’augmenter la self-induction des câbles, ce qui est favorable pour la transmission à longue distance.
- Au même groupe se rattache le dispositif employé par Siemens et Halske et que représentent les figures 6 et y.
- Le mode de construction représenté par les figures 8 appartient un groupe de câbles dans lesquels les différents fils sont séparés les uns
- des autres par des parois longitudinales. Ces figures indiquent un dispositif où quatre fils
- »Fig. 9 as. Fig. 9.6.
- sont maintenus à leur écartement par trois
- Fig. io, io«, iob, io cet iod.
- bandes de papier qui serpentent les unes dans les autres.
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- 4 oo
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- Passons maintenant aux dispositifs dans lesquels les différents conducteurs sont maintenus en place par des parois transversales ou des disques en matière isolante.
- A
- Fig. ii, lia, 11b, ne, iid, ne et nf.
- Dans le mode de construction représenté par les figures 9, les séparateurs ont la forme d'une petite bobine (fig. 9) qui peut recevoir un noyau de fer servant de pont inductif, ou bien la forme d’une sphère ou d’un cylindre (fig. 9a et 9^).
- Fig. 12.
- Les conducteurs peuvent porter de petites cavités ou de petites saillies destinées à maintenir en place les séparateurs.
- Le dispositif qu’indiquent les figures 10 possède une grande résistance contre les chocs et les pressions extérieures tout en assurant aux câbles une souplesse suffisente et en présentant, avant tout,, une très faible capacité. Dans ces
- câbles les fils sont maintenus à leur place par du bois, de l’ébonite ou autre matière isolante : l’espace rectangulaire ou circulaire qui reste
- Fig. i3.
- libre au centre du câble peut être occupé par un ou plusieurs câbles téléphoniques pour courtes distances, ou bien télégraphiques.
- a
- Fig. 14.
- Dans le mode de construction des figures 11, les fils sont supportés par des disques isolants munis de trous. Les deux fils de chaque ligne double forment une hélice : pour fabriquer un câble on réunit ensemble un certain nombre de
- le montrent les figures
- O
- 11 b, iic, 1 id.
- Les figures 12 à i5 montrent d’autres dispositifs adoptés par différents constructeurs. La figure i3 représente un câble dans lequel 55 fils sont disposés en quatre rangées concentriques supportées par des disques : les fils sont et pénètrent plus ou moins profondément dans les encoches faites sur ces disques. Dans la figure i4 le câble est constitué de la même façon que dans la figure 12 mais les fils sont placés à la périphérie des disques et maintenus par un cordon. Dans la figure i5 les fils sont soutenus par des disques de différents diamètres. B. L.
- lignes doubles, comme
- de diamètres inégaux
- Le Gérant : Ch. COINTE.
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- Tome XL
- Samedi 10 Septembre 1904.
- Il» Année.— N» 37
- 9
- .ne
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- DIRECTION SCIENTIFIQUE
- A. D’ARSONVAL, Professeur au Collège de France, Membre de llnstitut. — A. BLONDEL, Ingénieur des Ponts et Chaussées, Professeur à l’Ecole des Ponts et Chaussées. — Efic GÉRARD, Directeur de l’Institut Électrotechnique Montefiore. — G. LIPPMANN. Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — D. MONNIER, Professeur à l’École centrale des Arts et Manufactures. — H. POINCARÉ, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — A. POTIER. Professeur à l’École des Mines, Membre de l’Institut. — A. WITZ, Ingénieur des Arts et Manufactures, Professeur à la Faculté libre des Sciences de Lille.
- SUR LA PUISSANCE RELATIVE DES COMMUTATRICES
- Nous avons, il y a quelques années, à l’occasion d’une analyse d’un travail de M. Kapp sur les commutatrices (J), donné une formule générale permettant d’évaluer le rapport des puissances qui peut fournir une même machine, à égalité de pertes dans l’induit, lorsqu’elle est employée comme commutatrice, avec un nombre quelconque de phases, et comme dynamo à courant continu.
- Cette formule avait été établie en généralisant la méthode de calcul employée par M. Kapp dans un cas particulier,: et uniquement pour montrer que cette généralisation ne souffrait aucune difficulté.
- Le calcul ainsi présenté est encore un peu long et peut être quelque peu simplifié en opérant d’une manière un peu différente calquée sur celle qu’indiqua M. Steinmetz (2) dans un travail analogue à celui de M. Kapp, mais se rapportant uniquement au cas d’une répartition sinusoïdale de l’induction dans l’entrefer et à un facteur de puissance égal à l’unité. Cette même méthode fut du reste employée également par nous pour établir le rapport des puissances débitées à ég-alité d’échauffement de l’induit, par une même machine comme commutatrice et comme dynamo à courant continu, et de plus avec un facteur de puissance quelconque.
- C’est cette nouvelle démonstration que nous allons indiquer dans cette étude.
- Nous établirons tout d’abord les rapports des tensions et des courants continus et alternatifs dans le cas général qui nous occupe.
- (b U Eclairage Électrique, t. XVIII, p. 379, nmars 1899. (2) L'Eclairage Électrique, t. XVIII, p. 337, 4 mars 1899.
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
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- 402
- On sait que la force électromotrice induite dans une dynamo à courant continu est donnée par la formule
- E
- n ,T . p
- —— IN i '!> . —— i O" bo a
- (0
- où n est la vitesse angulaire en tours par minute ;
- N,-, le nombre de conducteurs périphériques ;
- <ï>, le flux émanant d’un pôle inducteur ;
- 2/?, le nombre de pôles ;
- ale nombre de circuits mis en parallèle par les balais.
- Si l’on considère l’induit de cette dynamo comme un induit d’alternateur, et si l’on désigne par f la fréquence et par q le nombre de phases, on a pour valeur de la force électromotrice induite par phase, en conservant les mêmes notations :
- E0=*/—*io~8 0)
- q.a
- k1 étant le coefficient de Kapp ou facteur de forme dont la valeur théorique, c’est-à-dire pour une induction sinusoïdale, est dans le cas qui nous occupe d’un enroulement dit à phases superposées (*)
- \/
- — k
- sin —>
- y
- TT
- “lu sm--------
- %qu
- (3)
- Dans le cas d’une commutatrice, le nombre d’encoches par pôle qu étant assez grand, on peut remplacer sin —-— par l’arc correspondant, ce qui donne pour kl la valeur appro-
- chée connue
- 2qu
- *i =
- v/î
- q sm
- (4)
- Ceci suppose le nombre d’encoches par pôle et par phase entier; s’il en était autrement, on y arriverait évidemment au même résultat puisqu’il est indépendant du nombre d’encoches.
- Si nous remarquons que la fréquence / est définie par :
- f —
- 1 6o
- l’équation (2) peut s’écrire :
- *>-£ * IO~8 (4)
- Ou alors en divisant les relations (4) et (1) membres à membres
- Si l’on suppose la chute ohmique et la force électromotrice de self-induction négligeable dans l’induit de la commutatrice, on pourra écrire que le rapport des forces électromotrices
- p) Voir : C.^-F. Guilbert. « Sur le calcul des ampèretours équivalents des enroulements pour courants alternatifs » VEclairage électrique, t. XL, p. 57, 9 juillet 1904.
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- 4o3
- est le même que celui des tensions aux bornes correspondantes, d’où en désignant celles-ci respectivement par U0 et U :
- On obtiendra l’expression du rapport de l’intensité des courants alternatifs reçus et de celle du courant continu débité ou mieux de l’intensité des courants alternatifs et de celle du courant continu dans chaque conducteur en écrivant que la quantité d’énergie fournie à la commutatrice par le réseau à courants alternatifs est égale à celle débitée par le collecteur.
- Soient Irf l’intensité des courants alternatifs par circuit simple de l’induit, I l’intensité du courant continu également par circuit simple et cp le déphasage entre la tension et le courant par phase.
- L’énergie fournie à la commutatrice est :
- X ciI0 cos cp
- et celle débitée par le collecteur :
- U X I
- d’où
- </U0aI0 cos o = 2ÜaI
- et par suite :
- <yU0I0 cos o = aUI
- On en tire :
- U
- ÏL
- ou en remplaçant le rapport des tensions par sa valeur :
- 2o_ __ 2
- I kx cos o
- Pour simplifier le calcul, nous admettrons que le courant d’alimentation suit la loi sinusoïdale et nous introduirons la valeur maxima Im du courant par circuit simple. Nous aurons alors :
- I m 2 _
- I kL cos ©
- en désignant pour simplifier ce rapport par r,.
- Ceci posé, proposons-nous de calculer l’intensité efficace du courant dans une section quelconque de l’induit, dont l’axe fait par exemple un angle a avec l’axe de la phasê*qui contient cette section.
- Le courant résultant dans cette section est, à chaque instant, la différence entre le courant alternatif qui est le même pour toutes les sections d’une même phase et un courant de forme périodique suivant une loi rectangulaire avec changement de sens au moment’où le balai met la section considérée en court-circuit.
- Gomme c’est le décalage relatif seul qui nous intéresse, nous pouvons évidemment, puisque nous n’avons à considérer que ce qui se passe pendant une demi-période, supposer que le courant continu est toujours le même dans la section considérée, et que le courant alternatif instantané qui les traverse varie avec la position de la section dans l’enroulement de la phase qui la contient.
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- 4o4
- • L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N° 37
- Le courant alternatif pourra donc être représenté par :
- I»! sin
- au lieu de :
- T . { *tA \
- en retard d’un angle o sur la tension aux bornes de la phase correspondante. Le courant résultant instantané i sera donc :
- i — Im sin I —-|~ o —a j— I
- = >|> + *-H
- La valeur efficace de ce courant s’obtiendra en faisant la racine du carré moyen, ce qui donne en désignant par Y cette valeur efficace : i
- Si l’on développe le carré et si l’on intègre les différents termes en remplaçant sin2 par sa valeur en fonction du cosinus de l’arc double, on obtient tous calculs faits :
- r = 1 \A + —2--------- *1 cos (a — ?)
- expression qui montre que le courant efficace dans chaque section varie avec la position de celle-ci et qu’il est maximum pour a = <p, c’est-à-dire lorsque le décalage dans l’espace de la section est égal au déphasage dans le temps du courant, pourvu bien entendu qu’il s’agisse d’une commutatrice bipolaire.
- Les maxima ont lieu pour a = — et a =------------ et sont en général differents sauf pour le
- cas où le déphasage est nul.
- Si l’on veut avoir le rapport de l’énergie perdue dans une section déterminée de la machine, lorsqu’elle est utilisée comme commutatrice et lorsqu’elle est utilisée comme dynamo à courant continu pour donner la même puissance au collecteur, il suffit évidemment de prendre le rapport des carrés des courants Y et I, ce qui donne pour ce rapport
- / I' \ 2 7)2 4
- K« = I — 1 = x H--------— ï] cos (a — o)
- Ce rapport est minimum et maximum pour les mêmes valeurs que plus haut, il représente à un facteur près les variations de la perte ohmique dans les différentes sections de la machine.
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- Si, enfin, on veut le rapport de l’énergie dans l’enroulement total pour le fonctionnement en commutatrice et pour celui en dynamo à courant continu, il suffît évidemment de chercher le rapport de la valeur moyenne du carré du courant efficace, pour une phase et par circuit simple, au carré du courant continu correspondant également par circuit simple. Ceci revient en somme à chercher la valeur moyenne du rapport K« lorsque a varie
- de----— à H—l’angle correspond à une phase pour une machine bipolaire.
- On a donc pour la valeur moyenne de ce rapport :
- K =
- 27T
- <1
- »+T K Ja
- JL
- 271
- 1
- K
- H----
- 1 p o '
- ri 4
- i -|-----------------Y) cos (a — ç) laa
- <(
- qi) sin
- 7t
- ---- COS CP
- On retrouve donc bien la formule que nous avons établie dans l'étude rappelée au début et qui permet de calculer facilement la puissance comparée d'une même machine utilisée comme commutatrice ou comme dynamo à courant continu, pour une même perte par effet
- Joule dans l’induit, le rapport de ces deux puissances étant comme on le sait Si nous remplaçons r, par sa valeur en fonction de nous obtenons :
- V/K
- K = i +
- 4
- /.J COS 2CP
- 8 y/a
- <7
- TT
- sin-----
- q
- h
- Le coefficient kl se calcule comme pour les alternateurs par la connaissance de la loi de répartition de l’induction le long de l’entrefer et la répartition de l’enroulement d® chaque phase.
- '•i p
- --'moyen
- Ce qui précède suppose le rendement égal à l’unité; on peut tenir compte du courant watté à vide, comme l’a déjà fait du reste M. Steinmetz, en ajoutant ce courant au courant watté utile lm cos o, c’est-à-dire en somme en remplaçant \m cos cp par IM cos cp (i -f- ko), p désignant l’intensité du courant à vide en pour cent de l’intensité du courant utile.
- En reprenant le calcul précédent, on voit que la quantité /) est multipliée par i + p sans autre changement.
- C.-F. Guilbert,
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-
-
- 4o6
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N° 37,
- LES ÉLECTRODES AUXILIAIRES
- DANS LES ACCUMULATEURS AU PLOMB
- La force électromotrice d’un accumulateur est une somme de valeurs partielles, variables séparément. Il en est de même de la différence de potentiel aux bornes. Il est souvent intéressant de connaître les composantes de la force électromotrice ou de la différence de potentiel aux bornes. Ainsi par exemple, lorsque la différence de potentiel aux bornes, a
- Electrode positive
- TT Potentiel jrtvari$~ble
- Temps de déc7iprg~t
- " Electrode négative
- Fig. i.
- atteint une certaine valeur adoptée comme limite de décharge, il est utile de savoir quelle électrode a été la principale cause de baisse, c’est-à-dire quelle est celle qui a limité la décharge ou encore quelle est la part de chaque électrode dans la variationde la tension aux bornes de l’élément. Il faudra pour cela avoir recours à une électrode auxiliaire dont le potentiel restera invariable ou à peu près et on comparera son potentiel à celui de chacune des électrodes de l’accumulateur.
- Soient P et Q les potentiels de chaque électrode à circuit ouvert, p et q les potentiels de chaque électrode à circuit fermé et 7: le potentiel invariable de l’électrode anxiliaire ; la force, électromotrice E et la différence de potentiel aux bornes e seront données par les relations :
- E — P — Q = (P — tt) -j- (t: Q)
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- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- 407
- Si l’on mesure à divers moments de la charge ou de la décharge (fig. 1) les valeurs (P — t:), (t: — Q), (p — tt), {tz — q) et si l’on trace leur courbe en fonction du temps, on aura clairement l’allure des variations du potentiel de chaque électrode.
- La valeur de la différence de potentiel aux bornes était AB au début de la décharge. A la fin de la décharge cette valeur est tombée à ab. L’électrode positive a contribué pour sa part à une chute de potentiel A#, et l’électrode négative à une chute de potentiel B6.
- Choix de Vélectrode auxiliaire. — L’électrode auxiliaire étant destinée à rester plongée
- 1.80.
- Electrode positive
- 0,90 _
- 0,0-0.
- Potentiel de l'électrode H
- Densité de l'acide sulfurique
- Electrode négative
- Fig. 2.
- dans le liquide sulfurique des accumulateurs, doit y être insoluble et ne pas lui céder d’impuretés dangereuses pour les électrodes de l’élément. Elle doit être impolarisable : son potentiel doit rester à peu près invariable quand elle débite un courant faible dans le circuit d’un voltmètre. On sera guidé pour le choix d’une électrode auxiliaire par le degré de précision qu’on exige des mesures et par la commodité de son emploi.
- S’il s’agit de mesures peu précises, comme par exemple desavoir quelle est l’électrode, positive ou négative qui limite une décharge, un crayon de zinc amalgamé sera suffisant. Une des bornes du voltmètre est reliée à l’électrode que l’on veut examiner, l’autre est reliée au bâten de zinc ; on plonge le zinc dans le liquide le liquide et on fait la lecture.
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- Le zinc sera remplacé avantageusement par du cadmium amalgamé qui est attaqué plus lentement par l’acide sulfurique et conserve un potentiel plus constant.
- La densité du liquide sulfurique étant 1,200, les valeurs des différences de potentiel prises avec ces deux métaux sont à peu près :
- Zinc — peroxyde de plomb...................................................... 2,43 volts
- Cadmium — peroxyde de plomb................................................... 2,19 »
- Zinc — plomb spongieux........................................................ 9>4° »
- Cadmium —plomb spongieux ..................................................... 0,16 »
- Le potentiel de l’électrode zinc ou cadmium varie de quelques centièmes de volt(‘) à cause de la concentration variable du sulfate de zinc ou du sulfate de cadmium dans le voisinage
- . 3 et 4-
- du métal. Dans la pratique les indications obtenues avec le zinc et le cadmium sont suffisantes. Ce genre d’électrode auxiliaire est d’ailleurs facile à réaliser et s’emploie commodément.
- D’autres métaux, tels que le cuivre, le fer, le nickel, l’argent, pourraient aussi servir d’électrodes auxiliaires, mais ils provoqueraient par leur présence dans le liquide des décharges locales de la plaque négative. On n’a pas cet inconvénient avec le zinc, le cadmium ou le mercure.
- Pour les mesures de précision, il vaut mieux choisir une électrode auxiliaire qui con tienne un des ions de l’acide sulfurique H ou SO1. Telles sont d’une part l’électrode à hydrogène et d’autre part les électrodes dont le Sulfate est peu soluble dans l’acide sulfurique comme le mercure et le plomb.
- Electrode à hydrogène.— On réalise le plus simplement une électrode à hydrogène avec un fil de platine recouvert d’une bulle de platine par polarisation.
- (b Streintz (IVied. Ann., 49, P- 564) donne pour l’électrode zinc placée dans un vase poreux contenant une solution concentrée de sulfate de zinc, les formules empiriques.
- P 2,376 -)- 0,592a (D — 1), p = 0,4775 — 0,3245 (D — 1),
- P, différence de potentiel entre la positive et le zinc, pt différence de potentiel entre la négative et le zinc.
- D, Densité de l’acide sulfurique.
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- 4»9
- L’électrode à hydrogène (fig. 3) de Grove, décrite par Dolezaiek (Théorie de l’accumulateur au plomb, p. 162), est constituée par une lame de platine recouverte de noir de platine et imbibée de gaz hydrogène. Elle se comporte comme une modification conductrice de l’hydrogène.
- De l’hydrogène préparé avec du zinc pur et de l’acidé sulfurique arrive par le tube lèche la lame de platinepp et s’échappe par le tube t2. Le récipient B amène la connexion avec le platine et forme par sa présence un espace annulaire dans lequel les bulles de gaz restent en contact avec le platine. L’appareil contient de l’eau acidulée sulfurique qui communique avec l’acide de l'accumulateur par le tube t3. Après 3 heures de circulation d’hydrogène, le potentiel de l’électrode atteint une valeur constante Le robinet R permet de mettre l’électrode en communication avec l’accumulateur pendant la durée de la mesure. L’électrode à hydrogène n’a qu’un intérêt théorique. Elle ne saurait être employée dans les mesures galvanométriques ordinaires.
- Dolezaiek^1) s’est servide l’électrode à hydrogène pour étudier les variations du potentiel de chaque électrode de l’accumulateur au plomb, en fonction de la concentration de l’acide sulfurique.
- Il a réalisé ainsi les couples :
- PbO2. SCPPb — SOlH2, H2,
- Pb, SOPb — SCPH2, H2.
- Les forces électromotrices, de ces couples pour différentes concentrations de l’acide sulfurique sont rassemblées dans le tableau suivant :
- Tableau I
- DENSITÉ de l'acide sulfurique à i5° C. FORCE ÉLECTROM< PbO5 — H2 3TRICE A O0 C DU Pb — H5
- 1 ,o33 I ,6lO 0 > 269
- 1.064 1,617 0,282
- 1.141 x,654 0.317
- I , Iû‘i t .682 0,339
- OC • » c* vr 1,801 0,426
- En portant en abscisses (fig. 2) les densités de l’acide sulfurique, en ordonnées positives les valeurs correspondantes delà force électromotrice du couple PbO1 — II2 et en ordonnées négatives, celles du couple Pb — H2, on se représente clairement les composantes de la force .électromotrice de l’accumulateur dans les différentes concentrations de l’acide sulfurique. La somme des deux forces électromotrices partielles donne la force électromotrice de l’accumulateur. *
- Bien que ces valeurs soient prises à o° G, elles donnent des indications suffisantes pour la pratique, la force électromotrice de l’accumulateur variant de moins de 0,01 volt pour une élévation de température de 3o° G (2).
- (9 Loc. cil., p. 61. ,
- (2) Le coefficient de température de l’accumulateur au plomb pour les acides moyennement concentrés est voisin de o,ooo3 volt.
- ***
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- 4 io
- Electrode mercure sulfaté mercureux. — On la réalise avec un récipient ayant la forme représentée par la figure 4. On y verse du mercure que l’on recouvre d’une pâte de sulfate mercureux et d’acide sulfurique. On établit la connexion avec le mercure par un fil de platine traversant le tube capillaire.
- Cette électrode se polarise rapidement. La différence de potentiel Pb — Hg est 0,96 volt, elle est à peu près indépendante de la densité de l’acide.
- Electrodes eu plomb spongieux et en peroxyde de plomb. — On peut prendre une petite
- 2,8 v
- 2.7 2,6 2,5 2.5 2.3 2,2 2,i 2 volts 1.3 1.8 1.6 ? é 1,5 g *,* * Q) *3 /, 2 K <t> 1,1 %1roIt <u 0,9 'tJ 0,8 <b g ** 'Q) § <*>* 0,3 0,2 0,1 0 r i 'i, Peroxyde de pion
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- i \i P1 V 1 Zinc
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- 1
- 0 2 ÿ. 6 8 10 12 15 16 18 ZO ZZ 24 Z6 28 30 32 34 36 38 60 52 44 46 4-8 50 52 54 56 55 60 6Z 65 65
- Densité de l'acide /sulfurique en degrés Baume
- Fig. 5 f).
- électrode négative ou une petite électrode positive (un fragment de plaque d’accumulateur) que l’on suspend dans l’élément. Le potentiel de telles électrodes est très constant (à moins qu’elles viennent d’être chargées, c’est pourquoi avant de s’en servir, il est bon de les laisser quelques heures dans un acide de même densité que celui de l’accumulateur) ; il ne dépend que de la concentration de l’acide sulfurique dans lequel elles sont plongées, même si elles sont partiellement déchargées. Elles ont encore l’avantage sur les autres électrodes auxiliaires, de pouvoir supporter un courant relativement intense et de pouvoir être intercalées dans le circuit d’un voltmètre. Dans les mesures de la pratique, on peut admettre que la concentration de l’acide dans l’intérieur de la plaque auxiliaire est à peu près invariable,
- f) Dans la figure 5, les deux lignes relatives au cuivre doivent être supprimées.
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- puisqu’elle ne débite qu’un courant excessivement faible pendant la lecture au voltmètre et qu’elle reste plongée dans le liquide même de l’accumulateur dont la concentration change peu en cours de charge et de décharge.
- Avec ce genre d’électrodes auxiliaires, on réalise les chaines de concentration :
- Electi’ode auxiliaire. Electrode de l’accumulateur en charge ou en déchage.
- Pb — PbSO1 Acide de concentration constante. | Acide de concentration variable PbSO'* — Pb.
- PbO2— PbSO* Acide déconcentration constante. | Acide de concentration variable PbSO1— PbO2
- Dolezalek a étudié théoriquement ces chaînes de concentration pour toute l’échelle des densités de l’acide sulfurique.
- Les résultats sont précieux pour déterminer les variations du potentiel de chaque électrode en fonction de la densité de l’acide. Ils corroborent cçux qui sont dus à l’électrode hydrogène dont nous avons parlé plus haut.
- Nous lui empruntons les nombres des tableaux suivants (II) et (III).
- Tableau II
- électrodes PbO2. PbSO1 électrodes PbO2. PbSO1
- DIFFÉRENCE v - DIFFÉRENCE
- + de potentiel en volt. T de potentiel en -soit.
- Acide ù l’électrode Acide à l’électrode Acide à l’électrode Acide à l’électrode
- SCPH2 p. 100. SO*H*p. 100. S CPH2 p. loo. SO‘H2p. 100.
- 0,2 0,65 o,o54 0,2 22,5 0,168
- 0,2 i,35 0,072 0,2 36,5 0,215
- 0,2 2,85 0,095 0,2 48,0 0,281
- 0,2 5,5 0,107 0,2 57,4 0,359
- 0,2 xo,5 0,134 0,2 85,5 o,573
- 0,2 i4,5 0, i5o 0,2 4 98,0 o,643
- 0,2 18,0 0, i58
- Tableau III
- ÉLECTRODES Pb. PbSO1 électrodes Pb. PbSO1
- DIFFÉRENCE — DIFFÉRENCE
- + de potentiel en volt. — de potentiel en volt.
- Acide à l’électrode Acide à l’électrode Acide à l’électrode Acide à l’électrode
- S04H* p. 100. SOHPp. 100. SO‘H* p. 100. SOJH2 p. 100.
- 0,2 o,65 o,o36 0,2 22,5 0,109
- 0,2 i,35 0,047 0,2 36,5 0, t5o
- 0,2 2.85 0,060 0,2 48,0 0,164
- 0,2 5,5 0,066 0,2 57,5 0,204
- 0,2 io,5 0,082 0,2 85,5 0,247
- 0,2 i4,5 0,094 0,2 98,0 0,266
- 0,2 18,0 0,102
- La figure 5 fait voir les relations entre le potentiel constant des différentes électrodes auxiliaires H. Zn, Gd, Gu, Hg, Pb, PbO2 (en supposant qu’elles restent constamment plongées dans l’acide sulfurique à 24° B) et le potentiel des électrodes positive ou négative de l’accumulateur quand la concentration de l’acide varie à l’intérieur de celles-ci. La variation du potentiel de la plaque positive est représentée par la courbe AA : la variation du poten-
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- 4 I 2
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- tiel delà plaque négative est représentée par la courbe BB. La distance AB entre deux points correspondants des deux courbes, donne la valeur de la force électromotrice de l’accumulateur pour une densité d’acide donnée.
- Les tableaux suivants (IV) et (Y) rassemblent pour les différentes densités d’acides exprimées en degrés Baumé, la valeur de la différence de potentiel prise entre chaque électrode et une auxiliaire semblable (Pb ou PbO2) plongée dans l’acide sulfurique à 24° B. Il est facile avec ces tableaux et la ligure 5 de déterminer les variations du potentiel des plaques d’un accumulateur par rapport à une électrode quelconque.
- Tableau IV
- ÉLECTRODES EN Pb ÉLECTRODES EN Pb
- - DIFFÉRENCE , . DIFFÉRENCE
- de de
- Densité de Densité de l'acide potenliel en volt Densité de Densité de l’acide potentiel en volt.
- i’aeide à l’électrode à l’électrode l’acide à l’électrode à l’électrode
- auxiliaire. de -/accumulateur. auxiliaire. de l’accumulateur.
- 24° B i° B + 0,09 24° B 33° B — o.o3
- — 2° B -|- 0,08 — 36° B — 0,04
- 4° B + 0,07 —• 39°B — o.o5
- ; 7®B -(-0,06 — 42° B. — 0.06
- — io° B -j- o,o5 — 45° B — o,°7
- — .. i3°B 0,04 — 48° B — 0.08
- — 16® B —j— 0 ? o3 — 51° B — 0,09
- — 19® B -j- 0,02 — 53° B O. IO
- — 22° B + 0,01 — 56® B — 0,11
- — 240 B 0 — 5g0 B — 0,12
- — 27° B -— 0,01 — 62° B — o, i3
- — 3o° B —0,02 — 64° B —0,14
- Tableau V
- ÉLECTRODES EN PbO2 ÉLECTRODES EN PbO2
- ^ _ DIFFÉRENCE . DIFFÉRENCE
- de de
- Densité de ' Densité de l’acide potentiel en volt. Densité de Densité de l’acide potentiel en volt.
- 1 acide à l’électrode à l’électrode l’acide à l’électrode à l’électrode
- auxiliaire. de l’accumulateur. auxiliaire. de l’accumulateur.
- a 4° B i®B — 0*, 1 3 24° B 27° B + 0,01
- — 2® B — 0,11 — 29° B -j- 0,02
- — 4® B — 0,09 — 32® B -j- o,o3
- — o° B — 0,08 — 33®B + 0.04
- — 7® B — 0,07 — 34® B -f- o,o5
- io®B — 0,06 — 35®B -j- 0,06
- 12® B — 0,00 — 38® B + 0,09
- — i 4° B — 0,04 — 40® B -p °, 1 1
- . i7°B. — o.o3 — 5o® B -j- 0,2 3
- —- iq° B — 0.02 — 58® B + 0,33
- . , —. 21° B — 0,01 — 64° B -i-0,42
- — 24° B 0
- Ces sortes de mesures, avec l’électrode auxiliaire ne sont pas susceptibles d’une,grande rigueur à cause des impuretés du plomb des électrodes qui modifient la force électromo-
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- trice dans l’ordre des centièmes de volt. Néanmoins l’emploi des électrodes auxiliaires, donne des indications relatives précieuses sur la concentration de l’acide à l’intérieur des électrodes, c’est-à-dire sur l’état de charge ou de décharge de chacune des électrodes.
- Ch. Lïxgre.
- NOUVELLES INSTALLATIONS ÉLECTRIQUES
- DE LA COMPAGNIE DES CHEMINS DE FER DE L'OUEST EN GARE DES BATIGNOLLES
- ET DÉPENDANCES (suite) 1
- 3° Accumulateurs_ charge et décharge. — Le nombre total des éléments est de 280, se répartissant comme ci-dessous.
- Un premier pont de 100 éléments avec queue de 4° :
- Un deuxième pont de 100 éléments avec queue de 4°-
- La batterie se jonctionne sur les barres principales par deux disjoncteurs monopolaires, un sur chaque fil extrême, suivis d’un interrupteur tripolaire (fig. 7). Les fils extrêmes aboutissent aux axes des réducteurs de décharge. Les ponts se trouvent ainsi définis de la façon suivante :
- Premier pont : positif, axe du réducteur de décharge; négatif, le neutre.
- Deuxième pont : positif, le neutre; négatif, axe du deuxième réducteur de décharge.
- Pour la charge de la batterie, les réducteurs de décharge sont mis à la position convenable eu égard au voltage des machines qui doivent naturellement pendant ce temps continuer à assurer le service. Il reste ainsi un certain nombre d’éléments sur chaque queue de chaque pont qui sont à charger par les survolteurs. Pour cela, les circuits des survolteurs sont connectés comme ci-dessous :
- Premier pont : positif de la génératrice du premier survolteur à l’axe du réducteur de charge de ce pont ; négatif à l’axe du réducteur de décharge du même pont.
- Deuxième pont : positif de la génératrice du deuxième survolteur à l’axe du réducteur de décharge du deuxième pont ; et négatif à l’axe du réducteur de charge de ce pont.
- Les circuits des survolteurs sont combinés de façon à ce que les deux génératrices sur* voltrices puissent être utilisées pour la charge des queues de l’un ou l’autre pont. Des bornes des génératrices survoltrices aux interrupteurs bipolaires qui commandent cette combinaison de circuit, le courant passe : i° à la sortie de l’induit d’un survolteur dans des fusibles ; 20 dans un interrupteur unipolaire et sur l’autre pôle dans un disjoncteur à maxima et à minima, enfin dans un ampèremètre. Le voltage est donné par un voltmètre connecté de telle façon qu’il peut donner, soit le voltage proprement dit des éléments de queue, soit, au contraire, le voltage aux bornes du survolteur considéré, le circuit du survolteur n’étant fermé sur la queue qu’après lecture comparative des deux différences de potentiel qui viennent d’ètre indiquées.
- Les caractéristiques des génératrices de survolteurs sont les suivantes :
- Tours . j5o
- Kilowatts................................................. 20
- Force électromotrice (variable)...........................120 (maxima)
- Pôles.................................................... 4
- Lignes de balais......................................... 4
- Excitation............................ séparée à 2 5o-volts alimentée par un des ponts.
- fi) Voir JJ Eclairage Electrique, n° 35.
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- '^Disjoncteurs autom. e =plnterrup. fripai.
- Ampèremètre à
- o r3*r-rtrr+inrt &
- Compteur 3 fils
- De ducf "de déch
- Fusible
- Shunt
- Shunt
- 2ooamp.
- 1/ 1/ Dm ~bipal.
- 4 i—, îoo amp.
- inter, unip. 100 amp.
- SURVOL TEUf S
- ^jjfC-r.)hhéost. dt
- -C^
- 4^
- CT
- P3-
- n
- >
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- >
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- H
- 30
- B
- G
- P3
- H
- f
- 2
- CO
- ^4
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- Le neutre de ces installations étant à la terre un fusible a été installé sur ce fil au point même de sa jonction avec les accumulateurs. Dans le cas où ce fusible viendrait à sauter, les ponts resteraient créés par les égalisatrices et on peut éviter ainsi les accidents graves qui pourraient résulter d’une masse qui se produirait dans les connexions et appareillages divers des réducteurs.
- Le principe des réducteurs employés est le suivant :
- Un collecteur de dynamo dont les lames seraient isolées par l’air est fixe et les balais tournent autour de lui.
- Un de ces collecteurs est évidemment utilisé pour la charge comme pour la décharge, les balais de charge étant situés à une extrémité de ce collecteur, les balais de décharge à l’autre. Le déplacement des balais est obtenu par des électros, lesquels sont actionnés sous 2 30 volts par un circuit pris sur un pont, le lancement de courant dans ces électros s’obtenant à la main par la manœuvre d’un petit commutateur à contact entre charbons. La coupure de ces contacts est longue, non brusque, et permet la montée de l’arc. En pratique, la coupure du champ des électros se fait, grâce à ce dispositif, sans inconvénient, malgré la fréquence de la manœuvre.
- L’appareillage est complété par un indicateur de position d’éléments de charge et de décharge dont le principe est le suivant : En cercle on a disposé un nombre de lampes correspondant au nombre d’éléments de réduction. Ces lampes ont une de leurs bornes branchée sur un fil commun aboutissant à un des pôles d’un pont, par l’intermédiaire d’un bouton de contact analogue à un bouton de sonnerie. L’autre borne de chaque lampe aboutit respectivement à un plot devant lequel se déplace un contact relié à l’autre pôle du pont et qui se déplace d’un cran chaque fois que le balai du réducteur se déplace lui-même d’un élément. De cette façon, en appuyant le doigt sur le bouton de contact du circuit de ces lampes, celle qui correspond au dernier élément en prise (charge ou décharge suivant le cas) s’allume.
- Ces appareils de réduction, construits par la Compagnie générale de Constructions électriques, ont un très bon fonctionnement et donnent toute satisfaction.
- 4° Départ des feeders et accessoires. — Immédiatement après le branchement en parallèle des accumulateurs sur les barres des machines, on rencontre le tableau de comptage de sortie (fîg. 7), qui comprend un compteur totalisateur à 3 fils de 2 000 ampères, un voltmètre enregistreur et un ampèremètre enregistreur sur chaque pont. Après quoi on arrive aux trois barres du tableau de départ des feeders. Ce tableau est divisé en cinq parties principales, une par section ; chacune de ces cinq sections se subdivise à son tour en deux : force et éclairage, pour chaque section, donnant ainsi au total, au départ, 10 feeders distincts.
- Fig. 8.
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-
- 4^
- •OS
- Inverseurs
- tripolaires
- Terre
- Bornes de sortie des TTeeders sur tàHeau. Wesühgouse
- Terre
- Terre
- Interrupteurs unipolairet '
- Zoo amp.
- -DisjoTLcteurs type à mâchoire . i-5o smp.
- Ampèremètres Coosnd,
- Bornes ïe sortie
- de départ des feeders
- Sortie des Feeders
- Fig- 9-
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- Le tableau des feeders est suivi du tableau général des parafoudres, après lequel a lieu la sortie delà sous-station. Ce dernier tableau construit parla Maison Tliyne Berline, est divisé en dix parties semblables : chacune d’elles correspondant à un feeder distinct et comportant la* self, l’appareil parafoudre proprement dit et les connexions de terre.
- Chaque feeder de force, après sa naissance sur les barres du tableau des feeders, passe par un ampèremètre, un disjoncteur, un interrupteur et aboutit directement au tableau des parafoudres. Au contraire, chacun des cinq feeders d’éclairage, après son ampèremètre, son
- Fig. 10.
- disjoncteur et son interrupteur aboutit, toujours sur le tableau de départ des feeders, à un interrupteur tripolaire à deux directions, permettant, ou bien la communication directe du feeder considéré avec le tableau des parafoudre, c’est-à-dire la sortie, ou bien la communication avec le tableau du parafoudre, mais après le passage de chaque fil extrême dans un rhéostat de feeder dont le but est, ainsi qu’il a été déjà indiqué, de maintenir constante, quel que soit le régime, la différence de potentiel sur chaque pont aux bornes d’entrée des cabines de distribution de chaque section. Il en résulte qu’il existe 10 rhéostats de feeders semblables. Ces rhéostats sont automatiques. Nous indiquerons le principe de fonctionnement de l’un d’eux.
- Une balance voltmétrique réglée pour être en équilibre au voltage choisi et qu’il s’agit de maintenir constant, est influencée par un électro aux bornes duquel on donne, par deux
- *
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
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- fils pilotes, la différence de potentiel existant sur les barres d’un pont à l’entrée de la cabine de distribution considérée. Toute variation de 5 volts environ, en plus ou en moins
- Fig. ii.
- du voltage choisi actionne la balance. D’un autre côté, les rhéostats de feeder proprement dits sont constitués par des boîtes de conductance, c’est-à-dire par des rhéostats dont la résistance varie par la variation de section totale des conducteurs en prise. Cette variation
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- du nombre des brins en prise s’obtient par la rotation d’un cylindre en cuivre découpé suivant une hélice. Le minimum de résistance et le maximum de section sont obtenues par la position du cylindre en face de la rangée de contacts suivant une génératrice entière, c’est-à-dire avant le commencement de la découpure hélicoïdale,. La position maximum de résistance et minimum de section s’obtient, au contraire, lorsque la rotation du cylindre a amené devant la rangée de contacts la plus petite longueur de la génératrice du cylindre, c’est-à-dire au sommet de la découpure hélicoïdale : toutes les positions de rotation du cylindre entre les positions extrêmes donnant les valeurs intermédiaires de résistance et de section offerte au courant.
- La rotation du cylindre contacteur est assurée par un petit moteur fonctionnant sous la différence de potentiel d’un pont. L’arrêt ou la mise en marche, dans un sens ou dans l’autre, est assuré par un petit contrôleur à trois positions : arrêt, avant, arrière. Ce contrôleur est commandé par deux électros fonctionnantsous la demi-différence de potentiel d’un pont, le courant étant lancé dans l’un ou l’autre de ces électros, ou dans aucun d’eux, suivant que la balance voltmétrique est influencée dans un sens ou dans l’autre, ou bien en équilibre.
- Ces rhéostats de feeders sont complétés par deux interrupteurs de fin de course qui coupent le courant dans le moteur, quand les variations de voltage aux cabines tendraient à le laisser en circuit, au delà des positions limites du cylindre contacteur. Ces appareils sont munis en outre d’un disjoncteur spécial lequel est en prise lorsque le fonctionnement est normal, mais qui se coupe lors d’un afflux de courant exagéré qui pourrait être dangereux pour les boîtes de conductance, mais qui, en disjonctant court-circuite le rhéostat sans interruption du courant sur le feeder considéré. Le voltage choisi et que ces appareils maintiennent constant sur les barres d’éclairage aux bornes des cabines de distribution est de 220 volts par pont.
- Tous les tableaux de distribution ont été montés avec le plus grand soin et présentent au point de vue électrique le maximum de sécurité. Les parties haute tension sont complètement séparées des autres tableaux. Les connexions des tableaux haute tension sont en barres rigides de cuivre nu. Les connexions des autres tableaux sont en câble isolé, à l’exception des barres omnibus qui sont en cuivre nu. La densité de courant n’atteint nulle part un ampère par millimètre carré. Enfin, malgré le peu de place dont on disposait, toutes ces canalisations qui, comme on peut se le figurer, sont extrêmement nombreuses et complexes derrière les tableaux, sont néanmoins visitables. La mise en marche de toutes ces installations et les essais ont été très satisfaisants et nous terminerons cette étude en faisant remarquer que les premiers mois d’exploitation n’ont donné lieu à aucun incident, ce qui permet d’augurer très favorablement de l’avenir et fait honneur aussi bien aux Constructeurs appelés qu’aux Ingénieurs de la Compagnie des Chemins de fer de l’Ouest qui ont eu à surmonter, tant dans l’étude que dans l’exécution, de véritables et nombreuses difficultés pour aboutir à une installation qui donne, aujourd’hui, toutes les garanties requises pour une bonne exploitation. Nous avons voulu nommer MM. Sabouret, Ingénieur en chef du Matériel et de la Traction, Huillier, Ingénieur principal du Matériel etMazen, Ingénieur du Service Electrique.
- Henri Pataud.
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL — N° 37
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- TRANSMISSION ET DISTRIBUTION
- Détermination de la chute de tension inductive dans les lignes parallèles à courants tii-phasés (Contribution à l’étude des effets d’induction qui se produisent dans les mesures faites sur les installations triphasées). Léo Lichtenstein. Zeitschrift fur Electrotechnik, 24 avril et ier mai.
- I
- indiqués dans les figures 1 et 2. Les 3 conducteurs à courants triphasés sont presque dans un plan et distants de 55,6 cm l’un de l’autre. Comme ligne de mesure on employait une ligne téléphonique placée à une distance de 8 m. On ^mesura :
- La différence de potentiel E entre chacun des conducteurs x, 2, 3 et la ligne de mesure (tension étoilée) ; les courants dans les conducteurs
- Le point de départ de cette étude a été la détermination de quelques inexactitudes qui se produisent dans les mesures faites sur les canalisations triphasées. Nous avons trouvé que :
- i° Dans les fils de tension ou de mesure fréquemment employés, il existe des tensions induites même lorsque la distance entre les fils de mesure et les canalisations est relativement très grande. Si l’on veut obtenir des résultats exacts il faut éviter ces fils de mesure ou de tension ;
- 20 La formule servant au calcul de la chute de tension inductive dans les conducteurs parallèles à courant alternatif.
- E = 21T/2J
- | 2 log nat
- — + o,5o !
- I io-4 volts
- où
- p désigne la distance entre axes des deux conducteurs en centimètres.
- r le rayon des conducteurs en centimètres.
- I la longueur d’un conducteur en kilomètres.
- J le courant dans un conducteur en ampères.
- f la fréquence. ‘
- n’est plus valable pour les canalisations à courants triphasés, et il est nécessaire de calculer la chute de tension inductive dans chaque cas particulier.
- Les mesures qui ont conduit à ces conclusions ont été faites en 1899 sur l’installation de Gross-Lichterfelde. Il s’agissait de déterminer la résistance des conducteurs pour courants alternatifs de fréquence 5o, et de la comparer avec la résistance à courant continu. Dans ce but on a fait un essai en court-circuit et l’on a mesuré la puissance dans chaque phase. La disposition de l’installation et le montage des instruments sont
- 80QQjjyim.
- 200 I
- Trr
- tJmp.
- 985 m.
- ------=*,
- Fig. 1 et 2.
- U L ’ déviation du wattmètre dont la bobine d’intensité était parcourue par le courant J1 (ou J2 et J3) pendant que la bobine de tension était branchée entre la ligne de mesure et le conducteur 1 (ou 2 et 3). On verra que ce watt-mètre ne mesure pas la consommation dans la phase 1 (ou 2 et 3). La longueur de la ligne était 985 m; le diamètre des fils 8 mm (section 5o mm2). Les résultats de mesure sont rassemblés dans le tableau de la page suivaxite.
- La résistance à courant continu d’un conducteur est :
- w — — — “— — 0,328 ohms 5o,6o
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- 10 Septembre 1804.
- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- 4 a 1
- CONDUCTEUR N° TENSION ÉTOILÉE E en volts. COURANT J en amp. PUISSANCE P mesurée en wattmètre etldlow, P — — cos 0 EJ E cos 0 J ‘ ohm.
- I 73 147 7 > 72 0,720 0,357
- 2 7E-9 158 8 0, 704 0,320
- 3 67,5 l52 6,72 0,637 0,292
- Avec cette valeur de w on obtient pour les paissances dans les 3 fds :
- P r= 0,328. (147)2 w — 7>o8 kilowatts P = 0,328. (i58)2 w = 8,20 kilowatts P =r 0,828. (i52)2 w — 7,58 kilowatts
- En fait, les puissances dans les conducteurs sont un peu plus élevées, mais ces chiffres ne concordent pas avec les chiffres trouvés dans les mesures. L’écart est surtout important pour le dernier conducteur 3 : la puissance mesurée est inférieure de 12 p. 100 à la vraie. De même les chiffres de la 6e colonne « résistances à courant alternatif » ne concordent pas avec la résistance à courant continu w = 0,328. La « résistance à courant alternatif » du conducteur 3 est plus petite que la résistance à courant continu !
- Les 3 tensions étoilées ne sont pas égales (2e colonne du tableau) ; au plus grand courant (conducteur 2) ne correspond pas, comme on devrait s’y attendre, la plus faible tension (conducteur 3).
- Ces faits conduisent à supposer qu’il existe des tensions induites dans les conducteurs de mesure. Le calcul exact de la tension induite dans la ligne de mesure vérifie pleinement cette hypothèse.
- Examinons avec soin la figure 2 et vérifions le montage duwattmètre. La bobine de tension est connectée aux points 1 et s et la bobine d’intensité est parcourue par le courant Jr Le watt-mètre mesure alors la puissance qui serait transformée en chaleur dans le circuit iosssi, pour une différence de potentiel donnée en 1 s, tout le circuit était parcouru par le courant Jr Mais en fait le conducteur ss n’est parcouru par aucun courant ; notre wattmètre mesure une puissance plus grande ou plus petite que celle réellement dépensée dans 10 (ou 20 et 3o), suivant que la différence de phase de la tension en ss et du courant en 10, (ou 20 et 3o) est inférieure ou supérieure à 90°.
- II
- Considérons le circuit fermé ioss formé par le conducteur 10, le fil de tension ss et le voltmètre. Soit le courant instantané dans le conducteur 10, et le courant dans le fil de tension et le voltmètre.
- Désignons la résistance du conducteur 10 par nq, les résistances du fil de tension et du voltmètre par ws et wv : ws est petit vis-à-vis de wv. Appliquons au circuit ioss la loi généralisée de Kirkoff. On a à chaque instant
- H- J’jt*vs 4- J v ivv —
- dt
- (0
- Jl2, Ju( sont les valeurs instantanées des courants, Nt le nombre des lignes de force (flux magnétique) qui, à l’instant considéré traversent le circuit 10 ss.
- Les directions positives des courants sont indiquées sur la figure 2 par des flèches ; le flux Nt est considéré comme positif lorsqu’il est dirigé vers la surface inférieure du plan du dessin.
- -^rr- est la vitesse de variation du nombre de dt
- lignes de force.
- Jvtws est négligeable vis-à-vis de
- Jvtwv = E„, = valeur instantanée de la tension au voltmètre. Jlfuq = Çit = valeur instantanée de la chute de tension ohmique dans le conducteur 10. Si nous introduisons ces relations dans l’équation (1), nous obtenons
- Qf -f- E^;
- dt
- Si nous passons des valeurs instantanées aux valeurs efficaces, il vient :
- 2 7^ E„ — —
- dN
- dt
- dN
- (2)
- dt
- ¥= (— Q)
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-
- 422 L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE T. XL. — n°37.
- Le signe =^= indique une addition géométrique. 0 est connu sans plus : pour trouver E„ il faut
- déterminer —j— et N. En faisant ce calcul on dt
- trouve pour E„ des nombres qui concordent très bien avec les chiffres trouvés expérimentalement.
- -ï__________Vb>- _<
- . 3 et 4-
- d’où
- Q3* = Jlt 2 log nat + J3î I 2 log nat —
- 8oo
- I 11,2
- 6o
- -f- ht log nat
- 780
- o,4
- 55,6
- .0,5] unités électromagnét.
- Nous obtenons de la même manière pour le flux magnétique par unité de longueur (centimètres) dans l’espace compris entre les conducteurs 2 et iss ou 1 et ss les valeurs
- 0,4
- Q21 = J21 |^2 log nat -g8-”r +0,5 j-(- Jlf 2 log nat 8°°
- J3i 2 log nat
- Qiï = J if I 2 log nat
- 800
- 0,4
- o,5 1+ J2i 2 log nat
- 55,6 760 55,6
- 80
- + J3j 2 log nat
- 55,6 760
- ou bien, en prenant les logarithmes
- Qit = ht • 15,704 + Ut • 5,264 + Ut • 3,834 Qat — Jit . 5,32 J22 . i5.65 -f- J3f . 5,22
- Q3t — Jlt • 3,92 + J2t . 5,264 + J3t • l5,6
- La figure 3 indique exactement la disposition des conducteurs. Le flux magnétique par unité de longueur des conducteurs (1 cm) produit par le courant Jc dans le conducteur C dans l’espace compris entre les conducteurs parallèles A et B est (fig. 4) :
- Comme il ne passe qu’un courant négligeable dans le fil de tension, on a à chaque instant :
- Jlt + J 2t + J 3t — O (5)
- La relation 5 dans le cas de courants égaux et sinusoïdaux n’est possible dans les conducteurs
- Q = 2JC log nat T2 - unités électromagnétiques (3
- ri . )
- Le flux produit dans le même espace par le courant Ja parcourant le conducteur A lui-même est :
- Q = Ja ^2 log nat -^_+ o,5^ C.G.S. (4)
- Le sens positif du courant et du flux est indiqué sur la figure 4 par des flèches.
- Si nous employons les formules 3 et 4 pour calculer le flux dans l’espace compris entre les conducteurs 3o et ss nous obtenons
- ~ J1 £ 2 log nat—— unités électromagnétiques Qs? = J2f 2 log nat Qsi = J« [2 log nat-^-+o,5]
- d’un système triphasé que si ces courants sont décalés exactement de 120° ou 240° les uns sur les autres (fig. 5).
- Comme le montre le tableau donné au début, nos courants ne sont pas égaux. Mais, comme nous le verrons plus loin, ils ne sont pas non
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- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- 4s3
- plus décalés de 1200 ou 240°, de sorte qu’ils forment quand même un triangle fermé.
- La relation (5) permet de simplifier considérablement les équations donnant
- Qu, Qst, Q31
- On a :
- Qjf ~ Ju . 0,704 —|— J. 5,264 -I- Lf 3,834
- = «ht • 1 o,44 — Lt • i,43 -j— 5,264 (Jn —!— Lt)
- J U . 10,44 — J3Î . 1,41
- et de même
- Q->t = Jat io,33 — J3( . 0,10 Q31— J 3/ • IO,44 — J if i,34
- Ce flux total est égal :
- IQu
- IQu
- IQ3t , ou l
- désigne la longueur des conducteurs en centimètres l — 98.500 cm. Si nous passons des valeurs instantanées aux valeurs efficaces, nous devons simplement remplacer les additions ou soustractions algébriques par des additions ou soustractions géométriques.
- Comme nous le voyons sur la figure 6, le flux Q3 est décalé en avant du courant J3, le flux Q2 est à peu près en phase avec J,, ét Q1 retarde
- sur Jr Les forces électromotrices — , —
- dN, dN3 ,, . r
- - sont, comme 1 on sait, perpendi-
- culaires aux vecteurs de flux et décalées en arrière.
- Calculons maintenant la valeur de la force
- électromotrice E, =------(^J-. Comme on le voit
- 1 at
- sur la figure 6, E4 est constituée par deux composantes perpendiculaires à J1 et J.,. L’allure dans le temps de la première composante est donnée par la lormule :
- Ellf =----— [10,44 • Jjm • g8.5oo sin w£] (6)
- == —- io,44 bm • 98.300 w cos wit unités électromag.
- dans cette formule est la valeur maxima du
- courant variable en unités absolues,
- tü 2TZTl — 2TÜ . 5o — IOO TT.
- en unités absolues électromagnétiques. Pour exprimer les résultats en volts, il faut multiplier la formule par io-8. On a alors :
- jy™ :rz 147 amp. ^2 n: 1457 2 C.G.S.
- EUi =r — io,44 i4»7 - 98.5oo. 100.tc y/2 cos coi . io—8 volts Em — — 47,5 \J2 cos a>t volts
- La valeur efficace de Ei( est donc Elt = 47?5 volts.
- On calcule de la même manière la valeur efficace de E13. C’est
- Ej3f = — —JT t-1’^ ' 9^-^0° • s’n
- — i,43 . J3m . 98.000 . eo. cos wt C.G.S.
- En introduisant les valeurs :
- (ü = 1T.ll = IOO 7t — 3l4
- J3m — 15,2 ^/ 2 C.G.L.,
- 1,43.15,2^/2 98.500 . IOO Tü COS (.ùt IO-8 volts Eu tt: — 6,7 sJ 1 cos oit volts
- La valeur efficace de Ej3 est donc E13 = 6,7 volts
- Fig. 6.
- il vient
- Ej3f = —
- La chute ohmique de tension dans le conducteur 1 est
- La force électromagnétique EUf est obtenue
- = i47 amp. X 0,328 ohms =: 48,2 volts
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
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- 4*4
- Sur la figure 7 sont représentées les tensions EjjEjg et Üj d’après la formule 2.
- Le vecteur om représente la force électromotrice — -^y- , le vecteur op la chute ohmique
- de tension dans le conducteur 1, le vecteur pm la différence géométrique entre om et op, différence de potentiel au voltmètre.
- L’angle onm est égal à 1200. Si l’on déduit des longueurs connues de op ou et nm les autres proportions géométriques, on obtient les valeurs
- lage, etc., pour le conducteur 3. Comme nous l’avons vu précédemment, le flux magnétique dans l’espace compris entre les conducteurs 3 o et ss est par centimètres de distance.
- Qgi = J31 . io,44 — Jjt i.34 unités électromagnétiques.
- Si l’on passe aux valeurs efficaces, on obtient
- Qs = 10,44 J3 7^ (— 5>34 Jj)
- Q3 est représenté en grandeur et en phase dans la figure 6.
- La force étectromotrice :
- dNÿt
- dt
- d
- dt
- (IQst)
- consiste encore en deux composantes E31 et E33 perpendiculaires h Jj ou J3 (voir fig. 6). L’allure dans le temps de E31 est donnée par la formule :
- E3jt -----yy- [i,34 Jp11 98.500 sin toi]
- = — i,34 Jjm 98.500 o). cos oit G.G.S.
- J,™ “ 14.7 y/2 C.G.S. o» = 27~n — 3x4
- Em — ~ i>34 . 14>7 \/2 • g8.5oo . 314 cos c»t io—8 volts — — 6,1 y/2 cos oit volts
- La valeur efficace de E31 est donc £31 — 6.1 volts
- Les valeurs mesurées sont
- pm ~ 73 volts COS Cp =: 0,720 IV = 0,357
- La concordance est très satisfaisante.
- Comme 011 le voit sur la figure 7, le courant J, est en avance sur la tension au voltmètre pm. Nous avons pris comme sens positif du courant et de la tension la direction ioss (voir fin-. 2)
- \ O /
- La différence de potentiel au voltmètre est donc positive lorsqu’elle tend à produire dans ce dernier un courant dirigé de s vers 1. Si nous prenons comme primitivement, pour sens positif du courant le sens 10 et au contraire pour sens positif de la tension le sens de 1 vers s, la phase de la différence de potentiel au voltmètre varie de 1800.
- Calculons les valeurs de la tension, du déea^
- La valeur efficace de E33 se calcule de la même manière. On a
- E33t = — -y— [iO,44 J3m 98.5oo sin oi/]
- = — io,44 J3™ 98,200 01 cos oit C.G.S.
- J3m = i5,2 y, 2 C.G.S. w — 3i4
- E33( — — io,44 • 0,2 . y/2 . 98.500.314 • cos to/ io—3 volts =------- 48,7 1 cos Oit volts
- La valeur efficace est
- E33 = 48,7# volts -
- La chute de tension ohmique dans le conducteur 3 est
- Q3 — 15,2 amp. X 0,328 ohm = 49,8 volts
- Sur la figure 7 sont portées les tensions E31,
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- E33 et Q3 d’après la formule 2. Le vecteur om
- représente la force électromotrice-----^3. ]e
- dt
- vecteur op la chute de tension dans le conducteur 3; pm, différence géométrique de om et op, est la différence de potentiel au voltmètre. L’angle onm = 1200.
- Un calcul simple donne :
- pm — 68,2 volts
- cos
- E„
- (opm) = cos © = o,653 cos ©
- -----— = w — 0,293 ohm
- '*3
- Les valeurs mesurées sont
- pm 67,5 volts cos © = 0,657 te ~ 0,292 ohm.
- Il est inutile de refaire ici le calcul pour le conducteur 2. Le calcul exact donne pour la différence de potentiel au voltmètre, le facteur de puissance et la « constance à courant alternatif » la valeur :
- d soit très grand par rapport à p. Le flux magnétique entre les conducteurs 3o et 33 par unité
- 20
- 1072
- de longueur d’écartement (cm) est d’après nos remarques précédentes :
- d p
- Q31 — b» (z log nat ~ -f o, 5 ^ + J2£ 2 log nat ^ —-
- _p Ju log nat ^ unités électromagnét.
- Comme d est très grand vis-à-vis de p, on peut remplacer simplement d -f- p et d -J- 2p par d et l’on obtient :
- 71,5 volts , 0,718 , o,3i.65
- Les valeurs mesurées sont
- 71,9 volts , 0,704 , 0,320
- La concordance est donc encore très satisfaisante.
- La concordance complète entre la grandeur mesurée et la grandeur calculée prouve que dans le fil de mesure ou de tension il existe en fait de tension induite de valeur telle que le résultat est sensiblement faussé.
- Qst = J3£ log nat ~—f- o,5^ + J2£ 2 log nat -y-
- -f- J1£ 2 log nat —^-J» 2 log nat 2
- Comme
- Jit -f" J2t + Ui = 0
- il vient
- Q3i =r J3£ ^2 log nat -E- + o,5^ — Ju 2 log nat 2.
- De la même manière on trouve :
- Q2t = J2£ f 2 log nat ——|- o,5 j
- III
- Dans le dispositif avec 3 conducteurs à courants triphasés situés dans un même plan, dispositif généralement adopté dans les installations de traction, il se produit toujours dans la ligne des tensions induites tout à fait indépendantes de l’écartement entre un conducteur et ses voisins et même lorsque cet écartement est considérable, par exemple supérieur à 8 m.
- Considérons le cas simple où tous les conducteurs de courant 10, 20, 3o et le fil de tension ss sont situés dans le même plan (fig. 8). Soit /• le rayon du fil ; en outre supposons que
- QJ£ = Jj£ ^2 lognat —^-(- o,5J — JS£ 2 log nat 2
- Les vecteurs de flux Qi Q3 Q3 sont inégaux et inégalement décalés par rapport aux courants respectifs (fig. 9).
- Quelque grand que puisse être on arrivera
- toujours en mesurant la tension et la puissance d’après le montage de la figure 2 à des résultats paradoxaux.
- Par conséquent le montage de l’inslrument de mesure comme missible.
- 1 indique la figure 2 est mad-
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-
- 4^6
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
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- Si l’on veut déterminer la résistance à courant alternatif des conducteurs, on peut opérer de deux façons :
- On place le fil de tension s aussi près que possible du conducteur à étudier (par exemple conducteur 3) et on le roule en hélice autour de ce dernier. Ce fil de mesure peut en même temps être employé comme fil de tension du wattmètre et comme fil de voltmètre; les deux instruments doivent alors être montés en série (fig. ii). D’après le montage de la figure 12, le wattmètre w indique la puissance transformée en chaleur dans le conducteur 3.
- Fil de tension
- i° On court-circuite h leur extrémité les conducteurs et l’on détermine, au moyen de la méthode ordinaire des deux wattmètres la con-
- sommation totale P des conducteurs (fig. 10). Soit w la résistance à courant alternatif cl’un conducteur, Jt, J2, J3 les courants efficaces, on a
- «’ (V + L2 + h2) = P
- _ P
- + j22 + V
- en supposant égales les résistances de tous les conducteurs, hypothèse très voisine de la réalité. On peut mesurer en même temps les tensions de court-circuit entre 1 et 2, 2 et 3, 1 et 3. La consommation du courant dans chaque conducteur est
- frJp, trJ2-, k’J32
- Considérons le circuit 3o3 formé par le conducteur 3, le fil de mesure et la bobine de tension du wattmètre m1, et le voltmètre, et désignons la résistance du conducteur 3 par w3, celle du fil de mesure et de l’instrument par çvs. Soient J3, et Js( les courants instantanés correspondants. Comme le flux traversant ce circuit est nul, la loi générale de KirchhofF donne
- J3MC3 -|- Jsi n’s = o
- iSt ---
- hit
- «’*
- (7)
- La puissance lue au wattmètre est :
- x ni
- p = C I J si Jsi dt
- do
- où T représente la durée d’une période et C une constante. Si nous introduisons dans cette
- expression Jsf =----^?,t “3 , il vient :
- Jst d-t — —~
- I
- T
- 3£t2 (u3 clt —
- C
- dl
- C, représentant une autre constante, et J3 le courant dans le conducteur 3. La dernière égalité prouve que dans le montage de la figure 12
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- 427
- le wattmètre mesure en fait la puissance dans le conducteur 3.
- De l’équation y nous tirons :
- J« «\
- (8)
- Le numérateur de cette fraction, est la différence de potentiel aux bornes du voltmètre (ou des deux instruments montés en série); le dénominateur est le courant efficace dans le conduc-
- MVV'vV'
- teur 3. La formule (8) donne la résistance à courant alternatif d’un conducteur. Bien entendu il faudrait, pour obtenir la résistance à courant alternatif d’un autre conducteur (par exemple du conducteur 1 ou 2) employer un autre fil de mesure.
- Les mesures faites avec le montage de la figure 11 permettent donc d’obtenir la valeur de la résistance à courant alternatif du conducteur. Cette dernière est déduite des lectures du
- voltmètre d’après la formule = -r- etc. Les
- li
- indications du voltmètre E1 (ou E2 et E3) ne doivent en aucune façon être désignées comme «.tension entre 1 et o » (ou 2 et o, etc.), et l’on n’a pas Ex =^=E2 = E v) = différence de potentiel
- entre 1 et 2 ou tension de court-circuit. On a E1S = E, ^ Es ^ (- Æ-'j
- où N désigne le flux traversant le circuit 1021
- et ^ la vitesse de variation de ce flux. at
- IV
- Dans les 3 premières parties de ce travail nous avons complètement traité un cas de l’influence des instruments dans les mesures d’installations ; nous avons indiqué des méthodes exactes pour la mesure de la résistance à courant alternatif des conducteurs aériens et donné la valeur des pertes dans ces derniers.
- En dehors de la connaissance nécessaire des pertes, la connaissance de la chute de tension est d’une grande importance pour l’ingénieur. Par chute de tension il faut entendre la différence géométrique (fig. i3) de la tension entre 1 2 et
- J1
- 3
- Au
- ÇfMoteur
- ? !
- —---------------------•--------
- Fig. i3.
- i' 2' (ou 2 3, et i' y etc). Ces tensions doivent être déduites des indications du voltmètre : 12 3 sont les bornes du générateur, 1'' 2' 3' des points arbitraires du réseau, par exemple les bornes d’un moteur.
- Dans ce qui suit nous allons donner, pour les cas pratiques les plus importants, des formules commodes permettant de prévoir la chute de tension, et nous terminerons en indiquant comment cette chute de tension peut être mesurée avec exactitude dans les installations déjà faites.
- V
- Conducteurs parallèles à courant alternatif'. — Soient : w la résistance à courant alternatif d’un conducteur en ohms, l la longueur de ce
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-
- 4.28 L’ÉCLAIRAGE
- conducteur (voir figure i/\) en kilomètres, f la fréquence, o. l’écartement des axes des conducteurs en centimètres, /• le rayon du conducteur
- Fig. 14.
- en centimètres, J le courant en ampères. La chute de tension AV se calcule de la façon suivante :
- AV résulte de deux composantes : la chute ohmique de tension AV0 et la chute inductive de tension AVï (voir figure 15)
- AV0 2(i'J volts
- AVf’ = 17zf 2J ^'2 log liât — rto',5^ l IO~4 volts A Y i — nzfJlM volts
- M = 2 (2 loq nat y-----f- o,5) 10 ~ 4 Henry sera
- nommé coefficient de self-induction des conduc-
- Fig. i5.
- teurs par kilomètre de ligne (c’est-à-dire pour 2 khi réels de conducteurs).
- On mesure la chute de tension de la façon suivante (fig. 16). En f et 2' on court-circuite les conducteurs et on règle la machine de façon que la différence de potentiel aux bornes assure au courant sa valeur normale. Le voltmètre placé en 1 2 donne directement la chute de tension
- ÉLECTRIQUE T. XL. - N° 37
- (que nous appellerons tension de court-circuit). Par des mesures au wattmètre et à l’ampèremètre on détermine comme d’habitude la consommation des inducteurs, sa résistance à courant alter-
- natif et le décalage p de la chute de tension sur le courant. Si la puissance en watts est P la tension en volts AY == E, le courant en ampères J, on a
- P
- La résistance à courant alternatif d’un conducteur est :
- E cos o P
- te = -----T—— ~ ——- ohms
- 2 J 2,H
- La chute de tension ohmique est :
- P
- AV0 = 2<Ï’J —y = E COS Cf volts.
- La chute de tension inductive est :
- A Vf = \/E2 — (AV0)2 = E sin cp volts
- Le coefficient de self-induction par kilomètre de li gne est :
- E sin o
- -M = —-----i— Henry ( 10 ;
- Jt 27if
- Ces formules élémentaires sont bien connues.
- VI
- Conducteurs parallèles d’installation de traction à courants triphasés ; les conducteurs de phase dans un plan, le conducteur neutre constitué par un conducteur aérien, ou par la terre, ou négligé. (Connexion en étoile ou en triangle).
- Pour obtenir des formules tout à fait générales, nous supposerons les courants inégaux et décalés cl’une façon quelconque les uns par rapport aux autres. .
- Dans cette disposition des-conducteurs, les
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- 4ac>
- courants diffèrent toujours réellement les uns des autres. Mais leur différence diminue lorsque la tension croît. En outre nous supposerons que les décalages des courants par rapport aux tensions i' 2' 3' sont connus.
- La chute de tension AV est, comme on l’a fait remarquer, la différence géométrique de la tension V entre 1 2 et de la tension Y' entre 1' Y (ou 1 3 et 1 ' 3;, etc.) (fig. 13}. Les trois chutes de tension AV12 (entre 1 2 et i'a') AY12 et AY23 ne sont pas égales.
- AVj2 résulte de 3 composantes :
- i° La chute ohmique de tension dans le conducteur 1
- = — Jpi< volts
- (m est la résistance à courant alternatif d’un conducteur en ohms).
- 20 La chute ohmique de tension dans le conducteur 2.
- A Y $ = J2«- volt
- 3° La chute inductive de tension.
- ou
- c/.N, .
- "V I2t- ^ ’iit = 4A y-it — - J1 f(V + JgfO’-jJ—
- Toutes les grandeurs sont exprimées en unités électromagnétiques. NZ est le nombre de lignes de force traversant le circuit 11' 22' d’après les formules 3 et 4 on a :
- = Ju J 2 log uat —---|-o,5 I — J-21 | 2 lognat —
- + o,5 |z— J3i | 2 log nat JZ (12.)
- 2 log nat -L- +o,5 1Z
- 2 log uat —--|-o,5 | Z
- 1 log nat 2Y C.G.S.
- Ici J2 J3 représentent les valeurs efficaces des courants.
- N* = sin {iT.ft) J
- — J,\/2 sin {‘iizfl) £ — Jo \J 2 sin (st/ï) 1 ;
- A Y l2
- Cette dernière résulte également de 3 composantes perpendiculaires aux courants et décalés en arrière de ces derniers ; ces composantes sont :
- AV \ — nzfij, |^2 lognat
- AY 2 rr: 2Tî/’J.2Z | 2 lognat AYg =: 2tt/'J3Z [2 log nat 2]io~4 volts y
- La chute de tension totale AV12 est la somme géométrique des 5 composantes (fig. 17). Si l’on connaît la différence de potentiel Y127 entre r 2' (tension composé), on obtient Y., en additionnant géométriquement Yf^ et AY12.
- D’après ce qui précède, on peut vérifier facilement l’exactitude des formules 10 et 11. Considérons le circuit ir 22' formé par les conducteurs 11' et 22' et les deux voltmètres (fig. i3). D’après (1) on a, en comptant comme positives la différence de potentiel aux voltmètres lorsque les courants dans ces appareils ont la direction 2 — 1 ou 2' — C :
- V)2i + Jn<v— V'i2f —ht —-----~rr-
- + o,5 110 4 volts
- +- 0,5 | io-4
- 1 10 ‘ '{
- l11)
- <ZN
- dt
- — —— + s/'2 2î:/‘cos (‘2—ft) I 2 lognat—+ 0,5 1/
- + J2 \/’i ‘27if cos (277/Z) |^2 log nat — + o_,5 J Z + J 3C2 '-'rf eos 277/Y [2 log nat 2]/
- Si l’on passe des valeurs instantanées aux valeurs efficaces et des unités absolues aux unités techniques, on obtient, en observant que le vecteur général — A cos (2—ft) est décalé de 90° en arrière du vecteur A sin (27:/y) :
- — ~-jj- — J 2 log nat —-------|z io~4 + ^
- | — 277/ J 2 j 2 log nat — |-o,5 |z io—4 | ^ ^ ^
- + [— 277/Y J3 ! 2 log nat 2]Z 1 o 4] volt /
- Dans cette formule, l est exprimé en kilomètres. Les différents termes de la somme géométrique (i3) sont décalés de 90° en arrière des courants respectifs.
- Si l’on se reporte maintenant à l’équation (12) on obtient les 5 composantes de AV12 portées sur la figure 17.
- O11 trouve de la même manière la chute de tension AY2, et AV13. La chute de tension AV2:i résulte des 3 composantes suivantes :
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- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- La chute ohmique de tension dans le conducteur 2
- AV $ = — Jj«'
- Fig. 17.
- La chute ohmique de tension dans le conducteur 3
- AV g! =
- La chute inductive de tension
- Cette dernière provient de 3 composantes décalées de 90e en arrière des courants. Ces composantes sont :
- AV J = 27t/‘J1Z [2 lognat 2] io~4 volts
- AY| = 27i/'J2Z £ 2 log nat — -f-0,3 J io~4 volts
- AY3 — 27i/J3Z |^2 log nat —-volts
- La figure 17 donne la construction par laquelle on obtient V23 connaissant V2./ et AV23.
- Enfin la chute de tension AV13 (fig. 18) est produite par 3 composantes.
- La chute ohmique dans le conducteur 1
- AV$= - V
- La chute ohmique dans le conducteur 3 AVg'= J3«-
- A V L
- qui résulte de 3 composantes décalées de 90° en arrière sur la constante :
- 20
- AY J = 2-/'J1Z 2 log nat —+0,3
- AY3 = 1—fJJ 2 log nat—— —°,5
- AV 2 = 0 (l5)
- Pour rendre familier l'emploi des formules
- I0"~4 volts io~4 volts
- Fig. 18.
- indiquées, nous allons développer un exemple numérique.
- Soient (fig. i3):
- Jx = J2 := J3 = 5o amp.
- Z — 20 kilomètres p = 5o cm r o,5 cm 20X1 000
- m = ------5—---- = 4,2a ohms
- HT V* hA '
- f = 5o
- 1
- sec
- Calculons d’abord la chute de tension AV ,. On a
- AYjy= ---- Jpe — --- 212,3 volts
- AVjf ~ J,te = 212,3 volts
- AYj rr 2t:/'J;1z| 2 log nat --H o,5 |io~4 volts
- — 3i4.5o.20. [2 log nat 100 -f- o,5]io~4 volts = 3o4 volts
- AY2 = — 3o4 volts
- AA 3 — — r2izf J3Z [2 log nat 2bo~~4
- — — 314.5o. 20 [2 log nat 2]io—4 volts = — 43,4 volts
- La chute inductive
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- 431
- Si, avec les valeurs trouvées, on trace le diagramme de la figure 17, on trouve AV12 = 620 volts.
- Cette chute de tension est décalée de 280° en avance sur le courant J,. La chute de tension est décalée de 58° en avance sur la différence de potentiel aux bornes d’utilisation. Si l’on additionne géométriquement V127 et AV,, on trouve
- V12 = 10 400 volts = i53°2o'.
- Calculons maintenant la chute de tension AV,3. On a
- AV^2] = — J,«' = — 212,5 volts
- AV^ -j- J3»r = 212,5 volts
- A Y J = 43,4 volts
- AV?, rr 3o4 volts
- AV3 = 3o4 volts
- AY 3 = — 3o4 volts
- Ces 5 composantes rassemblées dans le diagramme de la figure 17 donnent pour AV23 la valeur :
- AV23 = 668 volts
- Cette chute de tension est en avance de 2020 3o7 sur le courant J2 et de 52° 3o7 sur la différence de potentiel aux bornes d’utilisation. Si l’on additionne géométriquement V237 et AV23 on trouve
- Y
- IO 480 volts , t 03 = i53°,3o'
- 23
- J4V
- Finalement nous obtenons pour la chute de tension AV,, :
- J,M' rr - 212,5 volts
- A Y ^3* = J ,£W — 212,5 volts AY*, = 3o4 volts AY3 = — 3o4 volts
- La construction de la figure 18 donne :
- AY13 — 642 volts
- Cette chute de tension est en avance de 20° sur le courant J3 et de 55° sur la différence de potentiel aux bornes d’utilisation. En additionnant géométriquement V137 et AV13 on trouve :
- Y13 — 10 370 volts 33^13 27°.*4°
- Comme nous le voyons, la chute de tension
- AY12 AV13 AV23' sont inégales.
- AV23 — AY12 ___ 668 — 620
- AV,
- 668
- 0,072 (7,2 p. 100)
- En pratique on calcule fréquemment de la façon suivante, la chute de tension de lignes de traction à courants triphasés : pour déterminer par exemple AV12 on calcule la chute de tension dans le conducteur 1 et la chute de tension dans le conducteur 2 et on les additionne géométriquement. Sous le nom de chute de tension dans le conducteur 1 on entend la somme géométrique de la chute ohmique de tension wJ1 et de la chute inductive de tension par conducteur, dont la valeur est donnée par la formule (9) :
- Y* — 2t:/‘J1Z ^ 2 log nat —-|-o,5jio—4 volts
- Ce mode de calcul ne donne des valeurs exactes que pour la chute de tension entre les deux conducteurs extérieurs. Si l’on calcule de cette manière AV,,, on néglige le terme
- AV » =
- 27t/‘J3Z [2 log nat 2]io~4 volts :
- la même remarque s’applique au calcul de AV-'
- L’erreur commise est faible, mais cette méthode conduit à la notion de chute de tension dans un conducteur qui n’a aucune signification physique. La chute de tension dans un conducteur ne peut être déterminée par aucune sorte de mesure.
- Pour déterminer la chute de tension dans des installations, il faut recourir à l’essai en court-circuit. On boucle ensemble les conducteurs au point d’utilisation ir27 3'(fig. 10), on mesure à la machine la tension entre chacun des deux conducteurs et on obtient ainsi directement les chutes de tension AV12, AV13, AV,3. On détermine ensuite le décalage entre la chute de tension et le courant.
- Si P23 est la puissance lue au wattmètre B (fig. 10) J2 le courant dans le conducteur 2, AV23 la chute de tension entre ies conducteurs 2 et 3 (tension de court-circuit entre 2 et 3) on obtient d’après les formules du paragraphe V
- J, AV.
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- s étant le décalage entre'J2 et AV23. On obtient de la même manière le décalage entre J3 et et AY23, etc.
- De ce qui précède résulte clairement qu’il est impossible de parler d’un coefficient de self-induction pour les lignes à courants triphasés.
- La chute inductive de tension ne peut pas être mise sous la forme :
- AV volt — JalNP- /km Henry
- VII
- Il est plus facile de trouver la chute de tension dans les canalisations faites d’après le dispositif le plus fréquent que représente la figure 19. Les conducteurs sont placés aux som-
- Fig. 19.
- mets d’un triangle équilatéral. Le conducteur neutre est un conducteur aérien, ou bien est constitué par la terre, ou bien n’est pas pris en considération. S’il y a un conducteur neutre (la terre peut en tenir lieu), on peut, outre la chute de tension entre deux conducteurs (chute de tension étoilée) que nous avons désignée par AY12 AY13... etc., chercher la chute de tension entre un conducteur et le conducteur neutre (tension étoilée). Nous désignerons cette chute de tension par AV,, AV2, AY3.
- Calculons AY12 et, pour cela, considérons le circuit ii' 22' formé des deux conducteurs 1 et 2 et des voltmètres A et B à la machine et au point d’utilisation.
- Appelons comme précédemment :
- w la résistance à courant alternatif d’un conducteur ;
- J,, Jit Jcf la valeur instantanée des courants ;
- u’A et w’B les résistances des voltmètres ;
- JAi et JBt les courants instantanés les voltmètres ;
- Toutes ces grandeurs sont exprimées en unités électromagnétiques.
- Le sens positif des courants est indiqué par
- des flèches dans la figure 19. L’équation fondamentale (1) donne, lorsqu’on parcourt le circuit dans le sens de rotation des aiguilles d’une montre :
- Ja^^A —(— $---- JbîHB
- = -
- d$t
- (il
- JA!«’a est égal à V12;, et à V'12(
- On a donc :
- ^ m~\- Jié1’ — "V 'm— J 2e1’ —1 —
- dS t dt
- AV
- — V m — V[2t——
- dSt
- ~df
- Les équations (3) et (4) donnent, dans le cas précédent
- Af = / Ji/j^ 2 log nat -|A-{-o,5 |—/J2(| 2 log uat -j- 0,0 |
- Le terme du courant 3 disparaît iht 2 log nat -y
- En passant des valeurs instantanées aux valeurs efficaces, et en introduisant en même temps les unités techniques de mesure, on trouve les résultats suivants :
- La chute de tension AY12 résulte de 3 composantes :
- La chute ohmique de tension dans le conducteur 1"
- AV^—. — J,H' volts
- La chute ohmique de tension dans le conducteur 2"
- AV{5 — «L*»’ volts
- La chute inductive de tension A Xi résultant elle-même de 2 composantes décalées de 90° en arrière des courants respectifs.
- AYth — air /7km J, J 2 log nat —f— o, à J 10 1 volts
- - AV Y = 27zflkm J2 |^2 log nat f-°?r> | ïc>~4 volts
- Les composantes de AY12 sont rassemblées dans le diagramme de la figure 20. Si la différence de potentiel aux bornes d’utilisation Y',., est connue en grandeur et en phase, on trouve
- vlâ - v'12- ^ av12
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- 433
- ou bien, si V12 est connue
- ohmique de tension AVJ2
- V'12= (- AV12).
- On détermine de même AV13 et AV23. Si en particulier les courants sont égaux, le calcul est très simplifié. On a
- AVlâ = av13 = a\23
- En supposant la charge absolument symétrique, le décalage des courants les uns par rapport aux autres est 120° et 240°.
- On peut alors composer A Vif et A Vif d’une part, AVO et AVj21 d’autre part (fig. 20) et obtenir AVt, comme résultante de deux composants rectangulaires de la chute ohmique de tension
- AVÎa — «'J y/3 volts (16)
- de la chute inductive de tension.
- AVi = 2Tc//kil J ^/3 | 2 log nat —|— o,5 lio—4 volts
- AV?2 est décalé de ido° en avance sur J,.
- AV,2 est décalé de 90° en avance sur AVJ2.
- AVJa a la direction de la tension composée \T/,.2 au point d’utilisation dans le cas d’une charge non inductive.
- Si l’on compare les formules (16) et les équations (9), on voit que l’on peut calculer la chute de tension AV12 ainsi que AV13 et AV23) comme pour des conducteurs à courant alternatif simple
- si l’on suppose le courant égal à —On doit se
- représenter la chute de tension ainsi obtenue comme calée à i5o° en avance.
- Un exemple permettra de saisir plus complètement les indications précédentes :
- Supposons que l’on ait, comme dans l’exemple précédent :
- Ji
- 20.1 000 -.5*.60
- J2 — J3 = 5o amp.
- I = 20 km p = 5o cm ;• — o,5 cm
- — 4,20 ohms f — 5o
- seconde ’
- Faisons nos calculs comme si nous avions h faire a des conducteurs parallèles a courant alternatif parcourus par le courant = 43,25 ampères. D’après les formules 16 on a pour la chute
- AV ?, = 2 w ^ = 2.4.20.43,25 = 368 volts
- 2
- et pour la chute inductive de tension AVi2 *
- AY ’j, zr 2-/2 2 log nat — °,5^| i io—4volts
- = 52 5,8 volts
- La chute de tension totale AV12 (fig. 20) est
- AV12 — y/(AVy2 -F (AVj2)2 = 642 volts — avJ3 = av23 AV?,
- o — arc cos —— arcs cos 0,57321 = 55o AV12
- La chute de tension AVJ2 est décalée de i5o° -}- 55° = 2o5° en avance sur Jr Le même décalage existe entre AV23 et J2.
- Si l’on compare ces résultats avec ceux du premier exemple, on voit que, dans les mêmes
- Fig. 20.
- conditions, la chute de tension, lorsque les conducteurs sont placés aux sommets d’un triangle équilatéral est égale en grandeur et en phase a celle qui existe entre les conducteurs extérieurs lorsque les trois fils sont dans un même plan (fig. 13;.
- AVj2 est la chute de tension composée : comme la tension composée peut être déduite de la tension étoilée, il est facile de calculer d’abord la chute de tension étoilée et de passer ensuite a la chute de tension composée. En pratique on opère très souvent de cette manière; par exemple pour obtenir AVj, on calcule d’abord la chute de tension entre le conducteur 1 (ou 2) et le conducteur neutre OA (ou OB) (fig. 2) et l’on en déduit
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- la chute de tension cherchée :
- AB = OB ^ (— OA)
- La chute de tension OA résulte de deux composantes :
- La chute ohmique de tension volts
- La chute inductive de tension
- 2-rr/J i |^2lognat ——|— o7 5 J Zkm io-4 volts
- La chute de tension OA est alors calculée comme pour une ligne simple à courant alternatif mais n’est rapportée qu’à un conducteur. Lorsque les conducteurs sont placés aux sommets d’un triangle équilatéral, cette méthode donne des valeurs exactes pour la chute de tension.
- 12 A "V 23 — A A13
- Il faut toutefois bien remarquer que la «chute de tension composée » introduite ici (désignée par OA ou OB dans la figure 21) n’est aucunement identique à la chute de tension entre le conducteur 1 (ou 2) et le conducteur neutre que nous avons désignée par AV, (ou AY2).
- Pour calculer AV, il faudrait appliquer l’équation fondamentale (1) au circuit 1 100 (fig. 19). On obtiendrait ainsi en général pour AV, AV2 AYg des valeurs différentes suivant la position du conducteur neutre vis-à-vis des conducteurs actifs. Dans deux cas seulement on trouverait pour AV1= AV2 = AY3 des valeurs égales à la valeur introduite dans la figure 21 pour OA et OB.
- i° Lorsque le conducteur neutre est très loin des conducteurs actifs.
- 20 Lorsqu’il est placé au centre de gravité du triangle aux sommets duquel sont placés les conducteurs.
- Le premier cas se produit habituellement lorsque le conducteur neutre est à la terre, car, en règle générale, la distance entre les conducteurs et la terre est grande vis-à-vis de leur écartement.
- VIII
- Les formules que nous avons données pour le calcul de la chute de tension dans les conducteurs à courant alternatif et à courant triphasé montrent que la notion de « chute de ten-
- sion par conducteur » n’a aucun sens physique et conduit facilement à des erreurs. La méthode sur laquelle repose nos formules s’appuie dans tous les cas sur l’emploi simple de l’équa-
- tion fondamentale : =------A_L 5 qui exprime
- la loi généralisée de Kirchhoff. Cette équation
- Fig. 21.
- est appliquée au circuit fermé constitué par les deux conducteurs entre lesquels il faut déterminer la chute de tension, et les voltmètres qui mesurent les tensions aux points de production et d’utilisation du courant.
- La même méthode peut être employée à la détermination de la chute de tension dans un nombre quelconque de conducteurs aériens.
- Considérons en général un système de n conducteurs aériens parallèles (fig. 22) parcourus
- 63
- ÎQ86
- Fig. 22.
- par des courants sinusoïdaux arbitraires. Si les tensions entre chaque groupe de 2 conducteurs V,2, V18, V23... en un point, et les courants J,, J2, J3.... sont connus, on peut facilement calculer les tensions V;12, V'1S, V'23.... en chaque autre point du système. Pour trouver V;12, appliquons l’équation fondamentale (17) au circuit iy 122' (fier. 22). nous obtenons :
- Ja/«'SA + — JBffCSB — LfKj =-------4. •
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- Dans cette équation, JAt et JBi représentent comme précédemment les valeurs instantanées des courants des voltmètres, w2 wSA wSB les résistances des conducteurs et voltmètres, et N, le flux instantané traversant le circuit. Toutes ces grandeurs sont exprimées en unités électromagnétiques. Remarquons que
- JA^SA = Vi2f
- JfiiirsB = V'i it '• nous trouvons alors
- dX
- = -"V'i2t = J-ltH'j -j- J2tw-i-(l8)
- Pour nous trouvons dans le cas précédent d’après les formules 3 et 4 l’expression suivante :
- .X; = / J Ja ^2 log nat -|-o,5^—J2 ^2 log nat
- + 0,5^ -f- J3 ^2 log nat ~f~ Ji^lognat-^^/ (19)
- + Js(2 losnat~-)+ ••••
- rpq est la distance entre le conducteur p et q en centimètres.
- Si l’on passe des valeurs instantanées aux valeurs efficaces, et si l’on passe en même temps aux unités techniques, on obtient par calcul graphique la chute de tension cherchée. Cette der-
- nière résulte de composantes si le
- nombre de conducteurs est n.
- En pratique, on introduit souvent, dans les calculs de ce genre, des coefficients de self-induction et d’induction mutuelle. On parle de « self-induction d’un conducteur » etd’ « induction mutuelle de deux conducteurs ». Il faut, à ce propos, faire la remarque suivante :
- Les coefficients de self-induction sont des grandeurs physiques propres à un circuit peu à peu fermé.
- Dans un conducteur linéaire ouvert, il peut bien exister des tensions, c’est-à-dire que l’intégrale linéaire de l’intensité de champ électrique le long du conducteur peut avoir une valeur différente de o; un tel conducteur peut bien être parcouru par du courant, mais il n’a ni self-induction, ni coefficient de self-induction. De même on ne peut pas parler d’induction mutuelle entre deux conducteurs ouverts.
- La notion d’induction mutuelle et de self-induction pour les systèmes compliqués de conducteurs entraîne une grande confusion : il est rationnel, pour tous les calculs sur les phé-nomèmes d’induction en jeu dans les conducteurs aériens, de prendre pour point de départ l’équation fondamentale (17), et non pas des formules toutes faites. Les équations générales (17) (18) et (19) doivent être employées par exemple pour tous les calculs des effets d’induction dans les lignes télégraphiques ou téléphoniques. E. B.
- SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- INSTITUTION OF ELECTRICAL ENGINEERS
- Le « City and South London Railway » :
- Résultats pratiques du système à 3 fils appliqué à la traction. Journal of the Institution of Electrical Engi-neers, avril 1904.
- La ligne du chemin de fer métropolitain et du sud de Londres fut livrée à la circulation le 18 décembre 1890, entre les stations terminus de Stockwell et King William Street, avec un développement total de 3,5 milles. La station centrale de Stockwell contenait au début 3 machines compound verticales, commandant
- par courroies et poulies 3 générateurs Edison-Hopkinson donnant aux bornes 4°° ampères sous 5oo volts. Un quatrième groupe moteur-générateur fut ajouté bientôt après l’ouverture du trafic, et plus tard, un groupe Willans-Siemens à grande vitesse, qui fut le premier groupe à commande directe employé pour la traction dans le Royaume-Uni. La vapeur était engendrée par 8 chaudières Lancashire de 7 pieds 6 pouces de diamètre sur 28 pieds de longueur, avec chargeurs mécaniques Yicars et donnant i4o livres de pression. Six de ces
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- L'ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- chaudières étaient en service, deux restant en réserve. Les pompes pour ascenseurs hydrauliques sont aussi actionnées par ces chaudières.
- Lorsque, avec l’expérience acquise dans les neuf premières années, on songea à augmenter la puissance disponible pour étendre la ligne de Stockwell à King William Street jusqu’à Cla-pham Common et Moorgate Street, et plus tard jusqu’à Islington, on résolut de construire une nouvelle station génératrice et de convertir l’ancienne en ateliers de réparations. On augmenta aussi de 3 à 4 le nombre de voitures par train. De plus, la difficulté de transmission de la force hydraulique suggéra l’idée d’ascenseurs électriques. Les expériences sur ce sujet furent satisfaisantes et on décida d’employer les ascenseurs électriques sur les extensions.
- Avec l’accroissement de longueur de la ligne, de la rapidité du service, du poids des trains, et en raison de la commande électrique des ascenseurs, il était clair que la simple distribution du courant continu à 2 fils à 5oo volts ne répondait plus ni aux exigences économiques, ni aux règlements du « Board of Trade ». Tous
- O
- les systèmes possibles furent examinés et il fut décidé qu’on adopterait le système courant continu à 3 fils, en prenant les rails comme 3e fil. Malgré les doutes élevés sur ce système, les résultats pratiques montrèrent que le choix avait été heureux.
- La nouvelle station génératrice est édifiée à Stockwell, malheureusement éloigné d’une station de chemin de fer et du fleuve. Tout le charbon est donc transporté par tombereaux. Des dispositifs mécaniques ingénieux servent à séparer les différentes sortes de charbon, à le transporter, et à chargea’ les foyers des chaudières. Dans la salle des machines sont installés, pour l’instant, 7 groupes à commande directe, dont la puissance aux bornes varie de ido à 800 kilowatts. Il semble évident, qu’avec de grosses machines Corliss, on aurait pu avoir des groupes plus importants et, par conséquent, moins nombreux pour la même puissance — soit 3 groupes de 800 kilowatts donnant 1 000 volts aux bornes, avec 2 petits groupes égalisateurs de 5oo volts. — Un moment de réflexion montre, qu’avec un générateur donnant 1 000 volts aux bornes, un court-circuit permanent sur l’un des côtés du système, pourrait élever la tension sur l’autre à 1 000 volts, et cela se produisant, même momen-
- tanément, aurait un effet fâcheux sur les lampes, les ascenseurs et les moteurs, sans parler du danger qui pourrait en résulter pour les hommes manœuvrant les interrupteurs sur ce côté du système, Pour cette raison surtout, il fut décidé qu'on adopterait 2 générateurs à 5oo volts avec le point milieu aux rails de roulement (3e fil). De plus,- cette méthode avec les réductions de sous-stations, offre tous les avantages de la distribution à courant continu à 2 000 volts, dans laquelle aucun commutateur n’a plus de 5oo volts au maximum entre ses balais.
- Les unités sont distribuées ainsi qu’il suit : deux machines W'illans directement accouplées à des générateurs de 126 kilowatts, dont l’un est une machine bipolaire Siemens qui fonctionnait depuis six ans environ dans l’ancienne station génératrice. Ce groupe, ainsi qu’il est dit plus haut, fut le premier à commande directe et à grande vitesse employé pour la traction dans le Royaume-Uni. La marche excellente et les réparations insignifiantes de ce groupe amenèrent l’adoption des machines Willans dans la nouvelle station. La seconde petite machine Willans" est couplée à un générateur de T « Electric Construction Company », à quatre pôles et 120 kilowatts. Le groupe suivant est de 3oo kilowatts : 2 machines Willans 3 R. sont couplées à des génératrices E.C.C. de 3oo kilowatts.
- Le groupe le plus important se compose de 2 génératrices E.C.C. de 800 kilowatts, directement accouplées à des machines Corliss. Le dernier installé se compose d’une machine Fer-ranti et d’un générateur E.C.C. de 400 kilowatts. L’expérience acquise pendant les premières années de fonctionnement des machines Willans et Corliss, a montré qu’il y avait une réelle économie de vapeur en faveur de ces dernières ; selon toute probabilité, une autre machine Corliss aurait été installée, sans le prix élevé du premier établissement d’un petit groupe, comparé à celui des grosses machines. La machine Ferranti, cependant, semble résumer les avantages des Corliss au point de vue de la commande des soupapes et de la consommation de la vapeur, bien que sa vitesse en élève le prix jusqu’à celui d’un groupe Willans directement couplé, rencombrement étant à quelque chose près moindre que celui d’une WTllans de même puissance.
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- Génératrices : A l’exception du générateur Siemens qui fut apporté de l’ancienne station, toutes les nouvelles machines sont multipolaires et construites par l’E.C.C. Les générateurs de 800 kilowatts couplés aux machines Corliss ont une armature de 10 pieds 8 pouces de diamètre, et leur poids (sans arbre) est de 28 tonnes. Les inducteurs sont divisés en quatre parties, pour en faciliter le maniement; ils ont i4 pôles et l’enroulement inducteur compound n’est disposé que de 2 en 2 pôles. Les machines sont calculées pour donner une tension de 5oo volts aux barres omnibus du tableau, et ont un rendement commercial de i)4 p. 100 à pleine charge normale.
- Les génératrices de 3oo kilowatts sont presque semblables aux précédentes ; les armatures ont 4 pieds, 2 pouces de diamètre. Il y a six pôles divisibles suivant le diamètre horizontal ; le rendement est de q3 p. 100 a pleine charge normale.
- La génératrice de i2Ô kilowatts est semblable à celle de 3oo kilowatts ; elle n’en diffère que par ses dimensions : 4 pôles, rendement commercial 92 p. 100 à pleine charge normale.
- La génératrice de 4oo kilowatts est construite suivant le même principe que celle de 3oo kilowatts : l’armature a 4 pieds 2 pouces de diamètre ; 6 pôles divisibles par le diamètre vertical.
- Chaque génératrice est capable de développer la pleine charge normale d’une façon continue avec une élévation de température ne dépassant pas 6o° Farenheit. Avec une surcharge de 33 p. 100 pendant une heure l’élévation de température ne dépasse pas 70° Farenheit.
- Dans le cas des groupes de 800, 400 et 3oo kilowatts, l’armature est commandée directement par une courroie passant sur le volant, aussi bien que si elle était couplée à l’arbre principal.
- Du système ci trois fils. — Les deux conducteurs de service avec les rails comme 3e fil constituent le système à 3 fils pur et simple, les génératrices à 5oo volts étant sur chaque côté du système. Pour alimenter la sous-station, un autre générateur à vapeur ou commandé par un moteur, ajoute 5oo volts aux barres omnibus à haute tension qui alimentent les deux sous-stations à 1 000 volts au-dessus de la tension du rail. La tension est réduite à la sous-station par des transformateurs spéciaux dans lesquels la moitié
- seulement de l’énergie est transformée, en tenant compte de la chute de tension dans le câble.
- Au début, la fixité de la lumière dans les voitures était loin de donner satisfaction, et cela était dû en grande partie à la mauvaise conduite des machines principales, et à la chute de potentiel dans les câbles et le petit conducteur de service. Dans la nouvelle installation, on donne une grande importance à la constance absolue du voltage dans le conducteur de service pour toutes les conditions de charge. On surveilla aussi attentivement la conduite des machines, qui devint excellente, ainsi qu’en témoignèrent les indications du voltmètre enregistreur du tableau.
- Le premier point d’alimentation choisi fut Stockwell, où la chute de voltage entre le conduoteur de service et le tableau est pratiquement nulle. Le point suivant est Kemington, à 1,31 mille de Stockwell. Relié à ce feeder, un double survolteur est destiné a compenser la perte du feeder, mais c’est une précaution qui n’est employée que dans le cas de trafic très chargé, ou lorsqu’on désire réduire la charge à la sous-station de London-Bridge.
- Cette dernière sous-station, à 2,77 milles de Stockwell, constitue le 3e point d’alimentation, et la sous-station d’Argel, à 5,12 milles de Stockwell, est le quatrième. Le choix d’un point d’alimentation à l’extrémité de la ligne peut être critiqué ; mais ce point fut adopté en prévision d’une extension ultérieure.
- Tableau. — Sur la gauche du tableau de distribution principal sont disposés les panneaux de génératrices, un par machine. Les barres omnibus courent sur toute la longueur du
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- tableau. La barre du haut est connectée avec le fil du haut, celle du dessous avec le fil du bas et la barre moyenne avec les rails du roulement. Chaque générateur peut être connecté avec le haut ou le bas du système, mais les interrupteurs sont disposés de façon qu’il soit impossible de connecter une machine quelconque avec les deux côtés du système en même temps. Le panneau du « Board of Trade a qui contient un enregistreur de chute de courant dans le rail, un ampèremètre, et les voltmètres des barres omnibus, est placé entre les panneaux de génératrices et les panneaux de feeder. Chaque panneau de feeder porte les feeders supérieur et inférieur comme dans le
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- cas des génératrices. Le premier panneau de feeder, celui de Stockwell, contient pour chacun des deux fils un ampèremètre, un interrupteur automatique et un interrupteur a couteau auquel on a recours lorsque l’interrupteur automatique n’a pas complètement rompu le courant : il s’établit un court-circuit, et le courant est lancé dans une résistance qui le limite à la charge maxima pour laquelle le feeder est calculé. Cette méthode ejui consiste à lancer le courant dans une résistance au lieu de couper le circuit, a beaucoup d’avantages. Cela sauve les contacts des interrupteurs, permet au gardien du tableau de voir si le court-circuit est fini avant de remettre en place l’interrupteur automatique, et maintient le courant sur le conducteur de service, ce qui fait que la plupart du temps la locomotive peut atteindre la station la plus proche sous une basse tension. L’éclairage des trains ne disparaît pas complètement, ce qui, au point de vue des voyageurs, est fort important. Tous les interrupteurs, à l’exception de ceux du feeder à haute tension, sont disposés de la même façon.
- Le panneau de feeder de Kennington porte, en outre des appareils spécifiés, une résistance de démarrage pour le survolteur, et des interrupteurs permettant d’employer ou de supprimer le survolteur.
- Le panneau suivant confient les appareils pour le côté moteur des groupes moteurs-générateurs destinés h alimenter les sous-stations. Le dernier panneau du tableau contient un interrupteur automatique sans résistance, qui sépare la haute et la basse tension dans le cas d’un court-circuit. Sur le même panneau, des interrupteurs sont disposés de façon que le côté moteur des groupes moteurs-générateurs puisse être alimenté des deux côtés du système, s’il est nécessaire. En temps ordinaire, il est usuel, pour le générateur alimentant les barres omnibus supérieures de haute tension, de prendre le courant pour son moteur aux barres omnibus inférieures de basse tension, et les moteurs des génératrices de basse tension prennent leur courant aux barres supérieures de baese tension., Cette disposition est adoptée comme équilibrage, mais elle est quelquefois commode pour alimenter deux moteurs du même côté, s’il y avait une grosse génératrice travaillant sur un côté, et une petite sur l’autre.
- En outre des moteurs-générateurs du service de haute tension, on peut employer soit un groupe de 12D, soit un de 3oo kilowatts qui peuvent être montés en parallèle. De cette façon,'si la charge est trop grande pour les moteurs générateurs, le groupe à vapeur de ia5 kilowatts peut s’employer en parallèle avec eux. Les appareils permettant ce montage sont disposés sur un panneau et le tout est protégé par des interrupteurs.
- Câbles. — Conducteurs de service. — Connexions des rails. — A chaque station il y a un fusible et à Stockwell, London Bridge, Kennington et Argel, les feeders sont connectés au conducteur de service par un double fusible. Le conducteur de service lui-même est en acier de haute conductibilité. La section droite est de 4 pouces carrés, et son poids de 4° livres par yard. Il est divisé en barres de 3o pieds de long et raccordé par des plaques de cuivre qui servent aussi à la maintenir dans les isolateurs. Sur le prolongement d’Islington, les plaques de cuivre étaient serrées par des plaques d’acier sur un côté, car l’expérience montra que dans certains cas, les plaques de cuivre enlevaient au crible d’acier un peu de sa sécurité.
- Sous chaque joint il y a un isolateur fixeur spécial à l’intérieur duquel sont fixées les plaques de cuivre qui maintiennent le conducteur en place. Les autres isolateurs sont simplement posés sur les traverses, et servent de supports seulement pour le conducteur de service.
- Les rails de roulement sont reliés par deux connexions flexibles de o,i65 pouce carré, fixées sur le patin du rail. Les rails parallèles sont également reliés entre eux et au tunnel à intervalles égaux.
- Pour passer d’une section à l’autre, un interrupteur en bois de 3o pieds de long est intercalé dans le conducteur de service. Cette longueur est choisie de façon que deux locomotives couplées ensemble ne fassent pas un court-circuit de i ooo volts. Les locomotives passent sur les interrupteurs en vertu de leur vitesse acquise et comme les sabots de prise de courant ont i3,q pieds, il reste une longueur de i6,3 pieds. On a constaté que cet interrupteur causait une importante extinction de lumière du train ; la difficulté fut surmontée en vissant des plaques métalliques sur chaque côté de la pièce de bois et en les reliant au conducteur par un fusible ; il
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- ne reste plus qu’une longueur de 16 pieds à l’interrupteur actuel. Les wattmen coupent le courant lorsqu’ils approchent de l’interrupteur ; mais si cette précaution est négligée, un arc jaillit entre le rail et le sabot de la locomotive, et le plomb fond avant qu’aucun accident se soit produit. Pour les ascenseurs électriques, l’éclairage des stations et les signaux, il y a un feeder spécial de lumière qui court le long du tunnel.
- Sous-stations. —Ainsi que nous l’avons dit, il y a deux sous-stations : London-Bridge et Angel-Islington. Elles sont au-dessous du solde la gare. On y remarque que chaque machine a un enroulement de champ en série auxiliaire en série avec le feeder. Cela permet à la machine de compenser les pertes variables du feeder et d’alimenter le conducteur de service au même voltage que les barres omnibus de la station génératrice.
- London-Bridge : Chaque machine est en mesure de fournir au conducteur de service 3oo ampères sous 5oo volts d’une façon continue, la vitesse étant de 600 tours environ paa minute, et la surcharge de 4°° ampères.
- Dans les conditions ordinaires de pleine charge normale, le courant dans l’armature et le voltage sont les suivants :
- Génératrice entre le conducteur de service et les rails :
- 5oo volts i3o ampères
- Moteur entre le feeder à haute tension et le conducteur de service :
- 43o volts 170 ampères
- c’es-à-dire qu’on a prévu une compensation pour une chute sur la ligne de 70 volts à 170 ampères.
- La batterie contient 556 éléments 49 H. B. 11 type Tudor, donnant 490 ampères-heures à 70 ampères et en 7 heures. Elle peut supporter une décharge de 5oo ampères pendant un temps très court.
- Les survolteurs employés sont du type ordinaire E. C. C., non réversibles. Le moteur de chaque booster est shunt et travaille sous une force électromotrice allant de 480 à 5io volts. Le générateur donne i5o ampères sous aoovolts. Ces machines tournent à 600 tours par minute et ont un rendement commercial de 85 p. 100 à
- pleine charge. La batterie est ordinairement chargée pendant la période de légère charge ou autre instant commode pour la station génératrice. Elle est pratiquement tenue en réserve pour fournir le courant au conducteur de service, mais sert aussi à alimenter les câbles de lumière et des ascenseurs, de même qu’elle fournit l’éclairage de nuit, quand les génératrices sont arrêtées.
- Ascenseurs électriques. — Les ascenseurs des prolongements nord et sud sont électriques, et sont, avec l’ascenseur transformé de Kenning-ton, au nombre de vingt-six.
- Sur les embranchements de Clapham et Moor-gate, le moteur et les appareils sont situés sous la cage, et sur la ligne d’Islington, au-dessus. Ce dernier dispositif est beaucoup plus pratique.
- Le mécanisme se compose d’un moteur com-pound à 4 pôles. Sur le prolongement de l’arbre est tracée une vis sans fin engrenant avec une roue à jante en bronze phosphoreux, emmanchée à froid et -clavetée. L’arbre porte le tambour du câble. Huit fils d’acier sont maintenus en contact par un tambour tendeur tournant tout près du tambour principal. Les câbles en s’enroulant autour de ces deux tambours forment un S, quiproduit une exeéllente adhésion, mais l’ensemble est plus ou moins eriticable au point de vue du renouvellement des câbles.
- Des dispositifs de sûreté sont prévus comme pour les ascenseurs hydrauliques (cames d’arrêts sur les guides).
- Afin de parer aux inconvénients de démarrage brusque et d’arrêt incertain des ascenseurs, un dispositif spécial permet d’atténuer ces à-coups. En quelques mots, le mécanisme consiste en trois interrupteurs commandés par des solénoï-des. L’un ferme le circuit moteur à la montée, le second à la descente, le troisième coupe une résistance de démarrage dans l’armature.
- L. Munch.
- La flexion de carcasses de machines électriques. Niethammer, Zeitschrift, fttr Elektrochemie, 19 juin.
- Une des parties les plus importantes dans les calculs mécaniques des très grandes machines à courant continu ou à courants triphasés est la détermination de la flexion de l’arbre et de celle de la carcasse ; un coup d’œil sur l’état actuel de la question offre donc quelque intérêt.
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- Le calcul de la flexion fw de l’arbre ne présente pas de difficulté particulière. Si l = li-\-représente la distance des coussinets et si l’on suppose toute la charge G rapportée aux distances / et Z2 des milieux des coussinets, on a, pour un arbre cylindrique de diamètre^ (aétant le coefficient d’allongement)
- a / 2 / 2
- G-T1- W
- et, pour un arbre dont la coupe longitudinale est approximativement une parabole
- La flexion est un peu plus faible en fait parce que la charge n’est pas concentrée mais reportée sur le moyeu. En pratique on admet pour/), une valeur comprise entre 0,02 et 0,1 fois l’entrefer simple.
- La détermination de la flexion fg de la carcasse offre beaucoup plus de difficulté car il s’agit d’une poutre courbe. Jusqu’à présent il existe deux travaux sur ce sujet : celui de Linsemann et celui de Schenk.
- Les résultats obtenus par ces deux auteurs sont en contradiction ; nous les reproduisons dans le tableau suivant pour les deux cas où :
- i° La moitié supérieure est libre, ce qui correspond pratiquement à un assemblage non rigide entre les parties supérieure et inférieure.
- 20 Les moitiés supérieure et inférieure sont rigidement assemblées (fondues ensemble ou fortement boulonnées).
- En outre nous avons comparé ces résultats avec ceux trouvés pour une poutre droite avec même écartement des pointsd’appuis. Nous n’indiquons que la flèche verticale et avons négligé l’extension horizontale. Soient G^ le poids total de la carcasse, c’est-à-dire pour le courant continu, la culasse avec tous les pôles et les enroulements et pour les courants triphasés, tout le fer actif et les enroulements, Gj. l’attraction magnétique d’un côté, F la section portante de la carcasse,
- iv le diamètre du centre de gravité de la car-nasse portante et 0 le moment d’inertie de la section portante de la carcasse. De plus nous posons :
- G, + aG, Y ZH i— — ‘ 1' 7’2-ÏT (3)
- y/-1 Fa 0 (4)
- a coefficient d’allongement pour la carcasse ou la culasse. On trouve pour la flexion verticale fa les valeurs du tableau suivant :
- LINSEMANN SCHENK POUTKE DROITE
- Cas i librement chargée. f% — 0,062 C Cas 2 liaison rigide fg = 0,023 C o,oi35 C 0,0062]C 0,33 C 0,066 C
- Si l’on écrit la valeur de fg sous la forme :
- fg = ci
- Gf -|— 2G2 2710
- (5)
- cx est compris d’après le tableau précédent entre 0,0062 et 0,023 pour une carcasse non séparée horizontalement en deux parties.
- Pour une carcasse séparée horizontalement en deux, on peut prendre la valeur moyenne entre les cas 1 et 2, c’est-à-dire e, entre 0,01 et 0,042. Tant que l’on n’a pas déterminé plus exactement par des essais le coefficient c1} on peut prendre les valeurs suivantes pour avoir toute sécurité.
- Cj — 0,02 pour les carcasses non divisées.
- Cj = 0,04 pour les carcasses divisées.
- Les valeurs de Schenk ne sont que le ~ de ces
- valeurs.
- B. L.
- Le Gérant : Ch. COINTE.
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- Tome XL
- Samedi 17 Septembre 1904.
- Il* Année. — N» 38
- fl •
- clair;
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- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- L’ÉNERGIE
- DIRECTION SCIENTIFIQUE
- A. D’ARSONVAL, Professeur au Collège de France, Membre de 1 Institut. — A. BLONDEL, Ingénieur des Ponts et Chaussées, Professeur à l’Ecole des Ponts et Chaussées. — Eric GERARD, Directeur de l'Institut Electrotechnique Montefiore. — G. LIPPMANN, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — D. MONNIER, Professeur à l’École centrale des Arts et Manufactures. — H. POINCARÉ, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — A. POTIER, Professeur à l’École des Mines, Membre de l’Institut. — A. WITZ, Ingénieur des Arts et Manufactures, Professeur à la Faculté libre des Sciences de Lille.
- ACCUMULATEURS JUNGNER-EDISON
- Depuis les découvertes mémorables de Gaston Planté et de Camille Faure relatives à l’accumulateur au plomb, de nombreuses tentatives ont été faites pour substituer au plomb un autre métal, à l’acide sulfurique un autre électrolyte. Néanmoins le résultat de toutes ces tentatives a été à peu près nul et aujourd’hui encore, c’est l’accumulateur au plomb qui, malgré ses graves défauts, est employé dans les stations fixes et même dans les voitures électriques. *•
- Il y a quelques années, on vit apparaître, dans les journaux techniques, l’annonce d’un accumulateur à électrolyte alcalin sous les noms d’Edison et du Suédois Jungner. Ce dernier, bien avant Edison s’était occupé avec acharnement de l’accumulateur à électrolyte inaltérable et en avait le premier indiqué le principe.
- Mais la réelame change étrangement les faits ! Tandis que tout le monde parle de l’accumulateur Edison, l’accumulateur Jungner bien antérieur à celui d’Edison qui n’en est qu’une copie, est à peu près ignoré.
- Jungner avait commencé ses recherches en 1892; les travaux d’Edison datent seulement de 1899 et de 1900, de sorte qu’Edison était parfaitement à même de profiter des travaux antérieurs de Jungner. Il l’a fait sans aucun doute; on en trouve aisément la preuve en comparant les brevets/français des deux inventeurs.
- Brevets français.
- JUNGNER EDISON
- N° Déposé Délivré N° Déposé Délivré
- 252 491 16 décembre 1895 3o mars 1896 3o5 563 20 novembre 1900 20 février 1901
- 268 448 5 juillet 1897 5 novembre 1897 307 864 5 février 1901 11 mai 1901
- 288 7l3 10 mai 1899 22 août 1899 3i 1 020 21 mai 1901 3i août 1901
- 298 760 3o mars 1900 16 juillet 1900 314 80 5 8 octobre 1901 i4 janvier 1902
- 314,4 ^ 7 2a septembre 1901 3o décembre 1901 328 291 6 janvier igo3 2 5 avril igo3
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- D’ailleurs, le « Patentanct » allemand et d’autres bureaux de brevets ont nettement reconnu à Jungner la priorité de l’indication du principe de l’accumulateur à électrolyte inaltérable avec toutes les combinaisons possibles, c’est-à-dire que l’invention de la combinaison nickel-fer est de Jungner et non d’Edison. Il est vrai que la même invention n’avait été déposée par Edison que cinq jours plus tard. Mais en ce qui concerne la préparation de la matière active au moyen d’un support conducteur, du graphite en paillettes, la différence de temps est sensiblement plus grande : Ce procédé est minutieusement décrit dans le brevet français de Jungner n° 255491 du 16 décembre 1895 et Edison le fait breveter en s’en attribuant la paternité, dans plusieurs pays, six ans plus tard !
- La première invention de Jungner date de 1893 et a trait aune modification de l’élément au zinc de Lalande, modification qui ne fut d’ailleurs pas plus heureuse que l’invention de Lalande; mais ce qui rend intéressante cette tentative de Jungner c’est qu’elle marque sa première étape dans l’étude des couples réversibles et qu’on y trouve déjà la mention du graphite pour augmenter la conductibilité de la matière active. Les plaques négatives contenaient du fer très pur ou un mélange de limaille de fer et d’oxyde de cuivre. La présence de ce dernier avait pour but la facilité de la réduction du fer. Les positives étaient des électrodes au nickel, à l’argent, au cuivre ou au manganèse. L’électrolyte était une solution de potasse caustique.
- En 1895, Jungner trouva que le cadmium pouvait fort bien servir de négative et comprit de plus en plus l’immense avantage que l’accumulateur à électrolyte inaltérable aurait sur l’accumulateur au plomb, dans lequel les réactions sont liées forcément à une certaine consommation d’acide sulfurique, par conséquent à une certaine variation de concentration de l'électrolyte.
- En 1896, Jungner fit breveter en Suède, en Allemagne, en France et dans d’autres pays encore, une construction d’électrode qui cherchait à assurer le bon contact de la matière active, en l’entourant de parois métalliques perforées. En 1898, il fît les premiers essais de l’accumulateur nickel-fer et il fît breveter cette invention en 1899.
- Vint ensuite l’accumulateur argent-cadmium dont les essais furent faits sur une assez grande échelle : 148,5 km avec une seule charge et cela sous le contrôle officiel de l’Institut électrotechnique de Stoekolm. Ce record qui, à cette époque, attirait à juste titre l’attention du monde technique, a été obtenu le 26 novembre 1900 avec une électromobile de la « American Bicycle G0 Waverley Faetory Indianopolis ». La batterie était composée de 88 éléments ; le poids de la voiture complète (batterie comprise) était de 818 kilos
- (% 2)-
- Pour répondre a une objection de l’Office impérial des brevets, Jungner prit l’opinion du Dr Schoop et de Svante Arrhénius, le célèbre créateur de la théorie de la dissociation électrolytique, professeur à l’Académie de Stoekolm. Dans leur rapport, daté du 17 juillet 1899, l’accumulateur Jungner à base d’argent est présenté comme particulièrement intéressant au point de vue scientifique. On y trouve que la combinaison « peroxyde d’argent, lessive de potasse, cuivre » n’a encore été décrite nulle part et qu’elle rend possible l’application de l’emmagasinement de l’électricité. Gomme, en outre, de l’avis de ces experts, on arrive facilement à 40 watts-heure par kilogramme du poids total de U accumulateur et comme avec aucun autre accumulateur on n’a jamais pu jusqu’ici atteindre une telle capacité, ce seul fait suffirait à montrer l’intérêt général présenté par l’accumulateur Jungner.
- La Société alors créée pour l’exploitation du nouvel accumulateur (Aecumulator Aktien
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- Bolaget Jungner) dut cependant cesser sa fabrication; il n’avait qu’un grave défaut: un prix de revient trop élevé, car l’argent n’a jamais été bon marché.
- • Une découverte de première importance fut celle de la matière active au nickel obtenue par voie purement électrolytique, c’est-à-dire par un moyen analogue à la formation Planté. Parle même procédé, Jungner put travailler des plaques d’un métal quelconque, comme le cuivre, le fer, etc.... Il prit également des brevets pour cette invention, dans tous les pays industriels.
- Gomme le montre la figure i, la surface de l’électrode rappelant un peu la surface d’une lime ou de la mousse est effectivement très grande et sans aucun doute ce procédé aura une importance analogue à celle du procédé Planté pur pour les électrodes positives au plomb.
- J’ai donné l’historique de l’accumulateur Jungner, d’une façon plus détaillée dans le
- Fig. i.
- « Centralblatt f. AKK. Berlin du io juin 1904 (J) et il ne me reste qu’à dire quelques mots sur l’accumulateur tel qu’il est réalisé actuellement à l’usine de Norrkôping-Kneippbaden.
- Lorsque les « Kôlner Akkumulatoren Werke G. Ilagen à Kalk, près de Cologne » me demandèrent l’année dernière de leur faire un rapport sur l’accumulateur Jungner, je me rendis en Suède où je trouvais, il est vrai, un accumulateur merveilleusement étudié au point de vue chimique mais qui avait encore certains défauts évidents au point de vue technique et au point de vue électrique; la répartition du courant dans les électrodes, par exemple, était sûrement défectueuse.
- C’est que les préoccupations du Dr Jungner sont celles d’un savant chimiste, non celles d’un électricien technique. Les éléments que j’avais alors sous la main avaient une capacité de 16 watts-heure par kilogramme de poids total aux régimes lents et de 14 watts-heure aux régimes forcés. Aujourd’hui, grâce à la coopération de la maison G, Ilagen qui a acheté les brevets allemands, Jungner obtient 28 watts-heure pour l’accumulateur Nickel-fer et 4$ à 5o watts-heure pour l’accumulateur argent-fer.
- En ce qui concerne la construction, l’accumulateur Jungner diffère fort peu de l’accumu- (*)
- (*) « Der Jungner’sche Nikel-Ersen. Accumulator und seine Enlstehung ».
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- lateur Edison dont les briquettes unitaires sont plus petites. On sait que le principe des deux systèmes est absolument le môme (fig. 3).
- Au moyen d’un appareil de charge et de décharge automatique, nous avons déchargé, à Kalk, un élément nickel-fer, plus de cinq cents fois, sans obtenir de dépôts au fond du bac et sans constater de baisse sur la capacité initiale.
- Admettons que les essais d’un accumulateur sur la table du laboratoire ne réalisent pas les conditions de la pratique, il n’en est pas moins certain que l’accumulateur Jungner souffre excessivement peu des mauvais traitements, des décharges exagérées, des charges forcées, des courts-circuits, des secousses, etc.... En outre, les intervalles de repos, n’ont aucune influence sur le bon fonctionnement de l’élément et n’altère en aucune façon la nature physique ou chimique de l’électrolyte et la capacité.
- On reproche à l'accumulateur nickel-fer, son mauvais rendement, qui d’après les mesures du laboratoire Kalk est 55 à 58 p. ioo en watts-heure et 6o à yo p. ioo en ampères-heure. Mais il ne me paraît pas juste de demander à ce nouvel accumulateur ce qu’on n’a pas demandé à l'accumulateur au plomb lorsqu’il était encore à ses débuts.
- Pourquoi admettre que l’accumulateur Jungner n’est pas tout aussi perfectible que l’accumulateur au plomb?
- Le prix de revient d’un accumulateur de n’importe quel système dépendra toujours de l’importance de la fabrication : plus grande est l’échelle de fabrication, plus le prix de revient est réduit. Ceci est vrai surtout pour l’accumulateur Jungner. Quant à la matière active, elle coûte plus cher dans la positive au nickel que dans la positive au plomb. En revanche la matière négative à base de fer peut être fabriquée à un prix bien plus bas que la matière négative au plomb. Le bac en tôle d’acier peut également être obtenu à un prix très bas. La solution de potasse (20 p. 100) servant d’électrolyte coûte environ trois fois plus cher que l’acide sulfurique dilué, mais il faut remarquer qu’on n’a besoin de très peu de liquide, puisque dans l’accumulateur alcalin, l’électrolyte ne participe pas à la génération du courant, mais sert uniquement d’intermédiaire pour le transport de l’hydroxyde d’une électrode à l’autre.
- Donc, je puis maintenir à juste titre les conclusions de mon rapport adressé l’année dernière à G. llagen : une fabrique munie d'un outillage moderne réussira certainement à fabriquer l'accumulateur Jungner à un prix de revient peu différent de celui cle Vaccumulateur au plomb ! 11 s’agit bien entendu de l’accumulateur transportable et non de l’accumulateur à poste fixe qui n’a pas besoin d’être modifié.
- Pour finir, quelques mots sur la société Accumulator Aktiebaloget Jungner à Norrkôping. Cette société ne s’occupe pas, à proprement parler, de la fabrication ; elle ne fait à son usine de Norrkôping que des essais pratiques sur une plus ou moins grande échelle. Son rôle, en premier lieu, consiste à défendre la priorité de Jungner sur Edison, ce qui mange, bien entendu, un argent fou. Jusqu’ici la Société Jungner a eu plein droit dans ses revendications contre Edison, dans les divers pays.
- En Allemagne, un rapport a été fait par le professeur Dr von Knorre, expert choisi par l’Office impérial des brevets à Berlin, rapport fort intéressant à tous les points de vue, (18 février 1902), qui en particulier répond à la question :
- « Jusqu’à quel point la validité du brevet allemand n° 110 210 du 3i mars 1899, brevet à peu près identique au brevet français de la même date, est-elle vraisemblable. »
- De la façon suivante :
- « Il n’y a aucun motif qui rende vraisemblable, qu’en cas de procédure en nullité, le brevet ne se maintienne dans son intégrité. D’après les documents que j’ai sous les yeux
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- et qui se rapportent à l’examen auquel le Patentant impérial allemand a soumis la demande du brevet français 110 210, je crois pouvoir dire que l’office des brevets se déclarerait pour le maintien en rigueur du brevet n° 110 210.
- « Si pour battre en brèche le brevet Jungner, on vient objecter que les revendications
- ne protègent qu’un principe général et que la description n’explique pas suffisamment quelles sont les combinaisons, qui spécialement, conviennent le mieux pour l’emploi technique, que, en outre, il eut été désirable que l’on indiquât, encore des données précises au sujet de la fabrication, la capacité, la durée, etc... des électrodes, la réponse est celle-ci: il n’importait pas autant à Jungner de faire protéger une combinaison unique, bien définie, que de protéger d’une manière générale les dispositions qui doivent être observées pour obtenir des accumulateurs à électrolyte alcalin inaltérable.
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- T»
- L
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- C’est à Jungner que revient le mérite d’avoir le premier expliqué clairement Ridée fondamentale de toutes ces constructions.
- « Il s’ensuit que le brevet Jungner doit précisément protéger un principe général qui consiste à préconiser la construction, par l’application de dispositions bien définies, d’accumulateurs tels que l’électrolyte ne se modifie pas pendant son fonctionnement.
- « Le brevet Faure n° 19026 de février 1881, qui comme on le sait eut une importance très étendue et très considérable relativement à la fabrication d’accumulateurs au plomb,
- protégea à un certain point de vue le principe général de la fabrication rapide & accumulateurs au plomb à grande capacité. Car, lors même que C. A. Faure donne des explications détaillées sur la fabrication et la formation des électrodes, ainsi que sur les cloisons poreuses de séparation qui doivent être employées et sur d’autres détails, personne, la chose est connue, n’a encore réussi à construire d’après les seules données de Faure, des accumulateurs au plomb techniquement utilisables ; cela n’est devenu possible que plus tard, par l’emploi non prévu par Faure, de supports en plomb en forme de grillage, pour la masse active (brevet allemand n° 19928 du 9 décembre 1881 de Ernest Volkmar). Mais le principe d’après lequel il était possible de fabriquer en peu de temps des accumulateurs de grande capacité, était renfermé dans le brevet allemand; donc Faure était protégé et chaque fabricant qui voulait aller vite et partant, ne pas se servir du procédé Planté qui
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- demande beaucoup de temps, était obligé de respecter le brevet Faure, bien que les accumulateurs construits d’après ce procédé s’étaient par eux-mêmes révélés comme techniquement utilisables. A mon avis, il n’y a aucun motif de principe qui s’oppose à la délivrance d’un brevet qui vise un principe général, si l’on démontre seulement par un ou plusieurs exemples que ce principe paraît être en réalité, réalisable pratiquement ».
- A la fin de son rapport, le professeur von Knorre, dit :
- « ... D’après ce qui précède, je suis de l’avis que les brevets d’Edison entrent dans le
- cadre du brevet Jungner et qu'Edison ne pouvait se faire accorder la protection que pour le mode de fabrication et les détails de construction de ses électrodes. »
- Edison a aussi la prétention d’avoir indiqué le premier la réduction de Fe203 par l’hydrogène, du moins il prit en brevet dans presque tous les pays pour protéger son procédé. Eh bien, la description telle qu’elle est donnée par Edison est copiée scrupuleusement dans l’ouvrage suivant : Musspratt’s theoretische und praktische analytische Cliemie? Ilerausgeber Stohmann und Kerl, 4- Auflage 2, Bd page 1611, où l’on peut lire :
- Propriétés. — L’oxydule noir est pyrophorique, mais perd cette propriété quand on le laisse en contact avec de l’hydrogène pendant douze heures.
- Fer pur.— Fabrication par la réduction de l’oxyde par l’hydrogène : Ferrum hydrogenio reductum.
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- On part dn chlorure de fer ou bien d’après Wôhler de l’oxyde de fer obtenu par calcination de sulfate de fer et de chlorure de sodium. On se sert d’un tube de verre peu fusible (Bohmisches Glas); on y fait passer de l’hydrogène préparé avec du zinc pur et de l’acide sulfurique très pur, puis lavé et séché. On chauffe le tube dans une grille à analyses, très prudemment et sans interruption en allant lentement d’un côté à l’autre, à une température de 4oo° C. environ.
- On continue à chauffer jusqu’à cessation de formation de vapeur d’eau, visible à la sortie du tube. Quand l’opération est terminée, il ne faut pas interrompre le courant d’hydrogène. La poudre obtenue doit être versée dans un récipient hermétiquement clos, car en présence de l’air, la poudre de fer absorberait spontanément l’oxygène de l’air, en développant beaucoup de chaleur. Baud, y, Seite 34, Musspratt recommande de conserver ce fer dans l’eau, il ne se modifie pas et conserve toutes ses propriétés.
- Description de Vélément Jungner. — On est arrivé, après de longs essais, à fabriquer par pression et d’une seule pièce (fond compris) le récipient en tôle d’acier. L’emploi de la soudure au cadmium (Edison) devient donc superflu. Aussi dès maintenant l’accumulateur Jungner possède-t-il des avantages marqués sur son rival américain et en particulier l’avantage de la plus grande simplicité et du meilleur marché. Gomme la capacité de l’accumulateur Jungner dépend de la capacité de l’électrode nickel ou autrement dit comme la capacité de l’électrode fer surpasse considérablement celle de l’électrode nickel, l’élément contient toujours n plaques au fer et n +1 plaques au nickel.
- Chaque plaque possède à sa partie supérieure une ouverture traversée par un boulon taraudé aux deux extrémités et munie de deux écrous.
- La distance des plaques est réglée par des pièces en ébonite à section rectangulaire, munies d’encoches correspondant à chaque électrode. Ces pièces d’ébonite sont au nombre de quatre, deux pour le fond du bac et deux autres à proximité des connexions. Les parties conductrices sont protégées par une couche de nickel très adhérente déposée par un procédé spécial.
- L’électrolyte employé est une solution de potasse caustique à 20 p. 100 purifiée électro-lytiquement. La pureté chimique de la potasse est de première importance.
- A l’exception de la préparation de la matière active, toutes les opérations sont mécaniques : la préparation des briquettes de matière active, la perforation des alvéoles, la compression des alvéoles remplies, le boulonnage et la fabrication des connexions et ne l’oublions pas la fabrication des bacs en tôle d’acier en une seule pièce.
- Les efforts que fait Edison pour entourer son accumulateur alcalin du nimbe de la nouveauté qu’il s’agisse du principe ou des plus infimes détails de fabrication, l’ont conduit fatalement à un conflit avec Jungner qui à juste titre revendique la priorité de l’invention.
- Ce conflit a débuté aux Etats-Unis d’une façon peu délicate.
- Econduit par le directeur de l’Office des brevets il s’est adressé directement au président Roosevelt.
- Les journaux américains se sont emparés de l’affaire d’Edison fort intéressante au point de vue de priorité en matière de brevet, d’autant plus qu’il s’agit d’un bouleversement de l’industrie des accumulateurs.
- Nous lisons page ex dans The Times du 10 mai 1901 :
- Un scandale qui semble devoir prendre une grande extension vient de prendre naissance à l’Office des brevets. Il s’agit de savoir si réellement, un expert a favorisé un certain inventeur, au détriment du véritable. On ne possède actuellement aucun fait certain. Le plaignant (Thomas A. Edison) s’est adressé d’abord au directeur de l’Office des brevets. Les pièces
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- sont maintenant dans les mains du commissaire suppléant E. B. Moore. Le président Roosevelt a ordonné l’audition de l’affaire, indépendamment du directeur de l’Office des brevets.
- Evening Times, i5 juin 1904.— Le secrétaire de l’Intérieur a refusé d’agir, dans l’affaire intentée par Edison contre les experts, contre le directeur du Patent office.
- Ce sont les résultats de l’enquête de l’assistant du procureur Campbell qui lui ont fait prendre cette décision. Edison se plaignait de l’incompétence, de la négligence et des malversations en ce qui concerne le brevet de Dr Ernest Walclemar Jung ne r pris en septembre de l’année dernière à propos d’un élément galvanique réversible. Edison prétendait que ce brevet était identique au sien et qu'on lui refusait l’occasion de le démontrer.
- Dans son rapport le commissaire suppléant Moore fit remarquer que la réclamation n’était pas fondée et qu’aucune malversation consciente n’avait été commise.
- Cependant il recommande de permuter quelques experts (ce qui n’a pas encore eu lieu).
- M. U. Schoop.
- Les experts n’auraient pas compris toute l’importance de certaines annotations.
- De pareils racontars sur les malversations en matière de brevets, se produisent depuis que l’Office des brevets existe. Ils ont à tort ou à raison motivé des procès et des querelles de toute sorte. Cependant c’est la première fois qu’un inventeur universellement connu, porte pareille plainte si audacieusement malgré l’opinion bien arrêtée du directeur compétent. Edison travaille depuis plusieurs années à un accumulateur qui doit, dit-on, révolutionner l’industrie électrique et la traction. Il prétend avoir réduit le poids au tiers. Les recherches terminées, il déposa ses revendications à l’office des brevets. On dit que ses brevets auraient été communiqués à un autre inventeur. Lorsque Edison prit connaissance de cette indiscrétion, il adressa une réclamation au Patent office sans obtenir satisfaction. Il s’adressa alors directement au président qui nomma une commission qui fit son enquête il y a environ un mois. Les commissaires Melville Church et L. H. Dyc, de New-York et A. S. Worthington, de Washington, se présentèrent devant le directeur suppléant Moore.
- Des articles semblables ont paru dans d’autres journaux, notamment dans le Evening Stciar du 15 juin 1904, Scientific American du 25 juin 1904.
- M. U. S.
- UNE PILE-ÉTALON POUR LABORATOIRES INDUSTRIELS
- L’élément-étalon pratique le plus répandu dans les laboratoires industriels est bien certainement le couple Daniell aux deux sulfates de cuivre et de zinc. La raison de cette application tient à plusieurs causes : contrairement à l’étalon-type Latimer Clark qui définit le volt international, le couple Daniell peut débiter de faibles intensités de courants sans polarisation appréciable : il permet donc l’emploi d’appareils normaux de laboratoires industriels, et de méthodes simples, tandis que l’étalon-type Clark, et ses congénères, 11e permettent que des méthodes de mesures où l’élément ne débite aucun courant : d’où la nécessité de posséder des appareils spéciaux, extrêmement sensibles, et d’appliquer des méthodes de mesures particulières, tout en apportant beaucoup de soins pour éviter de polariser, par une manœuvre maladroite, l’élément-étalon, car celui-ci met longtemps à reprendre son voltage initial (1).
- (9 Voir, par exemple, L’Éclairage Électrique, t. XXXII, n° 33, 16 août 1902, p. 242 à p. 243.
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- En un mot, l’élément Latimer Clark est un étalon de laboratoires scientifiques ; l’élément Daniell un étalon de laboratoires industriels, d’autant mieux que la faiblesse de son coefficient thermique permet le plus souvent de négliger l’influence de la température.
- 1,160
- 7, 150
- 1. 74 O
- 1 120
- 1,70 O
- 1. 090
- I. 070
- Gram
- loo gr.
- 'eau
- aans
- Fig. i.
- La théorie et l’expérience montrent que la force électromotrice de l’élément Daniell est fonction de la concentration des solutions (’). Voici, par exemple les résultats d’un travail expérimental de M. J. Chaudier.
- Température : i5° C. Concentration maintenue constante en S04Cu, 5fl20 : saturation.
- CONCENTRATION I SO'Zll, ’jIUO dans 100 gr d’eau. I'OliCE ÉLECTKOMOTKICE C? do COEFFICIENT THERMIQUE ——— d i
- grammes volt
- O 1 3 0390 0,00240
- 1/12 3,i138 —o,oooi5
- 1/6 1,1151 — 0,00013
- 1/2 1, i368 -h o,oooo5
- .1 1,1331 -j- o,oooo5
- 2 1,1203 o,ooo3o
- 4 1,1249 -|- o ,ooo3o
- 6 1.1208 -P 0,00016
- 10 i,i[88 — o,oooo3
- 3o 1.io54 — 0,000.20
- 60 1.ioo3 ))
- 200 1,0902 — 0,00026
- La courbe précédente, d’allure logarithmique, donne cette variation de la force électromo-trice en fonction de la concentration en sulfate de zinc, la solution de sulfate de cuivre étant maintenue saturée a i5° C.
- t1) J. Chaudier : C.-R., 1902, Ier semestre, t. CXXXIV. n° 5, et VÉclairage Electrique, t. XXX, ier mars 1902, p. 328. — Georges Rosset : VÉclairage Électrique, t. XXXIY, n° 5, 3i janvier 1903, p. i56. — Ernst Cohen et J.-W. Commelin : Zeitschrift für Elektrochemie, 1903, vol. IX. p. 431.
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- Comme on le voit par ces mesures expérimentales, l’influence de la température est, d’une manière générale, très faible. Le coefficient thermique s’annule même, et la force électromotrice devient par suite indépendante de la température pour une concentration d’environ 7,5 gr de SOvZn, ytPO dans 100 gr d’eau, la solution de sulfate de cuivre étant maintenue saturée à i5° C.
- Cependant, l’emploi de solutions saturées de sulfate de cuivre n’est pas recommandable, à cause d’une cristallisation possible par refroidissement : la redissolution totale spontanée est très lente à se faire. D’autre part, la concentration du sulfate de zinc est trop faible au moment où le coefficient thermique s’annule, pour qu’il y ait un intérêt pratique à adopter ces concentrations : la force électromotrice varie, en effet, beaucoup à ce moment pour de faibles variations dans la concentration du sulfate de zinc, de telle sorte que les erreurs réelles d’expériences pourraient être plus importantes que si, avec une concentration plus forte en sulfate de zinc, on négligeait le coefficient thermique.
- Fleming Jenkin qui a fait des recherches nombreuses et très précises sur l’élément Daniell, donne les valeurs suivantes pour la force électromotrice en volt international de l’élément monté avec du cuivre pur électrochimique, du zinc distillé chimiquement pur, et les solutions de densités indiquées ci-après :
- S04Cu : solution de densité..............
- S04Zn : » » .............
- Force électromotrice en volt international
- 1,2 1,1
- 1,2 x,4
- volt- volt
- 1,099 1,069
- \
- à i5° C.
- Or, en pratique, à moins d’adopter un type spécial d’élément indiqué d’ailleurs par Fleming, et permettant de renouveler les solutions au moment de la mesure, la diffusion, l’évaporation, l’attaque même du zinc et la précipitation électrochimique du cuivre, modifient d’une manière continuelle ces concentrations dans le modèle courant : de telle sorte (jue l’élément-étalon, sur lequel on se fie volontiers, peut devenir lui-même une source d’erreurs.
- Il était donc intéressant de rendre ce couple si précieux dans le laboratoire industriel indépendant des causes d’erreurs dues à des variations de concentrations.
- Ce résultat est obtenu pratiquement d’une manière très simple, en employant des solutions équimoléculaires des deux sulfates, et en les séparant par une membrane semi-perméable de ferrocyanure de cuivre, qui entretient spontanément celte isotonie des deux solutions. La théorie et l’expérience montrent en effet que dans ces conditions la force électromotrice du couple est constante, ainsi que son coefficient thermique, quelle que soit la concentration absolue des deux solutions, pourvu qu’elles restent équimoléculaires (1).
- Les mesures suivantes n’ont qu’une valeur relative pratique, et peuvent très bien ne pas définir la valeur réelle absolue du couple en volt international. On peut admettre cependant, semble-t-il, le chiffre pratique de 1,10 volt qui s’accorde avec la valeur donnée par Fleming Jenkin (1,099 volt), pour les solutions de même densité des deux sulfates.
- La faiblesse du coefficient thermique montre que l’influence de la température peut être en général négligée.
- fl) VÉclairage Électrique, t. XXXV, n° 22, 3o mai 1903, p. 329.
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- Solutions équimoléculaires des deux sulfates de cuivre et de zinc, séparées par une membrane semi-perméable de ferrocyanure de cuivre.
- MOLÉCULES- GRAMMES par litre de solution SULFATE DE CUIVRE pour 100 gr de solution SULFATE pour IOO gl DE ZIATC de solution FORCE électromotrice à i5° G. 0. COEFFICIENT thermique
- hydraté : 5H'0. anhydre. hydraté : 7H20. anhydre.
- p. 100 p. ICO p. 100 p. 100 volt
- OC vr ce 28 17,89 32 17,95 1, io5 — 0,0002
- 1,000 2i,56 13,78 24,82 i3,93 1,104 — 0,0002
- 0,730 16,69 10,66 19,21 10,78 1,106 — 0,0002
- 0,5oo 11,52 7,36 i3,26 7,44 1.104 — 0,0002
- 0,230 5,93 3,79 6,85 3,84 1, io5 — 0,0002
- 0,125 3, o3 i,94 3,49 1,96 1,093 — 0,0002
- 0,062:3 1,53 o,97 1,76 o,99 1,087 0,0002
- Ces deux dernières mesures montrent qu’il y a un commencement de polarisation avec les solutions très étendues, comme on pouvait d’ailleurs s’y attendre.
- Mais il y a également intérêt en pratique à ne pas employer une solution trop concentrée, et, par conséquent, voisine de la saturation pour le sulfate de cuivre (le moins soluble des deux sulfates), car le plus léger refroidissement ferait cristalliser le sel, très lent à se redissoudre ensuite spontanément.
- On donne à la membrane semi-perméable de ferrocyanure de cuivre un support solide en la faisant se former dans l’épaisseur d’un vase poreux ordinaire de pile. A cet effet, on paraffine la partie supérieure du vase poreux, puis on l’immerge dans l’eau pour chasser les bulles d’air. On le remplit alors d’une solution faible de ferrocyanure de potassium (4 p. 1000 environ), et on l’immerge dans une solution également faible de sulfate de cuivre (16 p. 1000, par exemple), en ayant soin d’éviter d’emprisonner des bulles d’air sous le fond du vase poreux, et d’y assurer la libre circulation de la solution, en surélevant le vase poreux d’une manière convenable. Le niveau des solutions doit dépasser la partie restée poreuse du vase de pile, et se trouver par conséquent vers la partie paraffinée* Suivant le plus ou moins de porosité de la pâte, la membrane est en général formée dans un délai de vingt-quatre à soixante-douze heures, et on la voit apparaître au niveau de la partie paraffinée sous la forme d’une très mince ligne brune. Il n’y a aucun inconvénient à prolonger l’immersion pour formation de la membrane, car celle-ci ne saurait croître en épaisseur : dès qu’elle est formée, et vraiment semi-perméable, les solutions ne pouvant plus la traverser, cessent de réagir.
- Une dénivellation très nette des deux solutions réagissantes qui, avec les concentrations données, ne sont pas équimoléculaires, indique d’ailleurs le moment où la membrane est devenue réellement semi-perméable, l’eau pure la traversant alors pour rétablir l’isotonie des deux solutions.
- Ces vases poreux à membrane semi-perméable sont employés pour éviter la diffusion du dépolarisant dans notre élément constant, dont le dépolarisant « respire » l’oxygène de l’air (’).
- (x) L'Éclairage Électrique, t. XXXIII, n° 44, ior novembre 1902, p. 164 à p. 168, et t. XXXY, n° 22, 3o mai 1903, p. 33a à p. 333.
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- Remarquons en terminant que l’élément Daniell est un type de pile d’un caractère très général, se ramenant à l’équation caractéristique :
- RM + M' ÎS RM' + m,
- R étant un radical acide, M et M', deux métaux différents ; — c’est-à-dire substitution d’un métal à un autre dans la solution saline de l’un des deux métaux.
- L’élément-étalon que nous proposons possède ce même caractère de généralité. Cependant/la pratique a consacré l’élément Daniell aux deux sulfates de cuivre et de zinc, et c’est celui sur lequel les expériences ont toujours porté : on a donc tout intérêt à ne pas s’écarter de cette voie bien connue, où les expériences et les moyens de vérification abondent par conséquent.
- Georges Rosset.
- LA TRACTION A CONTACT SUPERFICIEL
- Le Journal clés Tramways édité par le ministère des Travaux publics de Berlin a publié récemment de très intéressantes données pratiques sur le système de traction à contact superficiel mis à l’essai depuis plusieurs années à Munich et sur les perfectionnements apportés successivement'à la ligne ou aux voitures.
- Au début la prise de courant se faisait par un rail rigide. Le moindre inconvénient de ce système était un bruit de ferraille insupportable. On essaya alors les balais et enfin les chaînes Gall qui ont été définitivement adoptées. Cette chaîne est tendue longitudinalement à chaque bout par un ressort à boudin et une vis de tension et suspendue tous les 80 mm à des boudins. Les ressorts sont fixés à leur partie supérieure à des poutres longitudinales ou transversales en bois de 60 X 60 mm. La partie inférieure fixée à la chaîne est portée par des tendeurs latéraux qui aboutissent au cadre. Ces tendeurs sont constitués par des câbles entourés de caoutchouc et de cuir. Gomme les supports des ressorts sont des poutres en bois offrant peu de surface aux éclaboussures et à la neige et suffisamment éloignées des parties métalliques et des moteurs, il en résulte que la prise de courant est parfaitement bien isolée. La tension de la chaîne est d’environ 200 kgr aux extrémités. Elle présente donc une capacité de résistance suffisante pour n’avoir pas à souffrir des inégalités du pavage, des pierres et autres petits obstacles qui peuvent se rencontrer sur sa route. Quant aux obstacles de grande dimension, ils ne peuvent pénétrer sous la voiture.
- Les premières voitures employées étaient à deux essieux, mais on s’aperçut bientôt qu’elles étaient trop petites et on les remplaça par des voitures à 4° places à 4 essieux. Le placement de la prise de courant se fit sans difficultés, il fut même plus facile et moins coûteux.
- A part la chaîne, aucune partie de la prise de courant n’est sujette à l’usure. La chaîne est composée de pièces plates en fer brut et peut se fabriquer à bon compte partout. A Munich, la durée de la chaîne a été remarquablement longue quoique le train voyageât au-dessus d’un pavage de granit et d’un macadam souvent accidenté. Un seul côté de la chaîne a pu servir pendant 5 000 km. La chaîne a été ensuite retournée pour faire servir le côté opposé.
- Dans les sphères compétentes on ne laissait pas que d’avoir des doutes sur la possibilité
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- d’appliquer le système en hiver. La neige et la glace venant recouvrir les plots semblaient devoir presque irrémédiablement empêcher le bon contact avec la chaîne. L’expérience a montré que ces craintes n’étaient pas fondées. L’inconvénient s’est manifesté avec la prise de-courant par rail, mais non avec celle par chaîne. La chaîne, en effet, étant fortement tendue, coupe sans peine la couche de neige et de glace et reste en très bon contact avec la surface du plot brillant par l’effet du passage continuel. Ceci s’est vérifié même pendant les tempêtes de neige et avec des départs espacés de 40 minutes. Quant à la neige qui peut s’accumuler la nuit, de même qu’il faut l’enlever des rails avant de commencer le service, de même il faut l’enlever des plots, ce qui n’est pas un travail supplémentaire très considérable. On a employé à cet effet une chaîne coupante adaptée à la voiture à sel. Les résultats ont été très satisfaisants.
- Quant aux plots, ce sont encore toujours les mêmes que ceux qui furent installés lors des premiers essais, il y a cinq ou six ans ; ils sont encore en bon état et ne présentent guère de traces d’usure, non plus que les blocs de pierre dans lesquels ils sont enchâssés.
- L’isolation et les connexions sont encore parfaites. Les interrupteurs et boîtes de distribution ont été visités la première année chaque semaine, la seconde année chaque trimestre. Parfois la visite ne s’est faite que tous les cinq mois.
- Pendant tout ce temps aucun interrupteur n’a été endommagé, aucun charbon n’a été remplacé. L’usure est imperceptible. Les contacts charbon sont intacts parce qu’il ne s’est produit aucun arc. »
- Les bobines non plus n’ont eu à souffrir. Elles n’ont, du reste, à supporter qu’un courant de 20 volts grâce à l’emploi des résistances et fonctionnent ên dérivation. De plus l’enroulement shunté est calculé de façon à ne pas pouvoir souffrir de dommage. D’une couche à l’autre, la différence de potentiel n’arrive pas à 1 volt. L’enroulement est placé sur des bobines de bois. Il n’est donc pas possible que la différence de potentiel de 25 volts entre le commencement et la fin de la bobine puisse avoir une action, car les différentes couches sont parfaitement isolées les unes des autres et de la terre Les bobines shuntées ne supportent pas une charge de plus de 3o centièmes d’ampère. Elles ne peuvent donc ni percer, ni brider.
- Le courant à liante tension ne traverse que les charbons, qui ont une si grande section qu’ils suffisent à toutes les exigences du service.
- Quant aux boîtes de distribution qui contiennent les interrupteurs, elles n’ont nécessité depuis leur installation aucun entretien. L’intérieur est resté par tous les temps et toutes^ les températures parfaitement sec. Entre les parois extérieures en fonte et la garniture intérieure en bois, se trouve un espace vide assez considérable. La couche d’air qui s’y trouve améliore l’isolement et soustrait la chambre intérieure aux effets nuisibles de la température. La fermeture et l’étanchéité sont obtenues sans substance intermédiaire. Les boîtes sont généralement établies sur les trottoirs et ne sont pas exposées à se trouver sous eau. Dans les cas où il a fallu les établir dans des endroits où elles sont sujettes à être inondées, on a,- par mesure de précaution, enduit les joints de matières grasses.
- En supposant un service de 18 heures par jour avec départ toutes les deux minutes, chaque interrupteur doit fonctionner 54o fois. A l’usine, on les a fait fonctionner 8000 fois par jour pendant 6 mois sans qu’ils aient été dérangés ou endommagés, ce qui correspond à 7 ans de fonctionnement dans les conditions susdites. Cette durabilité est due à la construction simple des interrupteurs et à l’absence d’étincelles pendant le fonctionhiement.
- Les essais de.Munich ont aussi montré en pratique que la consommation de courant ne dépasse pas celle des autres systèmes de prises de courant. Comme les plots ne fonctionnent
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- chaque fois qu’un instant, l’isolation est en somme plus grande que dans les autres systèmes où le courant est constamment actif. Il en résulte, comme les mesures et les résultats du service l’ont montré, que les pertes sont sensiblement moindres. Lorsque le temps est sec, le courant, au moment où une voiture met en activité le plot sur lequel elle passe, est très réduit et peut à peine se mesurer. Lorsque le temps est humide et que les rues sont mouillées ou lorsque l’on a jeté du sel pour fondre la neige, la consommation de courant n’a pas été sensiblement plus grande que par les jours secs.
- Pour diminuer les frais de premier établissement, on a aussi cherché à simplifier la construction des interrupteurs et à diminuer leur nombre. Au début, il y avait pour la marche arrière, très rare en somme, un relais spécial pour chaque groupe d’interrupteurs.j Ce relais avait un grand nombre de contacts. C’était pourtant des parties immobiles qu
- Relais commutateur du système de traction à contact superficiel Siemens-Schückert.
- n’occasionnaient pas de dérangements et ne s’usaient pas. La simplification due à cet appareil était évidente.
- L’on a toutefois jugé à propos de modifier le système de façon à ne plus avoir à effectuer cette commutation. O11 peut donc maintenant faire marche en avant ou en arrière exactement comme dans le système à fil aérien. Récemment on a aussi disposé les connexions de telle sorte que les interrupteurs de ligne se mettent automatiquement en circuit dès que la section sur laquelle se trouve une voiture n’a plus de courant.
- Le personnel de la voiture n’a donc plus à s’occuper de la mise en ou hors circuit des sections. L’excitation des plots se fait par les moteurs de la voiture fonctionnant comme générateurs. Lorsque la voiture perd son courant, le levier d’un relais magnétique se trouve libéré, lequel est constamment en connexions par un courant inactif avec la prise de courant. En même temps, une sonnerie se fait entendre et indique au conducteur que la manivelle doit être mise dans la première position de freinage. La vitesse de la voiture n’est que légèrement modifiée par cette manœuvre qui amène les moteurs à fonctionner comme générateurs. L’excitation se fait ainsi très rapidement. Il suffit de o,3 ampère et 200 volts. Cette manœuvre n’intervient que pour la mise en circuit de la section ou des plots dans le'cas où la voiture ne recevrait plus de courant pendant qu’elle se trouve dans
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- une section. Cette excitation s’opère encore très bien lorsque la voiture n’est plus animée que d’une vitesse de 5 à 6 km.
- En cas d’arrêt de la voiture, on emploie dans le même but une petite excitatrice placée sous un des bancs de la voiture. Cette machine est mise en mouvement à la main et de l’extérieur au moyen d’une manivelle. Il n’y a pas de connexions à établir pour la mettre en circuit. Le rapport de transmission est choisi de façon qu’un tour de la manivelle suffit à mettre la machine en tension et à activer les plots.
- Un avantage important du système à contact superficiel, c’est que la construction d’une ligne ainsi équipée peut se faire en beaucoup moins de temps et avec des frais beaucoup moins élevés qu’une installation à caniveaux. Toutes les parties sont préparées à l’usine.
- Les travaux sur place à l’établissement des boîtes de jonction qui arrivent toutes prêtes et des plots sont faciles. Ces derniers sont simplement vissés aux plaques de base de la voie et se placent en même temps que se construit cette dernière.
- J. Reyval.
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- Diagramme et essai de moteurs à courants triphasés. Hugo Grob. Elektrotechnische Zeitschrift, 2 juin.
- Lo rsqu’on vérifie des moteurs triphasés il arrive souvent que l’essai au frein soit impossible h faire. Quand il s’agit d’expertises dans lesquelles on doit déterminer si le moteur remplit ou ne remplit pas les garanties données par le constructeur, il est extrêmement important de posséder des méthodes aussi exactes que possible permettant, au moyen de mesures faciles à faire, de juger un moteur au point de vue de son effet utile, de son décalage, de sa capacité de surcharge, de son glissement, etc.
- Le diagramme connu d’Heyland pour moteurs polyphasés permet bien de déduire simplement les propriétés d’un moteur de la marche à vide et en court-circuit, mais il ne tient pas compte directement de la résistance ohmique primaire. La construction par laquelle on obtient la mesure du couple et de la puissance repose sur une expérience qui ne correspond pas exactement à la réalité. La chute de tension dans le cuivre primaire est soustraite algébriquement de la diffé rence de potentiel aux bornes sans que l’on tienne compte de la phase du courant.
- Heyland a cherché lui-même à remédier à ces défauts de la méthode, et est arrivé en 1894 à un diagramme qui tient compte d’une façon
- exacte de la chute de tension au primaire mais qui est trop compliqué pour pouvoir être d’une application pratique.
- Ossanna a suivi une autre voie. Il s’appuie sur la géométrie analytique et détermine au moyen d’équations la position de droites et d’un cercle qui, pour les différents états du fonctionnement, indiquent le courant dans le stator, le décalage, le glissement, etc. Abstraction faite de ce que cette façon de procéder a l’inconvénient de ne pas laisser voir la dépendance entre le résultat et le point de départ, le travail de calcul que nécessite la construction du diagramme est considérable.
- Dans ce qui suit, nous allons exposer un diagramme qui tient compte d’une façon très simple de l’action de la chute ohmique de tension. S’il ne s’agissait que de déterminer le lieu géométrique des extrémités des vecteurs de courants il serait h peine nécessaire d’établir un nouveau diagramme à cause de la faible
- O
- influence de la résistance ohmique. Mais il en est autrement au point de vue de la capacité de surcharge et de l’effet utile. Là, une inexactitude dans la façon de tenir compte des pertes dans le cuivre a une trop grande influence pour que les résultats puissent être considérés comme valables.
- L’établissement du diagramme très simple
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- qui suit semble au premier coup d’œil un peu compliqué, mais il ne contient ni géométrie analytique, ni mathématiques supérieures. Les résultats sont résumés à la fin de façon à permettre d’employer le diagramme même sans en connaître la démonstration.
- Pour ne pas arrêter dans la suite le développement des démonstrations, nous allons développer d’abord un théorème de géométrie.
- I. L’extrémité B du vecteur AB (fig. 1) se
- meut sur une circonférence de centre C. On demande quelle courbe doit décrire ce centre C si à un moment donné, par exemple dans la position figurée, le vecteur AB devient fixe et le vecteur AC commence à se mouvoir de telle façon qu’il existe encore entre les deux le même mouvement relatif au point de vue de la position et de la grandeur. On peut s’imaginer que la figure primitive et avec elle le vecteur AC se déplacent continuellement et que leur échelle de mesure varie de telle façon que, malgré son mouvement autour du point C, le segment AB reste toujours à la même place avec la même grandeur.
- La courbe cherchée doit évidemment être telle que le rayon CB du cercle soit toujours dans un rapport constant avec le segment AC pour que la figure primaire reste semblable à elle-même. Ce rapport s’applique aussi aux points CA et C2 de AB où est le centre C lorsque le point B se trouve sur AC. Les deux positions et grandeurs correspondantes du cercle primitif C sont tracées en pointillé sur la figure.
- AC AC
- On doit avoir la proportion . Comme
- l’on sait, cette relation détermine deux paires de points harmoniques et les rayons CA, CB, CCj, CC2 forment un faisceau harmonique. D’après un théorème de géométrie, l’angle ACB
- est divisé en deux par la droite CC, et les rayons CCj et CC2 sont perpendiculaires Lun à l’autre. Cela n’est possible que si le point C se meut sur un cercle décrit sur C1C2 comme diamètre. Mais si le cercle C et le vecteur AB sont donnés en position, nous trouvons immédiatement le second cercle cherché, satisfaisant aux conditions exprimées ci-dessus, en divisant en deux l’angle ACB et en élevant en C une perpendiculaire à la ligne de partage. Le segment CtC2 compris entre les deux points d’intersection C4 et C2 représente le diamètre du cercle cherché.
- II. Nous pouvons maintenant passer à l’établissement du diagramme.
- Comme l’on sait, les lignes de forces produites dans le fer du stator ne remplissent pas toutes leur but : une partie d’entre elles, les lignes de dispersion, se referment avant d’avoir atteint les enroulements induits et agissent alors comme pure self-induction. Nous supposerons le stator entièrement dépourvu de dispersion et, pour cela, nous plaçons dans chaque phase une bobine équivalente de self-induction dont la résistance ohmique remplace en même temps celle des enroulements du stator. Il nous reste donc à étudier un moteur ayant seulement de la dispersion au rotor mais une différence de potentiel aux bornes non constante. Quoique son diagramme (pour une différence de potentiel constante) soit bien connu, nous allons le rappeler brièvement pour que cette étude soit plus complète.
- La loi d’Ohm s’applique au flux magnétique. Supposons que la réluctance magnétique pour les lignes de forces utiles du rotor, c’est-à-dire celles qui passent derrière les tours du stator, soit égale à 1 ; celle du circuit dérivé de dispersion est définie par la valeur —où la gran-
- T2 .
- deur ~2 est nommée coefficient de dispersion du rotor. Si nous faisons provisoirement abstraction de la réluctance magnétique dans le fer, les deux réluctances dont nous avons parlé sont en parallèle et agissent comme une réluctance totale de valeur :
- 1 1
- Comme les grandeurs des champs sont inver-
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- sement proportionnelles aux réluctances, le champ total produit dans le rotor est proportionnel à i-|-t2, le champ utile est proportionnel à l’unité, et le champ de dispersion est proportionnel à t2.
- t2 est exprimé en pour cent, c’est-à-dire que pour ioo-j-~2 lignes de force produites, t2 sont perdues par dispersion. La même définition s’appliquera au facteur de dispersion ,r1.
- Supposons qu’une certaine différence de potentiel constante, représentée par OP (fig. 2),
- agisse sur le stator dans chaque phase. Comme ses enroulements sont supposés dépourvus de dispersion et de résistance, la différence de potentiel totale doit être balancée par l’action du champ magnétique OD décalé de go° en arrière qui existe réellement entre les tours d’enroulement du stator et qui se compose en premier lieu des lignes de force OB produites dans le stator et en second lieu de la partie utile OY du champ du rotor OX passant à travers les tours du rotor : le reste YX, champ de dispersion du rotor, est perdu dans des dérivations magnétiques. Le champ résultant dans ce rotor OZ, qui comprend toutes les lignes de force existantes dans le stator et le rotor, produit le courant du rotor décalé sur lui d’un quart de période en arrière et avec lequel le champ du rotor OX est en phase. Ce quart de période est invariable dans toutes les positions du fonctionnement, autrement dit l’angle ZOX et, avec lui, l’angle DZO restent toujours égaux à 90° Pour cette raison et par suite du fait que le champ résultant du stator OD, dépendant seulement de la différence de potentiel aux
- bornes, conserve sa grandeur et sa position, il est nécessaire que le point Z se meuve sur un demi-cercle décrit sur OD lorsque, par suite d’une modification de la charge, (glissement du moteur) la tension de l’induit et le courant OX varient.
- D’après les considérations précédentes sur la valeur simultanée du champ utile et du champ de dispersion, on doit avoir sur la figure 2
- OY x . BD 1
- — = Tf ou aussl -BZ = X7 •
- Donc lorsque Z se déplace sur un demi-cercle, le point B décrit aussi un demi-cercle dont le diamètre DF est
- DF = —. OD (1)
- Remarquons qu’il n’est pas absolument exact de composer à l’intérieur d’un enroulement le champ principal et le champ de dispersion ; rigoureusement il faudrait combiner les tensions produites par les champs, car l’induction n’est pas la même pour toutes les formes de champ. Par suite des encoches, des différents genres d’enroulement et des autres causes, un seul et même champ produit dans le stator et dans le rotor des tensions différentes.
- Le vecteur OB peut être pris aussi comme mesure du courant en faisant abstraction des pertes dans le fer et de l’hystérésis magnétique, Si nous supposons que le rotor et le stator portent le même nombre de tours et le même genre d’enroulements, et si nous faisons abstraction de la modification du rapport de transformation due à l’inégalité des facteurs d’enroulement, etc., le courant du rotor est mesuré directement par le segment BD et non par BZ. En effet, l’énergie primaire et l’énergie secondaire doivent être égales. La puissance absorbée est proportionnelle au champ résultant du stator OD (tension) multiplié par la projection du courant OB sur P, c’est-à-dire proportionnelle à la surface du triangle ODB. D’autre part, la puissance du rotor est, à la même échelle, proportionnelle au champ résultant du rotor OZ multiplié par le courant décalé de 90° en arrière. Ce n’est que lorsque ce courant est représenté par le vecteur OY ou BD que les surfaces en question, et par suite les puissances, sont égales.
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- Nous pouvons encore nous rendre compte de l’exactitude de ce qui précède en remarquant que la concordance du chemin magnétique que suivent les lignes de force utiles du stator et le flux utile du rotor entraîne la proportionnalité entre les courants J4 et J2 et les champs OB et BD qu’ils produisent. Cela n’est exact toutefois qu’autant que l’on peut négliger la réluctance du fer. Si au contraire le flux principal et le flux de dispersion provoquent sur leur passage une chute cle tension magnétique, la loi de proportionnalité des courants et de leurs champs utiles a besoin d’une démonstration particulière.
- La perméabilité du fer sera supposée constante. Il est alors permis de traiter séparément l’action des forces magnétomotrices du stator et du rotor. Dans la figure 3, ASB représente le chemin du flux dans le fer du stator, BA et CD les deux chemins du flux de dispersion le long des encoches du stator et du rotor, BC et DA les chemins du flux dans l’air et enfin CRD le
- Fig. 3.
- chemin des lignes de force dans le rotor. Les réluctances magnétiques sont désignées par les grandeurs w dans la figure 3. La question est la suivante : existe-t-il encore, malgré les réluctances magnétiques et les « chutes de tension » causées par les champs de dispersion, une proportionnalité entre les champs utiles OB du stator et OY du rotor et les courants qui les produisent (fig. 2) ? Pour résoudre cette question d’une façon générale, ramenons à sa vraie place dans le moteur la dispersion du stator que nous avions attribuée à une bobine de self-induction branchée en série. Faisons d’abord
- agir une force magnétomotrice M dans le stator et calculons d’après lés lois de Kirchhoff, comme dans un circuit électrique, la grandeur du flux 5 (fig. 3) que la force magnétomotrice INI tend h faire passer dans les tours du rotor. Transportons ensuite M dans la branche 5 et déterminons inversement le flux qui passe dans 1. Le calcul montre tout de suite l’entière proportionnalité du flux utile et de la force magnétomotrice, soit dans le stator ou dans le rotor et que les flux de dispersion et les réluctances magnétiques dans les deux parties soient ou non inégales.
- O
- Cela signifie simplement que, dans la figure 2, le vecteur OY ou BD représente en réalité le courant du rotor lorsque le courant du stator est mesuré par OB.
- De la figure 3 nous pouvons déduire que le rapport entre le flux utile et le flux de dispersion dérivé n’est plus égal au rapport inverse des réluctances. La définition précédemment donnée pour le coefficient de dispersion t2 serait alors, en tenant pour exacte la proportion de la
- c BD 1 vç
- figure 2 — — , a modiher en ce sens que t2
- correspond au quotient
- flux de dispersion du rotor flux utile du rotor
- ou encore plus exactement
- tension de dispersion du rotor tension utile du rotor
- et ne représente plus le rapport des réluctances. Si nous calculons la grandeur de la dispersion d’après des essais faits sur un moteur terminé, nous mesurerons les tensions et non les réluctances magnétiques. Si nous employons les données de construction pour prédéterminer les facteurs de dispersion avec la définition donnée antérieurement, ils présenteront une inexactitude beaucoup plus grande que n’en comporte, dans les cas ordinaires, l’influence de la réluctance, des facteurs d’enroulement, etc.
- En revenant au moteur sans dispersion et résistance, nous pouvons dire ceci : pour un décalage donné © entre le courant primaire OB et la différence de potentiel aux bornes P, proportionnelle au courant à vide OD et calée de qo° en avant sur lui, le rapport des grandeurs des secteurs OB et OD est entièrement déterminé par la condition que B doit se trouver suV un cercle dont le diamètre forme le prolonge-
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- ment de OD et est — fois plus grand que le T2
- segment précité.
- III. Il est possible maintenant d’établir Véquation graphique du circuit total. -Le triangle rectangle OAB0 de la figure 4 représente le dia-
- A
- gramme des tensions h vide. L’hypothénuse OA représente la différence de potentiel totale P aux bornes par phases, et OB0 la chute de tension ohmicjue J0«q dans chaque phase de l’enroulement primaire ou de la bobine de self-induction en série, pour la marche à vide. Il est clair que l’autre côté AB0 donne une mesure de la force contre-électromotrice totale induite, dont la partie AC0 doit être produite par le flux utile passant dans le rotor, tandis que la partie C0B0 provient du flux de dispersion (bobine de self-induction). Conformément à la définition du facteur de dispersion primaire t, absolument analogue au facteur de dispersion t2 du rotor précédemment envisagé, on doit avoir :
- m
- C.B, T, 1 '
- D’après ce qui précède, OG0 serait alors la différence de potentiel totale absorbée par la bobine de self-induction en série, de sorte que, pour le moteur dépourvu de dispersion primaire et de résistance, il reste comme tension d’alimentation AC0. Le vecteur OB0 lui est perpendiculaire et, par suite de la constance de la résistance de la bobine de self-induction, peut aussi être pris comme mesure du courant à vide. Mais ce courant à vide, considéré comme produisant le champ du moteur, est de son côté une nouvelle mesure de la tension AC0 restant disponible pour le moteur : il doit donc y avoir
- proportionnalité entre les vecteurs OB0 et AC0.
- Supposons maintenant le moteur en charge. La figure 2 montre que le courant primaire augmente et que sa phase par rapport à la différence de potentiel aux bornes varie. Le triangle des tensions OB0C0 (fig. 4) de la bobine de self-induction se transforme en OBC. La tension AC reste disponible pour le moteur. A cette tension d’alimentation AC (du moteur dépourvu de dispersion et de résistance au stator) correspond un courant de marche à vide dont le vecteur OD doit être perpendiculaire sur AC et satisfaire à la condition
- QBp
- OD
- AC0
- AG
- La figure 2 montre aussi que l’extrémité B du courant primaire doit être sur une circonférence K dont le diamètre a une* longueur
- DF = — OD et est sur le prolongement de OD.
- Dans la suite nous appellerons ce cercle K le « cercle du rotor ». Le lieu géométrique cherché de l’extrémité B du vecteur du courant relativement à la différence de potentiel OA est entièrement déterminé par les conditions énumérées ci-dessus.
- IY. La figure 5 représente encore le fonctionnement pour la marche à vide. Le courant à vide OB0 est sur le diamètre du cercle du rotor K0. Supposons que la différence de potentiel totale OA soit réglée en phase et en grandeur de façon que, malgré la chute de tension OC0 de la bobine de self-induction, la tension active AC0 et, avec elle, le vecteur OD0 restent toujours semblables en grandeur et en phase ; en d’autres mots attribuons au moteur « sans dispersion ni résistance » une différence de potentiel aux bornes constante. Nous savons que l’extrémité B0 du vecteur de courant se déplace simplement sur le cercle K0.
- Le triangle OB0C0 reste semblable à lui-même. Par suite C0 se meut aussi sur un demi-cercle K/0 (pointillé) décrit sur le prolongement de OC0. Comme, par hypothèse, la tension AC0 reste égale en phase et en grandeur, son vecteùr AC0 se déplace parallèlement à lui-même et l’extrémité A décrit un cercle K0" qui indique comment doit varier la différence de potentiel totale aux bornes OA pour que la tension utile AC„ ou ODo reste constante.
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- Si nous revenons à l’allure normale du phénomène, c'est-à-dire si la différence de potentiel totale aux bornes OA est constante, A ne se meut plus autour de K0", mais K0'7 décrit une courbe quelconque autour du point A. La forme de cette courbe a été déterminée au début. C’est un cercle que l’on trouve de la façon suivante : sur la bissectrice K0"G de l’angle OK0//A on élève la perpendiculaire K/'H et on décrit sur GH comme diamètre un cercle M2;.
- vS ;\ \
- 1 \ \
- AT y
- \/\\\
- Remarquons que OK07 est rigidement lié à OD0 ou OD (fig. 4) ; nous pouvons donc prendre aussi OK" comme courant à vide, pendant que le cercle M27 représente le lieu de l’extrémité D du vecteur OD (fig. 4) relativement au courant à vide OB0. Ce lieu du point D est représenté dans la figure 5 par le petit cercle ponctué M2 et serait entièrement déterminé si ses points d’intersection N et Q avec le courant à vide et sa perpendiculaire, ou les points d’intersection U et V avec le vecteur OK0/7 et sa perpendiculaire étaient connus. Nous verrons que ces points d’intersection cherchés dépendent très simplement de la dispersion et de la résistance ohmique primaire.
- V. Par suite de sa construction, la figure 0
- contient la relation
- - 0 0 - = facteur de dispersion primaire xA (équation 2)
- CflA.
- - facteur de dispersion secondaire x2 (équation 2)
- DoFo
- Il faut maintenant introduire une troisième grandeur t3 qui caractérise l’influence de la résistance ohmique primaire. Le côté OB0 dans le triangle OAB0 de la marche à vide représente la tension absorbée dans le cuivre du stator par suite de la résistance ohmique.
- Nous définirons la grandeur t3 comme le quotient :
- ~i —
- Chute de tension ohmique primaire par phase pour la marche à vide
- différence de potentiel totale aux formes par phase
- O B0 OA
- sin eu (3)
- Pour simplifier les calculs et les résultats, introduisons à la place de Tj et t3 deux grandeurs auxiliaires tax et t3x définies de la façon suivante : abaissons du point C0 une perpendiculaire C0R sur la différence de potentiel aux bornes OA. De même que nous avons appelé le quotient désignons par la grandeur ^ :
- OR _ xp RA ~ x
- (4)
- De même que nous = , posons
- avions la relation
- QB0
- OA
- C0R
- RA
- . x
- — OU XoX — X d
- C0R
- RA
- = tg to.
- 0)
- La perpendiculaire à OA passant par B0, B0Z2 fait avec la direction B0Z du courant à vide OB0 le même angle 10 et nous pouvons écrire
- tg ZBZ; = x3x (6)
- On trouve très simplement de la façon suivante la relation entre les facteurs primitifs t, et
- et les nouveaux facteurs :
- D’après ce qui précède, sin to == t3 d'où cos to = \/1 -- Tg2.
- On a
- AC0 = AB0 —-A (équat. 2)
- 1 ~r xi
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- cl’où
- RA — OA cos w
- = OA
- 1 +
- De pli
- I +
- OR = OA — RA OA
- Tl + T3
- et
- OR
- RA
- i+ti U+V* Tv
- D’après la définition de l’équation 5 on a
- CqR
- RA
- = tg w
- Comme sin w = t3, il vient
- t„X — ta w =
- 1 —
- Gela veut dire que les deux nouveaux facteurs se déduisent des deux facteurs primitifs par les expressions :
- T X - + V
- et
- rX-
- V7’
- Remarquons immédiatement que, dans tous les cas ordinaires, les facteurs et x3 peuvent être remplacés par x4x et t3x car leur différence est extrêmement petite. Il est déjà rare que x3 atteigne la valeur o,o3. Le terme de correction x32 a alors la valeur 0,009 tellement petite vis-à-vis de l’unité qu’il est impossible d’en tenir compte graphiquement. Même vis-à-vis de rcl dont la valeur minima atteint o,oi5, t32 est tout à fait négligeable.
- VI. D’après la construction indiquée au paragraphe IV, le diamètre du cercle M/ est limité par deux points G et H (fig. 5) harmoniques des points O et A. D’après un théorème connu, la perpendiculaire AW élevée en A sur OA est la polaire du point O par rapport au cercle M2'. Sur chaque rayon partant du point O il y a quatre points d’intersection harmoniques.
- On a donc r et de meme, dans
- les triangles semblables.
- On en déduit en additionnant :
- OT-f-OS _ OS TA + SA — SA
- ou
- 2OT + TS _ OA + SA TS ~ SA .
- En soustrayant il vient
- d’où
- aOT TS
- OA ~ SA
- O T
- TS
- OU
- Wv
- OA
- OA
- SA
- SA.
- Le segment AK0A' est égal et parallèle à la droite d’après la construction de la figure 5
- et, d’après la définition du « cercle du rotor K0 » on a
- QCq 2LqK 0
- ou CnK',
- AK"
- OC„
- Il est évident que les projections parallèles des deux segments OC0 et AK07/ sont dans le même rapport d’où
- et
- AS =
- OR
- SK'' =
- RC„
- Les longueurs OR et RC0 peuvent être exprimées, d’après les équations 4 et 5, en fonctions du segment AR et des nouveaux facteurs t* et t3x :
- OR = ARxax et RC0 = ARt3x.
- Nous obtenons alors
- AS - A* (9)
- SK"0 = AR-^-. (10)
- S
- Si nous prenons comme autre forme de l’équation 4 l’expression
- OA — AR (1 -j- Tix) (11)
- nous pouvons écrire encore
- OT __ OS OT _ TA TV ~ SA ou OS ~ “SA
- OU
- UK"
- = AR
- . AR
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- 463
- ou
- OU
- u + VS
- UK''
- (»)
- Dans le paragraphe IV nous avons vu que le cercle M37 par rapport à la droite OK0" a exactement la même position que le petit cercle M2, c’est-à-dire le lieu du point D de la figure 4 Par rapport au courant à vide OB,, : nous connaissons donc le point d’intersection N de ces deux derniers : il partage le courant à vide OB0 en deux parties qui sont dans le rapport
- ON
- nbT
- '3)
- De l’équation i3 résulte aussi la proportion Ux + ^ + Ux^2
- QB0
- NB„
- UT
- VII. Nous avons encore à déterminer la position du point Q ou du point V. On a dans la
- figure 5 :
- K"nV
- K"0S -fi ZV cos
- et ZV = TU, où TU satisfait à la relation suivante :
- SK'' O K''
- TU OU
- Par suite de l’équation 12, on a
- T + Ux^
- SK/'p
- TU
- + zi
- SK"
- TU
- SK"
- et aussi
- K"„V
- + 2t:2 + 2v
- SK"n + TU
- r^X __j ^ |—
- SK",
- UX + 2Ui + 2UX^2
- ux + U +
- cos cos fi
- ou, en tenant compte de (10)
- AR t3X + 2^2 + 2UXt2
- K"„V =
- De plus,
- COS fi
- (:5)
- OK"ft =
- OS cos T
- et OS = OA + AS
- AR (1 + x,x) + AR
- doi
- OK"n
- ar r y
- cos fi I
- -f- 2-:, T~ 2T~
- fi'5'l
- En divisant l’une par l’autre les équations ro et 16 nous obtenons
- K"„V x x
- OK"
- UX + T2 +
- Nous pouvons reporter la même proportion dans le petit cercle ]\I2 : le lieu circulaire du point D (fig. 4) découpe sur la perpendiculaire à l’extrémité du courant à vide OB0 un segment BnQ (fig. 5) dont la longueur par rapport à OB0 est déterminée par la relation
- OB0 ______ + ^2 + Tax,c2
- R0Q' ” -3X
- (17)
- Rassemblons la grandeur x^-fi- x2 -+- x,x -fi- t2 sous la désignation de coefficient total de dispersion x
- ^ = UX + X2 + UX^2 (l8)
- L’équation précédente prend la forme :
- OBn T T«X
- B0Q
- ou ig QOB0 =
- P9)
- L’angle ND0Q, dont le sommet D0 appartient naturellement au cercle M,, est droit : il en résulte que le centre M2 doit être sur la ligne de jonction NQ.
- Si nous divisons l’une par l’autre les équations 17 et 14, nous obtenons, en tenant compte de (18) :
- B0Q _ x3x NB0 xAX
- Si d’autre part nous formons le auotient de
- (5) et (4)
- CqR
- OR
- nous trouvons que les angles QNB0 et C0ÔR sont égaux :
- QNB0 = C0OR
- (20)
- VIII. Nous savons, d’après le paragraphe III, que les vecteurs OD et AG (fig. 4) sont toujours perpendiculaires l’un sur l’autre, et restent proportionnels. Lorsque le point D se déplace sur un cercle M2, le point G doit aussi décrire un
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- cercle qui, relativement à AC0, a exactement la même position que le cercle M2 relativement à OD0. Par suite, ses points d’intersection N" et
- A
- Q" (fig. 6) avec le segment AC0 et sa perpendiculaire, doivent satisfaire aux proportions i4 et 17, c’est-à-dire que l’on doit avoir :
- AC0 OD0 t (2!
- N"C0 AD3 t*X
- > O O 1 _ ODo (22
- C0Q" D0Q
- Dans la figure 6, le cercle M/ du point C a été dessiné ; il passe par les points Q", C0, N" et son centre est sur N^QL
- La loi de déplacement du vecteur OC (fig. 4) est donc déterminée par le cercle M/, ainsi que celle du vecteur de courant du stator OB lié à OC par le triangle OBC qui reste toujours semblable à lui-même. Si nous considérons pour un instant OC0 comme courant à vide, le cercle Mj’ représente le cercle cherché du diagramme du courant actuel du stator OC. Sa grandeur et sa position sont déterminées d’une façon très simple, comme nous allons le voir.
- Elevons en C0 sur OC0 une perpendiculaire auxiliaire : soit Q' son point d’intersection avec le cercle et U le point d’intersection de OC0 et du cercle : Tangle de l’arc QW1’ est égal à l’angle B compris entre les vecteurs OB0 et OC0 (angles dont les côtés sont perpendiculaires entre eux). L’angle N^Q^Cq a pour valeur 90 — S (comme complément de l’angle en N;/); l’arc
- C0Q/ correspond donc à un angle dont la valeur est [90 — (8-f- P)].
- On a
- qÎc0 = üj (23)
- De plus
- Q"C0Q' = 90 + (3 = AC0O Q^Q^C0 = co
- Les triangles Q"C0Q' et OC0À sont semblables et :
- O0C _ Q'C0 C0A C6Q"
- En tenant compte de l’équation (22),
- Q'C0
- OC0
- 04)
- En combinant les équations 5, 23 et 24 trouve
- CpL' _ I
- OC0 “ -c •
- on
- (a5)
- Rappelions nous maintenant que nous avons attribué provisoirement à OC0 le rôle de courant à vide, ce qui conduisait à trouver M't comme cercle du diagramme. Les équations simples 24 et 2Ô peuvent facilement être rétablies avec le courant exact à vide OB0 et le cercle exact M1? c’est-à-dire le lieu géométrique de l’extrémité du vecteur de courant OB du stator. Pour trouver ce cercle il suffit de porter sur le prolongement du courant à vide OB0 un segment
- B„L
- OBn
- (26)
- et, sur la perpendiculaire à l’extrémité du vecteur de courant à vide, un segment
- B„Q = 55» ,, (»7)
- La droite LQ donne le diamètre du cercle du diagramme cherché.
- L’équation (27) est identique à l’équation (17) c’est-à-dire que le cercle M du diagramme et le petit cercle M2 du point D dans la figure 4 se coupent en Q. L’autre extrémité du diamètre N de M2 est déterminée par l’équation (14) qui, en tenant compte de (18) donne :
- (28)
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- D’après l’équation (23) on avait :
- Q'L'Cq co.
- Donc on a également
- QLB0 zz CO.
- ce qui signifie que :
- LQ _ AC0
- NTT~ ~ÔÂ~'
- (29)
- (3.)
- Le diamètre du cercle LQ est perpendiculaire sur la différence de potentiel aux bornes OA (3o).
- Le diamètre B0V fait évidemment avec la direction du courant h vide l’angle to, et, en tenant compté de l’équation 5, nous pouvons dire que :
- Le centre M du cercle du diagramme est sur un rayon Zg partant de Vextrémité du courant à vide OB0 et faisant avec la direction de ce dernier un angle co dont la tangente est égale à t3x (3i).
- Si nous composons les 3 équations (26), (27), (28) avec les proportions (4) et (5), nous voyons que les triangles NLQ etOC0A sont semblables, et que nous devons avoir
- LQ _ AC0 i\L ~ OA
- (32)
- IX. Quant au petit cercle M2, il a une signification physique bien déterminée. Nous avons supposé que, sur le champ résultant total du stator (y compris la dispersion), le vecteur OD représentait seulement la partie qui coupe aussi les tours d’enroulement du rotor, ou, en d’autres mots, OD représente seulement la portion du champ résultant qui sert réellement d’intermédiaire dans le transport de force. Toutes les autres lignes de force du stator sont de la dispersion, représentée par la self-induction intercalée. Le courant OD a été défini dans la figure 4 comme courant à vide du « moteur sans dispersion ni résistance au stator » et était en relation avec le champ AC qui reste disponible après qu’on a tenu compte de l’action de la bobine de self-induction (dispersion du stator et résistance) .
- Dans le paragraphe 11 (fig. 2) nous avons fait remarquer que le courant du rotor n’est pas mesuré par BZ mais par BD, c’est-à-dire par le segment qui jointl’extrémité du vecteur de champ OD avec celle du vecteur de courant OB. Si donc, dans
- la figure 7, OD se rapporte au même état de fonctionnement que le courant du stator OB, le courant du rotor est représenté par la ligne de jonction BD. Par suite de la dépendance qui existe entre leurs cercles, les points D et B doivent dans des temps égaux parcourir des secteurs correspondant à des angles au centre égaux. Lors de la marche à vicie, ils étaient réunis en B0: l’angle correspondant à l’arc BflD doit donc être égal à l’angle correspondant à l’arc B0B. Si nous joignons le point Q avec D et B, l’égalité des angles correspondants montre /\
- que 1 angle B0QB doit être le supplément de
- l’angle B()QD, ou, en d’autres mots que chaque courant du rotor doit passer par le point Q.
- Pour trouver alors le courant du rotor correspondant à un courant du stator tout à fait arbitraire OB, il suffit de relier B à Q et de prolonger cette droite jusqu’au point de rencontre D avec le petit cercle M2. Ce cercle M2 est déterminé par les équations 27 et 28.
- X. Le couple. — Comme 011 le sait, pour un champ tournant constant, l’énergie transmise au rotor est à chaque instant égale au couple exercé multiplié par la vitesse du champ tournant. Comme cette dernière reste constante, nous pouvons aussi bien recourir à la puissance absorbée par le rotor pour déterminer la loi de dépendance du couple.
- Le travail transmis au rotor est proportionnel à la partie OD du champ résultant du stator qui agit sur lui et proportionnel à son propre courant DB multiplié par le cosinus de son décalage vis-à-vis de la tension transmise du stator sur le rotor. Le couple exercé sur le stator par suite de l’hystérésis de l’induit sera examiné plus tard.
- La puissance totale par phase est égale à la surface du triangle ODB ou égale au produit DB.OE (fig. 7). Le point E se meut sur un demi-cercle décrit sur OQ. Si dans la figure 7 nous joignons B0 avec B et D, nous formons un triangle DB0B qui reste semblable lorsque la charge du moteur varie car les angles en B et D correspondent à des arcs constants. Les vecteurs DB et B0B sont aussi dans un rapport constant, le même que celui des côtés LQ et NL du triangle NLQ semblable au triangle DB0B. Pour déterminer le courant du rotor, nous n’avons pas besoin du petit cercle ; la corde B0B multi-
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- pliée par le quotient 4-^- donne la grandeur cherchée.
- Le rapport a, d’après l’équation (32), la valeur :
- LQ _ AC0 NÏ7 — OA
- («f
- 4)
- OB0 est égale h la différence de potentiel P aux bornes par phase affectée du facteur :
- A C
- OB0 — P —42. volts. (35)
- u OA '
- Si l’on introduit cette valeur dans l’équation (34), il vient :
- On a donc aussi
- B0B _ ACc DB — OA
- ou
- BB = B0B
- OA
- Âc7
- (fig. 7 et 4)
- OE = P
- AC0
- DA
- BXB
- b^b;
- La puissance transmise du stator DB.OE a maintenant, d’après l’équation (33) la valeur
- EB.OE = B0B.
- OA
- âc;
- .p.
- OA
- BXB
- OE peut être exprimé d’une autre manière. Le segment de cercle OEB0 est semblable au seg-
- DB.OE
- B0B, BXB BXB0
- (36)
- P
- ""a
- ment de cercle BXBB0 (le rayon EB tourne autour du point d’intersection des deux ondes) ; les triangles correspondants sont donc semblables et l’on a la proportion
- OE _ BXB
- "ÔB7 “ B%
- ou
- BXB
- OE = OB0^-. (34)
- OB0 représente le champ pour la marche à vide qui, d’après les déductions du paragraphe III doit équilibrer la tension restant disponible pour transmettre la force, déduction faite de la chute de tension ohmique et inductive. Dans la figure 4 cette tension disponible est représentée par le vecteur AC0, La valeur de la tension du vecteur
- Prolongeons B0B au delà de B et abaissons une perpendiculaire BXW sur B0B ; il se forme en Bx un angle a constant pour chaque point B. Si B recule vers B0, B0B tend vers la tangente et devient perpendiculaire au diamètre B0U, pendant que BXB coïncide avec BXB0, il en résulte que l’angle a est égal à l’angle VB0BX et qu’il se produit encore en B si nous abaissons deux perpendiculaires B II et BF sur les côtés B0BX et
- B.V.
- Au lieu de l’équation (36), nous pouvons écrire
- DB. OE
- P
- BXB
- BnB .
- BXW
- 0
- P.2
- BXB0 cos a
- P.a
- BXB0 cos a „ BH
- X surface du triangle B0BBX
- BXB0.BH
- X-----------
- cos a
- ou
- DB. OE = P.BG. (37)
- Nous obtenons ce résultat très intéressant :
- Si nous abaissons de l’extrémité B de n’importe quel courant du stator une perpendiculaire sur le diamètre B0V et si nous prolongeons cette perpendiculaire jusqu’au point de rencontre G avec B0BX, le segment BG représente directement le courant watté de la puissance que chaque phase du stator transmet au rotor.
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- Le point Bx situé sur le prolongement de OQ, représente, comme nous le verrons plus loin, l’extrémité du courant du stator pour un glissement infini.
- Le couple électrique du moteur est déterminé par la puissance transmise au rotor. Pour une vitesse de rotation du champ de n tours par minute, le couple est
- AM
- P volts, BGamp. 3 ----------36-----------75
- Kgra
- — 2,92
- 60
- P volt, BG amp.
- Kgr
- (38)
- Le couple utile doit être naturellement diminué de la quantité correspondante aux frottements et à la ventilation.
- Le point du couple maximum est déterminé par la perpendiculaire abaissée de sur B0BX. Nous appellerons ligne des couples la ligne de jonction B0BX.
- O. x\.
- (A suivre.')
- Sur la chute de tension dans les générateurs à courant alternatif. Behn Eschenburg.
- Elektrotecknische Zeitschrift, 19 mai.
- Nous avons indiqué, il y a environ 10 ans, une méthode pour la prédétermination de la chute de tension qui, grâce à sa simplicité et a sa commodité, a trouvé un grand nombre d’applications dans les projets et dans les essais d’alternateurs. Mais, au bout de peu de temps, il s’est trouvé, dans des nouveaux types de générateurs, d’assez grands écarts entre les chiffres calculés d’après cette méthode et les chiffres observés dans des mesures réelles ; d’une façon générale les valeurs calculées étaient plus grandes que les valeurs observées.
- Le point caractéristique de la méthode est la détermination des diverses valeurs de l’impédance intérieure d’un générateur au moyen de la caractéristique en court-circuit calculée ou mesurée ; le produit de cette impédance par l’intensité du courant donne la valeur de la force contre-électromotrice. Le défaut de la méthode repose avant tout sur ce que l’on suppose la réluctance magnétique, pour une force magnéto-motrice déterminée produite par les bobines inductrices à courant continu, indépendante de
- la force magnétomotrice de l’enroulement induit parcouru par un courant alternatif. Cette hypothèse est vraie tant que la réluctance magnétique elle-même reste approximativement constante, c’est-â-dire tant que la caractéristique à vide de la tension du générateur en fonction de l’excitation reste voisine d’une ligne droite ; elle reste encore plus ou moins justifiée pour des générateurs fortement saturés lorsque la saturation magnétique est amenée non par des champs de dispersion qui traversent les bobines inductrices mais par les bobines induites, ou lorsqu’une grande partie du champ magnétique des bobines induites n’atteiîit pas les bobines inductrices.
- Plus tard, d’autres auteurs, particulièrement Rolhert, ont indiqué une nouvelle méthode aussi simple et commode en pratique que l’ancienne. Cette seconde méthode utilise aussi la caractéristique en court-circuit et en déduit l’équivalent de la force magnétomotrice des bobines inductrices correspondant à une force contre-magnéto-motrice déterminée des bobines induites.
- Nous supposerons que la réluctance magnétique du système total reste constante lorsque la somme ou la différence de la force magnétomotrice des bobines inductrices et de la force maçfnétomotrice des bobines induites déduite de l’intensité de court-circuit restent constantes.
- Cette hypothèse est justifiée tant que la réluctance magnétique du générateur reste approximativement constante et lorsque tous les champs produits par fes bobines inductrices atteignent sans dispersion les bobines induites et que tous les champs des bobines induites coupent les bobines inductrices. Les valeurs de la chute de tension calculées d’après la seconde méthode sont généralement inférieures aux valeurs observées.
- Les deux méthodes ont donc l’avantage d’être également commodes mais d’être toutes deux inexactes, la première par excès et la seconde par défaut. En 1900, à l’occasion de l’Exposi-tion de Paris, nous avons indiqué dans une petite brochure « Sur le calcul des machines électriques » quels écarts existent entre les résultats de ces deux méthodes, et entre ces résultats et la réalité. Dans ce qui suit, nous allons nous efforcer de déterminer nettement les limites d’emploi et d’indiquer un moyen pour corriger simplement, en seconde approximation, les résultats trouvés par les deux méthodes. Nous ne
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- cherchons nullement h donner une solution rigoureusement scientifique du problème, mais seulement à (aire un exposé commode et utile pour le praticien qui s’occupe de projets et d’essais d’alternateurs.
- Ce qui suit se rapportera seulement au type de générateurs à courants alternatifs presque exclusivement adopté depuis quelques années avec inducteurs tournants et induit fixe. Le système magnétique d’un tel générateur peut toujours être décomposé en circuits magnétiques individuels constitués chacun par deux noyaux polaires partant des bobines parcourues par du courant continu, et deux bobines induites placées en face des premières et parcourues par du courant alternatif.
- Nous simplifierons le cas en supposant la charge purement inductive.
- Lorsque la chute de tension pour une charge purement inductive est exactement connue, la chute de tension pour une charge avec un autre lacteur de puissance (cos cp) peut être facilement déterminée avec une bonne approximation, d’après les diagrammes connus.
- Dans la figure i, PP représentent deux noyaux polaires réunis par la culasse J ; chaque pôle porte une bobine M contenant W tours de fil parcourus par un courant continu i0. Les masses polaires S sont séparées par l’entrefer o des dents z de l’armature entourées par les bobines m ayant w tours de fil. Ces bobines sont placées dans les encoches n. Les dents sont reliées entre elles par les culasses j formées par le fer de l’armature.
- Représentons ce circuit magnétique dans la figure 2 par le schéma d’une distribution de courant dans laquelle, au lieu de forces électromotrices, nous envisageons les forces magnéto-
- motrices des bobines et, au lieu des résistances, les réluctances magnétiques des diverses parties du circuit. Appliquons au flux magnétique les règles de Ivirchhoff ; nous obtenons, comme l’ont maintes fois confirmé les vérifications pratiques, une image très nette du degré de saturation magnétique dans chaque partie.
- A côté du circuit principal du système, qui traverse les bobines M et /«, il faut tenir compte des différentes dérivations qui correspondent à la dispersion magnétique. En premier lieu, beaucoup de lignes de force passent par l’air en dehors des noyaux de fer et des dents, et contournent les bobines au lieu de les traverser. Nous désignerons cette dispersion par dispersion frontale ou dispet sion des cotés, car elle se produit surtout sur les côtés du générateur.
- Un second flux de dispersion, dérivé du flux qui traverse l’entrefer, passe entre les cornes polaires, d’une part, ou entre les pointes des dents, d’autre part.
- Fig. a.
- Dans la figure 2, le flux principal produit par les bobines M et m et passant par les noyaux P, la culasse J, l’entrefer o, les dents z et la culasse/, est figuré par un trait plein formant un rectangle ; les circuits de dispersion sont figurés en pointillé.
- Désignons par M la force magnétomotrice des bobines inductrices, par m celle des bobines induites, et supposons que m soit opposé h M. Soient le flux magnétique dans les noyaux polaires P et la culasse J, RA la réluctance magnétique, C le flux de dispersion de front, W la réluctance pour ce flux de dispersion. Soient J2 le flux de dispersion existant entre les bords des pôles et ne traversant pas l’entrefer et R2 la réluctance magnétique de ce circuit.
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- L’entrefer de réluctance p est traversé par le llux y. De même désignons par fi le flux dans les dents z et par i\ la réluctance, par fi le flux de dispersion entre les bords des dents et par r2 la réluctance, par c le flux de dispersion frontale avec la réluctance w.
- La répartition du flux donne les équations suivantes :
- iLrL + hr-i — m (1)
- J1R1 + JâRa = M (*)
- *>2 + J2R2 — j? = ° (3)
- fi = J2 +/' (4)
- *1 = *2 (fi
- cm = m (6)
- CW = M (7)
- Ces équations peuvent être simplement résolues si l’on remarque que fi et i2 sont par rapport à y, ;?z, t\ et r2 ce que sont fi et fi par rapport à y, M, Rx et R2. Il est intéressant, pour calculer la chute de tension, de connaître les flux fi et c qui coupent les bobines induites, car ces flux déterminent la force électromotrice dans ces bobines, et le flux fi qui parcourt les noyaux polaires et la culasse de l’inducteur, car ce flux détermine la saturation magnétique et la réluctance magnétique.
- Si l’on remarque que dans les machines utilisables, les réluctances magnétiques des circuits de dispersion doivent être très grandes en comparaison des réluctances du circuit principal, le
- Il 0
- quotient—— -1— et les quotients semblables sont r2 r2 , . , . négligeables vis-à-vis de 1 unité, et il vient :
- R0fi = M ~ [ + fi+ îç + -fi-1 (8)
- R„fi = M r 0 R. , r."
- |1 + i: + tç + iç_ — m (9)
- / r. R. \ + Ri
- Ro = , 1 + 77 + Ri) P + ''‘
- des ampères-tours des bobines inductrices, multiplié par un coefficient connu, m la force ma-gnétomotrice ou le nombre des ampères-tours des bobines induites multiplié par le même coefficient. M est donc proportionnel à l’intensité du courant excitateur et m à l’intensité du courant débité. Rassemblons l’expression :
- x -) —j gd 1------— + —— sous la forme (1 A.)
- r2 K, r, m
- Pour la marche à vide, (fi -f- e) doit être calculé en faisant m = o. On a alors
- e = ii„ = r AL
- n0
- où R0 est tiré de l’expression :
- Rofi — M i1 + —b -ji1- H—== M (i a.) (12}
- Les deux équations 11 et 12 déterminent la caractéristique à vide du générateur.
- Lorsque l’induit est en court-circuit E = o, d’où
- (fi + c) — o. (i3)
- Cette condition est remplie lorsque
- AL ~ mk ( 1 -f -i-
- JL 1 1 ^0
- R, “r r, ~T~ m
- mk (1 -f- Aa)
- (x-i)
- Le flux dans les noyaux polaires P est donné par
- JlRo = M,(.+£ + «L + 4
- mk.
- On voit immédiatement que J;., et par conséquent la saturation dans le système inducteur, reste très faible lorsque la dispersion reste relativement faible et que l’on peut poser approximativement dans le cas du court-circuit :
- R0 représente la réluctance totale du circuit principal.
- La force électromotrice engendrée dans les bobines induites est :
- E = K (fi + c)
- M est la force magnétomotrice ou le nombre
- Si mk et sont connus d’après les enroulements des bobines, la valeur de Ak peut être déduite de la caractéristique en court-circuit.
- Revenons aux deux méthodes de détermination de la chute de tension que nous avons dé-
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- 47°
- •crites au début. La première méthode procède de la façon suivante :
- La différence de potentiel aux bornes doit être donnée par
- E' = Eo (1 +
- mk
- où E0 représente la différence de potentiel à vide pour l’excitation en question M, et mk la force magnétomotrice des bobines induites court-circuitées par l’excitation M.
- mk et E° sont des valeurs mesurées ou exactement calculées.
- est égal au quotient de l’intensité de courant pour la charge considérée par l’intensité <le courant en court-circuit pour l’excitation donnée M. Introduisons les valeurs tirées des équations (ii) et (14) ; nous obtenons :
- E'
- = K
- m
- NT
- (i +A/£)J
- et ensuite
- E" = E'
- Rf
- (*)
- où nous déterminons R"0 d’après la caractéristique à vide pour l’excitation
- £ doit être pris à l’estime égal à A2 ; on peut admettre comme valeur moyenne dans les machines modernes le chiffre 0,2 ; il faut tenir compte de ce que A, croît avec la saturation dans les noyaux polaires et dans les dents de l’armature.
- A cette excitation correspond :
- WML + ij-
- tandis qu’il faudrait poser exactement :
- JfRo rM (1 A2) —• m
- R/0 correspond au flux J7, pour la marche à vide avec l’excitation M ; donc
- L’erreur est donc :
- LEo - W = ™ (A2 - e)
- L'
- M (1 + A/)
- Rn'
- Mais, d’après l’équation (10 KM
- E
- 1 + AJ
- R° ^ M
- _ M (1 -f- A,) — m
- R n
- la chute de tension n’est pas exactement proportionnelle à m, suivant que R0, A1 et A2 varient.
- Le défaut dans la détermination de E; en comparaison avec la valeur E dépend donc, d’une part, de la différence entre les réluctances magnétiques R'd et R0 et, d’autre part, de la différence entre les valeurs de la dispersion A/t et Alf Le premier défaut fait paraître la tension calculée trop faible ; le second la fait paraître trop forte.
- Nous obtenons — comme cela résulte de la -comparaison entre leè diverses expressions — une correction simple approchée pour YJ en formant :
- E' = K
- J\t
- ÏV
- [
- m
- M
- ( 1 + A k)
- La première correction a où on a pris au lieu
- R
- de A/t. la valeur A/t. —— peut aussi être déterminée facilement à l’extrême. Pour des saturations élevées, il faut prendre approximativement
- La seconde méthode pour la détermination de la chute de tension suppose que la différence de potentiel aux bornes est
- E'=— [M-,« (1 + A,)
- et le flux dans les noyaux polaires j; = .M ~ “ii + + ,
- tandis qu’en réalité K
- Rr
- M — m (1 -f- Aj)
- j _ _M (1 + A2)
- Rn-
- L’erreur principale provient ici aussi de la
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- fausse valeur de R;0, et, en réalité, la réluctance magnétique est plus grande et par conséquent la force électromotrice plus petite que les valeurs auxquelles conduit la méthode. Une seconde erreur provient de la différence de la dispersion d’armature A/t. au court-circuit et de la dispersion réelle Aj lorsque le système magnétique est saturé ; par suite de cette erreur, les chiffres trouvés sont trop élevés. Posons ici aussi pour une première correction :
- et, déterminons R7/0 pour une excitation :
- où nous prenons s a l’extrême, par exemple e = 0,02.
- m — ^ i 1,5 6o J.
- L’exactitude du calcul de la chute de tension pour n’importe quelle autre intensité de courant avec n’importe quel autre décalage en partant de la chute de tension observée ou calculée pour une charge purement inductive dépend évidemment de la constance de la valeur R0 et des coefficients de dispersion A2 et Ar
- •neoc. h 20
- 100.5 tours die 35*
- 1500
- 1000
- 5000
- Fig. 3.
- Nous allons montrer par un exemple pratique quelles sont les proportions réelles dans un générateur moderne bien dimensionné. Nous avons choisi les courbes caractéristiques observées d’un nouveau générateur triphasé des ateliers d’Oerlikon : i 200 kilovolts - ampères, i4ooo volts, 370 tours, 5o périodes (fig. 3). On a noté la force électromotrice à vide en fonction de l’excitation, les intensités en court-circuit en fonction de l’excitation, et enfin, en mettant la machine en charge sur un moteur synchrone, les diffé rences de potentiel aux bornes en fonction de l’excitation pour les intensités de courant constantes de 3o et de 60 ampères avec cos cp = 0.
- Les 4 courbes obtenues sont tracées sur la figure 3. Nous v avons ajouté une courbe W0 correspondant à la valeur R0 dans nos formules, exprimée en unités arbitraires, et représentant
- le quotient entre l’intensité du courant magnétisant et la tension observée à vide. Les courbes en trait-point indiquent les différences de potentiel aux bornes obtenues avec la première méthode et les courbes en traits interrompus les différences de potentiel aux bornes obtenues au moyen de la deuxième méthode. Les premières sont bien au-dessous et les deuxièmes bien au-dessus des valeurs réelles. Par conséquent, à partir de ioooo volts, c’est-à-dire d’une intensité de courant d’excitation de 100 ampères environ, les noyaux polaires et surtout les dents de l’armature sont très fortement saturés.
- Pour cette partie la valeur de A2 prise à l’estime égale à 0,2 doit être exacte.
- La valeur de Afc est obtenue par le calcul suivant : Chaque bobine inductrice porte 100,0 tours ; la bobine induite d’une phase porte, pour une
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- paire de pôles, 100 tours. En désignant l’intensité de courant excitateur par ?0, l’intensité efficace de courant de court-circuit et de charge par J, on doit poser approximativement
- m — \J 2 . i,5. J.
- Pour i0 = 00 le courant de court-circuit observé est J = 70.
- On a donc
- 1 H- A/,-
- 2 . 100,3 . 30
- 2 . 1,5 . 60 . 70
- J,l3
- Faisons maintenant les corrections indiquées sur les valeurs calculées d’après les méthodes 1 et 2, et choisissons pour cela les points correspondant aux courants d’excitation de 100 et 200 ampères.
- Pour 100 ampères, la différence de potentiel à vide observée est i6 3oo volts; pour 200 ampères elle est 19 100 volts.
- D’ap rès la première méthode on obtient pour un courant excitateur de 100 ampères, qui correspond à un courant de court-circuit de i4o ampères, et une charge de 60 ampères, la chute de tension
- 16 3oo = 7000 volts.
- 140
- Donc E' = 9300 volts. La réluctance magnétique R'g correspondant à la marche à vidé avec 100 ampères d’excitation est proportionnelle à la valeur W0, et par conséquent égale à 61 unités.
- Corrigeons d’abord la chute de tension de 7 000 volts dans le rapport
- + Aa: -y-^ : (1 + A*). .
- p est égal à la valeur initiale de W0, c’est-à-dire égal à 42 unités ; il faut donc, au lieu de 7 000 volts, soustraire la chute de tension
- 7 000
- 1 + o, i3 i,i3
- 61
- 42
- 7 400 volts.
- Nous obtenons ainsi :
- dant à une excitation que nous devons déterminer d’après la formule :
- où
- M = 201 . 100 m -1 j/ 2 x,5 60 60 = 7 600 £ — 0,2.
- Cette excitation est égale à i3 8oo, correspondant à une intensité de courant
- î'o = 69 amp.
- Pou r cette excitation on a
- W0 = Ro" = 5l-La valeur calculée ci-dessus E" — 8 900
- doit être augmentée dans le rapport
- R0' ___ 61
- R0" ~ 51
- Cela donne 10700 volts.
- La valeur observée est 10800 volts. La concordance est très bonne.
- Le même calcul pour un courant d’excitation de 200 ampères donne
- R0' — io5
- De plus
- ^1 + A* -y-^) : (I + A a) =1,17
- La chute de tension est donc en première correction 4 800 volts et l’on a
- E' — 19 100 — 4 800 = 14 3oo.
- Pour l’excitation M
- m
- ttt
- on trouve 169 ampères et R"0 = 90. On a donc
- E" = E' = 16700.
- 9°
- "" E' = 16 3oo — 7 4co = 8 900.
- Il faut encore corriger cette tension E' en proportion de la réluctance magnétique correspon-
- La valeur observée est 16600 ; la concordance est donc très bonne.
- Corrigeons les valeurs obtenues au moyen de la seconde méthode pour les mêmes excitations.
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- A 100 ampères, on trouve avec cette méthode la force magnétomotrice
- m (1 -f- A*) = 201.43 ;
- citation, on obtient la première correction :
- 1 -f- 4/c
- (1 + A k) = 1,17.
- l’excitation correspondante est 5y ampères. On a alors
- E'— xi. 900.
- Il faut diminuer 5o ampères d’excitation et l’on obtient :
- E' = 18 3oo.
- Pour faire les corrections, il faut augmenter
- 7 O
- les contre-ampère-tours dans le rapport ^1 -(- A* —: (1 -f- 4/£) = i,o5.
- Cela donne une excitation résultante de 55 ampères à laquelle correspond
- E' =z 11.600 et
- R0' = 48.
- De plus, il faut déterminer R"0 pour l’excitation
- soit dans ce cas
- 100 — 3j,5 = 68,5 amp.
- D’après les courbes
- Rn' = 5i :
- donc
- R.”
- 48
- 5i
- Finalement
- 48
- E" =1 11 600 —— — 10 900. 51
- La valeur observée est 10900.
- Pour le deuxième point à 200 ampères cl’ex-
- La correction des réluctances magnétiques donne pour (200 — 5o) ampères :
- R0' = 81
- et pour (200 — 3 i,5)
- R0" = 90
- On a donc
- E" = E' —- 0 — 18 000 = 16 5oo.
- 9°
- La valeur observée est 16 600.
- Nous avons trouvé de la même façon des concordances tout h fait bonnes des valeurs corrigées pour environ dix autres types de générateurs. On peut simplifier encore tout le calcul en prenant pour la première correction une valeur moyenne et en notant à côté de la courbe de court-circuit les diverses intensités d’excitation équivalentes avec les termes de correction.
- Grâce à cette correction relativement simple, les résultats des deux méthodes sont donc en très bonne concordance avec les résultats d’observation et cette concordance doit confirmer les considérations théoriques, en particulier celles de Gisbert Kapp sur la façon de traiter les circuits magnétiques identiquement comme les circuits électriques.
- E. B.
- SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- INSTITUTION OF ELEGTRICAL ENGINEERS
- Traction électrique par courants alternatifs. — Institution of Electrical Engine ers.
- La question de l’emploi des courants alternatifs pour la traction électrique est en ce moment à l’ordre du jour.
- Les cas les plus intéressants et les plus fréquents de cette application sont les suivants :
- ci. Tramways urbains et interurbains.
- b. Chemins de fer aériens, souterrains et suburbains.
- c. Embranchements et tramways légers.
- d. Chemins de fer rapides et directs.
- L’emploi du courant alternatif dans ces différents cas, peut se critiquer et se défendre. Il est presque inapplicable dans les deux premiers.
- Quant aux deux derniers, les distances parcourues y sont assez grandes et les périodes d’accélération relativement insignifiantes ; les
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- PRINCIPALES DONNÉES TYPE DU Triphasé MOTEUR Courant continu
- Régime normal à 5oo volts 80 HP 80 HP
- Surcharge momentanée 200 » 160 ))
- Vitesse à 1 1 '4 de pleine charge 717 tours par minute 65o tours par minute
- )) I / I )) 720 )) 710 ))
- » 3/4 » 732 )) 79° ))
- » 1/2 )) 739 » 940 ))
- » 1/4 » . . .• 745 )) 1 260 »
- Rendement à 1 1/4 de pleine charge 89 p 100 86 p. 100
- » 1 /1 » 90 )) 88 5 )>
- » 3/4 » 9°>2 )) 87 »
- » 1/2 » 90 )) 83 )>
- ». i/4 » 86,5 » 74 ))
- Facteur de puissance à 1 1/4 de pleine charge 85,5 ))
- » 1 1 » 83,5 )) —
- » 3/4 » 78,5 )) —
- » 1/2 » 66 )) . —
- » i/4 » 45,5 )) —
- Courant à 1 1/4 de pleine charge 113 174.
- » 1 /1 » 92 i34
- » 3/4 » 73 io3
- » 1 / > » .... . ... 58 72
- » 1/4 » 44 4i
- Courant à vide 38 —
- Poids net, (engrenages compris) .... . . . . L7 tonne L 53 tonne
- Longueur totale 47 pouces 38, 5 pouces
- Largeur » 48 )) 44 ))
- Hauteur » 40 )) 28 ))
- Longueur de l’entrefer 0,069 P°uce 0 25 pouce
- Coût relatif du moteur 1,23 I
- » de 2 contrôleurs et des résistances 1,2 I
- avantages sont donc plus apparents. Nous allons étudier comparativement aux moteurs à courant continu, les qualités et les défauts des moteurs à courants alternatifs.
- Le tableau ci-dessous montre clairement le fonctionnement des deux sortes de moteurs. Le moteur triphasé a une excellente courbe de rendements, et à ce point de vue le moteur triphasé est tout aussi bon, à toutes charges, que le meilleur moteur à courant continu de même puissance aux bornes. Toutefois, le facteur de puissance à différentes charges à une valeur inférieure à la valeur correspondante pour les moteurs triphasés employés ordinairement, mais cela tient exclusivement a l’importance relativement grande de l’entrefer.
- Le moteur en question a un induit de 17 pouces un quart de diamètre, et un entrefer de 0,04 pouce dans le cas d’un travail permanent. C’est, cependant, trop faible pour un service de chemin de fer, et en l’accroissant d’environ 75 p. 100, on exerce naturellement une grande in- 1
- fluence sur le factéur de puissance. On voit, d’après le tableau, que, à pleine charge 83,5 p. 100, et à demi-charge 66 p. 100 du courant sont utilisables.
- Le coût de l’équipement triphasé est considérablement supérieur h celui de l’équipement continu, et cela est dû, en grande partie, au prix élevé du système de contrôle des moteurs triphasés. La différence se porte non seulement sur le câblage, mais aussi sur les appareils accessoires, collecteurs, interrupteurs, appareils de protection, etc... indispensables dans le système triphasé. C’est le meilleur moteur au point de vue des dépenses d’entretien. Avec des entrefers de l’ordre indiqué ci-dessus, on n’a aucun ennui à craindre, si les paliers sont bien proportionnés et bien surveillés.
- En ce qui concerne l’équipement, il faut dire qu’à côté des désagréments considérables du système triphasé au point de vue de la régulation de la vitesse, et la prise du courant à deux fils de trôlet ou plus, on a la compensation de
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- pouvoir employer de hautes tensions sur les moteurs, d’où une très forte économie sur les lignes de grande longueur. On est limité par la difficulté d’assurer l’isolement des inducteurs. Dans le cas des tramways légers et des chemins de fer directs à grande vitesse, tout le contrôle (sauf le renversement) se fait sur les induits; avec des arrêts peu fréquents et de longs trajets, c’est parfaitement praticable et il n’y a pas de difficulté aux stations terminus à couper le courant ou le renverser dans les inducteurs, au moyen des excellents interrupteurs à huile occupant peu de place et utilisés actuellement.
- Mais, quoique les tensions de 3 ooo et 6 ooo volts soient employées sur les chemins de fer actuellement en service, (on a même fait des moteurs à io ooo volts) on peut sérieusement critiquer l’emploi de ces tensions élevées. Le maintien de l’isolement dans les conditions de service des moteurs de tramways est difficile.
- Sous l’action des vibrations et avec l’altération de l’isolement, avec la difficulté de se protéger de la poussière, l’humidité, l’huile, on admet que l’emploi de tensions plus grandes que 2000 volts environ est en général une erreur.
- Régulation de la vitesse. — Parmi les cliver-ses méthodes proposées pour régler la vitesse des moteurs triphasés, deux seulement sont applicables au service des tramways : le contrôle rhéostatique et le contrôle en cascade. La première méthode est en usage sur toutes les lignes triphasées, à la Valteline, où le système en cascade a été adopté.
- Contrairement aux moteurs série à courant continu, dont la vitesse se règle automatiquement, en concordance avec le couple que le moteur est appelé à fournir, le moteur triphasé (ou tout autre moteur asynchrone) possède la propriété inutile, en ce qui concerne le service de tramways, de supporter toutes les charges sensiblement ii la même vitesse. Cette indépendance entre la vitesse et la variation de couple permet aux moteurs triphasés de gravir les pentes les plus fortes presque à la même vitesse qu’en palier ; le résultat pratique en est que la station génératrice et les sous-stations doivent avoir une puissance en général de 3o p. 100 supérieure à celle d’une station à courant continu pour un profil donné d’une ligne donnée.
- Une réduction de vitesse des moteurs dans les pentes au moyen du contrôle rhéostatique ne
- remplit pas évidemment son but; la puissance qui devrait être retranchée se trouve dissipée clans les résistances de l’induit, et le résultat est que, en même temps qu’une vitesse plus lente est obtenue, le rendement se trouve diminué proportionnellement.
- L’introduction de résistances dans le circuit de l’induit est alors analogue à la régulation de la vitesse cl’un moteur shunt, (travaillant avec une excitation de champ constante) au moyen de résistances dans le circuit de l’armature. Dans les deux cas, la méthode de contrôle de la vitesse est défectueuse et exige d’importantes et coûteuses résistances, qui doivent être convenablement ventilées, et pour lesquelles on trouve difficilement de la place sur les voitures. La méthode rhéostatique est donc inapplicable au point de vue économique. De plus, il ne faut pas que la charge des moteurs dépasse une valeur déterminée. Ainsi, sur une ligne ayant de fortes pentes, il faudra profiter de l’excellente capacité de surcharge des équipements triphasés pour faire travailler les moteurs sur la pente la plus forte a une tension bien supérieure à la pleine charge ; mais l’accroissement du trafic se fera à l’aide de trains supplémentaires ; l’addition de quelques voitures aux trains types arrêterait les moteurs sur les pentes les plus rapides. Voilà pourquoi les moteurs des bonnes locomotives de la ligne Burgdorf-Thuu sont pourvus d’engrenages pour deux vitesses.
- Un autre moyen est de travailler normalement avec une marge de tension suffisante pour permettre aux moteurs, en dépit des variations possibles de l’état de la voie et de la puissance à fournir, de supporter des charges occasionnelles considérables sur les plus fortes pentes. Cela prouve que la propriété la plus appréciable du moteur triphasé, c’est-à-dire sa grande capacité de surcharge, n’est pas complètement utilisée en service ordinaire, et qu’il s’agit des difficultés d’installation du moteur dans l’espace disponible.
- Il ne faut pas non plus omettre la grande influence des variations de tension sur le fonctionnement des moteurs. Alors que le couple des moteurs à courant continu est indépendant des variations de tension, sur la ligne, le couple des moteurs triphasés varie comme le carré de cette tension. Par exemple, le moteur de 80 HP triphasé, mentionné ci-dessus, peut sans danger pendant quelques minutes fournir 200 HP à 5oo
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- volts; à une tension de y,5 p. ioo inférieure à 5oo volts la puissance maxima tombe à
- Max. HP =: 200 X = 172
- (t>oo)2
- Il s’ensuit que les transformateurs qui fournissent le courant doivent être disposés le long de la voie de façon que, dans les côtes, la pleine charge soit maintenue aux moteurs dans les conditions de service ; il est même désirable que dans les plus fortes pentes le voltage soit supérieur. De plus, l’équipement du compartiment du wattmann doit comprendre un ampèremètre et un voltmètre dont les indications sont soigneusement notées par le wattman au départ.
- Dans le cas des petits tramways et des trains directs h grande vitesse, impliquant un petit nombre de trains lourds, la variation de voltage h la station est forcément très importante. Il peut très bien arriver, par exemple, que la charge totale soit fournie tout h coup, puis tombe à une valeur insignifiante aussitôt après. Quand les trains sont en côte, ou démarrent des stations terminus, les moteurs doivent travailler sous la tension convenable, et la station génératrice, par conséquent, doit maintenir cette tension sur la ligne pendant le temps de charge maxima. Actuellement, à vitesse et excitation constantes, les meilleures génératrices triphasées ont des élévations de tension de i4 à 16 p. 100 avec un (acteur de puissance de 0,8, dépendant des conditions de vitesse, tandis que les transformateurs 11e règlent pas h mieux de 4 p. 100, dans les mêmes conditions. Si l’on admet une perte de 5 p. 100 dans les feeders et fils de trôlet, et une perte de 3 à 5 p. 100 par variation de vitesse des machines entre la pleine charge et la marche h vide, il s’ensuit que la tension sur la ligne peut varier par endroits de 3o p. 100 environ, avec une variation correspondante aux barres omnibus de la station génératrice.
- Un exemple pratique des variations de tension nous est donné par la courbe ci-contre (fig. 1).
- De telles variations de tension sont très criti-cables, non seulement au point de vue des moteurs et de l’éclairage des trains, mais aussi pour les fatigues auxquelles est soumis l’isolement de tout le système. Heureusement on est arrivé à maintenir ces variations de tension dans des limites raisonnables au moyen du surcom-poundage donnant des résultats satisfaisants
- comme dans le cas des génératrices à courant continu.
- Puisque le couple du moteur asynchrone croît comme le carré de la tension, il s’ensuit qu’il y a un autre moyen de parer à l’inconvénient susmentionné : c’est de modifier les conditions temporaires de marche du moteur, en modifiant
- £? 700
- KJ 650
- Paie S du Train 32 T.
- 10 15 ZO 25 30 3T bO i-S
- Temps en. seponâep
- Fig. 1.
- la tension du moteur dans les côtes et au démarrage soit au moyen d’un survolteur placé sur la voiture, soit en remplaçant le montage en étoile par le montage en triangle. Mais cela amène des complications et augmente les pertes dans le fer du moteur en diminuant le facteur de puissance.
- En général, la puissance consommée dans un démarrage par un moteur triphasé est de 20 p. 100 environ supérieure à celle consommée par le moteur à courant continu correspondant, fonctionnant dans les mêmes conditions, avec contrôleur série-parallèle.
- D’autre part, l’équipement à courant continu imprime une accélération initiale élevée, qui tombe lorsque la vitesse croît, tandis que l’accélération avec l’équipement triphasé est presque uniforme. Donc, pour la même accélération moyenne, la distance parcourue dans le même temps est bien plus grande avec le courant continu qu’avec le courant triphasé. Dans certains cas, les accélérations initiales élevées sont indispensables et si on emploie l’équipement triphasé, le contrôle rhéostatique est sans conteste inférieur à la méthode en cascade.
- Le contrôle en cascade de deux moteurs triphasés mécaniquement reliés et qui tournent h la même vitesse quand ils sont en parallèle, est
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- analogue au système série-parallèle des moteurs | à courant continu, en ce sens que la demi-vitesse peut s’obtenir sans l’emploi des résistances ; mais l’analogie ne va pas plus loin.
- Yolcs;n
- Les courbes ci-dessus (fig. 2) montrent ce qui se passe lorsque deux ,moteurs sont en cascade. On y a noté le couple, le courant, le rendement, le facteur de puissance et le glissement (en fonction de la charge des moteurs à tension constante) dans le cas de deux moteurs triphasés en cascade, et pour un seul d’entre eux travaillant normalement à vitesse double.
- Sur le chemin de fer de la Valteline, voici le dispositif adopté : il y a quatre moteurs, deux primaires (3ooo/33o volts) et deux secondaires (33o/33o volts). Les moteurs secondaires ou à basse tension sont employés seulement du repos à la demi-vitesse, pendant l’accélération, et de la pleine vitesse à la demi pendant le freinage; pendant le reste du temps ils tournent à vide, en dehors du circuit naturellement. On emploie des résistances pour les induits des moteurs primaires de la demi-vitesse à la pleine vitesse et dans les inducteurs des secondaires du repos à la demi-vitesse. Avec ce dispositif, on n’a pas besoin d’appareil auxiliaire pour faire atteindre au couple des quatre moteurs en cascade la même valeur à peu près que dans le cas de deux moteurs en parallèle.
- Mais à côté des avantages du système, existent des inconvénients. Le rendement et le facteur de puissance, quand les moteurs fonctionnent en cascade, sont bien plus mauvais que quand ils travaillent en parallèle. A la Valtelline, le rendement à pleine charge des
- I moteurs primaires est de 89,0 p. 100, celui des moteurs secondaires est de 90 p. 100, tandis que dans la marche en cascade a demi-vitesse, le rendement n’est que de 80 p. 100.
- Les autres désavantages de ce système de contrôle sont, pour ainsi dire, mécaniques. Si, par exemple, tous les moteurs sont en service pendant la période de fonctionnement en parallèle, ils doivent tous être semblables, ce qui signifie que pendant la marche en cascade, les résistances séparées des induits devront s’employer pour les moteurs secondaires, et devront être calculées pour une tension égale à celle de la ligne. Par exemple, l’emploi des quatre moteurs à 3 000 volts nécessite quatre résitances séparées, à savoir : deux résistances convenables pour 3 000 volts et deux doubles pour 3oo volts et pour courants intenses. En songeant que si le même couple est utile en cascade et en parallèle, le flux dans les inducteurs des moteurs primaires devra croître, on verra que l’équipement devient non seulement très compliqué, mais aussi très coûteux.
- Toutefois, on s’efforce de perfectionner les traits caractéristiques des deux systèmes de contrôle, rhéostatique. et en cascade, et d’insister sur leurs points faibles.
- Moteurs monophasés. — Il y a actuellement quatre types de moteurs monophasés :
- 1. Moteurs asynchrones.
- 2. Moteurs série (Lamme, Finzi).
- 3. Moteurs asynchrones à répulsion (Arnold, Deri, Schüler).
- 4- Moteurs série h répulsion (Latour, Eich-berg-Winter).
- Nous décrirons en peu de mots la première classe de ces moteurs, car ils ne peuvent être directement appliqués h la traction électrique. Leur rendement et leur facteur de puissance sont moindres que pour les moteurs triphasés correspondants, leur vitesse ne peut pas être réglée dans les limites commerciales, leur capacité de surchage est relativement basse, et leur faculté de démarrage insignifiante. Le mieux que l’on puisse obtenir dans ce dernier cas, et dans de bonnes conditions de fréquence, est le couple h pleine charge avec 1 fois 3/4 le courant de pleine charge, avec l’aide d’une résistance d’induit et un bobinage convenablement calculé. De tels moteurs ne peuvent être employés qu’in-directement pour la traction, mais ils possèdent
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- l’avantage (contrairement aux moteurs des trois autres classes) de ne pas exiger l’emploi de commutateurs.
- • M. B.-J. Arnold a proposé l’emploi de ces moteurs pour la traction, avec l’aide d’un compresseur d’air, sur la voiture, dont le but serait de supprimer les difficultés de démarrage et de régulation de vitesse. Le moteur fonctionne toujours sous charge, celle-ci se composant de la voiture et du compresseur ou de ce dernier seulement. La Compagnie Oerlikon, d’autre part, a proposé l’emploi de moteurs asynchrones monophasés dans le cas de lourdes locomotives, le moteur travaillant au moyen d’un seul conducteur aérien à 10 000 volts, et faisant partie d’un groupe moteur générateur à courant continu, porté par la locomotive, qui fournit le courant à des moteurs à courant continu séparément excités et placés sur les essieux des voitures. Quoique un certain nombre d’expériences aient été faites dans ces idées, il est difficile que de telles méthodes se généralisent.
- Les moteurs monophasés de la seconde classe sont ceux que l’on connaît depuis plusieurs années sous la désignation de moteurs à pièces polaires en feuille de tôle; avant l’apparition des moteurs monophasés, un grand nombre en fut construit pour les lignes à 83 et 100 cycles alors existantes. Ils étaient construits presque de la même façon que les moteurs série à courant continu correspondants, la principale différence étant dans l’emploi des feuilles de tôle pour les pièces polaires.
- Ces moteurs possèdent tous les défauts possibles pour un moteur à commutateur : bas rendement, échauffement, étincelles, et poids anormalement lourd pour leur faible puissance.
- Ces moteurs restés à l’arrière-plan depuis 1893, ont récemment fait leur réapparition pour les tramways. En réduisant la fréquence à i5 ou 20 cycles, en étudiant soigneusement leur construction, on a obtenu une bonne imitation du moteur série à courant continu.
- Voici quels sont les principaux inconvénients de ces moteurs :
- 1. Etincelles. — Les bobines, qui sont en court-circuit comme les segments du commutateur auquel elles sont reliées, passent sous un balai et sont le siège de courants induits très intenses lorsqu’elles sont traversées par le flux du e'hamp. Les courants intenses, étant inter-
- rompus quand les segments quittent les balais, donnent de fortes étincelles; bien plus, ils tendent à démagnétiser le champ et nuisent à l’énergie.
- Le remède est de connecter les bobines d’armature au commutateur au moyen de nickeline ou autres bandes résistantes (Finzi), ou d’employer un bobinage de Weston (deux bobinages indépendants, alternativement en circuit), de calculer convenablement-la largeur et la qualité des balais, et de réduire la fréquence.
- 2. Rendement relativement bas. — Il est du à ce l'ait que les pertes dans le fer et dans le cuivre sont considérablement supérieures à celles des moteurs a courant continu ou asynchrones correspondants. Dans ces derniers, il n’y a pas plus de la moitié du poids total de fer laminé qui soit traversé par un flux de pleine fréquence (vitesse voisine du synchronisme), tandis que dans le cas des moteurs série le poids total du fer actif est intéressé. De plus, par suite des grandes pertes dans les connexions du commutateur, dans les balais, etc., et à cause du facteur de puissance vraiment faible sous des courants de grande intensité, les pertes du cuivre sont accrues.
- Une réduction de fréquence améliore les choses.
- 3. Petit facteur de puissance sous de grandes intensités : réaction de Varmature. — Le champ et les bobinages d’armature en série offrent une impédance au courant alternatif qui les traverse, et plus l’intensité du courant augmente, plus on reste au-dessous de la tension d’alimentation ; en d’autres termes, le facteur de puissance devient mauvais. En effet, il tombe d’une haute valeur sous charges faibles à zéro au repos.
- En ce qui concerne le champ, le seul remède est de réduire la fréquence autant que possible ; quant a l’armature, si l’on remarque que c’est le flux de l’armature qui cause non seulement la force électromotrice induite dans l’armature, mais encore une réaction dans le champ, il est bon de le réduire au minimum. Cela peut se faire soit en saturant les pièces polaires (Lamme) soit en divisant par des fentes les pôles, suivant leur axe (Finzi).
- Les moteurs série à courants continus ont une vitesse, un couple et autres courbes caractéristiques en général semblables a ceux des moteurs série à courant continu, sauf que les
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- valeurs maxima du courant et du couple ont lieu à un point relativement beaucoup plus voisin des valeurs normales.
- Les moteurs de tramway de ce type nécessitent l’emploi de transformateurs portés sur la voiture, car ils ne travaillent qu’à basses tensions ; le contrôle de vitesse se fait en faisant varier le rapport de transformation ; il est donc économique et compense son rendement faible.
- Les moteurs de la troisième classe sont des moteurs mixtes ; ils démarrent comme des moteurs à répulsion, et après avoir atteint une certaine vitesse, tous les segments des commutateurs sont mis en court-circuit et ils continuent à fonctionner comme moteurs asynchrones.
- Les traits caractéristiques d’un moteur à répulsion sont sa faculté de démarrage et ses faibles qualités de régime de marche. Le rendement et le facteur de puissance sont bas, et pour une faible puissance aux bornes, le moteur est relativement lourd. Eu égard à cela, et spécialement en raison de ce que le changement peut être rapidement fait, il était naturel de le changer en moteur asynchrone à vitesse normale, car aux environs du synchronisme c’est le moteur monophasé qui travaille le mieux. M. Arnold obtient ce résultat en mettant en court-circuit les segments du commutateur par un dispositif centrifuge (en levant en même temps les balais) tandis que Deri change le nombre des pôles de l’induit d’une façon analogue. Dans les deux cas, la conversion est ins-tantanément obtenue et est accompagnée de fluctuations de courant regrettables; il existe, en outre, un manque de souplesse qui exclut ces moteurs de la traction électrique.
- Dans le moteur Schuler, cependant, la transition du système à répulsion au système asynchrone est presque imperceptible, car elle s’effectue à l’aide de bagues glissantes et d’une résistance d’induit montée en étoile, à travers laquelle le bobinage de l’induit est graduellement mis en court-circuit. Les balais du commutateur restent en court-circuit, et plus ou moins de courant passe à travers eux, suivant la manœuvre de la résistance; à vitesse normale, presque pas de courant ne les traverse, car les bobinages de l’induit, à cette vitesse, sont complètement mis en court-circuit sur les bagues. A des vitesses entre le repos et la vitesse de synchronisme, une partie du courant de l’induit
- passe à travers les balais de commutateur mis en court-circuit, et une partie à travers les résistances de l’induit; dans ces conditions l’induit travaille en partie comme dans un moteur à répulsion, et en partie comme dans un moteur asynchrone.
- En somme, le moteur Schuler a la faculté de démarrer avec un grand couple, sans une consommation excessive de courant, et se prête à une régulation de vitesse sur un long parcours avec de plus faibles pertes dans les résistances de l’induit, que dans le cas d’un moteur triphasé travaillant dans les mêmes conditions. Son rendement, son facteur de puissance, et sa capacité de surcharge sont, toutefois, bien inférieures à ceux du triphasé, tandis que, au point de vue de la consommation, il est comparable au moteur-série et tout ce qui a été dit pour ce dernier lui est applicable.
- Cependant, il ne peut être préféré pour la traction aux moteurs-série ou aux moteurs-série à répulsion. En tout cas, il a l’avantage sur le moteur-série de ne pas nécessiter l’emploi d’un transformateur. Son inducteur se construit comme celui d’un moteur triphasé avec une phase toujours hors d’usage, et la valeur limite de la tension doit être la même. Son induit, dont la construction correspond à celle d’un convertisseur, doit toujours travailler à basse tension.
- La propriété de travailler directement sous de hautes tensions est celle des moteurs monophasés de la quatrième classe : moteurs Latour et Winter-Eichberg. Ces moteurs sont en partie à répulsion, en partie en série, et sont les plus intéressants ; peut-être aussi ceux qui sont appelés au plus grand avenir parmi tous ceux que nous avons énumérés. Ils diffèrent en deux points importants de tous les autres moteurs-série, ou à répulsion : le facteur de puissance est presque constant dans toutes les conditions-de fonctionnement, le flux du champ est produit par l’induit au lieu de l’inducteur, les ampères-tours de ce dernier étant inférieurs à ceux du premier.
- La figure 3 montre les systèmes Latour et Winter-Eichberg, et l’on voit qu’il n’y a pas grande différence entre eux.
- Les enroulements indiqués sur la figure correspondent aux moteurs-série k courant continu. Les induits de ces moteurs sont exactement
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- semblables à ceux des moteurs ordinaires asynchrones. Latour, cependant, préfère disposer l’enroulement de façon à former un circuit fermé ; il y a aussi deux chemins parallèles parcourus par le courant monophasé. Les induits sont simplement des armatures à courant continu spécialement calculées avec des commutateurs de grandes dimensions de plusieurs segments; ces commutateurs sont disposés pour travailler à 200 volts ou moins entre les balais et peuvent être modifiés lorsqu’on emploie le transformateur de Winter et Eichberg.
- Enroulement,
- Induit
- Transformateur
- Considérons, par exemple, la figure A avec les balais a et b soulevés et un courant monophasé parcourant l’inducteur seulement. Nous aurons un moteur à répulsion dont la caractéristique sera d’avoir un excellent couple de démarrage, qui décroît avec la vitesse, et une parfaite commutation à la vitesse de synchronisme. Comme nous l’avons dit, le facteur de puissance d’un tel moteur à répulsion est très bas, et malgré les dispositifs adoptés, le moteur donne toujours des étincelles au-dessous du synchronisme. Ces défauts disparaissent complètement, cependant, lorsque l’armature, ayant des balais c, d, en court-circuit, reçoit le courant du circuit extérieur par l’intermédiaire des balais a et b placés à angle droit des balais c et d ; ce dispositif donne un moteur-série h répulsion. Le moteur a alors un facteur de puissance presque égal à 1 à toutes charges, un couple de démarrage égal à celui d’un moteur triphasé, mais sans nécessiter de résistances, une varia-
- tion de vitesse possible dans de larges limites, en faisant varier la tension aux balais a et 6, et une excellente commutation. Dans des conditions déterminées d’alimentation, la vitesse et le couple ont en général des valeurs semblables à celles d’un moteur-série à courant continu. La seule différence entre le moteur Latour et celui de Winter.et Eichberg, en dehors des détails de construction, est que dans ce dernier l’induit est indirectement en série avec l’inducteur, comme on le voit sur la figure. L’emploi du transformateur pour alimenter les balais a b permet de faire travailler l’inducteur à la ten-
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- Fig. 4.
- sion totale de la ligne ; il n’y a plus de transformateur sur la voiture.
- La figure 4 donne les résultats de quelques essais qui furent faits par l’Union Company sur une voilure d’épreuve équipée avec des moteurs Winter et Eichberg.
- On ne peut donc, en résumer, pas affirmer que l’un ou l’autre de ces types de moteurs de tramways monophasés prévaudra éventuellement et remplacera les autres ; mais on peut constater que d’importants progrès ont été réalisés dans cette nouvelle direction et font espérer que la modification de certaines idées actuellement admises permettra de nouveaux perfectionnements dans l’avenir. ’ L. M. :
- Le Gérant : Ch. COINTE.
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- Tome XL
- Samedi 24 Septembre 1904.
- Il* Année.— N° 39
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- L’ÉNERGIE
- ♦» ) N?
- DIRECTION SCIENTIFIQUE --
- A. D’ARSONVAL, Professeur au Collège de France, Membre de l'Institut. — A. BLONDEL, Ingénieur des Ponts et Chaussées, Professeur à l’Ecole des Ponts et Chaussées. — Eric GÉRARD, Directeur de l'Institut Électrotechnique Montefîore. — G. LIPPMANN, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — D. MONNIER, Professeur à l’École centrale des Arts et Manufactures. — H. POINCARÉ, Professeur à la Sorbonne, Membre de l’Institut. — A. POTIER, Professeur à l’École des Mines, Membre de l’Institut. — A. WITZ, Ingénieur des Arts et Manufactures, Professeur à la Faculté libre des Sciences de Lille.
- PROGRÈS RÉCENTS RÉALISÉS DANS LES MOTEURS-SÉRIE
- A COURANTS ALTERNATIFS MONOPHASÉS
- Le véritable pionnier dans le champ des moteurs à collecteurs à courant alternatif a été AI. Rudolf Eickemeyer de Yonkers (Etats-Unis), qui dès 1891 avait compris l’importance de ces moteurs pour la traction électrique, et les principales conditions de construction à réaliser.
- C’est ainsi que pour améliorer le facteur de puissance, en réduisant la force électromo-^ trice de self-induction, par rapport à la force électromotrice induite par la rotation, il faut augmenter considérablement le nombre de spires de l’induit par rapport à celui de l’inducteur, en le portant jusqu’à quatre fois ce dernier, au lieu de Légalité (valeur déjà élevée pour les moteurs à courant continu). En même temps, il avait su neutraliser la self-induction de l’armature par l’emploi de bagues en cuivre massif, formant un circuit secondaire fermé autour de l’armature et présentant une section totale de cuivre plus de quatre fois celle de l’induit. M. Steinmetz, qui était, à cette époque le collaborateur de Eickemeyer; a publié récemment (1) les résultats d’essais obtenus en 1892 sur un de ces moteurs (fig. 1). Ce moteur était à 8 pôles, 200 volts et 80 périodes. Aux environs du synchronisme il présentait un facteur de puissance de près de 90 p. 100. La commutation était bonne à 85 périodes et excellente à 33. Les circuits compensateurs de Eickemeyer, destinés à supprimer la réaction transversale de l’induit, étaient soit fermés sur eux-mêmes, soit intercalés en série dans le circuit principal.
- Un certain nombre de moteurs de traction de ce type furent étudiés; mais cette cons-
- (9 Institut américain des ingénieurs électriciens, 29 janvier 1904. Les moteurs des chemins de fer à courant alternatif, par C.-P. Steinmetz.
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- truction n’eut pas de suite à cette époque à cause des fréquences très élevées (i25 à is.3 périodes) qui étaient alors de règle; la fréquence de 6o périodes était alors une exception et celle de 25 était tout à fait inconnue.
- Depuis quelque temps, la question des moteurs monophasés à collecteur a été reprise de
- différents côtés, comme on le sait, avec beaucoup d’activité ; ce mouvement a son origine dans la difficulté que l’on éprouve à étendre le rayon d’action des réseaux de traction électrique, et le désir qu’on a de s’affranchir des sujétions et des dépenses qu’occasionnent les systèmes de sous-stations à convertisseurs tournants.
- Le premier inventeur qui ait réussi à réaliser un’ moteur de traction à courant monophasé fonctionnant avec succès semble être M. Lamme qui a perfectionné le moteur en série pour le compte de la Compagnie Westinghouse, en vue d’applications à la traction sur une ligne de 73 km (chemin de fer de Washington, Baltimore, Annapolis). Cette application, du reste, n’a pu être réalisée par suite d’embarras financiers de la Société exploitant le chemin de fer.
- Il a présénté en octobre 1902 les premiers résultats de ses recherches à l’Institut américain des ingénieurs électriciens ; mais c’est plutôt dans les brevets qui ont été pris pour ce système que l’on trouve des renseignements techniques le concernant, et dont on va se servir dans ce qui suit. Des dispositions tout à fait analogues ont été imaginées à peu près à la même époque et indépendamment par M. binzi, ingénieur à Milan, qui a exécuté également d’intéressants essais dont il a rendu compte récemment à la Société internationale des Electriciens (1).
- Comme on le sait, les inconvénients du moteur série résultaient principalement de la forte self-induction'et de la mise en court-circuit des bobines par les balais dans un champ alternatif intense produit par les sections de l’induit. De ce dernier phénomène il résulte que la force électromotrice de commutation est accompagnée d’une force électromotrice d’induction souvent très considérable, et qui dépasse celle qu’on admet d’ordinaire. L’em-
- fi) Voir L’Éclairage Electrique du 5 décembre 1903.
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- ploi des balais en charbon est venu fort à propos améliorer les conditions de la commutation; mais malgré tout il n’aurait pas suffi si l’on n’avait, en outre, changé les proportions ordinairement admises des moteurs. Le mérite en appartient, après Eickmeyer, à)lM. Lamme et Finzi, qui ont su bien comprendre et exposer les principes d’après lesquels doit être construit le moteur série à courant alternatif.
- i° Tout d’abord les inducteurs doivent être en fer feuilleté (comme on le sait depuis longtemps) ; ce n’est pas une sujétion grave, puisqu’on emploie déjà ce mode de construction pour beaucoup d’alternateurs et même pour certains moteurs de tramways à courant continu.
- 2° Pour diminuer la self-induction, il convient, en premier lieu, de conserver les artifices décrits antérieurement, à savoir, les enroulements compensateurs disposés sur le stator en opposition aux contre-ampères-tours de l’induit (comme dans les systèmes Ryan et Déri) ou des enroulements mis simplement en court-circuit (comme dans les systèmes Déri et Stanley). Mais il faut encore modifier les proportions ordinairement admises entre lesj ampères-tours de l’inducteur et de l’induit, et les nombres de pôles des moteurs.
- En effet, les moteurs en série sont le siège de trois forces électromotrices principales (en supposant les balais calés à la ligne neutre) la force électromotrice de self-induction du stator, celle du rotor et la force électromotrice induite dynamiquement dans ce dernier par la rotation. La première dépend du nombre despires N du stator, et du flux $ du moteur et elle est proportionnelle à la fréquence du réseau f; la seconde est à la première dans le rapport des 2 self-inductions; la troisième est proportionnelle au flux inducteur <î>, au nombre n de fils périphériques de l’induit et à la vitesse des pulsations développées dans l’induit, laquelle est proportionnelle elle-même au nombre de pôles zp et à la vitesse angulaire du moteur exprimée en nombre de tours par seconde a.
- Si l’on annule ou qu’on rende tout au moins négligeable la self-induction transversale produite par l’induit comme on l’indiquera plus loin il ne reste plus en présence que la première et la troisième forces électromolrices dont le rapport À peut se mettre immédiatement sous la forme
- À = C
- N/«ï>
- n
- *P*-
- <ï>
- C/’N _ CflNI)
- G étant une constante et I l’intensité de courant.
- Pour le réduire on devra faire autant que possible pet a grands, NI et/’qetits, ni grand, c’est-à-dire qu’on devra donner au moteur un grand nombre de pôles, le faire alimenter par un réseau à basse fréquence, mettre peu de spires sur les inducteura et augmenter les ampères-tours sur le rotor.
- En ce qui concerne ce dernier point, on est limité parla distorsion du champ: celle-ci est réduite ou compensée par les artifices décrits ci-dessous, mais néanmoins on ne peut
- xS I r
- d’après l’expérience de M. Lamme (*) descendre pour le rapport-pp au-dessous de la valeur
- o,5; et il y a avantage à maintenir ce chiffre entre o,5 et 0,75; une bonne valeur moyenne est 0,625. Or la constante -^-pour un moteur bobiné en parallèle a, d’après M. Lamme, une valeur empirique sensiblement égale à d’où résulte la relation empirique simple.
- Force électromotrice de champ f fréquence du réseau
- Contre force électromotrice d armature px fréquence de l’induit
- P) Cf brevet français n° 3a3 09$.
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- ce qui détermine le nombre de pôles à adopter. En pratique, le rapport précédent a une valeur voisine de i/3. C’est ainsi que M. Lamme adopte 8 pôles pour un moteur à 700 tours alimenté par un réseau de 1 000 périodes par minute (16,66 par seconde) et 12 pôles pour un moteur tournant à la même vitesse sur un réseau à 1 000 périodes par minute (25 par seconde).
- Un élément très important à considérer dans la construction du moteur est la saturation plus ou moins grande des inducteurs: il va de soi qu’on ne peut songer à saturer tout le système inducteur, par suite des pertes considérables d’énergie qui en résultent par hystérésis et courants de Foucault. Aussi doit on se borner à une saturation des pièces polaires. Si le moteur n’est pas du tout saturé, le couple croît évidemment proportionnellement au carré du courant.
- C’est là une condition favorable pour l’alimentation des moteurs de traction, mais elle conduit à l’emploi de moteurs assez lourds, et, en outre, elle présente l’inconvénient que la vitesse diminue trop vite aux fortes charges, puisque la force électromotrice de self-induction croit rapidement et n’est pas limitée. Au contraire, le couple se trouve limité parla diminution de la force électromotrice disponible, qui est la différence vectorielle entre la tension aux bornes et la force électromotrice de self-induction. Ce fait est mis, par exemple, en évidence par un graphique donné dans la théorie de M. Blondel (*).
- Au contraire, si- le moteur était saturé complètement (cas qui n’est pas pratique à cause des pertes énormes qui en résultent par hystérésis et courants de Foucault) le champ inducteur deviendrait constant à partir de ce moment, le couple serait proportionnel simplement au courant, mais pourrait croître indéfiniment parce que la force électromotrice de self-induction des inducteurs resterait sensiblement constante, et qu’on peut toujours atténuer beaucoup celle de l’armature. Le moteur présenterait des avantages sérieux au point de vue du facteur de puissance et de la faible variation de vitesse relative ; mais ils ne seraient pas aussi favorables pour la traction, parce qu’il y aura intérêt pour celle-ci à faire varier le couple en raison inverse de la vitesse.
- Entre ces deux types extrêmes, qui ne sont pratiques ni l’un ni l'autre, on peut réaliser toute une série de conditions de fonctionnement intermédiaires utilisables ; on peut en particulier améliorer le premier type, en limitant la self-induction de telle sorte qu’elle reste faible en charge par rapport à la force électromotrice développée parla rotation, et en diminuant la self-induction de l’armature.
- MM. Lamme et Finzi obtiennent tous deux ce résultat par des moyens analogues, c’est-à-dire en saturant les pôles inducteurs et y pratiquant des fentes radicales destinées à limiter magnétiquement la réaction transversale de l’induit; mais ils disposent différemment ces fentes. M. Lamme emploie des pièces polaires peu saillantes et percées de rainures ou trous sur toute la profondeur de la saillie, comme le montrent les figures. Ces rainures sont de préférence fermées complètement ou munies de très faibles ouvertures de façon à ne pas diminuer la surface d’entrefer, on évite ainsi d’être conduit à forcer les ampères-tours d’excitation. En même temps, la carcasse inductrice est échancrée, suivant le procédé déjà bien connu, comme le montre la disposition de l’enveloppe extérieure 27, de façon à étrangler le flux transversal qui tend à passer dans la carcasse, entre l’enveloppe et l’entrefer.
- Cette disposition fait apparaître la saturation très brusquement à partir du moment où les dents sont très fortement saturées; on a soin que ce soit en général au delà de la valeur du courant normal. La réluctance du circuit d’excitation étant concentrée principalement au voisinage immédiat de l’entrefer n’est pas très élevée en valeur absolue ; en même temps
- (1) L’Eclairage Electrique, novembre igo3.
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- elle sert utilement à réduire la réaction transversale. Pour affaiblir celle-ci encore davantage, il faut empêcher le passage des lignes de force transversales dans l’espace compris entre les encoches précédentes, et l’enveloppe extérieure du moteur; dans ce but, M. Lamme emploie les dispositions indiquées par les figures 8 et 9, c’est-à-dire qu’il ménage une encoche plus profonde 21 dans laquelle on dispose un conducteur métallique plein formant écran, ou une boucle métallique fermée sur elle-même ; le mieux est de former par le conducteur passant dans cette encoche un circuit embrassant la carcasse de tôle elle-même, de façon à
- Fig. 2, 3, 4> 5 et 6.
- produire par induction dans le circuit fermé les contre-ampères-tours nécessaires pour empêcher le passage des lignes de force transversales dans les tôles et même dans l’enveloppe.
- M. Finzi ne croit pas nécessaire d’employer ces carcasses, ni ces écrans pour détruire la self-induction transversale par réaction électrique, et il juge suffisantes les dispositions magnétiques.
- Le moteur Finzi se distingue plus particulièrement par la forme de ses pièces polaires (*). Comme le moteur Lamme, et pour les mêmes motifs, il a un grand nombre de pôles, des balais étroits (de largeur égale à une touche du collecteur plus les isolants) et des résis-
- tances additionnelles dans les jonctions ; la forme de celles-ci ne nous est pas connue. Mais l’inventeur s’est surtout préoccupé de réduire la self-induction de l’armature et de réaliser un champ de commutation assez intense. Il obtient le premier résultat en rétrécissant les pôles comme le montre la figure 10, beaucoup plus que dans un moteur à courant continu (fîg. 11) de façon à ne couvrir qu’une faible section de la surface de l’armature, au lieu de la proportion ordinaire de 0,66 à 1, du pas interpolaire. En outre, comme on le voit sur la droite de la figure 10, les pôles sont fendus (comme on le fait déjà, du reste, pour des moteurs à courant continu en vue de réduire la réaction transversale, suivant un dispositif un peu différent de celui de Lamme; cette disposition élargit un peu, il est vrai, le pôle, mais l’avantage est réalisé.
- Le second résultat est obtenu en donnant aux angles des pôles des formes arrondies, par
- P) Voir brevet anglais 11e 17 i85 de 1903, de Finzi et Korrodi.
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- exemple cd de la figure i2-i3, de façon à produire un fort champ de dispersion entre les pièces polaires pour produire la commutation sans qu’il soit nécessaire de déplacer les balais quelle que soit la direction de rotation de l’induit.
- Ces dispositions qui paraissent très simples et efficaces peuvent être évidemment combinées en partie avec celles décrites par M. Lamme. L’expérience démontrera quelles sont les meilleures et les plus efficaces pour les moteurs de grande puissance.
- Pour M. Latour (*), les conditions à remplir pour la bonne construction d’un moteur série, sont notablement différentes : il préconise l’emploi d’un inducteur bobiné comme un stator de moteur d’induction, avec ses deux branches en parallèle, connecté d’autre part transversalement en leur milieu par un conducteur de court-circuit, reliant les points équipotentiels et qui, par conséquent, n’est le siège d’aucun courant provenant du réseau. Le diamètre de commutation des balais est dirigé suivant le même diamètre, (dans l’hypothèse d’un moteur bi-polaire) ; il s’ensuit que le flux de réaction de l’induit se trou-
- vera anéanti à toute vitesse par simple induction statique dans le circuit inducteur, sans ajouter d’enroulement compensateur spécial ; mais il en résulterait une inégalité de courant dans les quatre parties de l’enroulement inducteur, et par suite des différences d’é-chauffement, qui exigeraient des diamètres différents pour les différentes sections de l’inducteur et par suite une utilisation incomplète des encoches les moins chargées.
- Pour obtenir un bon couple de démarrage, on ferait l’entrefer aussi faible que possible, exigeant peu d’ampères-tours pour la production du champ, et on réduirait au minimum les fuites, par l’emploi d’un grand nombre d’encoches sur le stator. La forme du bobinage continu .présente d’ailleurs l’avantage qu’il donne moins de fuites (c’est-à-dire un plus faible coefficient v) que dans un inducteur à pôles saillants, pour lequel on sait que v est de l’ordre de 1,10 à 1,20.
- Pour le même auteur, l’artifice des ingénieurs américains qui consiste à donner au stator une polarité double ou triple de celle qui correspondrait en vitesse normale à la marche synchrone du moteur par rapport à la fréquence du courant d’alimentation n’est qu’un simple paradoxe, parce que, dit-il, dans un moteur admettant un nombre de tours par minute et un diamètre d’alésage déterminés le nombre des pôles reste sans influence
- P) Bulletin de la Société internationale des électriciens, 3 juin 1903.
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- dans de larges limites sur le facteur de puissance; ce dernier dépend surtout de la fréquence d’alimentation. Il n’v a d’avantage à avoir un petit nombre de pôles qu’au point de vue de la commutation, pour pouvoir augmenter le nombre de lames par pôles. En particulier si la fréquence d’alimentation n’est que de i5 à 20 périodes, il n’y aurait pas d’intérêt à dépasser le nombre de pôles correspondant à la marche synchrone. Mais cette manière de voir ne paraît pas tenir compte du fait que la self-induction de l’induit, qui n’est jamais complètement annulée, par des artifices d’étouffement, varie en raison inverse du nombre des pôles ; à ce point de vue les idées des ingénieurs américains ne paraissent donc pas inexactes.
- Les caractéristiques de vitesse et de couple pour un moteur Lamme de la Société Westinghouse (ateliers du Havre) sont analogues à celles d’un moteur à courant continu, mais avec une variation de vitesse plus rapide ; le facteur de puissance et le uo rendement sont remarquables dans l’étendue des régimes ordinaires.
- La grande difficulté qui subsiste dans tous les cas, même quand on a détruit la self-induction transversale, est celle des courants de court-circuit trop violents produits, dans les spires, fermées sur elles-mêmes sous des balais, par les pulsations du champ inducteur. On ne connaît pas de procédés vraiment bien satisfaisants pour les supprimer, et MM. Lamme et Finzi paraissent avoir adopté encore les plus pratiques en s’en tenant à la vieille méthode d’addition de résistance entre les spires de l’induit et le collecteur, en même temps qu’à une extrême division de l’enroulement induit. En multipliant les éléments du collecteur et les encoches du rotor, on arrive à n’employer qu’une spire par section entre Fig. i/(. ,
- touches de collecteur, et en plaçant plu-
- sieurs sections dans les mêmes encoches, comme le montre par exemple le schéma des bobinages du moteur Lamme (fig. i3). Dans cette disposition pendant le court-circuit le courant induit statiquement est réduit par la résistance totale qui comprend celle des spires, celle des balais et de deux résistances additionnelles ; on peut régler celles-ci de manière que le courant ne dépasse pas le double de sa valeur normale. Les figures 2, 3, 4, 5 et 6 indiquent comment ces résistances exécutées en mailleehort, sont disposées, par exemple,j dans les moteurs Lamme ; les connecteurs 9 et 10 sont réunis aux diverses barres du commutateur 14 par les résistances i5 qui ont la forme de bandes, disposées de manière à. être facilement placées dans l’espace disponible, et maintenues solidement indépendamment les unes des autres, tout en étant suffisamment ventilées. Comme le montre la
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- figure i5 les conducteurs id sont repliés en forme d’U ; leurs extrémités sont maintenues en place par des frettes 16 sur une bande isolante 17 qui les sépare du manchon 3 sur lequel est enfilé l’armature. La figure 7 indique une variante de l’U dont un bras est plus long que l’autre pour permettre les connexions avec les barres du commutateur, et dont les deux bras sont approximativement parallèles à l’axe d’armature. Sur la figure 8 les résistances supplémentaires i5 ont une partie principale perpendiculaire à l’axe de l’armature, et sont prolongées par une attache recourbée à angle droit, et dans laquelle viennent s’engager les connecteurs 91 auxquels sont soudés les conducteurs 8. Dans le
- Fig. i5.
- dispositif de la ligure 6, les résistances supplémentaires i53 passent à l’intérieur de l’anneau de tôle de l’armature pour venir se connecter au collecteur du côté opposé.
- Naturellement l’armature est connectée en parallèle ; comme il n’y a qu’une spire par section pour alimenter le moteur, le voltage aux balais doit être bas, et un transformateur réducteur est nécessaire pour alimenter le rotor, ou plus généralement le moteur tout entier. Ce transformateur doit être à rapport variable pour permettre de faire varier le voltage aux bornes à volonté en fonction de la vitesse, et dispense de l’emploi de tout rhéostat de démarrage, comme le fait remarquer M. Lamme en préconisant ce moteur, c’est un des grands avantages de ce système que de pouvoir supprimer ainsi toute perte d’énergie au démarrage et pour le changement de vitesse. Les moteurs peuvent se prêter à la régulation série parallèle aussi bien que des moteurs-série à courant continu ; mais le système de transformateur à rapport variable rend cette étude sans intérêt, et on peut se contenter tout simplement de connecter les groupes de moteurs toujours en série ou toujours en parallèle et de faire varier seulement la tension d’alimentation. Celle-ci peut être prise tout à fait indépendante de celle de la ligne ; on peut aussi être conduit à adopter une
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- tension différente pour faire traverser le courant dans les appareils de régulation (régulateur ou manipulateur) ; d’après M. Lamine la disposition la plus avantageuse pour l’alimentation de ce moteur est l’emploi d’un transformateur en série, c’est-à-dire dont le primaire est branché en série sur le courant principal et le secondaire en série avec le moteur et avec le secondaire d’un transformateur survolteur auxiliaire dont le primaire est branché en dérivation, ce survolteur étant à rapport de transformation variable et permettant d’ajouter au voltage principal ou d’en retrancher une force électromotrice supplémentaire.
- Il semble cpi’il vaudrait mieux encore, comme le font MM. Eichberget YVinter, alimenter
- Fig. 16.
- directement le stator par des courants de haute tension et limiter l’emploi du transformateur série avec survolteur à rapport de transformation variable, à l’armature tournante, qui a seule besoin d’une excitation à basse tension.
- Pour compléter ces indications, nous reproduisons la photographie et la coupe du moteur Lamme (fig. i5, 16, 17), qui en montre les conditions générales de construction. L’armature comprend une carcasse, dont le moyeu 3 est en forme de manchon monté et claveté sur un arbre 4 et qui se prolonge à une extrémité pour recevoir le collecteur 5 qui est aussi convènablement claveté. La carcasse de l’armature est exécutée à la manière ordinaire en tôle mince, en ménageant des intervalles de ventilation 7. Ce moteur est construit à 8 pôles, pour une vitesse de 700 tours par minute, une puissance de 120 chevaux, un courant normal de 45° ampères sur 2Ôo volts à la fréquence 16,66. L’armature porte 72 rainures dans lesquelles sont montés les conducteurs isolés en forme de bandes de cuivre, dont les tours sont placés côte à côte dans les rainures et forment trois bobines séparées, qui embrassent le noyau de la première à la neuvième rainure et ainsi de suite ; il y a ainsi 260 conducteurs et autant de barres au collecteur ; les connexions sont faites au moyen des connecteurs 9-10 avec le collecteur de façon à former un enroulement fermé en parallèle; les collecteurs 10 sont munis de douilles 11 dans lesquelles sont fixées les extrémités
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- externes des bandes déconnexion 12 dont les extrémités internes sont connectées à des conducteurs équipotentiels i3 dont le rôle est le même que dans les machines à courant, continu du même inventeur. Les inducteurs comprennent huit bobines formées de bandes de cuivre bobinées sur champ et connectées en série ; l’enroulement ne comprend que 20 tours, la moitié des bobines ayant 3 tours et l’autre moitié 2 tours, alternativement; on remarquera le faible nombre d’ampères-tours ainsi réalisés pour l’excitation.
- Fig. 17.
- La carcasse 26 est du type ordinaire de tramway, c’est-à-dire complètement fermée et munie d’ouvertures pour la visite du collecteur. Elle se distingue de la construction ordinaire en ce qu’elle contient des inducteurs feuilletés convenablement fixés par des boulons longitudinaux (fig..18). La figure 18 donne le schéma du bobinage de l’armature.
- Les données analogues relatives au moteur Finzi nous font actuellement défaut, mais d’après les indications données plus haut et ce qui en a été dit par son auteur, il semble qu’il y a assez peu de différence dans les principes mis en jeu ; M. Finzi n’a réalisé, du reste,, jusqu’ici que des moteurs de plus faible puissance (x). D’après les rapports qui ont
- (9 À ce point de vue un des plus intéressants qui mérite d’être cité est celui proposé par M. Ziegenberg : il consiste dans l’emploi de doubles balais reliés par un conducteur qui fait autour des inducteurs correspondants un nombre de spires égal à celui de la section court-circuitée et dans un sens tel que lu force électromotrice induite soit égale et opposée à celle qui naît dans la bobine court-circuitée sous l'influence du flux variable. Malheureusement ce dispositif est bien compliqué et il ne peut être éflicace que si l ’induit lui-même est muni d’un double enrou-ment du genre Weston.
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- été faits sur les expériences de ces moteurs, soit en Amérique, soit en Italie, les difficultés de la commutation paraissent convenablement évitées à toute vitesse, bien que cependant des témoins oculaires disent avoir constaté sur les moteurs Lamme la présence continuelle de très petites étincelles bleuâtres, qui sont sans doute sans grand inconvénient pour la conservation du collecteur. Mais ce bon résultat n’est atteint, comme on le voit, que grâce à l’emploi de résistances en série avec les sections de l’induit. D’autres inventeurs ont
- Fig. i8.
- essayé- de s’en affranchir par des artifices analogues à ceux qui ont déjà été décrits précédemment et qui n’ont pas encore la sanction de l’expérience (b.
- J. Reyval. (*)
- (*) Dans ces derniers temps M. Lamme s’cst préoccupé avec raison de faciliter la substitution du moteur monophasé au moteur à courant continu sur les grands réseaux de traction existants. Ceux-ci emploient du courant continu à aoo ou 6oo volts produit directement ou fourni par des commutatrices alimentées par réseau triphasé à périodes. Il était donc d’un grand intérêt de pouvoir alimenter les nouveaux moteurs par des courants alternatifs à 2Ü périodes et temporairement par du courant continu à 5oo volts. M. Lamme et la Compagnie Westinghouse ont résolu ce double problème. Les derniers types de moteurs monophasés fonctionnent tous bien sur périodes quelle que soit leur puissance; on peut donc les alimenter directement par les sous-stations existantes, en utilisant une seule phase du réseau sur chaque tronçon de ligne desservi. (On peut concevoir que chaque section de voie soit divisée en trois tronçons alimentés respectivement par les 3 phases, si on veut utiliser le matériel triphasé existant.)
- Dans l’intérieur des villes, il y a intérêt à conserver le courant continu à 5oo volts Le moteur-série peut fonctionner sur courant continu, il suffit donc de bobiner ces moteurs de façon qu’ils prennent sur courant continu à a5o volts par moteur, soit 5oo volts pour i motenrs en série. Mais comme l’équipement des moteurs monophasés ne comporte pas de régulateurs série-parallèle, on fait le réglage par rhéostat soit sur tout le parcours, soit sur lès tronçons à courant continu seul, en gardant pour la ligne à courant alternatif le réglage par variation de tension au transformateur. L’adoption du système monophasé sur les réseaux existants se trouve donc singulièrement favorisée par ces dispositions, et il ne reste plus qu’attendre les résultats de l’expérience au sujet de la bonne tenue des collecteurs des moteurs à coui’ants alternatifs, pour conclure à leur adoption sur tous les réseaux de tramways à grands parcours.
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- « Nature et cause des phénomènes de radioactivité » : tel est le titre du dernier chapitre de la thèse présentée par Mme Curie à la Faculté des Sciences pour l’obtention du doctorat és sciences.
- « La spontanéité du rayonnement des corps radioactifs s’est posée (dit l’auteur à qui l'on doit la découverte du radium), comme un problème, et je pense bien que les hypothèses mêmes, émises jusqu’à ce jour n’ont pas donné satisfaction au monde scientifique. »
- Il ne pouvait en être autrement, car la cause même de la radioactivité fut le moindre souci des expérimentateurs, tout à l’étude des propriétés de prime abord mystérieuses qui ont trop surexcité l'imagination du public peu versé dans les sciences positives et toujours prêt à mettre en doute les lois inéluctables de la matière.
- Mme Curie fait diverses hypothèses.
- « L’énergie radioactive a été emmagasinée et s’épuise peu à peu ; la nature de l’atome se transforme; l’énergie ne s’épuise pas, ni n’éprouve aucune variation appréciable avec le temps.»
- Quand nous aurons connaissance de la nature intime du radium nous en saisirons le pourquoi. Nous verrons que ce corps est une source d’émanations réelles, que l’on peut condenser, un loyer d’émission de parcelles infiniment petites ; qu’il se transforme en hélium; et, que la source de l’énergie réside précisément dans cette transformation d’état instable en état stable. « Au lieu d’admettre, dit l’auteur cité, que l’atome de radium se transforme, on pourrait admettre que cet atome est lui-même stable, mais qu’il agit sur le milieu qui l’entoure de manière à donner lieu à des transformations atomiques, et le radium 11e serait alors qu’un élément en voie de destruction. » Nous verrons qu’il n’en est rien, et que l’atome de radium est plutôt dans un état de surexcitation résultant de son instabilité et se volatilise lentement mais mathématiquement, sous forme d’hélium ; tout comme l’ozone se transforme en oxygène, dont il n’est qu’un état.
- Abordons l’opinion d’une autre autorité scientifique : W. Crookes ; et voyons les idées qu’il émet dans un article sur « les vues modernes sur la constitution de la matière ».
- D’après lui, les atomes chimiques ne sont pas d’une existence éternelle. Soit! mais ce n’est pas parce qu’un corps change d’état que son existence est en jeu : Un métal quelconque solide et dense, peut prendre l’état liquide, gazeux et volatil, sans qu’il en résulte destruction de l’atome. Celui-ci, dans quelque état qu’il se trouve, garde toujours ses propriétés caractéristiques, mais (je le veux bien) avec une intensité différente ; et inversement nous pouvons le transformer et lui faire reprendre son état solide par condensation.
- L’atome d’hydrogène, par exemple, volatilisé, n’a qu’une masse 1 000 à 2000 fois plus petite que l’atome g-azeux, mais il n’en est pas moins un atome réel d’hydrogène quoique différent de l’état gazeux, comme il diffère de l’état liquide.
- C’est en se basant sur l’hypothèse que l’atome gazeux est l’atome normal, que W. Crookes a créé la théorie des électrons. Ces fameux atomes d’électricité, « satellites moléculaires» de Kelvin, « corpuscules ou particules » de Thomson, « charges ioniques désincorporées » de Lodge, ces « électrons » de Crookes ne sont en réalité que les parcelles atomiques diverses qui radient au contact de la cathode. Ce ne sont point des atomes électriques, mais des atomes à l’état de volatilisation, atomes d’hydrogène, ou de métal quelconque.
- P) Cet article étant consacré à l’exposition d’idées intéressantes mais neuves et originales sur une question controversée, nous tenons à en dégager le caractère purement personnel. (N. D. L. 11.).
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- Cependant, d’après W. Crookes, l’émanation du radium, ne serait composée que de ces soi-disant électrons. Nous verrons qu’elle est composée d’hélium, tout comme l’émanation cathodique est composée d’hydrogène. Quant aux éléments dénommés « ions w, ils ne sont autres non plus que l’ensemble des atomes dégagés au contact de l’anode. C’est d’ailleurs ce que prouve non seulement l’analyse spectrale, mais encore l’action absolument réductrice des rayons cathodiques et de ces prétendus « élections » et l’action oxydante des radiations anodiques et des « ions ».
- Ces noms relativement nouveaux sont synonymes d’éléments électro-positifs et électronégatifs, et doivent être entendus dans leur sens général, embrassant dans une classe les éléments métalliques, et dans l’autre les acides.
- Cela nous est confirmé par l’action puissante des premiers sur le platino-cyanure de baryum et des seconds sur le sulfure de zinc.
- En fait de théorie, ce que nous pouvons encore moins admettre est cette théorie de Lodge assimilant l’atome chimique à un ion ayant une charge d’électrons négatifs; ce qui fait supposer qu’il existe deux charges électriques dans l’atome ; charges pouvant se séparer et devant pouvoir, par suite de la décharge, ou du retour à l’état neutre, se récupérer, par un mécanisme faisant de l’atome un sphinx à deux faces ou un petit système cosmique dans lequel le noyau central serait l’ion et les planètes les électrons ou inversement !
- Cette matérialisation de l’électricité, et de deux électricités distinctes n’est qu’un reliquat des vieilles conceptions abandonnées à l’heure actuelle.
- L’électricité n’est pas un fluide, mais une forme de l’énergie, tout comme la chaleur, résultant simplement de variations du mouvement, imprimant une impulsion dans l’éther, y déterminant un trouble, répercussion des modifications apportées dans les tourbillons des atomes.
- Cette énergie se traduit par des décompositions électrolytiques, échauffement et incandescence des conducteurs résistants et autres phénomènes connus.
- Un corps chargé positivement ou négativement se trouve dans un état produisant superficiellement impulsion ou révulsion des éléments denses ou métalliques du milieu ambiant et en sens contraire des éléments restant. '
- Je prie le lecteur que cela intéresse de s’en reporter à l’ouvrage intitulé : Nature intime de VElectricité, du Magnétisme et des Radiations », dans lequel j'ai largement traité de la question.
- En attribuant aux ions et électrons leur sens réel, 011 peut partager la façon de voir de Crookes attribuant les phénomènes radioactifs à un dégagement de ces électrons.
- C’est dans la nature même de l’atome qu’il faut chercher la clef de toutes les propriétés de la matière. Il faut bien le dire, on a trop peu approfondi l’étude de l’essence même des phénomènes et de leur cause, c’est pourquoi on en arrive à douter des lois inéluctables de la physicochimie et ce pour quelques centigrammes d’une substance d’apparence mystérieuse et ayant pris des proportions sans borne dans l’imagination du public.
- Non, la radioactivité ne peut porter atteinte à l’édifice des sciences positives, mais ce sera une gloire des temps présents d’avoir suscité l’étude de l’essence même de l’atome.
- Pour en revenir au radium nous verrons tantôt que la plus complète identité existe entre les rayons cathodiques des tubes et les radiations dites actives.
- L’élément des rayons cathodiques, c’est-à-dire l’hydrogène volatilisé, a une masse calculée environ mille à deux mille fois plus petite que celle de l’atome d’hydrogène gazeux. C’est précisément avec cet ordre de grandeur qu’est estimé l’élément yle l’émanation radique.
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- Ce n’est là qu’une première indication, que nous verrons confirmée, après l’examen des hypothèses les plus sensées faites pour expliquer la provenance de l’énergie des substances radioactives.
- On a d’abord attribué la source d’énergie à l’état salin ; il est vrai qu’il n’a jamais été possible d’isoler le radium métallique ; MM. Becquerel et Curie parlent bien de sels de radium pur, mais non de radium pur et métallique, c’est-à-dire séparé du chlore ou brome. Mais on peut objecter immédiatement qu’il est d’autres substances jouissant des mêmes propriétés et non pas nécessairement à l’état de sel.
- Une autre hypothèse consiste à attribuer la source d’énergie au milieu ambiant et particulièrement à s’imaginer une sorte d’emmagasinement (non (défini) de l’énergie solaire, par l’intermédiaire de la lumière, énergie qui ne serait ensuite que restituée. On se base sur le fait que la disjonction matérielle ne peut se faire qu’avec consommation d’énergie, mais on oublie qu’il ne faut d’énergie que pour produire artificiellement des transformations et que tout au contraire les modifications qui se produisent naturellement dans la matière sont une source de dégagement d’énergie.
- Il suffît, pour s'assurer que le radium ne puise pas extérieurement son énergie, d’observer qu’après avoir soustrait au milieu ambiant et à la lumière les substances en question, en les recouvrant par exemple de métaux opaques ou de chlorure d’argent ou feuilles superposées de papier sensible photographique, il suffît, dis-je, d’observer que malgré un isolement complet à l’abri de la lumière, après plus de 5 ans, les propriétés n’ont pas diminué.
- L’action chimique, électrique, calorique ou autre d’orig'ine extérieure n’a pas plus de fondement, car dans le vide et dans l’isolement, dans les milieux soumis aux variations extrêmes de température, on n’observe aucune diminution d’activité.
- Il importe d’établir une bonne fois que le principe de la conservation de l’énergie reste sauf et de ne pas chercher ailleurs qu’au sein même de l’atome la cause des manifestations diverses qu’il produit. Le fait probant nous est donné par l’émanation du radium.
- Pour comprendre le mécanisme de cette production d’énergie par l’atome même, nous devons nous rendre compte de ce qu’est cet atome. C’est en réalité un tourbillon de l’élément constitutif, non pas ions ou électrons, mais éther proprement dit (je parle de l’atome volatilisé, dont l’atome gazeux n’est,qu’une condensation;.
- Les tourbillons des atomes sont différents suivant les milieux où ils ont pris naissance, tourbillons cosmiques, nébuleuses, etc. ; ils se distinguent par la vitesse, l’amplitude, l’inclinaison de leurs spires.
- Ils engendrent ou absorbent de l’énergie en se transformant, c’est-à-dire, en changeant d’état et suivant qu’ils se dilatent ou se condensent naturellement ou artificiellement.
- Un corps qui change d’état de lui-même est une source d’énergie ; mais pour l’obliger à changer d’état il faut de l’énergie.
- Cette force en action, se manifeste sous forme de chaleur et parfois d’électricité et de lumière.
- Comprimons par exemple ou déprimons un corps, il réagit inversement, il dégage de la chaleur ou en absorbe. Que cette modification se fasse sans notre concours, les mêmes phénomènes ont lieu : ainsi la vapeur d’eau qui se condense se charge et s’électrise en sens contraire de l’eau qui s’évapore.
- Prenons encore un cristal de tourmaline ou de borax (fig. i;, comprimons-le entre les doigts, le*s sommets P plus modifiés relativement que les sommets N, grâce à leur forme physique, sont électrisés négativement et les autres positivement.
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- A ce propos, on peut se demander très justement où sont les électrons et les ions de Lodge ?
- L’électricité positive de N et négative de P est tout simplement un état vibratoire ou pour mieux dire tourbillonnaire des atomes des surfaces différant absolument en N et P. En N les mouvements sont convergents centripètes, révulsifs: en P ils sont divergents, radiants, centrifuges, impulsifs.
- Ces mouvements engendrent la décomposition du milieu ambiant et entraînent dans leurs tourbillons au positif l’oxygène, au négatif l’hydrogène. C’est-à-dire qu’au moment de la charge (donc pendant la compression) se produit l’orientation du métal ou métalloïde hydrogène vers le négatif et à la décharge (après la compression) orientation inverse, c’est-à-dire radiations métalliques ou négatives.
- La chaleur ou le refroidissement produisent les mêmes résultats que la dilatation ou la
- compression. Dans ces expériences nous voyons, grâce à l’effort fait, se restituer l’énergie employée; mais dans les mêmes transformations qui se font dans la nature il y a simplement dégagement d’énergie, non pas empruntée au milieu ambiant et restituée ensuite, mais emmagasinée dans l'atome même, c’est-à-dire- dans ses tourbillons. Que ces tourbillons se modifient pour une cause quelconque, il y a mouvement modifié, il y a manifestation d’énergie, et cette cause réside en particulier dans l’état d’instabilité dans lequel une substance peut se trouver.
- Un exemple nous est donné par l’ozone qui est instable et se retransformant en oxygène dont il est constitué dégage de la chaleur et de l’électricité et suscite la phosphorescence jouissant en cela de radioactivité notable.
- Il en est de même du radium, qui se trouve (par suite des manipulations et réactions chimiques nécessitées pour son extraction), dans un état de condensation anormal ; il restitue, si l’on veut, l’énergie utilisée, en reprenant son état d’équilibre atomique et en se volatilisant sous forme d’émanation.
- L’ozone se transformant en oxygène ne fait que changer d’état, mais il n’y a là que deux états gazeux différents.
- Tandis qu’un corps se volatilisant, radiant ou émanant se transforme de l’état solide à l’état volatil, d’où la puissance radioactive manifestée naturellement dans le radium et artificiellement dans les rayons cathodiques des tubes.
- Dans les tubes les réactions qui se produisent dans le voisinage de l’anode et de la cathode, sont celles qui se produisent au contact de tout corps électrisé, mais elles sont fortement accentuées grâce à la faible pression du milieu. A la cathode, la vapeur d’eau est
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- décomposée, l'hydrogène se volatilise et radie du pôle négatif à l’anode, l’oxygène abandonné rayonne et s’y trouve sursaturé, produisant de l’ozone.
- Ce flux cathodique peut rendre incandescent et même volatiliser les métaux rencontrés; les impulsions qu’il engendre déterminent par la rencontre de l'aluminium les rayons S et par la rencontre d’une paroi de verre les rayons X.
- Soumettons ce (lux cathodique à l’analyse magnétique* c’est-à-dire à l’action déviante d’un fort électro-aimant (fîg. 2.).
- Le faisceau se décompose comme l’a démontré Broca en trois parties distinctes.
- La première est déviée et tend à suivre une trajectoire en spirale parallèle aux spires du courant générateur du champ; elle est essentiellement composée d’hydrogène électrisé négativement ; c’est le faisceau cathodique proprement dit, appelons-le rayons C.
- La deuxième partie est déviée en sens transversal, et semble contourner la direction des
- Fig. 3.
- lignes de force magnétique du champ, elle est composée d’oxygène électrisé positivement, ce sont des rayons anodiques, appelons-les A.
- Enfin la troisième partie est composée de rayons immatériels, non déviés et qui ne sont que des rayons X c’est-à-dire Ldes ondes éthérées produites par l’impulsion des radiations G.
- Tout corps se volatilisant, tout métal produit les mêmes radiations, mais plus ou moins vivement et ce naturellement.
- Gomment se fait-il que les rayons G se placent parallèlement aux courants générateurs du champ magnétique? Parce qu’ils forment un véritable courant, composé d’atomes d’hydrogène, dont les tourbillons (comme je l’ai démontré dans l’ouvrage cité) sont axiaux
- (fig- 3)-
- Un conducteur traversé par un courant est de même le siège de tourbillons axiaux ; d’où la direction prise par les rayons G.
- Les rayons A au contraire sont composés d’oxygène, à tourbillons équatoriaux (fig. 4).
- Tout comme les tourbillons d’éther caractérisant les lignes de force magnétique, d’où la direction de A. Tout ceci est démontré par l’électro-optique, diamagnétisme, rotation du plan de polarisation.
- Point par point, nous retrouvons exactement les mêmes divisions, dans le faisceau du radium, placé dans un champ magnétique (fig. 5).
- On peut s’en assurer par la photographie et par les propriétés chimiques et autres des divisions du faisceau radique.
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- Les rayons a sont absolument en réduction les mêmes que les rayons A de tantôt, ce sont eux qui indiquent une charge positive au contact même du radium.
- Les rayons 3 sont les rayons C, qui produisent une charge négative dans le voisinage du radium, et qui produisent réchauffement de 3 à 4 degrés des substances approchées.
- Les rayons y sont les rayons X non déviés, radiations de l’éther, radiations lumineuses, mais longitudinales très pénétrantes.
- Les rayons a se placent suivant les lignes de forces magnétiques; les t3 parallèlement au (murant générateur, figuré par les flèches, sur la figure 5.
- Si au lieu de prendre la photographie de la projection sur un plan perpendiculaire au champ magnétique, on la prend sur un plan parallèle champ et parallèle au faisceau, on
- Fig. 4 et 5.
- obtiendra d’autres courbes que celles obtenues par M. Becquerel permettant de se représenter exactement la trajectoire suivie par les rayons a et j3 et que l’on ne peut observer à l’œil nu.
- En résumé, toutes les propriétés des faisceaux partiels du radium, sont en réduction celles des faisceaux cathodiques. D’où proviennent donc ces propriétés? De ce que la radium est nécessairement et naturellement le siège des mêmes mouvements tourbillonnaires que l’on produit artificiellement dans les tubes à rayons cathodiques.
- Le radium doit donc être le siège d’une volatilisation, c’est ce qui nous prouve, d’une façon indubitable et décisive l’émanation. t
- Cette émanation, comme l’a découvert et comme l’a vérifié M. et Mme Curie, est uniquement composée d’hélium.
- Cette émanation se fait constamment et peut, si le radium est conservé en vase clos, en déterminer l’explosion; cette émanation composée d’atomes infiniment petits, filtrant à travers des tubes capillaires et sans poids appréciable peut être condensée. La prétendue radioactivité induite n’est autre chose que la vapeur du radium.
- Tant que durent les propriétés radioactives, on observe à l’analyse spectrale les raies du radium; si les propriétés s’atténuent ces raies disparaissent, et à leur place paraissent les raies de l’hélium en même temps que les propriétés cessent dans l’émanation.
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- Les raies d'hélium n'exislaient pas d'abord; puis les raies de radium disparaissent. Pourquoi?
- Simplement parce que l’hélium est l’état normal et stable et que le radium est dans un état tendant à s’équilibrer. Nous avons vu le même rapport entre l’oxygène et l’ozone.
- L’énergie provient donc uniquement de la transformation que subit le radium en radiant et se volatisant pour prendre la forme de stabilité d’hélium.
- Avant de terminer (car il a fallu beaucoup écourter déjà) nous devons cependant répondre à une question qui s’impose. Le radium est-il uniquement composé d’hélium, comme l’ozone l’est d’oxygène ? Ou bien contient-il un pourcentage quelconque d’hélium?
- L’analyse spectrale répondra; les raies d’hélium n’existaient pas dans l’émanation ni dans le radium actif et par contre les raies du radium disparaissent quand les propriétés cessent. De plus la radioactivité du radium ne diminue pas depuis qu’on a trouvé cette substance. Il semble donc logique de répondre que le radium est de l’hélium à Pétat instable.
- Quant aux autres substances radioactives, contiennent-elles aussi de l’hélium dans une certaine proportion et à l’état latent? C’est possible ; mais l’étude de leurs émanations respectives et l’analyse spectrale permettront seules de répondre.
- Quelle que soit la nature de l’émanation, il y a volatilisation d’une substance et la radioactivité cesse infailliblement en môme temps que les propriétés caractéristiques.
- Conclusion : l’énergétisation serait due à la transformation des tourbillons atomiques, résultant d’un état instable s’équilibrant.
- A. Breydel.
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- GÉNÉRATION ET TRANSFORMATION
- Diagramme et essai des moteurs triphasés. Hugo Grob. {Suite) (*). Electrotechnische Zeitschrift 9 juin-
- XL La puissance utile du moteur. — Comme l’on sait, l’énergie transmise par le stator n’est pas entièrement utilisée. Une partie de cette énergie est perdue sous forme de vitesse; pour un champ tournant constant, le rapport de la chute de vitesse à la vitesse du champ est le même que le rapport de l’énergie absorbée dans l’induit à la puissance totale qu’il reçoit. Les pertes dans l'induit se produisent en partie dans le cuivre et en partie dans le fer. Comme l’a déjà mentionné Steinmetz, ces dernières ont la particularité que le couple du à l’hystérésis du rotor reste le même à tous les glissements. Cela provient de ce que, dans ce cas, ce 11’est pas par suite d’une action démagnétisante que le rotor possède de l’énergie, mais parce que son induction est décalée dans l’espace en arrière du
- champ tournant qui la produit. Cet angle de décalage est indépendant de la vitesse de rotation ; il existe encore au synchronisme si le couple de frottements du moteur correspond exactement à l’attraction tangentielle à laquelle sont soumis les pôles de l’induit décalés en arrière. Si le frottement et la ventilation diminuaient, le sinus de l’angle de décalage diminuerait de la même façon et disparaîtrait entièrement pour la marche à vide théorique. Il ne se produit de glissement dans la marche avide que lorsque le" couple de frottement du moteur dépasse en grandeur le couple dû à l’extension du rotor.
- On pourrait facilement tenir compte dans le diagramme de ce couple constant dû à l’hystéré-sis du rotor ; mais la remarque suivante montre que la petitesse des grandeurs en jeune justifie pas cette complication du diagramme. Supposons par exemple qu’un moteur ait comme pertes dans le fer du rotor au repos 3 p. 100 de la puissance transmise par le stator à charge nor-
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- male, c’est-à-clire qu’environ 3 p. ioo du couple normal sont produits par le 1er du rotor. Le couple produit par le courant du rotor est au début à peu près proportionnel au glissement. Si donc les 3 p. ioo de couple dus au fer n’existaient pas, la chute de vitesse à pleine charge excéderait de 3 p. ioo sa valeur propre, c’est-à-dire que la vitesse de rotation varierait de i p. iooo si par exemple le glissement était de 3 p. ioo.
- Nous ne nous occuperons donc que du couple produit par le courant induit et nous aurons à introduire comme pertes dans le rotor une grandeur proportionnelle au carré du courant dans le rotor. D’après l’équation 33 le vector B0B est proportionnel au courant du rotor DB ; les pertes dans le cuivre de l'induit sont donc proportionnelles à Bp B2, c’est-à-dire aussi proportionnelles à BpF (fig. 7, article précédent) menons par le point B0 une droite quelconque, par exemple B0Ix : celte droite découpe sur la perpendiculaire FB à l’extrémité de B0F un segment F S proportionnel aux pertes dans le cuivre du rotor. Par suite de la similitude des triangles et de la proportionnalité de B0F et FG, le segment GS peut être considéré comme mesure de la perte Joule dans l’induit.
- Comme le montre l’équation 3^, la longueur BG exprime la puissance totale par phase transmise par le stator sous forme du courant watté. Si nous pouvions déterminer l’inclinaison de la droite B0K de telle manière que le segment GS exprime les pertes dans l’induit en courant watté correspondant à la tension au stator, nous aurions en BS la puissance utile électrique du moteur. Celle-ci est nulle lorsque l’induit est immobile (court-circuit); le segment BS doit donc être nul aussi dans cet état, c’est-à-dire que le point Ix doit coïncider avec l’extrémité du vecteur de courant du stator OB lorsque le moteur est immobile et l’induit en court-circuit. Ensuite les pertes dans le rotor sont égales à la puissance transmise par le stator, c’est-à-dire en réalité égales au courant watté GS.
- Mais il y a encore une autre source de pertes; les frottements et la ventilation. Le travail de frottement diminue proportionnellement à la vitesse de rotation, tandis que le travail de ventilation diminue beaucoup plus rapidement. Pour tenir compte exactement de ces pertes dans le diagramme, il faudrait, pour chaque état de fonc-
- tionnement, retrancher du segment SB un courant watté SS' proportionnel aux pertes par frottement. Pour la marche à vide nous pouvons le déterminer, et au court-circuit il est nul. Comme il s’agit ici seulement d’une correction, il suffit de limiter le segment à retrancher par une droite B'0Ix, B0B' étant égal au courant watté de frottement par phase et étant perpendiculaire à YB0. B0 représente l’extrémité du courant à vide que l’on mesure réellement. D’autre part, nous pouvons aussi déterminer facilement par des expériences le point de court-circuit K, de sorte que la ligne de jonction B0 K peut être tracée expérimentalement : nous l’appellerons ligne de puissance. Si donc B est l’extrémité du vecteur de courant du stator pour un état quelconque, le segment BS; représente le courant watté de la puissance utile par phase, et la puissance totale du moteur est exprimée par
- J)v°U. TTFainp. 3
- L — -----—------- chevaux (3o)
- 70b ' J>
- La droite BS'est perpendiculaire au diamètre
- b„v n-
- XII. Le glissement. — Pour un champ tournant constant, on a la relation suivante : glisse-
- pertes Joule dans le rotor
- ment — —=—;-----------;------------.
- énergie transmise par le stator
- La chaleur Joule dans le rotor est, d’après ce qui précède, proportionnelle à B(1F et à B0G (fig. 7), et le dénominateur est mesuré par le segment BG.
- Le glissement est donc proportionnel à
- Menons d’un point quelconque de B0BX une perpendiculaire TY (fig. 8) sur le diamètre BXM1 : elle est parallèle à la tangente en Bx. Traçons la ligne de jonction BBX : nous formons un petit triangle hachuré BXTX semblable au triangle BGB0 car
- /\ /\
- oj BX1X — BGBq — 9o —|— et et
- BxXT = BB0G.
- (i) L’introduction directe des courants waltés de la puissance utile et de la puissance transmise du stator a été indiquée pour la première fois par Th. Lehmann (Ecl. Électr., 22 août 1903).
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- On a donc
- G B — TBX
- et, comme, d’après l’équation 4®, ce rapport est proportionnel au glissement, il en résulte que le segment TX mesure le glissement. L’échelle de mesure est très facile à trouver : nous savons
- Fig. 8.
- qu’au repos le glissement est ioo. p. ioo : il suffit de joindre Bx au point de court-circuit K pour obtenir avec ce rayon le point ioo p. ioo sur l’échelle TY. Evidemment on choisit la place de l’échelle de façon que TY ait une certaine longueur, par exemple ioo mm.
- La signification du point Bx est aussi très claire maintenant. Faisons tendre vers Bx l’extrémité B du courant du stator : la droite BBX qui détermine la valeur du glissement devient tangente au cercle et parallèle à l’échelle du glissement : ce dernier devient donc infiniment grand, et OBx représente le courant du stator absorbé par le moteur lorsqu’on entraîne l’induit avec une vitesse infiniment grande. Pour pouvoir dans la suite parler de ce point, donnons lui un numéro d’équation :
- OBx = courant du stator pour un glissement
- infini (4 é).
- Comme nous ne tenons pas compte de l’hys-térésis du rotor, il se produit aux faibles charges une petite inexactitude dans la détermination du glissement. A la puissance normale cela n’a aucune influence, comme nous l’avons vu.
- XIII. Les pertes primaires dans le fer. — Jusqu’à présent nous n’avons pas fait entrer en
- ligne de compte les pertes primaires dans le fer. Comme l’on sait, celles-ci dépendent de l’hystérésis magnétique qui est cause que les ampères-tour résultants du stator doivent atteindre un peu plus tôt leur maximum périodique. La figure 9 reproduit le parallélogramme OBDY de la figure 2. Si OD représente le champ résultant et OY le courant secondaire, l’angle DOY est donné, qu’il y ait ou non de l’hystérésis magnétique, car le courant dépend seulement du champ qui le produit, de quelque façon que ce champ prenne naissance. Au contraire, les ampères-tour OD résultant des courants OB et OY et produisant le champ OD doivent, lorsqu’il
- y a de l’hystérésis, avoir lieu un peu plus tôt pour permettre la formation au bon moment de la force contre-électromotrice, mais la grandeur des ampères-tour résultants necessaires ne change pas. Soit OD'la position correspondante décalée de la force magnétomotrice. Le courant du rotor n’étant pas influencé par cette modification, le courant du stator OB doit, par son décalage en avant, provoquer seul l’avance de OD' : soit OB' la nouvelle position de son vecteur. Il est plus commode pour nous de laisser invariable l’extrémité B du courant du stator et de décaler à sa place l’origine O vers O', ce qui déplace OB' parallèlement à lui-même en O'B. L’accrois-
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- i>o i
- sement de la composante wattée du courant doit être exactement égale aux pertes dans le fer et correspondre environ au segment 00’ que nous portons, pour plus de simplicité, dans la direction de la différence de potentiel aux bornes. Donc, pour tenir compte dans le diagramme des pertes dans le fer, il suffit de déplacer Vorigine de tous les courants du stator d'une quantité égale au courant watlè des pertes dans le fer par phase.
- Les courants de Foucault qui se produisent dans le fer peuvent être assimilés aux pertes par hystérésis car leur action se manifeste pratiquement par un décalage du vecteur du courant primaire
- Si Vc représente les pertes totales dans le fer en watts, on a dans les figures 9 et 10 :
- OO
- Vc 3 P
- ampere.
- (42)
- En tenant compte des pertes dans le fer nous avons introduit une légère erreur dans le diagramme car la modification de phase du courant primaire fait varier un peu la valeur de la chute de tension : cet effet est trop petit pour fortifier une complication du diagramme.
- 'P
- XIV. Le rendement. — D’après ce qui précède, ()'B est le courant réel du stator pour le point B et la puissance absorbée est mesurée par la composante wattée BC : cette dernière
- est parallèle et O’C perpendiculaire a la différence de potentiel P aux bornes (fig. ioi. D’après les résultats du paragraphe XI, le courant watté de la puissance utile est égal au segment BS (perpendiculaire sur le diamètre B0V). Le rendement du moteur est donc égal au quotient :
- Prolongeons dans la figure 10 BS7 jusqu'au point de rencontre A avec O C et désignons l’angle CBA par y, on a évidemment aussi
- r _ BSf 1 . (4 0
- 1 BA cos y
- Prolongeons la ligne de puissance KB07 jusqu’au point de rencontre O7 avec 0/Z1, menons par un point quelconque J de la ligne de puissance B0;K une perpendiculaire JI1 à la différence de potentiel aux bornes, et, par son point d’intersection E avec la droite O 'B menons une parallèle EX; menons également par 0/; une parallèle 0"R à BA. Nous trouvons alors sur EX un rapport proportionnel au rendement :
- _ __i_
- r‘ EX cos y
- Par construction, EX est égal et parallèle à 0"R; le rendement est donc aussi
- — _EA x ‘
- f‘ O'R cos y ’
- ou encore
- — JE r> JR cos y
- Abaissons de J sur RO" une perpendiculaire JZ(JZ est parallèle au diamètre B0V) et rabattons-la en JW sur JR :
- J W = JR cos y
- et le rendement du moteur est exprimé par JR
- r‘ =TvT'
- Cette égalité conduit à une construction très simple pour la détermination d’une échelle des rendements : avec le rayon 100, décrivons un arc de cercle autour du point d’intersection O'' de la ligne de puissance KB;'o avec la perpendiculaire O Zj sur la différence de potentiel aux
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- bornes et traçons la tangente perpendiculaire à BV qui coupe la ligne de puissance au point J. A partir de ce point, portons sur une perpendiculaire JR à la différence de potentiel aux bornes P une échelle ioo, JW = ioo mm avec J comme point zéro. Joignons un point quelconque B avec le point d’intersection 0"; le point d’intersection de cette ligne de jonction et de
- l’échelle JW détermine directement le rendement du moteur pour chaque point de fonctionnement.
- Cette construction permet de voir si le maximum de rendement d’un moteur coïncide avec le maximum du cos cp. Ce dernier se produit évidemment quand le point Ov coïncide avecO' ou, en d’autres mots, quand le décalage du courant
- Y ‘
- z
- RerLcLemeai -
- 3 c
- Puissance utile eut-courant
- rvatté par phase
- avide concorde avec celui du courant de court-circuit. Si par exemple le cos cp du courant de court-circuit l’emporte, le meilleur rendement a lieu à une charge plus faible que le décalage le plus favorable.
- Exposé des résultats et construction du diagramme d’après les chiffres d’expérience.
- A. E usais. — i° Etablissement d’une courbe de puissance et de courant à vide en fonction de la tension.
- Le courant à vide pour la tension normale sera désigné par J0 et son décalage par cos cp.
- 2° Etablissement d’une courbe de puissance et de tension en court-circuit en fonction du
- courant. Les valeurs pour le courant à peu près normal sont calculées sur la tension normale et l’on augmente le courant proportionnellement à la première puissance, et la puissance proportionnellement au carré du rapport.
- Soient J& et cos cp7. les valeurs respectives, rapportées à la tension normale.
- 3° Détermination de la résistance ohmique d’une phase du stator \Vr
- B. Construction du diagramme. — i° Sur une droite O'P comme différence de potentiel aux bornes on trace un demi-cercle dont le diamètre a exactement ioo mm et, h l’extrémité O' de ce diamètre, on élève une perpendiculaire O'Z,
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- 2° On construit le vecteur de courant a vide O'B0 et le vecteur du courant de court-circuit O'Iv. On trouve leurs directions en décrivant de O' comme centre un arc de cercle dont le rayon a en millimètres le nombre qui mesure cos y> en pour cent, en prenant le point d’intersection de cet arc avec le demi-cercle décrit sur O'P et en joignant h O ies points d’intersection obtenus. Pour les ampères, on choisit une échelle aussi grande que possible et l’on porte à partir de O' sur-leurs directions de courant respectives le nombre de millimètres correspondant aux deux courants : soient O'B0 et O'K. Par B0 menons une droite auxiliaire B0Z2 parallèle h O'Li (perpendiculaire à la différence de potentiel aux bornes O'P et tracée en pointillé).
- 3° Pour le calcul de v3, mesurons sur le diagramme le courant à vide théorique J0' (sans frottement) à peu près égal à la composante dewattée de O'B0, et déduisons-en la chute de tension théorique à vide YVqJ,/, puis divisons cette dernière par la différence de potentiel aux bornes par phase
- 4° Sur B0Z2 mesurons à partir de B0 sur la gauche avec une échelle quelconque le segment unité B0A (par exemple ioo mm), portons sur la perpendiculaire à son extrémité avec la même échelle de mesure deux fois le segment v3 : nous déterminons ainsi les points Al et A2 : en joignant A, et A2 avec B0 et prolongeant A,B0 jusqu’au point de rencontre O avec O'P, nous obtenons les rayons OZ et B0Z3. Ce dernier contient le centre Mt du cercle du diagramme. (Equation 6, paragraphe 5 et équation 31 paragraphe 8) (Comme nous le remarquerons plus en détail dans la suite, nous avons remplacé ici le point B0 (fig. 7) par B0', ajoutant pour simplifier le frottement et la ventilation aux pertes constantes dans le fer. Par suite de cette inexactitude négligeable, le décalage du courant primaire aura une valeur un peu trop favorable).
- 5° Le cercle du diagramme doit passer parles points B0 et. K; par conséquent la perpendiculaire au milieu de BaK détermine sur la droite B0A2 le centre Mx du cercle cherché.
- 6° Le cercle coupe OZ au point L. Le coeffi-
- • i t • OB0
- cient de dispersion total du moteur est y =
- (équation 26, paragraphe 8).
- 70 A partir de O portons en OE sur OZ avec une échelle de mesure quelconque la grandeur y précédemment trouvée; élevons en E une perpendiculaire EEa de longueur v3 à la même échelle que y et joignons O et pour déterminer sur le cercle le point Bx de glissement infini (équation 27 paragraphe 8 et équation 41 paragraphe 12).
- 8° Joignons l’extrémité du courant à vide Bn © . * avec le point de court-circuit K (ligne des puissances) et avec le point Bx de glissement infini (ligne des couples).
- 90 Joignons Bx à K et menons par une pointe T une parallèle TY à la tangente en Bx telle que le segment TY = 100 mm. TY est l’échelle des glissements (paragraphe 12).
- Soit B l’extrémité du vecteur de courant primaire pour un état quelconque de fonctionne-mènt. Pour pouvoir déduire du diagramme les différentes valeurs nécessaires, il faut encore mener les lignes suivantes :
- i° O'B prolongée jusqu’au point de rencontre U avec le demi-cercle de la différence de potentiel.
- 20 Du point B, une perpendiculaire h B0V sur laquelle les points S et G sont déterminés par la ligne des puissances BUK et la ligne des couples BÜBX.
- 3. BBX jusqu’au point de rencontre X avec l’échelle des glissements.
- Ceci fait, on tire immédiatement du diagramme :
- i° Le courant du stator égal à la longueur O'B mesurée avec l’échelle de courant primitivement choisie.
- 20 Le cos y égal à la longueur en millimètres
- 1 o O
- du segment O'N.
- 3° La puissance utile égale au segment BS mesurée comme courant watté avec l’échelle de courant (§ XI). Si P est la différence de potentiel aux bornes par phase, la puissance utile en chevaux est :
- Li =
- BSamP- P™Us. 3 736
- (éq. 39 XI )
- 4° Le couple déterminé par la longueur BG qui représente le courant watté de la puissance que le stator transmet au rotor (§ X). Si nous divisons cette puissance par la vitesse synchrone, nous obtenons le couple électrique du
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- moteur à la charge en question :
- JJQamp. pvolts
- couple = 2,92---------- kgm (éq. 38 § X)
- où n — vitesse de rotation par minute à vide. Le couple utile est un peu plus faible à cause des frottements et de la ventilation.
- BS
- 5° Le rendement, égal au quotient - mm
- (§XIV).
- La ligne BC, perpendiculaire menée de B sur Odj (courant watté de la puissance absorbée), peut n’ètre pas tracée en réalité.
- Le paragraphe XIV contient une construction très simple pour l’échelle des rendements, mais l’auteur prélère déterminer ce dernier par la méthode précédente qui est plus courte et par conséquent plus exacte. On pourrait aussi trouver une construction graphique pour le rend'e-ment apparent, mais il est plus rapide d’effectuer avec une règle à calculer le produit de rt et de cos <p. ,
- 6° Le glissement est mesuré directement en millimètres sur l’échelle TY par le segment TX, X étant le point d’intersection de la droite BXB avec l’échelle (§ XII).
- Il est nécessaire de faire quelques remarques sur les mesures.
- Mesure de la marche à eide, — a. Lorsque la courbe de la tension d’alimentation diffère sensiblement de la forme sinusoïdale il y a, même à pleine vitesse, un glissement important par rapport aux champs dus aux harmoniques supérieurs et tournant avec une grande vitesse. Pour cette raison, il se produit même à vide dans beaucoup de cas des courants de court-circuit qui peuvent augmenter sensiblement la valeur du courant avide. L’action de ces composantes disparait a peu près à pleine charge. Pour obtenir le courant exact à vide, il faut ouvrir le circuit de l’induit à pleine vitesse et lire aussitôt après le courant et la tension. Une diminution du nombre d’ampères à l’ouverture du court-circuit décèle avec certitude une mauvaise courbe de courant, à condition que l’observation ne soit pas faite à trop basse tension et que tout le système triphasé soit symétrique. 11 n’est pas bon de lire le courant lorsque l’induit est immobile et a circuit ouvert car il peut se produire des courants de Foucault qui occasionnent un accroissement de courant.
- h. Il arrive que dans les mesures à vide l’aiguille du wattmètre ait des oscillations rythmées. Les causes de ces oscillations sont de deux sortes. Si la cadence des oscillations devient plus rapide lorsqu’on freine très légèrement le moteur, on peut conclure avec certitude à une dissymétrie de phases dans l’induit, soit parce qu’un contact est mauvais, soit parce qu’il n’y a pas le même nombre de tours dans les trois phases, soit parce que l’on a placé un ampère-mètre dans une seule phase du rotor. Si au contraire la fréquence des oscillations de l’aiguille wattmé-trique est indépendante du glissement, le phénomène est causé par la non uniformité de la vitesse de rotation du système primaire due a la commande des générateurs.
- Etablissement de la courbe de court-circuit. — Comme l’on sait, la résistance apparente du système total varie d’après la position de l’induit en court-circuit par suite de l’action des dents. Pour obtenir la valeur moyenne exacte, il est nécessaire de tourner lentement le rotor pendant la mesure du courant de court-circuit. La valeur moyenne du courant n’est pas influencée par cette diminution du glissement parce que la résistance totale est presque purement inductive .
- De plus on doit avoir soin, aux basses tensions, de ne pas intercaler dans une seule phase une série d’instruments de mesure. Le courant dans cette phase serait alors trop faible et le wattmètre, servant à la mesure de l’énergie du système total, indiquerait trop de pertes dans le cuivre.
- Mesures en court-circuit. — Dans l’induit presque immobile en court-circuit, il se forme des courants de Foucault qui disparaissent pendant le fonctionnement normal. Le wattmètre indique encore trop de pertes dans le Luivre. Comme notre diagramme ne comporte pas de correction de ce phénomène, il est nécessaire cle soustraire ces pertes pour obtenir rigoureusement le cercle du vecteur de courant, mais elles sont très difficiles à déterminer et l’on est forcé de les prendre approximativement.
- Les courants de Foucault qui peuvent se produire dans le cuivre du stator ont une action tout à fait semblable à un accroissement de résistance. Si par exemple il se trouve que les pertes totales dans le cuivre primaire sont de a p. 100 plus grandes que celles calculées d’après
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- ooo
- la. résistance ohmique, nous devons en tenir compte dans le diagramme par un accroissement proportionnel de la résistance primaire, c’est-à-dire, par l’introduction d’un facteur correspondant dans la grandeur t3.
- "3 =
- chute ohmique de tension primaire dans la marche à.vide différence de potentiel aux bornes
- Le point de court-circuit doit aussi être corrigé. Les courants de Foucault dus aux flux de dispersion produisent un amortissement qui réduit un peu la dispersion du moteur et dont l’effet sur le rotor serait compliqué à déterminer expérimentalement. Supposons que la dispersion à l’arrêt et en marche reste la même et faisons passer le cercle du diagramme par le point de court-circuit déterminé directement avec le wattmètre. Ge point est placé trop haut parce que le segment RG'' de la ligure 12,
- Fig. 12.
- c’est-à-dire l’énergie transmise à l’arrêt au rotor devrait être de a p. 100 plus faible. Soit G K' la valeur corrigée. En portant le point K en K7, on modifie la grandeur des courants du motenr, et par conséquent les pertes Joule dans l’induit ; la longueur IG G7 doit donc être encore corrigée. Comme la dispersion du moteur est supposée constante et que les courants de Foucault ne représentent qu’une modification de la résistance ohmique, l’extrémité B du courant de court-circuit doit se déplacer sur le cercle. On peut facilement montrer que la ligne de jonction B0K'/ détermine sur le cercle le point de court-circuit exact corrigé IG. L’équation (33) montre que le courant du rotor DB, (fig. ~), est proportionnel à la corde B0B : dans la figure 12, B0K est donc une mesure du courant secon-
- daire au court-circuit. Si sa grandeur varie de B0K à B0IG, les watts du rotor varient proportionnellement à la projection B()F7 de B0Iv sur le diamètre B0\.
- Mais
- B0F" _ B0G" _ G"K"
- "B0G' G'K' ‘
- Donc si O 'IG' représente la perte purement ohmique due au courant non corrigé B0K, G'IG représente la perte réelle due au courant du court-circuit B0IG.
- En pratique, on abaisse du point de court-circuit K mesuré une perpendiculaire sur le diamètre B0G, on porte vers le haut à partir du point de rencontre G7 de cette perpendiculaire avec la ligne B0BX la perte ohmique due au courant de court-circuit non corrigé et l’on détermine le point cherché IG au moyen de la droite
- B0K"
- Détermination du courant secondaire. — Dans l’exposé du diagramme nous n’avons pas parlé du courant secondaire parce qu’on n’en a besoin que très rarement. : nous allons indiquer la construction par laquelle on l’obtient.
- Joignons à Bx le centre du courant théorique O (centre de courant d’un moteur sans pertes dans le fer) et déterminons aussi sur le cercle le
- Fig. i3.
- point Q (fig. i3). D’après l’équation i3, nous devons partager OB0 en deux parties
- O-'' _ ^2 + Mt2
- ABq - V, ’
- t1 et z± désignant les coefficients de dispersion primaire et secondaire (§ II).
- Prenons la ligne de jonction NQ comme diamètre d’un cercle M2 qui passe par le point B0. Si O B est un courant primaire quelconque, le courant secondaire correspondant est BD à la
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- :>o6 L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- même échelle. Ce courant se rapporte a des enroulements primaire et secondaire d’un même nombre de tours, abstraction faite de la différence des facteurs d’enroulement. Pour obtenir à peu près les ampères secondaires réels, il suffit de multiplier le courant du diagramme par le rapport de transformation.
- Séparation des frottements et des pertes dans le fer. — Lorsqu’on prolonge la courbe de puissance à vide jusqu’à des tensions assez faibles, et qu’on extrapole jusqu’à l’ordonnée nulle, on peut déterminer à peu près la part due aux frottements et à la ventilation. Il ne faut d’ailleurs pas perdre de vue que cela ne peut être fait que si le centrage est très exact, car sans cela il se produit sur les coussinets une pression qui dépend de la tension et est due à l’inégalité des actions magnétiques.
- Dessinons, comme d’ordinaire, le point réel de marche à vide B'0, traçons sa composante wattée B'0C0 et, à partir de B' , retranchons du courant watté B^((B0 les frottements de la ventilation. Le point B0 remplit exactement les fonctions précédentes avec cette seule différence que la ligne des puissances va de K à B'0 au lieu de B0 (§ XI). En réalité les proportions sont telles qu’il est impossible de faire graphiquement cette distinction. Le fait de pouvoir ou de ne pas pouvoir séparer dans les cas ordinaires les pertes constantes n’a pratiquement aucune influence sur le rendement et une très faible influence sur le cos o.
- Position du diamètre du cercle. — La construction des angles compris entre les ravons B0Z2, B0Z et B0Z3 (fig. 11) est telle que
- tg ZB0Z2 = T/ et tg Z3B0Z2 = a^3.
- En réalité le premier angle devrait être exac-
- tement la moitié du second et l’on devrait avoir
- sln ZB0Z., — sin Z3B0Z =
- OU
- tg ZB0Z, = tg Z3B0Z =r et, d’après l’équation (y) :
- Ces angles sont si petits que la différence entre le sinus et la tangente, c’est-à-dire entre tx3 et r3 est absolument négligeable.
- Le diagramme que nous avons exposé peut servir pour toute la marche en génératrice de la machine. Il donne, pour le fonctionnement hyper-synchrone, les courants, puissances, glissements, rendements, etc.
- Exemple. — Essai d’un moteur triphasé de 20 chevaux d'OErlikon. — 38o volts, 1 000 tours, 5o périodes.
- A. Mesures. — i° Marche à vide :
- Courant à vide pour 38o volts et 5o périodes . 7,3 amp.
- Consommation en watts à 38o volts.........88owatts
- Frottements et ventilation en extrapolant. . . 45o »
- Décalage à vide :
- cos o0
- __ 880_____
- 7,3.38o.y/3
- = 0,184 _
- Courant watté des frottements :
- 430 o ,
- ------— 1,04 ampere.
- 38o.y/3
- 2° Court-circuit (le rotor tournant lentement) :
- Tension à 33 ampères et 5o périodes ... 77 volts
- Consommation en watts à 35 ampères. . . 2 o5o watts
- d’où
- COS Olv
- —0,437 .
- 77.35. y/3
- Courant de court-circuit pour 38o volts : 38o
- 35.
- 77
- 172,‘j amp.
- Perte en watts en court-circuit pour 38o volts • 38o
- 2o5o
- — 5o.ooo watts.
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- 5o 7
- 3° Résistance ohmique :
- i° Echelle de mesure du courant :
- d’une phase du stator..............u’x = 0/212 ohms
- d’une phase du rotor...............te., — o,o386 :
- 4° Rapport des nombres de tours d’enroulement :
- stator 1
- rotor o,38i
- B. Construction du diagramme (fig. i5) :
- 1 amp. = 1 mm.
- 2° Détermination des pertes par courants de Foucault au stator :
- Courant secondaire pour 35 ampères au primaire :
- 35
- cnviron = 92 amp.
- O.jDI
- A'. 'A
- Pertes ohmiques :
- stator 3.352. 0,212 =778 .watts rotor 3.922. 0,0386 = 980 »
- La distance du stator doit donc être corrigée et devient
- w
- = 0,212
- 9^4
- = 0,232 ohms.
- Total .... 1738 watts
- Au watt mètre- on mesurait, pour 35 ampères : 2 o5o watts.
- Les dimensions des conducteurs aux stator et rotor étaient du même ordre de grandeur : nous partageons donc l’excédent également entre les deux :
- Pertes dans le stator......778 -j- 1.46 = 924 watts
- Pertes dans le rotor (en marche) 980 -f- o = 980 »
- La perte Joule pour 38o volts est de : 980
- _38o_
- 77
- 24000 watts.
- Le courant watté de la perte Joule h 38o
- rolts
- 24 000 38o 3
- 36,4 ampères.
- 3° Construction du demi-cercle décrit sur O'P (diamètre 100 mm) ; ensuite on élève la perpendiculaire O'Z, et l’on marque l’extrémité des vecteurs (courant à vide) et O'K
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- (courant de court-circuit). Sur la composante wattée B'0C0 du courant à vide on porte vers le bas le courant watté B;0B des frottements, égal à o,685 ampère, et l’on élève en B0 la perpendiculaire B0Z2 à la différence de potentiel aux bornes.
- 4° Le courant à vide théorique (sans frottements) est à peu près égal a la composante déwattée CyO' du vecteur O'B'0, soit 7,2 ampères : la chute de tension théorique est donc
- 7,2 X 0,232 HZ 1,82 volts
- «t l’on a
- B0A =100 mm.
- AAj nz z3 zh 0,828 mm. AA., zz 2~3 zz i,656 mm.
- 6° Construction du centre Mj comme point de rencontre de la perpendiculaire au milieu de B0K avec la droite BflA2.
- no
- J
- OB0 mm B0L mm
- o3g2
- OE = t zz 98 mm EEX nz t3 — 20,7 mm.
- 90 Point d’intersection Bx (glissement infini) dans le prolongement de OEj, et construction de la ligne des couples BXB0.
- io° Du point de court-circuit K on abaisse une perpendiculaire sur le diamètre B0V, on détermine le point d’intersection G" avec B0BX, et l’on porte sur le haut en G' K7 le courant watté 36,4 ampères de la perte ohmique dans l’induit au court-circuit. La ligne de jonction K/'B^ donne la ligne des puissances et détermine le point corrigé YJ sur le cercle.
- 11° TY est perpendiculaire au rayon BXM, et a une longueur de 100 mm entre les droites BXK7 et BXB0. TX est égal au glissement en pour cent relatif au point de fonctionnement B.
- On prend alors sur le cercle un nombre arbitraire de points de fonctionnement B, on abaisse de chacun d’eux sur B0V une perpendiculaire jusqu’au point S' de rencontre avec la ligne des puissances B'0K/ et l'on cherche pour chaque
- point B le point de rencontre X sous l’échelle des glissements. Ensuite on mesure pour chaque point de fonctionnement comme cela a été expliqué, la puissance utile, le courant primaire, le cos cp, le rendement et le glissement, et l’on calcule h la règle le rendement apparent.
- -Amp- G/isseme.nt
- 15 20 25
- Fig. 16.
- Pour le moteur en question, nous avons tracé, au moyen du diagramme de la figure i5, les courbes de la figure 16. Comme contrôle nous avons chargé le moteur avec une dynamo directement accouplée et nous avons mesuré de cette manière le rendement, le décalage et les ampères primaires. Les résultats obtenus sont résumés dans le tableau suivant :
- PUISSANCE COS Q d'après les volts-ampères. cos 0 comme
- utile chevaux. RENDEMENT quotient des lectures du wattmètre. AMPÈRES
- i5 90,5 0,892 0,92 20 ? 5
- 20 90 0,912 o,932 26.8
- 2’5 89,2 0,92 °,9t 34
- 3o 88 o,915 0,939 41.5
- Comme on le voit, les facteurs de puissance déduits directement des lectures du wattmètre sont un peu plus grands et ceux déduits des volts-ampères un peu plus petits que la valeur du diagramme. Comme le courant d’alimentation était fourni par un générateur spécial produisant une tension purement sinusoïdale, on peut se fier entièrement aux chiffres de la quatrième colonne. Les ampères concordent tout à
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- lait, mais les rendements au freinage sont un peu plus élevés. La concordance des résultats est très satisfaisante, puisque les plus grands écarts n’atteignent pas 2 p. 100. En tous cas le rendement déterminé au moyen du diagramme est beaucoup plus sur que le rendement obtenu par freinage avec une dynamo.
- O. A.
- ÉCLAIRAGE
- La lampe Bastian à vapeur de mercure. The
- Electrician Revie»-.
- La figure ci-contre nous montre le mécanisme de la lampe Bastian. Quand le courant est lancé, l’électro-aimant g est aimanté et attire la pièce gi ;
- ~ -^raRTîrnnnn5ir^~
- Fig. x.
- celle-ci entraîne la lampe al qui est fixée au levier n ; elle s’incline et le mercure est séparé du côté de l’électrode négative. Le petit arc ainsi formé s’étend sur toute la longueur du tube en vertu de la pression de la vapeur de mercure dégagée dans le tube. Le jeu du levier n est réglé par les vis r, r.
- La lumière obtenue est exactement comparable à un beau clair de lune, car elle est dépourvue de rayons rouges. Pour remédier à ce défaut, un filament de charbon j peut être mis en série avec la lampe à vapeur de mercure,, et dans ce cas, on adjoint une résistance de démarrage c± ; c2 se supprime d’elle-même quand l’arc à mercure est suffisamment formé. Le globe de verre i\, qui enferme le tout, étant dépoli, les deux lampes ne se remarquent pas de l’extérieur, et leurs lumières concourent à la formation d’une lumière pratiquement blanche, à laquelle des objets colorés apparaissent avec leur couleur vraie.
- Il faut noter que, dans la lampe Bastian, les deux électrodes sont en mercure ; l’arc semble avoir la section d’un crayon de plomb, et cela en partie est dù à l’action grossissante du tube de verre ; il a en outre une longueur de 3 pouces environ. La lampe est parfaitement auto-réglable, et tout à fait insensible aux grandes variations de tension, sauf en ce qui concerne l’intensité de la lumière émise. Le pouvoir éclairant est de 2,5 bougies par watt, presque dix fois celui d’une lampe à incandescence ordinaire. Chaque lampe travaille entre 4° et 60 volts, et prend un courant de o,65 ampère, pour donner 80 bougies.
- Ces lampes sont spécialement appropriées à l’éclairage des rues, étant incontestablement meilleur marché que toute autre, sauf, cependant, les lampes à arc ; elles peuvent être montées sur les poteaux ordinaires a une hauteur de 10 pieds.
- L. M.
- TRACTION
- Système de chemin de fer èlectropneuma-tique de Sahulka. Western Electrician.
- Le principe du système du professeur Johann Sahulka, de Vienne (Autriche), est d’utiliser un accumulateur d’air comprimé. L’arbre moteur commande deux moteurs séparés, en relation simplement par l’intermédiaire de cet arbre. L’un est électrique, l’autre est un moteur à air comprimé. Le de rnier n’entre en action qu’au démarrage et aux differents endroits de la voie, qui sont dépourvus de conducteurs électriques ; éventuellement même on peut avoir recours à lui sur les portions du parcours où il est néces-
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- DIO
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- saire d’augmenter l’effort de traction. Le moteur électrique, d’autre part, travaille sans discontinuer, pendant la plus grande partie du temps où la pleine vitesse est maintenue, et le moteur à air comprimé agira plutôt comme moteur de démarrage, le moteur électrique constituant le moteur actif principal. Au lieu d’un seul moteur électrique et d’un seul moteur à air comprimé, on peut employer des groupes de moteurs, et l’air comprimé peut être remplacé par tout autre
- générateur de force. Le moteur électrique est indifféremment à courant continu, monophasé ou polyphasé. Le contrôle des deux moteurs, électrique et h air comprimé, se fait soit par des contrôleurs séparés, soit par un contrôleur unique. Un avantage du système Saliulka est que le moteur électrique n’est mis en circuit qu’en pleine vitesse seulement, ce qui permet la suppression de tous les rhéostats de démarrage. D’autre part, tous les conducteurs peuvent être
- supprimés dans les stations, et on n’a pas à faire scrupuleusement attention au point où ils recommencent.
- La figure shématique ci-contre donne une vue d’ensemble de l’appareil.
- Les moteurs E et P transmettent leur puissance indépendamment à l’essieu moteur A. Par cet essieu est actionné le petit compresseur p. Au démarrage, le moteur P seul entre en action, et c’est seulement quand on a atteint une certaine vitesse que, le contrôleur II met le moteur E en circuit et enlève le moteur P.
- Quand la voiture démarre pour la première fois, l’accumulateur R doit être complètement ehargé par une source extérieure. Pendant le service, R est toujours chargé, et même au bout de plusieurs heures de repos, il reste assez de pression dans' le réservoir pour assurer le démarrage de la voiture.
- Le système est applicable aux trains à unités multiples. Il suffit d’établir une canalisation pour l’air comprimé et des conducteurs pour le courant.
- L. M.
- Trains à unités multiples Westinghouse.
- Le système électropneumatique Westinghouse est connu aux Etats-Unis sous le . nom de système « Turret », parce qu’il a plus ou moins l’apparence extérieure des dispositions de tourelles des navires de guerre.
- Le principe adopté consiste, comme dans dans l'ancien système Westinghouse, à commander les mouvements des régulateurs et inverseurs par des pistons à air comprimé^ commandés eux-mêmes au moyen de soupapes électropneumatiques.
- M ais, tandis que dans le précédent svstème
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- o I I
- la Compagnie Westinghouse avait conservé les dispositions d’ensemble du régulateur de marche et de l’inverseur, elle a ici réalisé séparément les différents contacts primitivement réunis dans le régulateur principal, et elle a adopté les dispositions générales représentées par le schéma 'fîg. i).
- Ainsi qu’on le voit, le régulateur est com-
- posé de i3 interrupteurs électromagnétiques ou contacteurs disposés circulairement autour d’un réservoir d’air et renfermé dans une enveloppe cylindrique en tôle ; c’est l’aspect de cette enveloppe cylindrique qui a fait donner à l’ensemble le nom de contrôleur du « turret System ».
- Les contacteurs sont actionnés par des pistons
- ^ 3 412 3
- —v/vVVWA—iVVMAyA—(W'AV
- pneumatiques, commandés au moyen de soupapes électromagnétiques.
- Les pistons, maintenus normalement levés par l’action d’un ressort à boudin, obéissent dans leur déplacement à une pression cl’air de 5 kgr par centimètre carré exercée sur l’autre face. La rupture est rapide, grâce à l’action du ressort et aux dispositions adoptées.
- Maintenant que nous avons fait connaître le principe qui distingue ce système de ceux précédemment décrits, nous allons, à l’aide de la figure i, indiquer le fonctionnement des
- appareils avant d’en donner la description un peu plus détaillée.
- Fonctionnement. •— Le fonctionnement du système est obtenu à l’aide du contrôleur principal placé dans la cabine, simple commutateur multiple analogue à ceux des systèmes Sprague et Westinghouse déjà décrits.
- Ce commutateur multiple A est commandé par le mécanicien, et sa rotation dans un sens provoque la marche en avant du train, position ai ; la rotation dans le sens opposé, la marche en arrière, position
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- L’appareil commande les bobines des électroaimants inverseurs ou des soupapes électromagnétiques commandant les contacteurs pneumatiques.
- Ces divers enroulements primaires sont représentés en traits fins dans la figure i et numérotés de manière à faciliter la compréhension du système.
- Le commutateur multiple A leur distribue le courant d’une batterie B, composée de 7 éléments d’accumulateurs dont nous reparlerons plus loin, et le courant de la batterie est transmis directement à l’équipement représenté figure 1 par 7 fils qui portent les désignations C, R, RI? R2, M, L2, S. Un coupleur h sept fils permet de brancher' semblablement les équipements des autres voitures motrices sur les sept conducteurs précités.
- A la première position du commutateur A, le courant de la batterie met en fonctionnement l’inverseur, toujours par l’intermédiaire de l’air comprimé effectuant l’effort nécessaire, l’électro correspondant (oq ou oq suivant le sens de marche) agissant simplement comme soupape.
- Comme le contact sous i4 volts CB est normalement fermé, le relais CB du disjoncteur est excité, et ce relais, commandant les pistons pneumatiques 1 et 2, les met en action et ferme le circuit principal en et T,.
- Le passage à la seconde position du commutateur A détermine l’envoi du courant à la bobine ii,3 et au fil BT.
- Les moteurs de chaque équipement sont mis en série par l’action des cylindres pneumatiques 11 et 3, le cylindre 11 effectuant la connexion série entre les moteurs 1NQ et M2, le cylindre 3 insérant les résistances a partir de R1 sur le fil de trôlet T.
- Dès lors, le courant principal entre en T à gauche dans le circuit principal de la voiture, passe dans la bobine de déclenchement y du disjoncteur automatique, suit le conducteur T jusqu’aux contacts principaux en parallèle T1 T2 des contacteurs 1, 2, traverse ces contacteurs et leur bobine de soufflage i et gagne la terre par l’intermédiaire des moteurs en série et des résistances en circuit Rt SS., TT3 U U. YVS AAGY.
- La troisième position du commutateur A est celle qui détermine la suppression graduelle des résistances : elle est obtenue par la fermeture
- du circuit à travers l’interrupteur limiteur L, et en même temps à travers la bobine 5.
- L’action de la bobine 5 est de supprimer la résistance n° 1 et dè donner par des contacts auxiliaires portés par son armature le courant à la bobine 6. La bobine 6 supprime de même la résistance n° 2 et donne le courant à la bobine 7 ; à son tour celle-ci supprime une troisième résistance et donne le courant à la bobine 8, qui en supprime une quatrième et donne le courant à 9 et 10.
- La bobine 9-10 commande les pistons 9 et 10 dont les contacteurs sont en parallèle et court-circuitent la dernière résistance en réunissant directement le fil R. au fil T.
- Le limiteur L règle le jeu successif des électros ; mais il faut éviter que son fonctionnement ne fasse disjoncter tous les contacteurs fermés, son rôle devant se borner à prévenir la fermeture d’un nouvel interrupteur.
- Pour cela, a la fermeture de chaque interrupteur à piston, un contact auxiliaire, représenté au-dessus, met hors circuit la bobine du limiteur L et donne le courant sur chaque éleetro à une seconde bobine ; cette disposition empêche les interrupteurs après leur fermeture d’abandonner leur armature quand le limiteur fonctionne.
- La quatrième position du commutateur A correspond à la mise en parallèle des moteurs. Elle est effectuée au moyen des solénoïdes 4, 12 et 13, qui commandent les interrupteurs de même désignation. Quand ces interrupteurs se ferment, ils commencent par ouvrir le circuit des interrupteurs 3 et 11, dont le fonctionnement est incompatible avec le leur, puisqu’ils effectuaient la mise en série des moteurs, et, dès que leur armature est venue en contact, elle établit le courant à travers la bobine destinée à la maintenir en position.
- Les contacteurs des résistances 6, 7, 8 et 9 sont alors mis en jeu comme précédemment.
- O11 remarquera que la première résistance employée avec la connexion en parallèle des moteurs est la résistance 6 et non plus la résistance 5.
- La bobine de déclenchement du disjoncteur, indiquée à gauche de la figure 1, est commandée par le circuit principal, de telle sorte qu’il existe un enclenchement entre le disjoncteur et l’interrupteur à main du circuit principal, et
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- qu’il est impossible après disjonction du premier de le refermer au risque de le maintenir bloqué avec la main, puisqu’on ne peut plus le refermer sans avoir préalablement supprimé le courant dans le circuit principal.
- Nous donnerons maintenant quelques détails complémentaires sur les appareils et les dispositions adoptées pour leur montage.
- Les conducteurs sont soigneusement isolés et
- O
- renfermés dans des tubes à base d’amiante.
- Aucun des gros cables de l’équipement ne passe au-dessus du plancher de la voiture, si ce n’est un seul d’entre eux, pour gagner l'interrupteur principal placé dans la cabine du mécanicien.
- L’air nécessaire à la commande est emprunté h une canalisation parcourant tout le train, et à laquelle est relié sur chaque voiture un réservoir auxiliaire a pression constante.
- Ce réservoir offre même une certaine réserve
- T “T
- capable d’alimenter le train au cas où les compresseurs deviendraient inutilisables. Un nombre quelconque de voitures ainsi équipées peut être groupé ensemble, leur seule jonction étant assurée par une conduite d’air comprimé pour la commande des appareils et par la ligne à 7 fils, qui envoie aux soupapes électromagnétiques le courant de la batterie,. courant sous tension de i4 volts, et qui n’offre par conséquent aucun danger.
- Ce courant est distribué aux voitures à l’aide du commutateur multiple ou contrôleur de mécanicien dont nous avons parlé plus haut, appareil très simple et disposé dans la cabine du mécanicien.
- Au-dessous est une boîte de connexions des fils de la batterie et de l’équipement, dont on peut ainsi effectuer facilement la disconnexion en cas de nécessité ; auprès du contrôleur de méca-
- nicien est placé le robinet de frein, à la partie supérieure le manomètre, le tout tenant aussi peu de place que possible.
- Les dimensions du contrôleur principal de mécanicien sont en effet les suivantes :
- Hauteur......................... 19 cm
- Largeur .........................i5 »
- Profondeur..................... 11 »
- La disposition de la cabine est telle que la porte d’accès ferme normalement l’entrée de la voiture vers l’extérieur, mais peut se ramener de manière a fermer l’entrée de la cabine vers l’intérieur de la voiture et à isoler ainsi les appareils.
- Signalons une particularité, qu’il a été demandé à la Compagnie Westinghouse de réaliser sur les équipements en question. Il existe un enclenchement tel entre l’appareil de frein et
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- l’appareil cle commande du mécanicien que si celui-ci vient h retirer la main de la poignée de son appareil, la manette revient à la position neutre, et les freins sont automatiquement bloqués par cela même.
- Les batteries commandant les soupapes électropneumatiques sont placées sous la voiture dans des boîtes de 63 X41 X41 cm> et le poids de l’ensemble est de i36 kgr.
- On emploie deux batteries de y éléments, c’est-à-dire une de plus qu’il ne serait nécessaire, ce qui permet d’assurer plus complètement la continuité du service et de charger l’une pendant le travail de l’autre. Cette charge est faite à travers une série de lampes avec le courant de la ligne.
- U inverseur de marche est commandé par deux cylindres à air comprimé au moyen de deux soupapes électromagnétiques mises en service l’une ou l’autre par le petit cylindre inverseur dont estmiunil’appareil de mécanicien.
- Cet inverseur est placé aussi près que possible des moteurs pour en réduire le câblage. Près de lui, sous la voiture, ou plus souvent du côté opposé à celle-ci par rapport au régulateur principal ou « Turret », est placé l’interrupteur limiteur destiné à régler l’accélération.
- Le régulateur principal ou turret régulateur peut se comprendre aisément. - - -
- A la partie inférieure se trouvent les cheminées incombustibles entourant les contacts de rupture, soumis à un soufflage énergique du centre vers l’extérieur ; de plus l’action élastique des contacts et leur mouvement glissant favorisent le bon entretien de leur surface et empêchent les poussières de cuivre de se former et d’établir de mauvais contacts.
- D’ailleurs ou en comprendra mieux les détails à l’aide de la figure a.
- On voit au centre le réservoir d’air alimentant les petits cylindres affectes à la commande des interrupteurs. C’est dans l’enveloppe même du réservoir que ces cvlindres sont pratiqués, de sorte que le tout forme une pièce sans jonction ni tuyauterie, de grande simplicité et d’emploi tout à fait pratique. On voit aussi à la partie centrale la bobine commune de soufflage de tous les contacteurs.
- La commande serait rigoureusement individuelle si les. contacteurs fonctionnaient tous séparément, mais comme un certain nombre d’entre eux fonctionnent en même temps, il n’est besoin pour les i3 contacteurs que de 8 cylindres pneumatiques seulement.
- Nous compléterons les indications données par la liste suivante des poids d’appareils correspondant aux équipements du type Brooklyn, c’est-à-dire à un équipement à 2 moteurs de i5o chevaux.
- Poids des appareils.
- Kgr
- Contrôleur tourelle....................3i5
- Inverseur ............................. 5o
- Résistances........................... 222
- Relais-chsjenete-nrs-. -. • ........... 17
- Batterie d’accumulateurs ...... i36
- 3 coupleurs . . . .................. T6
- Réservoir supplémentaire. ..... 20
- 2 contrôleurs de commande.............. 17
- Batteries d’accumulateurs de 14 éléments .................................100
- 4 connecteurs à 7 liches.............. 14
- 1 détendeur d air..................... 7
- Total . . . 914
- A. S.
- SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- Choix de la vitesse des moteurs à courants continu ou alternatifs, suivant la nature du courant adopté (discussion). Journal of the Institution of Electrical Engineers, n° 166, p. 482, mai 1904.
- La discussion qui suivit la communication faite sous ce titre par M. IIobartQ) présente quel-
- (l) Il Eclairage Electrique, t. XXXIX, p. 271, 14 mai i9°4,
- ques points intéressants qu’il n’est pas sans intérêt de signaler.
- M. Sylva-nus Thompson remarque tout d’abord qu’il est bien connu que les petits moteurs à courant continu sont désavantageux pour des grandes vitesses angulaires^ tandis que dans le cas de moteurs asynchrones, et plus particulièrement des moteurs triphasés, l’adoption d’une grande vitesse est nécessaire.
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- 5i 5-
- L’auteur rappelle ensuite qu’il est difficile de comparer des machines de genre différent, mais qu’il a obtenu toujours de bons résultats h l’aide de la formule empirique.
- -- = i,o5 k ADp<ï> io“12
- W étant la puissance en kilovolts-ampères, n la vitesse en tours par minute, A le nombre d’ampères-conducteurs par centimètre de développement de l’induit, D le diamètre en centimètres, p le nombre de paires de pôles et k un coefficient égal environ à l’unité pour les dynamos à courant continu et à i,ii pour*tous les genres de machines à courants alternatifs.
- Cette formule montre que pour une puissance donnée et une vitesse donnée, on peut faire varier indépendamment trois des quantités A, D, p et <!> avec les dynamos à courant continu et deux des quantités A, D et avec les dynamos à courants alternatifs. Dans le premier, A est toutefois limitée par la bonne commutation, tandis que dans le second, il existe une certaine relation entre A et <ï>.
- M. Sylvanus Thompson compare alors les moteurs à courant continu calculés par M. Hobart et remarque que le moteur de plus faible vitesse a huit pôles quatre fois plus volumineux environ que les quatre pôles de la dynamo de plus grande vitesse. Les diamètres varient seulement dans le rapport de 2,5 à i, et le nombre d’ampères-conducteurs est à peu près le même sur toutes les machines; il en résulte que le moteur de plus faible vitesse satisfait moins bien à la formule indiquée que celui de plus grande vitesse.
- En ce qui concerne les moteurs d’induction à faible fréquence, le nombre de pôles est de 36 dans le premier avec un flux de i,35.io6, tandis que le dernier n’a que 4 pôles avec un flux de 5,35. io6. Les pôles sont, déplus, moins larges dans le sens axial pour la vitesse la plus faible, alors que c’était le contraire pour les moteurs à courant continu.
- Pour les trois autres moteurs, le flux total émanant de l’ensemble des pôles est le même sensiblement, et la largeur va encore en augmentant lorsque le nombre de pôles diminue.
- Enfin, M. Sylvanus Thompson fait remarquer que la bonne utilisation des matériaux dépend de la vitesse linéaire à la périphérie de l’induit, | que les vitesses pour les différents moteurs à I
- courant continu sont très différentes et enfin que le prix élevé du moteur à plus faible vitesse vient de sa faible vitesse périphérique, nécessitée peut-être à cause de la difficulté de construction du collecteur.
- M. C. V. Drysdale regrette que les comparaisons de M. Hobart n’aient pas porté sur des moteurs de plus faible puissance, de 5 à 25 chevaux par exemple. En ce qui concerne l’établissement du prix de revient, il faut remarquer que le prix pour des moteurs de 2 à xo chevaux est de 3,io fr par centimètre carré de surface du fer induit dans l’entrefer.
- Pour montrer d’ailleurs que le prix de revient dépend de la largeur du fer et non de la longueur de chaque conducteur, l’auteur donne les dimensions d’une série de machines de divers constructeurs avec valeur du prix de revient par centimètre carré de surface de l’entrefer et par centimètre carré du produit du diamètre par la longueur d’un conducteur.
- M. Meyer fait remarquer que les moteurs
- 0 100 zoo 300 b-00 500 600 700 000 800 3,000
- Viteàsé en t :ttv. hoo
- Fig. i. — Comparaison entre des moteurs à courant continu à courants alternatifs de 4o chevaux.
- I. Prix relatifs des moteurs à courant continu ; II. Piix relatifs des moteurs asynchrones avec bagues ; III. Prix relatifs des moteurs asynchrones à cage d’écureuil; IY. Rendements des moteurs à courant continu ; Y. Rendements des moteurs asynchrones; YI. Facteurs de puissance à pleine charge.
- calculés par M. Hobart ne sont pas tout à fait en accord avec ceux existants. Il remarque que pour des moteurs d’induction courants, le prix de revient est proportionnel à D18L, et fait obser-
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- ver que quelques-unes des vitesses adoptées sont inadmissibles en pratique.
- Pour montrer la valeur des résultats obtenus par M. Ilob art, il reproduit par des courbes les prix de revient relatifs et les rendements de moteurs, exécutés par la Cie Thomson-Houston, en fonction de la vitesse angulaire et pour une "même puissance. Les courbes de la ligure i se rapportent a des moteurs de 45 chevaux, elles montrent pour i ooo t : m, par exemple, une différence de prix de 24 p. 100 en faveur des moteurs à bagues et de 49- P- 100 en faveur des moteurs à cage d’écureuil, soit en moyenne 33 p. 100, alors que M. Ilobart donne 5o p. 100 environ. De plus, à 3y5 t : m le prix est le même pour les moteurs à courant continu et les moteurs d’induction à bagues, alors que les résultats de M. Ilobart indiquent que les deux courbes s’écartent l’une de l’autre lorsque la vitesse diminue.
- Sur la figure 2, les résultats, cpii se rappor-
- O 100 200 300 000 500 600 700 000 SCO 1J100 pOO p/0 pOO 1/01/00
- Vitesse en t :rrv u S1
- Fig. 2. — Comparaison entre des moteurs à courant continu et à courants alternatifs de io chevaux.
- 1,11, III, 1Y, Y, YI; mêmes significations que pour la figure i.
- tent à des moteurs de io chevaux, sont tout autres; les moteurs à courant continu sont moins coûteux que les moteurs asynchrones. Même avec cage d’écureuil les moteurs asynchrones ne deviennent moins chers qu’au-dessous de i ooo t: m.
- M. Meyer montre en outre que la réduction du prix de revient entre les moteurs à cage d’écureuil et ceux à bagues diminue lorsque le diamètre augmente. La courbe de la figure 3 établit en effet que la différence n’est pas de 2D p. ioo comme le dit M. Ilobart, mais de 8 à io p. ioo
- pour un moteur normal de i5o chevaux. En somme, M. Meyer n’accepte aucune des deux premières conclusions de M. Ilobart.
- Après quelques critiques peu importantes de MM. Stonëi/, Williamson, Mac Leod, Mac Laren.
- 0 10 ZO 30 50 50 60 70,^ 80 &0 ioo 410
- en Z71S. 2192
- Fig. 3. — Pourcentage de réduction de prix des moteurs à cage d’écureuil par rapport aux moteurs à bagues.
- Ursing et Hess, M. Esson approuve en somme les principaux points de la communication de M. Ilobart, et dit que la formule donnée par M. Sylvanus Thompson est inutile et que la vieille formule
- P = /iD-Lu
- où P est exprimé en chevaux et où k est un coefficient, donne d’aussi bons résultats. La constante le qui dépend du glissement, du nombre
- 30 UO 50 60 70 80 80 400
- 10 20
- — Valeur de la constante k de la formule d’Esson.
- de conducteurs, de l’induction dans l’entrefer du pas polaire, etc., augmente avec la puissance et par suite avec le diamètre comme le montre la figure 4, ce qui tient à ce que plus le pas est
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- petit plus l’entrefer est moindre. Toutefois dans les moteurs de M. Hobart, pour 63 périodes la constante k est sensiblement la même.
- M. Hobart répond aux diverses objections qui lui ont été posées, il dit en particulier qu’il est convaincu qu’on peut encore augmenter le nombre d’ampères-conducteurs par centimètre de périphérie, tout en ayant une bonne commutation. L’auteur ne pense pas comme M. Sylva-nus Thompson que l’emploi de grandes vitesses périphériques permet de réduire le prix de revient, h cause des difficultés mécaniques qu’on rencontre.
- Si en effet on fait intervenir ces conditions dans le calcul du prix de revient, on peut montrer qu’une machine à iaible vitesse linéaire sera souvent moins coûteuse. Reprenons la formule du prix d’usinage du moteur donnée par l’auteur.
- F zz: K .D (À/ -f- 0,7a)
- À, étant la largeur du fer et a le pas polaire, et la formule d’Esson
- \V = kl)r-tn
- AV étant exprimé en watts.
- Adoptons pour des moteurs de i5 à i5o chevaux la valeur o,ooi de /r, nous déduirons de la deuxième formule
- T,O' w
- D-/,f ~ iooo---
- n
- Si / est la fréquence on déduit de
- ou en éliminant kt
- P __ 26,4 KW 26,4 K fa2
- ~ TÉ/ 1 n
- Dans cette formule K AV, f et n sont en général donnés, on peut donc chercher la valeur de a qui rend F minimum. La dérivée est
- 26,4KW 5'i,8 Ivfa
- a’-f n
- En l'égalant à zéro, on obtient pour déterminer a l’équation
- a/h» _
- » ~ t
- d’où
- formule qui donne la meilleure valeur de a pour k = 0,001.
- Cette façon de déterminer n’est peut-être pas a l’abri de toute critique, car elle conduira-dans certains cas à une vitesse périphérique trop grande et dans d’autres à une vitesse trop petite.
- La valeur correspondante de la vitesse linéaire v en mètres par seconde est
- ttD/î
- 60 X 100 =z o,ooo525 U/;
- — 0,02 af = 0,0139 y' W'iif,
- t =
- !IL
- 60
- et de
- la relation
- a — -----
- 2P
- D =
- 120 af ^ at
- toi ’ n
- Portons cette valeur de D dans l’expression du prix de revient, et dans la formule d’Esson, il vient
- F = K. 38,2 -ïkL- Q,t _|_ 0,7 a),
- et
- o,685 nYV
- f1»1
- formule qui montre cpie e sera très grande pour des moteurs à fréquence et a vitesse élevées, et petite dans le cas de faible fréquence et de faible vitesse.
- AL Hobart applique cette formule à un moteur de y5 chevaux à 63o t : m, 4 2 périodes, 8 pôles et à cage d’écureuil; il trouve par ç la valeur
- v — 0,0139 000 X 63o. 42
- = 18,1 mètres par seconde
- On déduit ensuite
- a — 21,6 cm D rr 55. cm et 'ht — 29,4 Le prix d’usinage est de
- F = o 75 fr . 554 (29, -j- 0,7 x 21,6)
- 1 840 francs.
- Xi
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-
-
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. IL. — N° 39.
- En réponse, à M. Drysdale, M. Hobart dit qu’il a adopté dans la formule D L la longueur d’un conducteur sans justification théorique, et uniquement parce qu’elle lui a donné d’excellents résultats pour des puissances de 5 à 5oo chevaux, c’est-à-dire variant du simple au centuple alors que M. Drysdale ne donne de résultats que pour des machines de puissance variant du simple au triple.
- En réponse à la proposition de M. Meyer de prendre comme prix d’usinage une quantité proportionnelle à Di>8L, M. Hobart pense que la
- valeur de L introduite ici est la longueur du fer, ce qui rendrait ce prix voisin de la loi D2 L comme la puissance à vitesse constante, ce qui n’est pas admissible.
- Quant aux courbes fournies par M. Meyer, elles confirment en gros les deux dernières conclusions du travail de M. Hobart.
- C.-F. G.
- Le Gérant : Ch. COINTE.
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-
-
-
- TABLE METHODIQUE DES MATIERES
- ÉLECTRICITÉ ET MAGNÉTISME
- Sur la théorie du transmetteur de Braun. —L. Man-
- delstom....................................
- Indications pour la production des courants à haute fréquence. — Northrupp et Woocls. . . . Sur l’impédance des lignes à fils multiples ....
- La radioactivité de l’atmosphère et du sol...........
- Sur la réluctance d’un aimant rectiligne. — An-
- fossi......................................
- La radioactivité de la matière. — J. Becquerel . .
- L’énergie radioactive. — A. Breydel......................492
- Nouveau détecteur d’oscillations électriques. —
- Ewing et Walter................................. n
- Divergence des feuilles d’éleclroscope dans le vide
- sous l’influence de la lumière ...... xiv
- Electrisation de quelques diélectriques amorphes. xiv L’action du radium sur les tubes à vide soumis à
- une différence de potentiel................... xvi
- La conductibilité de l’air aux hautes températures. xvi
- Le radium et la radioactivité. — /. Gray...............xliv
- Essais magnétiques des tôles entières.............xliv
- Mesure des coefficients d’induction mutuelle . . . xliv Sur la formation de l’ozone. — E. Goldstein ... l
- Sur une lueur électrique et l’influence du radium . l
- A propos des rayons N............................. l
- Les propriétés physiques de la*matière parcourue
- par un courant électrique. — P.-B. Ileyl. lxxvi Dissociation au moyen de courants alternatifs. . . lxxvi
- Générateur d’ondes hertziennes......................lxxix
- Nouvelles considérations contre la théorie électromagnétique de la lumière. — G. Quesne-
- ville..................................... . civ
- Sur les tentatives de reproduction du diamant. —
- C. Combes................................. civ
- Relation entre la pression du gaz dans un tube à
- vide et la longueur d’étincelle. — G. Séguy. cxiv Sur la théorie de la polarisation galvanique et la
- conduction unipolaire. — U. Grassi . . . cxlvi Fixation de l’azote de l’air . .....................cxlvi
- Théories et Généralités.
- 2 3
- 217
- 218
- 219
- 227 321
- Génération et Transformation de l’énergie électrique.
- Diagramme général des courants alternatifs. — F.
- Niethammer. , ................. 5
- Etude théorique sur les moteurs monophasés à collecteurs. — Th. Lehmann............41 et 81
- De l’emploi des moteurs à gaz dans la production
- de l’électricité. —L. Munch........... 5i
- Sur le calcul des ampèretours équivalents des enroulements pour courants alternatifs simples ou polyphasés. — C.-F. Guilbert . . 57
- Les grandes turbines Westinghouse-Parsons. —
- J. Reyval.............................. 87
- Moteur à gaz Y'ogt. — H. Ilumphrey............... 90
- La construction des machines électriques en 1903.
- — J. Loewy. ................90, i34 et 383
- Sur les mouvements pendulaires des alternateurs
- en parallèle. — A. Sommerfeld ..... 137
- Les moteurs thermiques. — J. Deschamps .... 212
- Diagramme des moteurs polyphasés asynchrones.
- — J. Béthenod ............ 253
- Sur le calcul des moteurs asynchrones. — //.-if/.
- Ilobart............................... 259
- Pertes Joule dans un induit en cage d’écureuil, —
- Franklin Pungà..............................263
- Contribution à l’étude générale des dynamos autoexcitatrices à courant continu. — F. Sar-
- rat....................................... 286
- Prédétermination de la chute de tension dans les
- transformateurs ............................299
- Résultats d’expéri.ences sur les moteurs à répulsion
- d’après M. W. Slicliter.—./. Reyval. . . 333
- Moteurs à courants continus pour vitesses varia-
- bles. — F. Punga..........................343
- Sur le sifflement des machines. — Fisher Hinnen. 345 Méthode pour rendre visible l’irrégularité d’une
- machine. — Berkitz...................... 347
- Note sur la détermination des phases des courants et
- tension dans un transformateur. J. Dalemont 37a
- Pôles de commutation avec enroulements de compensation et de compoundage pour machines à courant continu. — Seidener. . . . 392
- Compoundage des dynamos à trois conducteurs.
- , — Rosenberg . .........................396
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-
-
- 020
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL — N° 39.
- Sur la puissance relative des commulatriecs. —
- C.-F. Guilbert........................4QI
- Diagramme et essai de moteurs à courants triphasés.— Ilugo Grob..................../p6 et 498
- Sur la chute de tension dans les générateurs à courant alternatif. — Behn-Eschenburg . . . 467
- Progrès récents réalisés dans les moteurs série à courants alternatifs monophasés. —
- /. Reyval ................................181
- Les moteurs à gaz dans les stations centrales. —
- Bibbins. ................................. 11
- Le compoundage électromagnétique système Men-
- gès....................................... iv
- Moteurs générateurs disposés verticalement ... vi
- Stations centrales électriques et machines à gaz. . xvi Sur le fonctionnement des survolteurs. ..... xvm Combinaison du moteur à combustion et de la machine à vapeur......................................xvm
- La houille blanche. . . „......................... xxvi
- Turbine à vapeur de 1 a5o kilowatts système Parsons........................................... XXXVIII
- Agrandissement de la station génératrice dTssy. xxxviii Essais de réception d’un turbo-génératcur Parsons
- de 1 25o kilowatts....................xxxviii
- •Une nouvelle machine à triple expansion à grande
- vitesse.................................... l
- Alternateurs à force électromotrice sinusoïdale . . lu
- Génératrices à basse tension.....................lxii
- Essais d'un turbo-générateur de 1 230 kilowatts. —
- Matticc.................................lxii
- Refroidissement dans les transformateurs à courant
- alternatif. — G. Meyer....................lxii
- La houille blanche en Russie..................... lxxx
- Récentes améliorations dans la turbine à vapeur
- Curtis...................................xcvin
- La centrale à moteurs à gaz de Mi-cheville. . . xcviii La centrale hydro-électrique de Ferrare .... xcviii
- Moteur à gaz Nuremberg...........................xcviii
- La turbine à vapeur Zoelly........................... c
- La centrale à moteur à gaz de Laar................cxxii
- L’équipement électrique des nouvelles usines de chemin de fer de Queensland, à Ipswich
- (Australie)..............................cxxii
- Nouvelle machine à vapeur ........................cxxii
- Emploi de vapeur surchauffée et de chaudières de réchauffe avec les machines compound de grandes dimensions. — L.-S. Marks . . cxxii
- La centrale Electrique de Rotterdam............. cxxxiv
- Transformateurs de « The Electrical C° » de Londres ........................................... cxxxiv
- Régulation des moteurs à courant alternatif . . . cxlvi Les Centrales de Braïla, Quintana et Saint-Pétersbourg ...........................................CXLVII
- Accumulateurs.
- Emploi d’un survolleur pendant la décharge d’une
- batterie. — Gritters Doublet ...... n
- Perfectionnements aux accumulateurs Joël, Pralt et Yince, Coster et Storage, Colletas; Roder-
- burg, Rosset............................io3
- Eléments primaires et accumulateurs T. Mann et Gœber, Chaplain, Atwood Electric Cü, Frank, Potter, Smith, Diamant, Feldkamp,
- Rodman, Elieson, Askew, Canee, Pappen-
- burg, Nibletl.............................260
- Eléments primaires et accumulateurs Bonslield,
- Transmission
- Le calcul rationnel de réseaux et distribution de
- . courant. — Müllendorf......................220
- La transmission de l’énergie à haute tension. —
- Georges-H. Gibson....................... 23i
- Sur l’essai des isolants aux très hautes tensions. —
- Joua......................................272
- Détermination de l’emplacement d’une station. —
- •S. Diamant...............................274
- Détermination de la chute de tension inductive dans les lignes parallèles à courants triphasés.
- — L. Lichtenstein.........................420
- Une transmission d’énergie de 20000 volts .... vi Installations à haute tension ,en.Espagne ..... lii
- Delafon. Suse, Halsey, Portalier, Lejeune,
- , Hubbel............................. 3oo
- Théorie des accumulateurs au plomb. — P. Bary. 36i
- Les électrodes auxiliaires dans les accumulateurs
- au plomb. — C. Liagre..................4°S
- Accumulateurs Jungner Edison.— [M.-U.) Schoop. 441 Une pile étalon pour laboratoires industriels. —
- G. Rosset. . .'........................433
- Sur l'accumulateur au thallium. — L. Jouas. ... lii
- Plaques d’accumulateurs Frank..................... lii
- Pile Mesco...................................... cxxxvi
- et Distribution.
- La protection des installations de transport de force
- contre les décharges atmosphériques. . . liv
- Pertes par radiation directe dans les lignes à haute
- tension.............................. lxx, viii
- Appareil découplant en cas de danger des électrogènes en parallèle en les laissant en charge
- sur la distribution. —. Té Costa............ c
- Méthode pour déterminer la résistance d’isolement de chacun des conducteurs des installations à . courant continu à plusieurs fils. —
- Sahulka......................cxxiv et cxxxvn
- Sur la mise à. la terre du point neutre dans les installations à courants triphasés. — P. Ilumann ......................................... cxxix
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-
-
- 24 Septembre 1904.
- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- 5ai
- Applications thermiques.
- Appareil pour le centrage des arbres............. m
- Commande électrique d’ascenseur Waygood et
- Otis....................................193
- Commande électrique des ateliers Brilles et Wosks. xviii
- Les machines d’extraction électrique...............
- Laminoirs à cuivre ; commande par moteur élec-
- trique . .................................c:
- Signaux électropneumatiques, système Westinghouse. — E. Guarini............................
- Signaux automatiques pour chemins de fer électriques .......
- Tramway électrique de Sofia
- Etude comparative sur l’emploi du courant alternatif monophasé et sur celui du courant continu pour la traction.............................
- Système E.-A. Carolan pour la commande simultanée des moteurs d’un train de voitures motrices
- Aiguillage automatique pour tramways..............
- Estimation du coût de l’application de la traction
- électrique en Angleterre.................
- Chute de tension des courants alternatifs dans les rails de chemins de fer. — Behn-Eschen-
- bourg....................................
- Nouvelles installations électriques de la Compagnie des chemins de fer de l’Ouest en gare des Batignolles et ^dépendances. — II. Pataud . . .................... 337, 367 et4i3
- lia traction à contact superficiel. — /. Reyval . . 4^3
- Traction électrique par courants alternatifs .... 473
- Système électropneumatique Sahulka...................5og
- Système d’éclairage électrique pour les signaux de
- chemins de fer............................. xix
- La traction tangentielle système Dulait............. xix
- La traction électrique à Londres..................xxvi
- Chemins de fer à courant alternatif................xxvni
- Le chemin de fer à voie étroite Barking-Becton . . lv
- L’énergie électrique appliquée aux chemins de fer. lv
- Système de traction sans arrêts.................. . lv
- Traction électrique sur les canaux de Ladoga. . . lxxix Electrification du North-Eastern-Railway (Angleterre)........................................ LXXIX
- Réception du chemin de fer de la Valteline . . lxxxvi Calcul des frais qu’entraînerait 1’ « électrification.»
- des chemins de fer en Angleterre .... xc
- Les tramways électriques de la corporation de Lei-
- cester............................... cm
- Statistiques sur le coût des roues en Europe . . . oui Signaux sur le tramway électrique. —Boston et
- Worcester.............. »............... civ
- Métropolitain de New-York....................... ex
- Le doublement des voies de la compagnie d’Orléans aux abords de Paris ........ ex
- Remarques pratiques pour la construction des tramways interurbains. — A.-B. lier-
- riek............................cxxiv
- Pratique d’essieux et de rails..........cxxiv
- Accidents de tramways. —H.-W. Brooks. . . . oxxiv Les usines de force de la Compagnie de tramways
- à la Nouvelle-Orléans et de Kinsbridge . cl
- Un nouvel atelier de réparations pour tramways . cli Résultats financiers de l’exploitation des tramways
- en Allemagne........................... cli
- Développement des tramways électriques dans
- l’Extrême-Orient. ....................... cli
- j Le courant continu et le courant monophasé pour I la traction......................... cli
- Traction et Propulsion.
- 16
- 110 i5i
- *93
- 198 a34
- 235
- 3og
- Télégraphie et Téléphonie.
- Télégraphie sans fil. —Max Abraham............... 96
- Nouveau mode de connexion des appareils aux lignes télégraphiques et téléphoniques. —
- A. Bauti................................102
- Etude de la propagation du courant en période variable sur une ligne munie de récepteur.
- — II. Poincaré............121, 161, 201, 241
- Sur les bobines d’induction à résonance et leur emploi en télégraphie sans fil. — Seibt . . . 172
- Méthode pour accroître l’énergie dans le transmetteur en télégraphie sans fil. — Braun . . 182
- Éclairage
- L’arc électrique et ses applications. — J. Bing. . 3i Sur la mesure du flux lumineux des lampes à incandescence, — C. Léonard.......................... . 128
- Télégraphie et téléphonie simultanée...............233
- La fabrication de câbles téléphoniques à isolement
- par l’air. — /. Schmidt..........3o6 et 397
- Extension des communications téléphoniques entre
- la France et l’Angleterre................. x
- Circuit téléphonique dépourvu d’induction «... xx
- Relais téléphonique à mercure...................... xx
- Télégraphie sans fil système Artom................ xxi
- Le télégraphe imprimeur rapide de Siemens et
- Halske................................... Xl
- Relais téléphonique à vapeur de mercure............ xl
- électrique.
- L’éclairage par 1 électricité des trains de chemins'
- de fer. —L. Miinch ..................25o
- Système Sperry-Lyndon d’éclairage des trains . . 275
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-
-
-
- 022
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL------N° 39,
- Contribution à l’étude de l’arc électrique. — W.
- Weedon....................................34g
- L’éclairage électrique des trains.................. vi
- La lampe à vapeur de mercure de Bastian . Sog et lxiv La période de l’arc chantant .....................lxiv
- Système d’éclairage électrique pour les chemins de
- fer........................................ ex
- Essais sur. des arcs électriques entre électrodes
- métalliques.............................. . cxlviii
- Lampes à arc magnétite.................... cxlviii
- Électrochimie et Électrométallurgie.
- Application des méthodes électrochimiques à l’étude de la réaction des liquides avec les ‘indicateurs colorés. — Friedenthàl, Sa-
- lessky, Bruno Fels .......................... 28
- Sur la constitution des solutions salines. — Laben-
- dsirtski, Abegg '. . . .' ." ........ 3o
- Les fours électriques pour la fabrication de l’acier
- à Gysinge. — F.-A. Kjellin. ...... 6a
- Dépôt électrolytique de cadmium. —- S. Cowper
- Cowles . . ................................io3
- Traitement électrolytiqufe des déchets dé fer blanc. ix Perforation et découpage électrolytiques des tôles
- en acier trempé............................ ix
- Production- électrolytiqUe‘d’acide acétique en partant du bois.— Plater-Syberg................xxxi
- Brevet allemand n° 141.109 de la « National Elec-trolytic C° » pour la fabrication des chlorates. ............................................ . XXXI
- Production des chlorures de carbone au four électrique. — J. Machalske .... . . . . xxxii Raffinage électrolytique du plomb. — A .-G. Retts. xlii
- Applications
- Quelques notes sur la soudure de l’aluminium-. —
- Pherard Gower-Cowles...................xliii
- L’effet utile des fours électriques. — Richards. . xliii
- L’électrolyse avec anodes de platine polies et platines ..............................................xlii
- Electrôlÿse de divers'sels dissous dans des composés organiques. — E.-H. Patten. .... xlii
- L’énergie totale et l’énergie libre' de l'accumulateur
- au plomb. —1 R.-A. Lehfeldt ..... xlii La fabrication de l’acier au four électrique. —
- P.-L.-T. Héroult . . .................... . xliii
- Le rôle de la tension de cohésion dans la théorie
- de l’électrolyse.— C. Mewes......... lvi
- L’électrolyse industrielle de l’eau et les applications dé l’oxygèiie et de l'hydrogène à la sou-
- ’ dure. — M.-V. Schoop................ lvi
- Sur les redresseurs électrolytiques des courants
- ’ alternatifs.'—R. Dongicr............lvii
- Les redresseurs électrolytiques ........ lviii
- Quelques applications de la théorie de l’électro-Iyse à la séparation dés métaux. —A.
- Hollard . . . . . . .... . . . . . lxvi
- Séparation magnétique des minerais. ...... clii
- Procédé Ruthenburg. ..........................clii
- thermiques.
- Fer à repasser électrique. — G.-I. Schneider. . . xliii Chaudière électrique Harry Hill...............clii
- Divers.
- Commutateur de démarrage. —H.Pieper .... 199
- Etablissement des rhéostats de démarrage. — M.
- Freimark................................. 237
- Horloge électrique David Perret.....................238
- Résistances de contact. — J. Rusch...............xxxii
- A propos de l’application de l’impôt sur les machines dynamos en Italie..........................xxxiv
- Nouvelle roue à bandage . .........................xlvi
- Procédé G. Léonard de fabrication de résistances
- _ en charbon ............................... xlvi
- Procédé Andérsoii de bobinage de fils isolés . . . xlvi
- L’électricité dans les mines en Angleterre........xlvii
- Balais de dynamo Bunnig. . . . . ................ lii
- Limites de la production d’une usine............. lix
- Transport électrique des paquets à Chicago . . . lix
- L’électricité dans l’industrie des huiles............. lx
- Dégagement électrique des conduites d’eau gelées, lxvi Catalogue international de littérature scientifique, lxxiv
- Nouveau frein électro-magnétique..................lxxviii
- L’isolation au caoutchouc............................lxxx
- lia production et la consommation de charbon dans
- le monde..................................lxxxii
- Pompe à incendie à combustible liquide .... lxxxiii Condensateurs pour courant à haute tension et em-r
- ploi constant. — /. de Modzewski . . . lxxxvi Instruction sur le montage des installations électriques jusqu’à 600 volts .... cv, cxv et cxlii Sur la résistance de passage des balais en charbon, clii
- Etudes financières.
- Société française de distributions et de constructions électriques. ...........
- Assurances contre l’incendie et installations électriques .........................
- xi
- LXXXI
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-
-
-
- 24 Septembre 1904.
- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- 5*3
- MESURES
- Sur l’emploi de condensateurs dans les mesures de
- courant alternatif. — W. Peukert .... 106
- Phasemètre. — A. Grau................................108
- Nouveaux modèles d'oscillographes Blondel de la
- maison J. Carpentier........................167
- Mesure du travail d’un courant électrique instantané. — II. Weichsel................................ 188
- Indicateur électrique J.-L. Hall de la différence de vitesse entre deux machines motrices de
- navire......................................200
- Appareil de mesure pour déterminer les constantes
- d mduetion et lés pertes d’énergie dans les appareils à courants alternatifs. — Dole-
- zaleck...................................351
- Sur l’ampèremètre thermique à mercure. — C. Ca-
- michel.....................................356
- Sur le réglage de la sensibilité des galvanomètres
- Thomson....................................38o
- Photomètre à scintillation de MM. Simmance et
- Abady.....................................xxxm
- Compteur électrolytique Bassian...................lviii
- Appareil pour double tarif. ...................... lix
- SOCIÉTÉS SAVANTES, CONGRÈS, EXPOSITIONS
- Sociétés savantes, techniques et industrielles.
- Académie des sciences. — L’aimantation et la magnétostriction des aciers au nickel. — JVa-
- gaoka et Honda............................ 36
- Osmose électrique dsns l’alcool méthylique. —
- A. Baudouin............................... 87
- Sur le pouvoir pénétrant des rayons N. —
- J. Meyer................................. 38
- Modificationspêrmanentès sur lès propriétés des systèmes affectés à la fois d hystérésis et de viscosité. — P. Duhem. ...... 3p
- Sur la dissolution électrolytique du platine. —
- A. Brochet et /. Petit.................... 67
- Remarques sur l’emploi des courants alternatifs en chimie et sur la théorie des réactions qu’ils déterminent. — M. Berthelot. ... 68
- Constatation d’une radioactivité induite sur tous les corps par l’émanation des fils métalliques incandescents. — M. Tomma-
- sina.................................. 70
- Sur l’état microscopique des pôles et les spectres des décharges. — B. Eginitis. ... 112
- Sur les rayons cathodiques.—P. Villard. . . n3 Sur une méthode propre à mesurer les coefficients de self-induction. — Iliovici. ... 114
- Méthode pour l’enregistrement continu de l’état d’ionisation des gaz. — Ch. Nord-mann....................................116
- Influence de la fréquence dans l’électrolyse par
- courant alternatif. — Brochet et Petit. . . 117
- Explication des colorations diverses que présente un même tube à gaz raréfié. —
- II. Pellat.................................277
- Cohésion diélectrique de la vapeur saturée de
- mercure et de, ses mélanges. — Bouty . . 278
- Sur les rayons cathodiques. — P. Villard. . . 279
- Sur les formes, de l’éclairage de haute fréquence entre fils de platine de faible diamètre. — Broca et Turchini. ...... 315
- Sur la coexistence et l’impossibilité de constater des températures voisines très différentes. — E. Solvay............................. 317
- Société française de physique. — Sur la polarisation des électrodes. —E. Rothé. .... 23g
- Société internationale des électriciens. — Compte
- rendu de la séance du i3 avril............ 72
- Surtension dans les canalisations électriques
- (Séance du 4 mai)......................... . 72
- Compte rendu de la séance du i01’ juin. ... 80
- Société des ingénieurs civils. — Communication
- sur les turbines à vapeur. — M.-G. Hart, lxvi Là régulation automatique des turbines. . . xciv
- Académie des sciences de Berlin. — Sur la décom-
- position magnétique des lignes de radium.
- — C. Runge et J. Precht...............117
- Expériences ultérieures sur les phénomènes lumineux dus à l’ozone et au radium. —
- F. Richarz et R. Schenck..............129
- Société allemande de physique. — Spectres de luminescence discontinus des corps organiques. — E. Goldstein.......................120
- American Institute of Electrical Engineers. — Transformations de l’énergie dans les com-mutatrices. — W.-L. Franklin. ..... 155
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-
-
-
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N° 39.
- 524
- Institution of Electrical Engineers. — Le c, City and South London Railway. » Résultats pratiques du système à 3 fils appliqués à * la traction...............435
- Société de physique de Londres (février).............. xiv
- Société Faraday. — Séance du 21 mars...........118
- Séance du i3 avril.........................118
- Société physico-chimique Russe. — Sur la force
- Expositions, Cor
- Congrès de Vienne. — Contrôle des installations électriques et entretien des fils de trôlet.
- — G. Pedriali............................356
- Forme et tension de courant pour chemins de
- fer d’intérôt local. — M. Pforr cxxxix et cliii
- électromotrice antagoniste de l’arc électrique. — Mitkiewicz..............3ao
- Action du radium sur les verres. — N. Geor-
- giewski............................... 3‘ao
- Action du radium sur les métaux. —N-. Orloff. 3ao
- Expériences sur l’émanation du bromure de
- radium.— Th. Indricson..................3ao
- Société physico-mathématique de Tokio. — Sur l’existence d’un point critique de Villari dans le nickel. —Honda et Shimizu . . . 3i8
- :ès, Laboratoires.
- Congrès de l’Association F’rançaise pour la
- protection de la propriété industrielle, xlviii
- Conférence sur la télégraphie sans fil. — Capitaine Ferrié........................... xxx
- Liste de brevets
- Brevets.
- xxii, lxviii, lxxxiii j Brevets
- xcvi
- Bibliographie.
- Traité élémentaire des enroulements des dynamos
- à courant continu. — F. Loppé ..... xxiii
- Rayons N. — R. Blondlot............................xxiii
- Les maladies des machines électriques. — E. Schulz
- (traduit par Halphen).................. xxiv
- Electrotechnique appliquée. —A. Mandait. . . . xxiv Traité général de l’emploi de l’électricité dans l’industrie minière. — N. Lapostolest. . . xxxvi La pose des lignes en bronze, cuivre et aluminium.
- — E. Piérard...........................xxxvi
- Les accumulateurs électriques. — L. Jumau . . xxxvi
- Radioactivité. — E. Rutherford....................lxx
- Enroulements d’induits à courant continu. — Bruns-
- wicK et Alliamet.......................lxxii
- L’accumulateur électrique et ses applications industrielles. — Lamar Lyndon.......................lxxxiv
- La mécanique pratique. — Dejonc et Codron . . lxxxiv
- A Tex-Book on Static Eleetricity. —< Hobart
- Mas on............................. lxxxiv
- Einführung in die Elektrizitætslehre. — Bruno
- Kolbe.................................. lxxxiv
- Propriétés et essais des matériaux de l’électro-
- technique. — F. de Pontcharra ..... xcvi La transmission électrique de l’énergie dans les pays industriels de houille noire. -— R.
- Swyngedauw................................cxix
- Les nouveaux générateurs de vapeur à niveaux d’eau multiples et indépendants. — J. van
- Oosterwych............................... cxix
- La transmission électrique de la force dans les
- usines et ateliers. — R. Swyngedauw. . . cxix La pratique des machines à bois. — Per Siden. . cxx Dr J. Frick’s physikalische Technik. — De Otto
- Lehmann ... cxx
- De la législation française sur les brevets d’invention. — Ch. Thirion et J. Bonnet .... cxx
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-
-
-
- TABLE DES NOMS D’AUTEURS
- A
- Abf.gg. — Voir Labendsinski.
- Abraham (Max). — Télégraphie sans fil........... 96
- Anfossi. — Sur la réluctance d’un aimant rectiligne. ..................................i6r]
- Askew. — Plaque d’accumulateur. . ..............268
- B
- , Bary (P.). — Théorie des accumulateurs au
- plomb . , ,..........................361
- Bastian. — Lampe à vapeur de mercure ....
- Bauti (A.). — Nouveau mode de connexion des appareils aux lignes télégraphiques et téléphoniques. .. f ... ....................102
- Baudouin (A.). —Osmose électrique dans l’alcool
- m éthylique............................... 37
- Becquerel (J). — La radioactivité de la matière . 321
- Behn-Eschf.nburg. — Chute de tension des courants alternatifs dans les rails de chemins
- de fer.................................3og
- Behn-Eschenburg. — Sur la chute de tension dans
- les géuérateurs à courant alternatif . . . 467
- Berkitz. — Méthode pour rendre visible l’irrégularité d’une machine......................347
- Berthelot. — Sur l’emploi des courants alternai ifs 68
- en chimie..............................
- Béthf.nod (J.). — Diagramme des moteurs poly-
- phasés asynchrones............... 2 53, 281
- Btbbins. — Les moteurs à gaz dans les stations
- centrales................................ 11
- Bing (J.). — L’arc électrique et ses applications. 3i Bouty (E.). — Cohésion diélectrique de la vapeur
- saturée de mercure et de ses mélanges. . 278
- Braun. — Méthodes pour accroître l’énergie dans
- le transmetteur en télégraphie sans fil. . 182
- Breydel (A.). — L’énergie radio-active. .... Broca f.t Turchini. — Sur les formes de l’éclairage de haute fréquence entre fils de platine de
- faible diamètre............................ 3i5
- Brochet (A.) et Petit (J.).— Sur la dissolution électrolytique du platine.............................. . 67
- Influence de la fréquence dans 1 electrolyse
- par courant alternatif........................... 117
- Busch (J.). — Résistances de contact .... xxxii
- C
- Camichf.l (C.). — Sur l’ampèremètre thermique à
- mercure.............................356
- Chaplain (A.). — Perfectionnements aux convertisseurs chimiques pour la transformation du courant alternatif en courant continu. . . 265
- Charpentier (P.). —Sur le réglage de la sensibilité des galvanomètres Thomson .... 38o
- Colletas (A.). — Electrode négative ..............io5
- Combes (C.). — Sur les tentatives de reproduction
- du diamant......................... civ
- Costa (M.-J.). — Appareil découplant en cas de danger, des électrogènes en parallèle tout en les laissant en charge sur la distribu-
- tion .................................. c
- Coster (T.-J.). —Accumulateurs..................104
- Cowles (S. Cowper). —Dépôt électrolytique de cadmium....................................... , . io3
- Quelques notes sur la soudure de l’aluminium, xliii
- D
- Dalemont (J.). — Notes sur la détermination des phases des courants et tension dans un
- transformateur.......................... 375
- Darling (C.-R.). — Electrolyse des solutions en
- couches minces............................118
- Deschamps (J.). — Les moteurs thermiques .... 212
- Diamant (J.). —Perfectionnements dans la formation de peroxyde de plomb sur les plaques
- d’accumulateurs...........................267
- Diamant (S.). — Détermination de l’emplacement
- d’une station.............................274
- Dolezaleck. — Appareil de mesure pour la détermination des constantes d’induction et des pertes d’énergie dans les appareils à cou-
- rants alternatifs 35i
- Dongier(R.). — Sur les redresseurs électrolytiques
- des courants alternatifs..................... lvii
- Duhem (P.). — Modifications permanentes .... 39
- E
- Eginitis (R.). — Sur l’état microscopique des pôles
- et les spectres des décharges........112
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-
-
-
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N° 39.
- 626
- Elieson. —Plaque d’accumulateur...................268
- Ewing et Walter. — Nouveau détecteur.............. 11
- F
- Feldkamp. — Electrodes d’accumulateurs . 267 et 269
- Fels (Bruno). —Accumulateurs..................... 28
- Fisher Hinnen. — Sur le sifflement des machines . 345
- Fcerster (F.). — L’électrolyse avec anodes de platine polies et platinées........................xlii
- Frank (Oskar). — Plaque d’accumuleteur...........268
- Franklin (W.-L.). — Transformation de l’énergie
- dans les commutatrices................ i55
- Freim'ark (M.). — Etablissement des rhéostats de
- démarrage ............................ 287
- Friedenthal (H.). — Accumulateurs................ 28
- G
- Georgiews'ki (N.). — L’action du radium sur les
- verres, le quartz.......................320
- Gibson (G.-H.).—' La ' transmission de l’énergie
- électrique à haute tension..............231
- Gœber (C.). —(Voir Mann.)
- Goldstein (E.). —Spec'tres de luminescence dis-
- continus des corps solides, organiques. . 120
- Sur la formation de l’ozone...................... l
- Grassi (U.).—Sur la théorie delà polarisation galvanique et la condüctkm unipolaire ...
- Grau (A.). — Phasemètre . ...........................108
- Gray (J.). —Le Radium et la radioactivité . . . xliv Gritters Doublet (J.-M.). — Emploi d’un survol-
- teur pendant la décharge d’une batterie. . i5 Gros (Hugo).— Diagramme et essai des moteurs
- triphasés.................................. 456
- Guarini (E.). — Signaux électropneumatiques système Westinghouse................................... 16
- Guilbert (C.-F.). 1—’ Sur le calcul des ampère-tours équivalents des enroulements pour courants alternatifs simples ou polypha-
- sés................................... 67
- Guilbert (C.-F.).— Sur la puissance relative des
- commutatrices.........................4e»1
- H
- Hart (G.). — Communication sur les turbines . . lxvi
- Héroult (P.-L.-T.). -— Fabrication de l’acier au
- four électrique......................... xliii
- Heyl (P.-R.). — Propriétés Physiques de la matière parcourue par un courant électrique. LXXVI
- Hobart (H.-M.). — Sur le calcul des moteurs asynchrones..............................................25g
- Hollard (A.).— Application de l’électrolyse à la
- séparation des métaux.....................lxvi
- Honda. — (Voir Nagaoka)
- Honda et Shimizu. — Sur l’existence d’un point critique de Villari dans le nickel. ...... 3i8
- Humann (P.). — Sur la mise à la terre du point neutre dans les installations à courants
- triphasés.................................cxxix
- HuMniREY (H.). — Moteur à gaz Yogt.................. 90
- I
- Iliovici. — Sur une méthode propre à mesurer les
- coefficients de self-induction............ 114
- Indricson (Th.). — Expériences sur l’émanation du
- bromure de radium.........................320
- J
- Joël (H.-F.). — Perfectionnements aux accumula-
- teurs...................•.................io3
- Jona. — Sur l’essai des isolants aux très hautes
- tensions............................ .". . . 272
- Jonas (L.). — Sur l’accumulateur au thallium. . . lu
- K
- Kjellin (F.-A.). — Les fours électriques de Gy-
- singe/ 65
- L
- Labendsinski. — Sur la constitution des solutions
- salines.................................... 3o
- Lehfeldt (R.-A.). — L’énergie totale et l’énergie
- libre de l’accumulateur au plomb .... xlii Lehmann (Th.). — Etude théorique sur les moteurs
- monophasés à collecteurs..........4* et 61
- Léonard (C.)-. — Sur la mesure du flux lumineux
- des lampes à incandescence.................128
- Liagre (C.). — Les électrodes auxiliaires dans les
- accumulateurs au plomb.....................4°6
- Lichtenstein (L:).'— Détermination de la chute de tension inductive dans les lignes parallèles à courants triphasés..........................420
- Loewy (J.).— La construction des machines électriques en 1908 ........ 93, i34, 383
- M
- Machalske (J.). — Production des chlorures de
- carbone au four électrique..............xxxii
- Mandelstom (L.). — Sur la théorie du transmet-
- teur de Braun. ........................... 23
- Mann (Th.) et GœBER (C.). — Electrodes d’élé-
- • ments primaires...........................265
- Marks (L.-S.). — Emploi de vapeur surchauffée pour les machines compound de grandes dimensions.................................... cxxii
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-
-
-
- 24 Septembre 1904.
- REVUE D’ÉLECTRICITÉ
- Mattice. — Essais d’un turbo-générateur de i 200
- kilowatts..............................lxii
- Mewes (R.). — Sur la théorie de l’électrolyse. . . lyi
- Meyer (G.). — Refroidissement par l’huile et refroidissement par l’air dans les transformateurs à courant alternatif................lxii
- Meyer (J.)* — Sur les rayons N................... 38
- Mitkiewicz (W.). — Sur la force électromotrice
- antagoniste de l’arc électrique.........320
- Modzewski (J. de). — Condensateurs électriques
- pour courant à haute tension . . . . . lxxxvi Müllendorf. — Le calcul rationnel de réseaux de
- distribution de courant.................210
- Munch (L.). — De l’emploi drs moteurs à gaz dans
- la production de l’électricité ...... 5i
- L’éclairage par l’électricité des trains de chemin
- de fer..................................260
- N .
- Nagaoka et Honda. — L’aimantation et la magné-
- tostriction des aciers au nickel......... 36
- Niblett. —Accumulateurs...........................271
- Niethammer (F.). — Diagramme général des courants alternatifs 5
- Nordmann (Ch.). — Jonographe......................116
- Northrupp et Woods. —- Indications pour la production des courants à haute fréquence . 217
- O
- Orloff (N.). — Action du radium sur les métaux. 320
- P
- Pataud (H.). —Nouvelles installations électriques de la Compagnie des Chemins de fer de l’Ouest en gare des Batignolles et dépendances ................................ 337, 367et4i3
- Patten (E.-H.). — Electrolyse de divers sels dissous dans des composés organiques. . . xlii Pedriali (G.). — Contrôle des installations électriques et entretien des fils de trôlet. . . 356
- Pellat (H.). —Explication des colorations diverses
- que présente un même tube à gaz raréfié . 277
- Petit (J.). — Voir Brochet.
- Peukert (W.). — Sur l’emploi de condensateurs
- dans les mesures de courant alternatif . . 106
- Pforr. — Forme et tension de courant pour chemins
- dealer d’intérêt local..................cxxxix
- Plater-Sylberg. — Production électrolytique d’acide acétique en partant du bois .... xxxi Poincaré (H.). — Étude de la propagation du courant en période variable sur une ligne munie du récepteur. .... 121, 161, 201 et 241
- Poppenburg (von den) . — Plaques d’accumulateurs ...........................................
- Potter(Caroll). — Plaques d’accumulateurs ... 26
- Pratt (H.) et Vince (F.). —Accumulateurs ... 104
- Precht (J.). — (Voir Runge).
- Punga (F.). — Pertes Joule dans un induit en
- cage d’écureuil............................263
- Punga (F.). — Moteurs à courants continus pour
- vitesses variables ...................... 343
- ; • / v Q ‘ • '
- Quesneville (G.). — Nouvelles considérations
- contre la théorie'électromagnétique de la lumière................................... civ
- R
- Retts (A.-G.). —Raffinage électrolytique du plomb, xlii Reyval(J-).— Les grandes turbines Westinghouse-
- Parsons.................................... 87
- Résultats d’expériences sur les moteurs à
- répulsion, d’après M. W. Slicher . . . . 333
- La traction à contact superficiel..............q53
- Progrès récents réalisés dans les moteurs-série à courants alternatifs monophasés. ... Richards (J.-W.). — L’effet utile des fours électriques .............................................XLIII
- Richarz (F.) et Schenck(R.). — Phénomènes lumineux dûs à l’ozone et au radium. .... 120
- Roderburg (C.). — Accumulateurs................. . io5
- Roderburg. — Électrodes d’éléments secondaires. 270 Rodman. — Séparation pour éléments secondaires .............................................268
- Rosenberg. — Compoundage de dynamos à trois
- conducteurs................................3y6
- Rosset (G.). — Perfectionnements aux éléments
- secondaires............................... io5
- Une pile étalon pour laboratoires industriels. 449 Rothé (E.). — Sur la polarisation des électrodes. 269 Runge (C.) et Precht (J.). — Sur la décomposition
- magnétique des lignes du radium. ... 119
- Ruthenburg. — Procédé d’agglomération électrique......................................
- S
- Sahulka'. — Méthode pour déterminer la résistance d’isolement de chacun des conducteurs des installations à courant continu à plusieurs fils...................... cxxiv et cxxvn
- Système de chemin de fer éleotropneumatique.
- Mesures d’isolement au moyen du voltmètre
- électrostatique............................
- Salessky (de). — Accumulateurs................... . 28
- Sarrat (F.). — Contribution à l’étude générale des dynamos auto-excitatrices à courant continu. . ............................ 286
- Schenck (R.). — (Voir Richarz).
- 270
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-
-
- 028
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- T. XL. — N° 39.
- Schmidt (J.). — La fabrication des câbles télépho-
- niques à isolement par l’air...........3o6
- La fabrication des câbles téléphoniques à nombreuses âmes isolées par l’air.............397
- Schneider (G.-I.). — Fer à repasser électrique . . xliii Schoop (M.-U.). — Accumulateurs Jungner Edison. 441
- Electrolyse industrielle de l’eau et applications de l’oxygène et de l’hydrogène à la soudure ................................. LYI
- Sêguy (G.). — Relation entre la pression du gaz dans un tube à vide et la longueur d’étincelle .....................................cxiv
- Seibt. — Sur les bobines d’induction à résonance
- et leur emploi en télégraphie sans fil. . . 172
- Seïdener. — Pôles de commutation avec enroulements de compensation et de compoundage
- ! pour machines à courant continu.........392
- Shimïzu. — (Voir Honda).
- Simmance et Abady. — Photomètre à scintillation, xxxn Smith. — Plaques d’accumulateurs................267
- Solier (A.). —Nouveaux modèles d’oscillographes
- Blondel de la maison J. Carpentier. . . 161
- Solvay (E.). — Sur la coexistence et l’impossibilité de constater des températures voisines très différentes.............................317
- Sommerfeld (A.). — Sur les mouvements pendulaires des alternateurs en parallèle ... 137
- T
- Tommasina. — Constatation d’une radioactivité induite sur tous les corps par l'émanation des fils métalliques incandescents .... 70
- Turchini. — ( Voir Broca).
- V
- Villard (P.). — Sur les rayons cathodiques . . . n3 Sur les rayons cathodiques (réponse à la note
- de M. Pellat)..........................279
- Yince (F.). — (Voir Pratt).'
- W
- Walter. — (Voir Ewing).
- Weichsel (H.). — Mesure du travail d’un courant
- instantané...............................188
- Woods. — ( Voir Northrupp).
- Weedon (W.). — Contribution à l’étude de l’arc
- électrique. ............................349
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-
-
-
- Tome XL,
- Samedi 2 Juillet 1904.
- Il* Année. — N» 2?
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- L’ÉNERGIE
- La reproduction des articles de L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE est interdite
- SOMMAIRE
- F. NIETHAMMER. — Diagramme général des courants alternatifs (suite et fin)......... 5
- GRITTERS DOUBLET (J.-M). — Emploi d’un survolteur pendant la décharge d’une batterie .... i5 GUARINI (E). — Signaux électropneumatiques système Westinghouse...................... 16
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- Théories et Généralités : Sur la théorie du transmetteur de Braun, par L. Mandelstom................. 23
- Accumulateurs : Application des méthodes électrochimiques à l’étude de la réaction des liquides avec les
- indicateurs colorés, par Friedentiial, Salessky, Bruno Fels. . .............................. 28
- Sur la constitution des solutions salines, par Labendsinski, Abegg.............................. 3o
- Eclairage : L’arc électrique et ses applications, par J. Bing........................................ 3i
- SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- Académie des Sciences : L’alimentation et la magnétostriction des aciers au nickel, par Nagaoka et
- Honda................. ..................................................................... 36
- Osmose électrique dans l’alcool méthylique, par A. Baudouin. . ................... 37
- Sur le pouvoir pénétrant des rayons N, par J. Meyer................... .......................... 38
- Modifications permanentes sur les propriétés des systèmes afiectés à la fois d’hystérésis et de viscosité,
- par P. Duhem. . ............................................................................ 3g
- SUPPLÉMENT
- Echos et nouvelles...............................
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-
- Il
- Supplément à L’Éclairage Électrique du 2 Juillet 1904
- ÉCHOS ET NOUVELLES
- THÉORIES ET GÉNÉRALITÉS
- Nouveau détecteur d’oscillations électriques. Ewing et Walter, Electrical Review (N.-Y.) t. XLIV, p. 467 et suivantes.
- La propriété des oscillations électriques de réduire l’hystérésis du fer a été indiqué par Rutherford. Marconi s’est servi du téléphone pour déceler ces variations de l’hystérésis. Les auteurs se sont proposé de mettre ces mêmes variations au moyen d’un appareil basé sur le même principe que l’hystérésimètre bien connu d’Ewing. Le champ tournant en présence de pièces de fer mobiles autour du même axe provoque sur ces dernières un couple qui sera modifié si l’hystérésis varie ; si ce couple est équilibré par l’action d’un ressort, la déviation sera modifiée en conséquence.
- Dans une première expérience, les auteurs firent tourner un électro-aimant autour d’un axe vertical, les pièces polaires embrassant une série d’anneaux, en fer doux suspendus à une petite bande de bronze phosphoreux et reposant sur un pivot. Ces anneaux étaient libres de se mouvoir à l’intérieur de deux bobines de fil fin à enroulement normal au plan des anneaux, et traversées par des oscillations électriques. Le passage de ces dernières réduisait en effet la déviation des anneaux. Mais en envoyant un courant alternatif de 100 périodes dans les bobines, la déviation était supprimée complètement.
- Les auteurs eurent alors l’idée d’envoyer les oscillations dans le fer doux lui-même. Ils construisirent une bobine de fils de fer doux isolés, dans laquelle ils envoyaient les oscillations ; la déviation sous l’action de la rotation des électro-aimants était modifiée beaucoup plus, mais, contrairement à toute attente, elle variait en sens inverse de celui des premières expériences, indiquant une augmentation de l’hystérésis.
- Les auteurs construisirent alors un instrument, qui tout en décelant l’existence des oscillations, permet de mesurer leur intensité ; sa sensibilité peut être modifiée depuis celle d’un cohéreur ordinaire jnsqu’au point d’être insensible aux plus puissantes oscillations produites dans le voisinage immédiat.
- L’électro-aimant a la forme d’un anneau mobile autour d’un axe vertical et muni de deux pièces polaires cunéiformes, l’enroulement reçoit le courant par deux bagues et deux frotteurs. L’électro-aimant est actionné par un moteur électrique et tourne à la vitesse de 5 à 8 tours par
- seconde. Il peut être remplacé par un aimant permanent. Extérieurement est disposé le bâti destiné à supporter la bobine de fer doux. La carcasse de cette bobine est en os et porte un pivot, à chaque extrémité, en acier. L’enroulement consiste en 5oo tours de fil de fer étiré dur et isolé à la soie. La bobine est immergée dans du pétrole pour renforcer l’isolation et amortir les déviations. Ces dernières se lisent soit au.moyen du spot donné par une lanterne et un petit miroir fixé sur l’équipage, soit au moyen d’un siphon — recorder.
- L’instrument donnant des indications quantitatives, son utilité pour la syntonisation des appareils de télégraphie sans fil est évidente.
- L’augmentation de l’hystérésis dans ce dispositif est assez inattendue, les auteurs l’attribuent à ce fait que l’aimantation circulaire oscillatoire facilite l’aimantation longitudinale, en permettant au fer de s’aimanter plus fortement à chaque révolution ; l’hystérésis se trouve ainsi augmentée indirectement à un degré tel que l’effet direct des oscillations sur l’hystérésis est complètement annihilé.
- P.-L. C.
- GÉNÉRATION ET TRANSFORMATION
- Les moteurs à gaz dans les stations centrales. Bibbins. Electrical Review. (N. Y.), t. XLIY, n° 2.
- Dans cet article, l’auteur se propose d’examiner les avantages d’une exploitation électrique conduite par une usine à gaz. Les moteurs à gaz sont arrivés à un degré de perfectionnement qui les rend parfaitement appropriés au service des stations centrales. Mais, en outre, l’auteur estime qu’une station peut être conduite plus économiquement avec le gaz qu’avec la vapeur ; le fonctionnement des moteurs à gaz est plus économique. Enfin, les usines à gaz dont le coefficient économique est peu élevé, trouvent un débouché tout indiqué en produisant de l’électricité. L’auteur a choisi des exemples d’installation dans des villes des Etats-Unis, de 2 000 à 20 000 habitants. On doit exiger d’un moteur a gaz la continuité du service à tout prix, la simplicité de la conduite, un coût peu élevé de l’équipement et du combustible. Pour montrer les résultats que l’on peut obtenir à ce point de vue, l’auteur cite une installation où sur un laps de temps de 8 472 heures, le moteur n’a eu que 242 heures d’arrêts pour changement de brûleurs, de coussinets, pour peinture, réparations dans l’installation, etc. ; et 0,6
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-
-
- Supplément à L’ÊclairageJÉlectrique du 2 Juillet 1904
- III
- Compagnie Française pour l’Exploitation des Procédés
- THOMSON-HOUSTON
- CAPITAL : 40 MILLIONS
- Siège social : 10, rue de Londres, PARIS
- TELEPHONE : 158.11 — 158.81 Adresse télégraphique : ELIHU-PARIS
- Traction électrique
- Eclairage éiectriqeie Transport de force
- Matériel de Mines
- INTERRUPTEURS A HUILE THOMSON-HOUSTON
- Les interrupteurs à huile Thomson-Houston sont établis en vue des tensions les plus élevées et des charges les plus considérables; leur excellent fonctionnement est aujourd’hui démontré par des milliers d’applications diverses.
- Ils sont de quatre types différents que l’on utilise suivant la nature et l’intensité du courant maximum pour lequel on les emploie :
- Modèle F, forme I, pour charges de 850 à 1 250 kw, triphasées sous une tension inférieure à 3 500 volts.
- Modèle F, forme F, pour charges ne dépassant pas 3 500 kw en triphasé, sous une tension inférieure à 6 500 volts.
- Modèle F, forme K, pour charges de 7 000 kw en triphasé, sous une tension inférieure ou égale à 15 000 volts.
- Modèle F, forme H, qui peut être, sur demande, établi pour toutes charges et tensions.
- Nos interrupteurs peuvent être établis pour être manœu-vrés de différentes façons :
- 1° Pour être placés directement -sur le tableau et ma-nœuvrés à la main au moyen d’un levier;
- 2° Pour être placés à distance du tableau et commandés par ceux-ci. Il est alors manœuvré par l’intermédiaire d’un système articulé au moyen d’une poignée placée sur le tableau;
- 3° Pour être commandés automatiquement, comme le montre la figure ci-contre, au moyen d’un déclencheur qui peut être diversement disposé, suivant que l’appareil est monté au dos du tableau ou à distance.
- L’interrupteur forme H, pour installations de très grande puissance, n’est commandé à la main que dans des conditions très rares; il est généralement actionné a distance au moyen d’un courant électrique ou de l’air comprimé.
- Ateliers de Construction, 44, rue des Volontaires, PARIS
- p.r3 - vue 532/686
-
-
-
- IV
- Supplément à L'Eclairage Électrique du 2 Juillet 1904
- p. ioo seulement de la durée des arrêts est imputable au moteur proprement dit. 11 se trouva une période de i 107 heures de marche interrompue seulement à la fin par la rupture d’une courroie. Dans d’autres installations, la durée de marche atteint de 96 à 98 p. 100 du temps écoulé. Il va sans dire qu’un tel service n’est pas nécessaire dans une station centrale, par suite de la présence des machines de secours nécessaires aux heures de forte consommation.
- Le coût d’une installation d’une station à moteurs à gaz avec les appareils nécessaires pour la production du gaz ne dépasse pas celle d’une station à vapeur avec condenseurs. Si l’on dispose de gaz naturel ou de gaz d’éclairage, l’installation est beaucoup plus économique.
- Les conditions éminemment favorables de l’exploitation de stations à moteurs à gaz résident dans ce fait que toutes les pertes de calorique sont supprimées aussitôt que les machines sont au repos. En outre, il n’y a pas de pertes depuis l’appareil générateur de fluides jusqu’à la machine. Il n’y a rien d’analogue aux pertes par condensation dans la tuyauterie et dans le cylindre ; ni par rayonnement dans les conduites, ni par entretien du feu dans la chaudière au repos.
- Comme rapidité de mise en marche, on ne peut rien désirer de mieux. Les pompes à incendie de Philadelphie actionnées par des moteurs à gaz de 280 chevaux, ont été fréquemment mises en marche 40 secondes après le signal.
- L’eau de refroidissement des cylindres est utilisée par plusieurs stations pour une distribution d’eau chaude ; dans quelques usines à gaz on a obtenu une sérieuse économie en se servant de cette eau pour empêcher la congélation de l’eau des cuves de gazomètres ; ce qui évite l’emploi du thermosiphon ordinaire.
- Les difficultés de la mise en parallèle des alternateurs actionnés par des moteurs à gaz semble à peu près résolue, quand on emploie de basses fréquences, de grandes vitesses périphériques et des alternateurs à faible réactance.
- Aux Etats-Unis 011 trouve diverses espèces de gaz combustible, les pouvoirs calorifiques par unité de volume sont dans les rapports suivants :
- Gaz naturel......................... 1000
- Gaz de houille....................... 65o
- Gaz à l'eau......................... 3oo
- — carburé....................... 600
- Gaz pauvre (gazogène)................ 120 à 143
- Gaz des fours à coke................. 600
- Gaz des hauts fourneaux .... 90
- L’augmentation des bénéfices d’une usine à gaz par l’adjonction d’une station électrique
- doit être basée sur le principe de la réduction du prix de revient par suite de l’augmentation de la production avec le même matériel. En établissant un tarif convenable pour la vente de l’électricité, une usine à gaz augmentera ses débouchés sans réduire pour autant la consommation du gaz.
- P.-L. C.
- Le compoundage électromécanique, système Mengès.
- Après un article de M. F. Broek paru dans YElectrotechnische Zeitschrift sur le compoundage Routin, M. Menges nous a écrit pour revendiquer la priorité de ce système de compoundage. Il renvoie, à cet effet, à ses brevets de 1884 et aux descriptions données en 1887 par M. Hospitalier dans Y Electricien (i3 août) et par M. Hillairet dans la Lumière Electrique (3o juillet).
- De plus M. Mengès ajoute les quelques remarques suivantes sur le fonctionnement de son régulateur et celui du régulateur Routin :
- i° Lorsqu’il se produit par exemple un court-circuit sur une machine shunt, ou bien une chute de courroie, ou tout autre incident qui décharge brusquement la machine, la soupape d’admission de la vapeur est aussitôt fermée dans son appareil, tandis que l’admission de vapeur se fait en grand avec le régulateur Routin et la machine s’emballe.
- 20 Si le réglage est parfait, c’est-à-dire si l’appareil prévient les variations de la différence de potentiel aux bornes, le courant dans l’enroulement shunt du solénoïde double de M. Routin ne varie pas lui-même et par conséquent ne provoque aucune action régulatrice. Donc dans l’hypothèse d’un réglage parfait, l’enroulement shunt joue seulement le rôle de force antagoniste à l’action du courant principal. Or, M. Mengès a employé comme force antagoniste l’action de la pesanteur, qui, d’après lui, est le moyen le plus simple et le plus sûr, et a indiqué que l’on pouvait adopter n’importe quel autre dispositif tel que ressort, poussée hydrostatique, etc. L’emploi de l’enroulement shunt considéré dans le cas du régulateur parfait est moins avantageux que l’emploi d’un des moyens ci-dessus indiqués puisqu’il entraîne une perte d’énergie.
- En réalité, comme la différence de potentiel ne reste pas constante, l’addition du solénoïde shunt constitue une combinaison du compoundage par courant principal avec le système ordinaire du réglage de la tension par les variations d’un courant dérivé, et cette combinaison semble défectueuse à M. Mengès. Il est vrai qu’en outre du compoundage il faut encore un autre réglage puisqu’il y a toujours des causes de
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 2 Juillet 1904
- V
- Westing
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- Disjoncteur type « Balai »
- Disjoncteurs automatiques Westinghouse pour
- courants continu et alternatif.
- Les disjoncteurs Westinghouse sont d’une construction très robuste et très simple, ils possèdent une très grande sensibilité, la rupture se produit très rapidement, elle a lieu sur charbons.
- Disjoncteur type à « Mâchoire »
- Matériel électrique
- Westinghouse
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- Traction Éclairage
- Transport de Force
- Génératrices
- Commutatrices
- Transformateurs
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- Installations électriques complètes
- Société anonyme
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- Siège social : 45, rue de l’Arcade, Paris
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- au Havre et à Sévran
- Agences à : Paris, Lille, Lyon, Toulouse, Nancy, Madrid, Bruxelles, Milan.
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- VI
- Supplément à L’Éclairage Électrique du 2 Juillet 1904
- variation en dehors du compoundage. On peut employer dans ce but un régulateur galvanomé-trique, mais alors on introduit dans le réglage le défaut de ces appareils qui est de régler à outrance.
- 4° M. Routin pense que la suppression du régulateur à force centrifuge est un avantage considérable. M. Mengès trouve au contraire qu’il est indispensable pour prévenir les accidents, de maintenir un certain contrôle direct de la vitesse, et que la combinaison du compoundage avec le régulateur à force centrifuge est la seule acceptable. Il faut employer dans ce cas, un régulateur a force centrifuge très stable, c’est-à-dire donnant à lui seul un réglage très imparfait.
- La conclusion de M. Mengès et que la combinaison du svstème de compoundage avec le réglage électrique ordinaire, surtout dans un seul solénoïde comme dans l’appareil de M. Routin, est à tous les points de vue défectueux et même dangereux.
- B. L.
- Moteurs générateurs disposés verticalement. Str. By Journal, 5 mars. 1904.
- Six moteurs-générateurs construits par les ateliers d’Oerlikon se composent chacun d’un moteur à courant alternatif de 1 000 chevaux à 10000 volts, 45 périodes et 34o tours par minute dont la partie tournante est placée sur un arbre vertical au-dessus de l’induit d’une génératrice à courant continu de 56o kilowatts.
- L’armature en court-circuit du moteur est soutenue par un cadre horizontal en fonte qui supporte aussi, au-dessous de l’armature du moteur l’inductaur à 12 pôles de la génératrice. Cet inducteur en fonte est muni de pôles rapportés en tôle. Les deux parties tournantes, d’un poids total de 14 tonnes sont boulonnées ensemble. La partie inférieure de l’arbre repose sur un coussinet spécial dans lequel est amenée de l’huile comprimée à 10 atmosphères. L’induit de la dynamo porte 204 encoches ouvertes dans chacune desquelles sont placés 4 conducteurs. Le collecteur a 4°8 lames sur lesquelles frottent 12 lignes de 11 balais.
- Le moteur a 18 pôles et porte 192 encoches contenant chacune 18 conducteurs en série isolés à la micanite.
- B. L.
- TRANSMISSION ET DISTRIBUTION
- Une transmission d’énergie électrique de 30 OOO volts. Electrical Magazine, avril.
- Cette installation a été faite à Lebunar en
- O
- Autriche sur la rivière Mur. D’après Y Engineering, l’installation comprend quatre turbines donnant une force totale de 3 000 HP.
- Les moteurs sont à champ tournant et comme ils ne pouvaient être construits d’un poids suffisant pour assurer une vitesse régulière on a ajouté un volant. Des transformateurs de65o kilowatts, du type monophasé avec couplage en triangle sont employés pour élever la tension de 1 5oo à 20000 volts. Un soin spécial a été pris dans l’établissement des lignes de transmission qui étaient soumises à une tension de 24 000 volts. Trois sous-stations ramènent le voltage à 5oo volts par des transformateurs à huile. Cette installation a fonctionné sans accident depuis le début, malgré de nombreuses chutes de neige considérables dans le pays.
- A. B.
- TRACTION
- L’éclairage électrique des trains. Zeitschrift, fur Electrotechnik, 10 avril.
- Après des expériences poursuivies pendant deux années sur certains trains allemands, on a appliqué aux trains rapides des lignes Berlin-Stassnitz et Berlin-Altona l’éclairage électrique avec machine génératrice unique pour tout le train et batteries d’accumulateurs individuelles sur chaque wagon.
- Le courant est produit par un groupe électrogène comprenant une turbine à vapeur de Laval de 20 chevaux et une dynamo shunt commandée par engrenages; ce groupe électrogène est placé sur la chaudière de la locomotive, à côté du dôme de vapeur. Les batteries des voitures ne servent à l’éclairage que lorsque la locomotive n’est pas accrochée au train : ces batteries sont suffisantes pour assurer tout l’éclairage pendant trois heures.
- Les voitures, de construction récente, contiennent dans chacun des sept compartiments deux lampes de plafond de 20 bougies en première classe et de 16 bougies en deuxième classe, et 4 lampes de lecture de 6 bougies placées au-dessus des dossiers des sièges et que l’on peut allumer et éteindre à volonté. Le couloir contient 6 lampes et les recoins 3 lampes de 12 bougies. Les lampes sont réunies en 4 circuits distincts commandés chacun par un interrupteur principal. Le nombre total de bougies représentant l’éclairage d’une voiture est de 024, tandis qu’avec l’éclairage au gaz ce nombre n’était que de 3o4- L’armoire où sont placés les interrupteurs contient aussi un interrupteur de batterie, les coupe-circuits nécessaires, un contact mobile pour la vérification de l’état des choses de la batterie et un voltmètre pour la vérification de l’isolement de l’installation. Les canalisations des lampes de plafond sont placées sur le toit dans des tubes d’acier, avec boîtes de dérivation ; les canalisations des lampes de lecture
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 2 Juillet 1904
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- sont placées sous le plancher et faits en câbles sous plomb ou en fils sous tubes de laiton. La liaison entre les voitures est faite au moyen de câbles d’accouplement et de prises de courant.
- Comme la machine et la batterie sont reliées d’une façon permanente au réseau d’éclairage et que la différence de potentiel s’élève, par suite de la charge de la batterie, de 64 à 86 volts, les résistances en fer sont intercalées dans les lanternes en série avec les lampes. Les résistances consistent en fils de fer fin placés dans des ampoules de verre remplies d’hydrogène. Lorsque le courant augmente, la résistance croît de telle manière que la différence de potentiel aux bornes des lampes reste approximativement 48 volts, pendant que la différence de potentiel totale varie de 64 à 86 volts.
- Dans les trains entre Berlin et Cologne, l’installation de l’éclairage électrique est à peu près la même, mais la génératrice est actionnée par l’un des essieux du fourgon à bagages. La machine de 17 kilowatts porte deux enroulements shunt et un enroulement série différentiel. L’un des enroulements shunt est connecté aux bornes de la machine et l’autre aux bornes de la batterie. Dans ces deux enroulements le courant est maintenu à peu près constant grâce h l’introduction de résistances en fils de fer. Entre la batterie et la machine sont disposés des éléments à électrode d’aluminium qui empêchent le retour du courant de la batterie à la machine aux cas où la différence de potentiel aux bornes de cette dernière tombe à une faible valeur. Le tableau de distribution avec voltmètre, ampèremètre, conjoncteur, régulateur shunt, etc., est placé dans le fourgon à bagages, et la surveillance en est confiée au garde-frein.
- A côté de ces systèmes d’exploitation, un grand nombre d’essais ont été entrepris pour l’éclairage individuel des voitures de façon à déterminer le système dont le fonctionnement est le plus sûr et le plus simple. Tous ces systèmes emploient une dynamo commandée par l’un des essieux d’un bogie et une ou deux batteries (systèmes Stone et Vicarino). On a inventé un grand nombre de dispositifs d’interrupteurs actionnés électriquement ou mécaniquement pour assurer l’indépendance entre la différence de potentiel aux bornes des lampes et la vitesse du train. Le manque de sécurité qu’offrent tous ces appareils peut être évité par l’emploi d’éléments à électrode d’aluminium.
- Les frais d’installation de l’équipement électrique y compris toutes les modifications de construction, le montage, expédition, emballage, ont atteint par bougie Hefner les chiffres suivants :
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- VUI
- Supplément à L’Éclairage Électrique du 2 Juillet 1904
- Pour les systèmes d’éclairage par voitures
- individuelles, en moyenne....................18 » fr
- Pour le système d’éclairage décrit en premier
- lieu.........................................2 5 »
- Pour le système d’éclairage sur la ligne Berlin-
- Altona.......................................2 3 »
- Pour le système d’éclairage sur la ligne Berlin-
- Cologne......................................17 »
- Pour le système d’éclairage sur la ligne Berlin-
- Bàle.........................................i8,5o
- Il est à remarquer que l’on tient compte dans ces chiffres des appareils de réserve nécessaires h assurer la sécurité de l’exploitation.
- Les frais d’installation de l’éclairage au gaz se sont élevés par bougie Hefner à 9,00 fr.
- Les frais d’exploitation, dont la totalité ne pourra être déterminée qu’après une longue période d’exploitation, sont plus faibles pour l’éclairage électrique que pour l’éclairage au gaz, et plus faibles pour les équipements par train total que pour les équiments par voitures individuelles. Si l’on fait la somme de tous les frais d’installation, d’amortissement et d’exploitation, on voit que l’éclairage électrique d’un train est sensiblement plus coûteux que l’éclairage au gaz pour un faible nombre d’heures d’éclairage, mais qu’il se rapproche de plus en plus de ce dernier lorsque le nombre d’heures augmente, et qu’il peut même lui devenir inférieur.
- Pour terminer, nous donnons dans le tableau suivant quelques données intéressantes sur la consommation d’énergie des dynamos Stone employées pour l’éclairage des trains :
- Les chiffres indiqués dans ce tableau proviennent d’indications données par Wippow et par Staby. On voit qu’une consommation exagérée d’énergie ne peut être évitée dans la commande de ces dynamos qu’à la condition qu’il existe une certaine proportion entre la vitesse du train et le diamètre de la poulie de commande placée sur l’essieu du wagon ou sur l’arbre de la dynamo. On voit par exemple dans la colonne VIII du tableau que le nombre de tours annulés par
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- L’ACCUMULATEUR TUDOR
- Société anonyme. Capital : 1.600.000 fr.
- Siège social : 48, rue de la Victoire, Paris USINES : 39 et il, route d’Arras, LILLE
- INGÉNIEURS-REPRÉSENTANTS :
- ROUEN, 47, rue d’Amiens. — LYON, 106, rue de l’Hôtei-de-Ville NANTES, 7, rue Scribe. — TOULOUSE, 62, rue Bayard. NANCY, bis, rue Isabey.
- ADRESSE TÉLÉGRAPHIQUE Tudor Paris, Tudor Lille, Tudor Rouen, Tudor Nantes, Tudor Lyon, Tudor Toulouse, Tudor Nancy.
- le glissement de la courroie est extrêmement considérable par rapport à la vitesse atteinte par le train. On peut en général compter que la dynamo fait 80 à 90 tours de moins qu’elle en ferait sans glissement.
- L’état d’équilibre serait atteint pour une vitesse de rotation de la dynamo de 915 tours par minute (colonne VI) ; la charge permanente de la dynamo serait donc de 20 ampères si la vitesse de rotation sans glissement était de 1 000 tours par minute. On devait alors compter dans la colonne VII sur 1 000 tours-minute au lieu de 1 5oo. Il résulte des résultats d’expérience de Staby que la consommation d'énergie du moteur est à peu près directement proportionnelle à sa vitesse de rotation. Par conséquent, dans le cas précédent, la diminution possible de 1 5oo à 1 000 tours diminuerait de 1/3 la consommation d’énergie. Cette valeur est portée dans la colonne XII et atteint 1,41 cheval au lieu de 2,12.
- Comme conclusion pratique, ce tableau montre qu’il est nécessaire, avant d’équiper avec le système Stone des wagons de chemins de fer, de déterminer quels sont les diamètres de poulie qui conviennent aux vitesses auxquelles ces wagons doivent rouler. On peut choisir ces dernières de telle façon que les pertes par glissement soient réduites à de faibles valeurs. E, B.
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- Sapplément à L'Éclairage Électrique dn 2 Juillet 1904
- ne.
- ÉLECTROCHIMIE
- Traitement èlectrolytique des déchets de fer blanc. 1904. London. Mining Journal, i5 février, p. 194.
- Deux méthodes sont usitées en général, l’une aux acides, l’autre dans laquelle l’étain est dissous à l’état de stannate de soude.
- Voici des données concernant le second procédé, fournies par une usine fonctionnant d’après cette méthode.
- Les déchets traités renferment 7 p. 100 d’étain; l'électrolyte est une solution chaude (60-70°) de soude caustique à 10-12 p. 100; les anodes sont des paniers en fer remplis de déchets et les cathodes de simples tôles de fer. La tension varie de 1 volt au début à 1,0-2 volts à la fin, avec une densité de courant de 100 ampères par mJ de cathode. L’étain déposé est raclé, lavé pour enlever la soude, comprimé et fondu. Ces gâteaux d’étain donnent, s’ils ne sont pas fondus dans un four de réduction avec fondants convenables, un déchet de 20-3o p. 100 dû à la rapide oxydation de l’éponge d’étain.
- Une dynamo de 800 ampères sous 8 volts traite ainsi 10 à 12,0 tonnes de déchets de fer-blanc par semaine ; l’électrolyte renferme en solution 0,9 à 1,2 p. 100 d’étain; sa composition reste
- constante et il peut durer de longs mois à condition d’ajouter de la soude de temps a autre.
- Les réactions qui sont supposées prendre naissance durant le cours de cette méthode sont les suivantes :
- -(- d l’anode :
- Séparation de...............
- qui se scindent en . . . .
- Dissolution de l’étain par l’action combinée de l’oxygène et de la soude . . .
- — à la cathode :
- 4 OH.
- 2H20 + 02
- Sa 4- O2 -f 2 NaOH + 2 H20 — 3 H20 -j- NaSnO3 (tannate de soude).
- Séparation de............ .
- décomposés par l’eau . .
- Réduction du stannate par l’hydrogène et libération de l’étain qui se dépose. .
- 4 Na
- 4 Na + 4 H20
- = 4NaOH + 4H.
- Na2Sn03 -f- 4 H == Sn 4 2Na0H + H20.
- Dans une autre méthode brevetée, par Paul Bergsoe, l’étain est extrait en chauffant les dé» chets avec du chlorure stannique, ce qui donne du chlorure stanneux, lequel est alors électro-lysé.
- L’étain est alors déposé et le chlorure stannique régénéré, lequel pourra ainsi servir à dis-
- Voyages circulaires à coupons combinables sur le réseau P.-L.-M.
- Il est délivré toute l’année, dans toutes les gares du réseau P.-L.-M., des carnets individuels ou de famille pour effectuer sur ce réseau, en lra, 2e et 3a classe, des voyages circulaires à itinéraire tracé par les voyageurs eux-mêmes, avec parcours totaux d’au moins 300 kilomètres. Les prix de ces carnets comportent des réductions très importantes qui atteignent, pour les billets collectifs, 50 p. 100 du Tarif général.
- La validité de ces carnets est de 30 jours jusqu’à 1500 kilomètres; 45 jours de 1501 à 3000 kilomètres; 60 jours pour plus de 3000 kilomètres. — Faculté de prolongation, à deux reprises, de 15, 23 ou 30 jours suivant le cas, moyennant le paiement d’un supplément égal au 10 p. 100 du prix total du carnet, pour chaque prolongation. Arrêts facultatifs à toutes les gares situées sur l’itinéraire. Tour se procurer un carnet individuel ou de famille, il suffit de tracer sur une carte, qui est délivrée gratuitement dans toutes les gares P.-L.-M., bureaux de ville et agences de la Compagnie, le voyage à effectuer, et d’envoyer cette carte 5 jours avant le départ, à la gare où le voyage doit être commencé, en joignant à cet envoi une consignation de 10 francs. — Le délai de demande est réduit à deux jours (dimanches et fêtes non compris) pour certaines grandes gares.
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- MM. les Voyageurs effectuant de jour la traversée entre Dieppe et Newhaven auront à payer une surtaxe de 5 fr. par billet simple et de 10 fr. par billet d’aller et retour en lr« classe ; de 3 fr. par billet simple et de 6 fr. par billet d’aller et retour en 2e classe.
- Départs de Paris-Saint-Lazare, Arrivées ) London_Bpidge . .
- r a, \ Victoria...............
- Londres )
- Départs ) London-Bridge. . .
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- Arrivées à Paris-Saint-Lazare.
- 10 h. 20 m. 9 h. s.
- 7 h. s. 7 h. 40 m.
- 7 h. s. 7 h. 50 m.
- 10 h. ni. 9 h. s.
- 10 h. m. 8 h. 50 s.
- 6 h. 40 s. 7 h. 15 m.
- Les trains du service de jour entre Paris et Dieppe et vice-versa comportent des voitures de lra et de 2e classes à couloir avec water-closets et toilette, ainsi qu’un wagon-restaurant ; ceux du service de nuit comportent des voitures à couloir des trois classes avec water-closets et toilette. La voiture de lra classe à couloir des trains de nuit comporte des compartiments à couchettes (supplément de 5 fr. par place. Les couchettes peuvent être retenues à l’avance “aux gares de Paris et de Dieppe moyennant une surtaxe de 1 fr. par couchette.
- La Compagnie de l'Ouest envoie franco, sur demande affranchie, un bulletin spécial du service de Paris à Londres.
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- X
- Supplément à L'Éclairage Électrique du 2 Juillet 1904
- soudre une nouvelle quantité d’étain, et ainsi de suite. On a :
- i° Sissol. chim .... Sn -f- SnCD = 2 SnCl2
- 2° Sépar. électrolyt . . 2 SnCl2 =r SnCl'* -f- Sn.
- L’étain peut être rigoureusement enlevé de la surface des déchets, le chlorure stannique n’attaquant pas le fer, et la tôle désétamée peut alors être vendue aux forges et aciéries.
- Perforation et découpage èlectrolytiques des tôles en acier trempé. 1904. Paris. L’Industrie électrique, n° 291, 10 février, t. XIII, p. 62.
- La perforation thermique soit par l’arc électrique, soit par le chalumeau oxhydrique, s’exécute très facilement et très rapidement, mais le chauffage recuit et détrempe la pièce à perforer.
- La perforation électrolytique s’opérant à froid élude cet inconvénient, mais jusqu’ici la lenteur du processus en rendait l’application peu pratique.
- L’auteur est cependant arrivé à des résultats industriels au moyen de l’appareil ci-contre. Le principe delà méthode consiste à projeter contre la plaque a perforer, employée comme anode, un jet d’électrolyte.
- La tuyère Cowper-Coles, qui tient lieu d’élec-trolyseur, est constituée par un tronc de cône creux en vulcanite, séparée en 2 compartiments par une cloison isolante. A l’aide d’une pompe on fait circuler l’électrolyte qui arrive dans l’appareil par l’une des tubulures et ressort par l’autre après avoir accompli un voyage autour de la cloison.
- La tuyère vient s’appliquer contre la plaque a perforer reliée au positif de la source de courant.
- Le négatif est relié à une tige de fer faisant fonction de cathode qui pénètre dans la tuyère (non représentée sur la figure). L’électrolyse est menée avec une très forte densité de courant qui attaque rapidement la plaque et tend à faire un dépôt pulvérulent sur la tige cathode.
- Yu son peu de solidité, ce dépôt est entraîné par le courant d’électrolyte, et ne peut de la sorte obturer l’appareil. L’électrolyte préférablement employé est l’acide sulfurique étendu.
- DIVERS
- Extension des communications téléphoniques entre la France et l’Angleterre. Electrical Magazine, avril.
- On vient d’augmenter considérablement le
- CHEMINS DE FER DU NORD
- TRAINS DE LUXE
- TOUTE L’ANNÉE
- Nord-Express. — Tous les jours entre Paris et Berlin avec continuation une fois par semaine de Berlin sur Varsovie et deux fois par semaine de Berlin sur Saint-Pétersbourg.
- (A l’aller ce train est en correspondance à Liège avec l’Ostende-Vienne).
- Péninsulaire-Express. — Une fois par semaine de Londres et Calais pour Turin, Alexandrie, Bologne, Brindisi.
- (En correspondance à Brindisi avec le paquebot de la malle de l’Inde).
- Calais-Marseille-Bcmbay-Express. — Une fois par semaine de Londres et Calais pour Marseille (quai de la Joliette) en correspondance avec les paquebots de la Compagnie Péninsulaire et Orientale à destination de l’Egypte et des Indes.
- L’HIVER SEULEMENT
- Calais Méditerranée-Express. — De Londres et Calais pour Nice et Vintimille.
- Train rapide quotidien entre Paris-Nord, Nice et Vintimille composé de voitures de lr° classe, lits-salon et slceping-car.
- L’ÉTÉ SEULEMENT
- Engadine-Express. — De Londres et Calais pour Coire, Lucerne et Interlakon.
- CHEMIN DE FER D’ORLÉANS
- EXCURSIONS
- AUX
- STATIONS THERMALES ET BALNÉAIRES
- des Pyrénées et du Golfe de Gascogne I
- Arcachon, Biarritz, Dax, Pau, Salies-de-Béarn, etc. 1
- Tarif Spécial G. V. n» 106 (Orléans).
- Des billets aller et retour de toutes classes, valables pendant 33 jours, non compris les jours de départ et d’arrivée, avec réduction de 25 p. 100 en lre classe, et de 20 p. 100 en 2° et 3e classes sur les prix calculés au tarif général d’après l’itinéraire effectivement suivi, sont délivrés toute l’année, à toutes les stations du réseau d’Orléans, pour :
- _ Agde (Le Grau), Alet, Amélie-les-Bains, Arcachon, Arge-lès-Gazost, Argelès-sur-Mer, Arles-sur-Tech (La Preste), Arreau-Cadéac (Vieille-Aure), Ax-les-Thermes, Bagnères-de-Bigorre , Bagnères-de-Luchon , Balaruc-les-Bains , Banyuls-sur-Mer, Barbotan, Biarritz, Bouloü-Perthus, (le), Cambo-les-Bains, Capvern, Cauterets, Collioure, Couiza-Montazels (Rennes-les-Bains), Dax, Bspêraza (Cam-pagne-les-Bains), Camarde, Grenade-sur-l’Adour (Eugénie-les-Bains), Guéthary (halte), Gujan-Mestras, Hendaye, Labenne (Cap-Breton), Labouheyre (Mimizan), Laluque (Préchacq-les-Bains), Lamalou-les-Bains, Laruns-Eaux - Bonnes (Eaux-Chaudes), Leucate (La Franqui), Lourdes, Loures-Barbazan, Marignac-Saint-Béat (Lez, Val-d’Aran), Nevoulle (la), Olo-ron-Sainte-Marie (Saint-Christau), Pau, Pierrefitte-Nestalas I (Barèges, Luz, Saint-Sauveur), Port-Vendres, Prades (Molitg), H Quillan (Ginoles, Carcanières, Eseouloubre, Csson-Ies-Bains) S Saint-Plour (Chaudesaignes), Saint-Gaudens (Encausse, G an I tiôs); Saint-Girons (Audinac, Âulus), Saint-Jean-de-Luz, F Saléchan (Sainte-Marie, Siradan), Salies-de-Béarn, Salies-du- B Salat, Ussat-les-Bains et Villefranche-de-Conflent (le | Yernet, Thuès, les Escaldas, Graüs-de-Canaveilles). I
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 2 Juillet 1904
- XI
- réseau des communications téléphoniques entre la France et l’Angleterre. Divers bureaux de Londres sont maintenant capables de communiquer avec Amiens, Armentières, Béthune, Bordeaux, Boulogne, Caen, Calais, Cambrai, Chartres, Denain, Dieppe, Dijon, Douai, Dunkerque, Elbeuf, Le Havre, Lens, Lille, Lyon, Marseille, Nancy, Orléans, Paris, Roubaix, Rouen, Saint-Etienne, Saint-Quentin, Tourcoing, Tours et Valenciennes. Les communications sont aussi utiles entre les bureaux du Post office à Birmingham, Bradford, Brighton, Bristol, Cambridge, Cardiff, Derby, Hull, Ipswieh, Leeds, Leicester, Liverpool, Manchester, Newport, Norwich, Nottingham, Sheffield, Southampton, Yarmouth d’une part et Paris, ainsi que d’autres centres importants d’autre part.
- La taxe générale des conversations entre l’Angleterre et les villes de France est de iofrpar trois minutes. Il est fait exception pour Bordeaux, Marseille et Saint-Etienne : le prix est alors 12,5o fr. Ce nouveau service est la meilleure preuve des progrès réalisés pendant ces dernières années dans la téléphonie à distance.
- A. B
- Société française de distributions et de constructions électriques (*). Extrait du rapport présenté par le Conseil d’administration à l’Assemblée générale du 28 janvier 1904.
- Conformément à l’article 3i de nos statuts, nous avons l’honneur de vous présenter les résultats de l’exploitation de notre Société pendant le dernier exercice et de soumettre à votre approbation le Bilan arrêté au 3o Juin dernier.
- Tous nos soins ont été apportés au développement des réseaux d’éclairage de nos secteurs de Bordeaux dont l’importance s’est encore accrue d’une façon assez notable.
- La longueur des canalisations, qui était, au 3o Juin 1902, de 39,900 km, s’étendait sur une longueur de 40 km au 3o Juin 1903; elle est actuellement de 5i km.
- Le nombre de clients ou abonnés est passé d’une année h l’autre : de 658 pour 26 5oo lampes en 1902, à 741 pour une consommation de 32470 lampes de 10 bougie au 3o Juin 1903. Dans ce nombre sont compris 26 moteurs représent en environ 70 chevaux.
- La force disponible, dans nos usines, est actuellement de 780 chevaux.
- Depuis le 10 Juin 1903, le nombe des abonnés s’est encore augmenté d’une centaine pour une consommation supplémentaire de 8 3oo lampes. D’où il résulte que nos usines ont actuellement à pourvoir à une alimentation de courant représentée par 41 700 lampes de 10 bougies.
- Parmi les nouveaux clients, à qui nous fournissons le courant, il faut citer :
- 21 chais à vin ou alcool,
- Une quarantaine de magasins divers,
- Trois hôtels,
- Trois cafés,
- Un grand journal quotidien (éclairage et force motrice),
- Un grand magasin avec entrepôt,
- De nombreux particuliers.
- Les courbes de charges des usines ont été beaucoup améliorées, notamment par la vente du courant pendant les heures diurnes, 190 chevaux sont pris en permanence par la clientèle dans la journée, soit pour l’éclairage de chais, soit pour la force motrice, et cette force est en progression.
- Les recettes pour vente d’énergie électrique sont de 214 077,80 fr contre 192880,00 fr durant l’année précédente, soit une augmentation de 21 197,80 en faveur de l’exercice écoulé.
- Cet accroissement eut été sensiblement plus important si nous n’avions dû, pour lutter contre la concurrence des secteurs voisins, consentir à des baisses de tarifs importantes tant pour les abonnés nouveaux que pour le renouvellement de polices arrivées à expiration.
- Les réductions de prix ainsi opérées ont eu pour résultat de ramener le chiffre des produits nets de nos secteurs à 42 789,64 fr.
- Il convient de remarquer toutefois que, grâce aux notables diminutions que nous avons pu opérer sur les frais généraux d’Administration, les bénéfices, qui avaient été nuis en 1901-1902, ont été de 4648,76 pour 1902-1903; nous en avons porté le montant au compte d’Amortisse-ments.
- Compteurs Brown-Routin. — Les appareils qui sont actuellement en service chez nos abonnés continuent de fonctionner à notre pleine satisfaction. Cent compteurs d’un modèle nouveau sortant de nos laboratoires, viennent de nous être livrés par le constructeur et vont être mis en service incessamment.
- En résumé, Messieurs le chiffre des bénéfices sociaux pour l’exercice 1902-1903, bien que peu élevé pour les causes que nous venons de vous faire connaître, paraît être néanmoins le point de départ d’une ère sensiblement plus prospère.
- En effet, la moyenne des augmentations de recette des cinq premiers mois de l’exercice 1903-1904 sur les recettes des mêmes mois du dernier exercice est de 29 p. 100 et cette proportion semble devoir atteindre 4° P- 100 durant les mois de décembre, janvier et lévrier. Dans ces conditions, l’augmentation pour l’année entière ne paraît pas devoir être inférieure à
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 2 Juillet 1904
- 2D p. ioo représentant un accroissement de recettes d’une soixantaine de mille francs sur le chiffre de l'exercice dont nous venons de vous rendre compte. Défalcation faite des frais généraux, dont l’augmentation correspondante serait très peu élevée, nous pourrions ainsi compter pouvoir réaliser durant l’exercice en cours par l’exploitation de nos secteurs de Bordeaux un produit net de 80 à 85ooo fr. Nous pouvons en conclure que si nous avons dû, l’année dernière faire des sacrifices — tout momentanés — sur les prix de vente de l’énergie électrique pour conserver et accroître notre clientèle, nous nous sommes constitué un ensemble d’abonnés dont la consommation suit une progression très marquée et nous donne les plus sérieuses espérances de bénéfices pour l’exercice en cours.
- BILAN AU 30 JUIN I 903
- Actif.
- Immobilisations :
- Secteurs de Bordeaux. . . . 972 719,46
- Frais d’études et brevets. . . 549 402,a3
- A déduire bénéfice de l’exercice 6 648,76 544 753,47
- Mobilier 7 448,65
- Cautionnement 49,5o
- Loyer d’avance 654 »
- Disponibilités : Caisse et Banque (Paris). . . 72 061,i5 1 525 626,08
- Caisse et Banque (Bordeaux). i5 492,06
- Effets à recevoir et débiteurs (Paris). . 16 211,70
- Effets à recevoir et débiteurs (Bordeaux) 4i 711 >99
- Marchandises (Paris) .... 10 338 »
- Marchandises et matières premières (Bordeaux) . . . 41 217,43
- Compagnie générale d’éclairage de Bordeaux. . . . 52, 10 197 084,73
- Total . . . 1 722 709,81
- Passif. Capital 1 700 000 »
- Créditeurs divers (Paris). . . 700 »
- Créditeurs divers (Bordeaux). 22 009,81 22 709,81
- Total . . . 1 722 709,81
- COMPTE DES PROFITS i ET PERTES
- Doit Frais généraux : Administration. Personnel . . 20 388,5o
- A reporter ... . 20 388,5o
- Report ... ...........2o 388,5o
- Impôts sur titres........................... 2 43i,o5
- Règlement affaires litigeuses . ............ 8 698,03
- Frais de négociation........................ 44,90
- Divers : loyer, contributions, chauffage, éclairage, timbres, assurances, publicité, déménagement, commissions ... 8 288,3o
- 39 860,78
- Bénéfice :
- Virement au compte « Frais d’études et bre-
- vets » . ......................... 4 648,76
- Total.................... 44 499,54
- Avoir
- Intérêts sur dépôts en banque............... i 709,60
- Bénéfices des secteurs de Bordeaux .... l\‘i 789,94
- Total.................... 44499,54
- AVIS
- Brevet français 25^ 248 ;
- Régulation pour lumière. — On désire
- céder ce brevet ou en accorder des licences.
- S’adresser à C. Pieper, ingénieur, et Paten-tanwalt, Hindersinstr. 3, Berlin. N. W. 4°-
- Exportation de matériel électrique en Egypte.— Moniteur officiel du Commerce, 12 mai. — Beaucoup de grandes maisons allemandes d’électricité sont représentées en Egypte par des ingénieurs compétents qui s’efforcent de combattre la concurrence des autres pays. Dans ces dernières années, dit Y Export de Berlin, ces agents ont réussi à obtenir quelques fortes commandes. L’éclairage électrique est de plus en plus en faveur en Egypte et le courant nécessaire est fourni par la Compagnie française du gaz qui en a le monopole par des traités à longue durée passés avec le Gouvernement. Cependant, un assez grand nombre de dynamos allemandes et anglaises pour l’éclairage fonctionnant dans de grands établissements et des maisons particulières. Les ventilateurs électriques trouvent aussi un débouché toujours croissant. Actuellement, ce serait l’article américain qui së vend presque exclusivement. Les ventilateurs dont l’usage est le plus répandu ont des ailes de 3o à 40 cm d’envergure et tournant à 400 tours sous une tension de 100 volts; leur marche peut être réglée à trois vitesses et le prix d’achat de chacun varie de 100 à 120 fr rendu à Alexandrie coût, assurance, transport et frais de douane compris.
- L.D.
- ACCUMULATEURS TRANSPORTABLES
- 69, rue Pouehet, 69 (avenue de Glichy) Paris
- DININ
- Fournisseur des Ministères des Postes et Télégraphes, Marine, Guerre, instruction Publique, Colonie s, des Facultés, des Hôpitaux, des Compagnies de Paris-Lyon-Méditerranée, de l’Est, etc., etc.
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- CATALOGUES FRANCO — TELEPHONE 529-U
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- Tome XL,
- Samedi 9 Juillet 1904,
- 11* Année. — N* 28
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- L'ÉNERGIE
- La reoroduction des articles de L'ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE est interdite
- SOMMAIRE
- LEHMANN (TH.). — Étude théorique sur les moteurs monophasés à collecteurs........................................... 41
- MUNCH (L.). — De l’emploi des moteurs à gaz dans la production de l’électricité.................................. 5i
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIÛUE
- Génération et Transformation : Sur le calcul des ampèretours équivalents des enroulements pour cou-
- rants alternatifs simples ou polyphasés, par C.-F. Guilbert.................................... .
- Applications thermiques : Les fours électriques pour la fabrication de l’acier à Gysinge (Suède), par
- F.-A. Kjellin................................................................................. 65
- SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- Académie des Sciences (Séance du 2 mai) : Sur la dissolution électrolytique du platine, par MM. André
- Brochet et Joseph Petit . .................................................................... ”67
- (Séance du 9 mai) : Remarques sur l’emploi des courants alternatifs en chimie et sur la théorie des
- réactions qu’ils déterminent, par M. Berthelot................................................... . 68
- Constatation d’une radioactivité induite sur tous les corps par l’émanation des fils métalliques incandescents, par M. Tommasina.................................................................... 70
- Société internationale des Electriciens : Compte rendu de la séance du i3 avril.................... 72
- (Séance du 4 mai) ; Surtension dans les canalisations électriques................................. 72
- Compte rendu de la séance du ior juin.............................................................. . 80
- SUPPLÉMENT
- Echos et nouvelles..................................................................... xix
- Brevets................................................................................... xxii
- Bibliographie........................................................................... xxiit
- CABLES ELECTRIQUES
- MAISONS: JfiSSî?,
- LYON Csra te
- IT pi=msl
- BORDEAUX Mii
- TÉLÉPHONE 146-84
- G.&R.-B. delà MATEE. Dépôt : 81, rue Iléiiumur, Paris.
- Usines et bureaux à Gravelle-Saint-Maurice (Seine.) .
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- XIV
- Supplément à L'Éclairage Électrique du 9 Juillet 1904
- ÉCHOS ET NOUVELLES
- THÉORIES ET GÉNÉRALITÉS
- Divergence des feuilles d’électroscope dans le vide sous Vinfluence de la lumière. Physiku-lische Zeitschrift, n° 1904 •
- S. Guzzenheimer et A. Korn ont constaté que les feuilles d’un électroscope dans lequel la pression était de 1 mm commencent à diverger lorsqu’elles sont éclairées par une source lumineuse. Une lampe à incandescence de 16 bougies placée à 3 cm causait une déviation correspondant à une différence de potentiel de 5oo volts. La déviation atteignait un maximum pour une pression de 0,02 mm. Les charges des feuilles étaient positives, ce qui correspond aux hypothèses de Lénard qu’il existe aux endroits éclairés des rayons cathodiques qui entraînent avec eux les charges négatives. Les auteursnroient cependant que cette charge positive n’est pas la cause de la divergence des feuilles, mais qu’il se produit plutôt aux endroits éclairés des rayons a et des rayons [3 et que la charge positive apparaît, parce que les rayons [3 disparaissent plus facilement. B. L.
- Electrisation de quelques diélectriques amorphes. L'Elettricista, iQr avril 1904.
- Les expériences de Corbino et d’Ashton ont montré que, en variant seulement la pression qu’ils supportent, certains diélectriques subissent une modification de leur état électrique. Dans ses recherches effectuées à l’Institut Physique de Rome, le Dr Martinelli s’est borné à étudier l’influence de la compression, sur quelques isolants, sans les soumettre à une traction simultanée. Les expériences ont porté sur diverses variétés de caoutchouc, sur le verre, le soufre, la paraffine et la gomme laque.
- Après quelques tâtonnements, la méthode adoptée pour les expériences consistait à placer le diélectrique entre deux plaques métalliques horizontales, dont l’inférieure était reliée â rélectromètre, et la supérieure à la terre. Cette dernière portait en même temps un vase dans lequel on fait arriver un jet rapide de mercure. La plaque inférieure reposait sur les arêtes de trois prismes en ébonite ; enfin, par une disposition convenable, on pouvait soustraire la plaque inférieure et les connexions aux faibles courants d’air électrisé par la chute du mercure. Ce dispositif permit non seulement d’étudier les phénomènes sur la plaque inférieure, mais encore de soumettre le diélectrique au phénomène inverse, en laissant écouler le mercure du vase après l’observation.
- Avec le caoutchouc, la chute d’un poids de 3,o88 kgr d'une hauteur de 2 cm ne produisait pas d’électrisation régulière, ni de signe constant sur la face supérieure, le frottement apportant des perturbations d’influence prépondérante.
- Avec le verre, on constata une électrisation négative de la face supérieure, mais il se produisait aussi des divergences.
- Avec un disque de soufre de 12,8 cm et de 3 cm d’épaisseur, la chute du même poids produisait une électrisation négative plus ou moins régulière sur la face supérieure. Mais pour aucun de ces trois corps, la compression graduelle obtenue par l’arrivée du mercure ne donna de résultats appréciables.
- Pour la paraffine, la constance de l’électrisation positive de la plaque supérieure fut.parfaite. La compression graduelle au moyen du jet de mercure décela également une électrisation négative sur la face inférieure.
- La gomme laque est le diélectrique sur lequel le phénomène présente le plus d’intensité ; mais on observe dans ce cas une anomalie spéciale à ce diélectrique et consistant en ce que l’électrisation ne se présente que sur une des faces tandis qu’il n’y en a pas de trace appréciable sur l’autre, et la face électrisée varie d’un disque à l’autre.
- L’auteur conclut de ces diverses expériences que les divers diélectriques soumis à une compression présentent une électrisation sur la face comprimée et que le.signe de cette électrisation varie d’un corps à l’autre. L’auteur attribue ce phénomène à la stratification en couches de densités différentes qui se produisent au moment de la compression et à une dissymétrie de lu masse.
- Quant à l’anomalie présentée par la gomme laque, elle serait due à une cristallisation partielle au moment de la solidification, de sorte qu’il se produirait de véritables phénomènes piézoélectriques.
- P.-L. C.
- Société de physique de Londres (février).
- M. W. Watson décrit un magnétographe à fil de quartz pour force verticale. I/auteur a eu en vue de réduire le moment d’inertie du système suspendu, afin de déterminer les variations à période rapide du champ terrestre. Le principe de l’instrument consiste à suspendre un aimant à une fibre de quartz horizontale, maintenue tendue au moyen d’un ressort. Le centre de gra-
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- Supplément à L'Éclairage Électrique dn 9 Juillet 1904
- XV
- Compagnie Française pour l’Exploitation des Procédés
- THOMSON-HOUSTON
- CAPITAL : 40 MILLIONS
- Siège social : 10, rue de Londres, PARIS
- TELEPHONE : 158.11 — 158.81 “ ~ Adresse télégraphique : ELIHU-PAR1S
- Traction électrique
- Eclairage électrique Transport de force
- MBHHHaMMBSGMaMBeMnaHaaBMMMinMaMaMMBHra raMMHHHBHnHHHHBMMUBMMgnmH
- matériel de Nlines
- INTERRUPTEURS A HUILE THOMSON-HOUSTON
- Les interrupteurs à huile Thomson-Houston sont établis en vue des tensions les plus élevées et des charges les plus considérables; leur excellent fonctionnement est aujourd’hui démontré par des milliers d’applications diverses.
- Ils sont de quatre types différents que l’on utilise suivant la nature et l’intensité du courant maximum pour lequel on les emploie :
- Modèle F, forme I, pour charges de 850 à 1 250 kw, triphasées sous une tension inférieure à 3500 volts.
- Modèle F, forme F, pour charges ne dépassant pas 3 500 kw en triphasé, sous une tension inférieure à 6 500 volts.
- Modèle F, forme K, pour charges de 7 000 kw en triphasé, sous une tension inférieure ou égale à 15 000 volts.
- Modèle F, forme H, qui peut être, sur demande, établi pour toutes charges et tensions.
- Nos interrupteurs peuvent être établis pour être manœu-vrés de différentes façons :
- 1° Pour être placés directement sur le tableau et ma-nœuvrés à la main au moyen d’un levier;
- 2° Pour être placés à distance du tableau et commandés par ceux-ci. Il est alors manoeuvré par l'intermédiaire d’un système articulé au moyen d’une poignée placée sur le tableau;
- 3° Pour être commandés automatiquement, comme le montre la figure ei-eontre, au moyen d’un déefenoheur qui peut être diversement disposé, suivant que l’appareil est monté au dos du tableau ou à distance.
- L’interrupteur forme H, pour installations de très grande puissance, n’est commandé à la main que dans des conditions très rares; il est généralement actionné à distance au moyen d’un courant électrique’ nu de l’air comprimé.
- Ateliers de Construction, 44, rue des Volontaires, PARIS
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- XVI
- Supplément à L’Eclairage Électrique du 9 Juillet 1904
- vité de l’aimant et la torsion de la fibre sont disposés de telle façon que Taxe de l’aimant soit horizontal. Toute variation de la force verticale produit une rotation de l’aimant autour de la fibre; enregistrée au moyen d’un miroir attaché à l’aimant.
- M. G.-W. Walker montre que le phénomène observé par Quincke (abaissement du niveau d’une solution de chlorure ferrique dans un tube capillaire relié à une boule lorsqu’on porte le tout entre les deux pôles d’un électroaimant) peut s’expliquer par la seule considération de tensions magnétiques d’ordre électrique.
- M. W.Watson signale quelques difficultés dans la préparation des diagrammes et les moyens de les surmonter.
- M. R.-J. Sowter présente un électroscope portatif à haut isolement, spécialement adapté à la mise en évidence et à la mesure du pouvoir de décharge des substances radio-actives.
- L'action du radium sur les tubes a vide soum-.s à une différence de potentiel (Revue Générale des Sciences).
- On se sert souvent des tubes à vide comme détecteurs de champs électromagnétiques, dont la présence est indiquée par la luminescence du tube. L’intensité du champ doit à cet effet, être supérieure h un certain minimum, caractéristique de chaque tube individuel.
- Comme le lait remarquer M. D.-M. Sokoltzew dans un travail récemment présenté à la Section de Physique de la Société Physico-Chimique Russe, la sensibilité d’un tube, à vide de ce genre peut être accrue lorsqu’on tient compte des phénomènes qui se passent dans ce tube aussitôt que l’inlluence d’une différence de potentiel y fait naître une luminescence. En effet, le gaz renfermé dans le tube sera ionisé, en même temps que se produira un phénomène de décharge à travers le gaz, manifesté par la luminescence ; c’est dire que le champ agit comme ionisateur. Or, si l’intensité du champ est insuffisante pour produire cette ionisation, il convient d’avoir recours a l’action d’un autre ionisateur. C’est en se basant sur ces considérations que l’auteur a eu l’idée d’employer le radium pour augmenter la sensibilité du tube. Ce dernier a été exposé à l’influence d’un champ électrique trop faible pour y produire des phénomènes lumineux ; aussitôt que M. Sokoltzew a fait tomber sur le tube des rayons du radium, il a remarqué une luminosité, qui s’exaltait en même temps que les rayons du radium devenaient plus efficaces. -
- La conductibilité de l’air aux hautes tensions. El. World and Engineers, n° io,
- M. J. Ryan a fait récemment une conférence à l’American Institution of Electrical Engineers sur la conductibilité de l’air aux hautes tensions et sur les pertes qui limitent les différences de potentiel utilisables pour les transports de force à distance. Ses conclusions s’accordent avec les expériences connues de Scott et Mershon. La valeur maxima de l’onde de tension est donnée par l’expression
- Emax = + 350 000 log — ir + °>°7)
- 439 -f-1 r
- où b représente la pression de l’air.
- I la température. r le rayon du conducteur. s l’écartement entre les conducteurs.
- Le tableau suivant indique le diamètre que doivent avoir les conducteurs pour une pression de y4° nam de mercure, une température de 220 C. et une distance entre conducteurs de 1220 mm si l’on veut éviter les pertes.
- Valeur maxima de la tension à laquelle des pertes se produisent par l'air.
- 78 5oo 137 000 314 000 392 000
- Valeur
- efficace. Diamètre du fil 55 000 1,48 mm
- 111 100 4,89 »
- 222 200 18,2 »
- 277700 25 »
- La tension est limitée par la présence des isolateurs. Il s’y produit une décharge en broussaille, ou, comme l’appelle Steinmetz une couronne qui permet, d’après Ryan, de mesurer la tension.
- Lincoln a calculé que dans un cas très défavorable, à 3 000 m d’altitude, les pertes par conductibilité de l’air entrent en ligne de compte à partir de 65 000 volts. Thomas a étudié ces pertes dans une ligne d’environ i5o km de longueur et a trouvé qu’elles étaient mesurables dès 25 000 volts, croissaient rapidement et atteignaient 10 kilowatts a 60 000 volts.
- GÉNÉRATION ET TRANSFORMATION
- Stations centrales électriques et machines à gaz.
- R.-D. Mershon a fait devant la New-York Electrical Society une conférence qui contient des résultats intéressants sur les moteurs à gaz. Ces machines sont peu ou pas capables de surcharge. Les machines à deux temps peuvent supporter une surcharge de 20 p. 100; les machines à quatre temps n’en supportent aucune. On doit donc dans les projets prévoir un nombre
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- Supplément à L’Eclairage Électrique du 9 Juillet 1904
- XVII
- MACHINES BELLEVILLE
- A GRANDE VITESSE
- Avec Graissage continu à haute pression
- PAR POMPE OSCILLANTE SANS CLAPETS
- Machine à triple expansion, de 500^ chevaux, actionnant 'directement deux djnamos
- BREVET
- D’INVENTION
- S. G. D. G.
- DE
- 14 JANVIER f 897
- TYPES
- DE
- 70 A 5.000 CHEVAUX
- SPÉCIMENS D’APPLICATIONS
- Arsenal de Toulon......................................................
- Companhias Réunidas Gaz e Electricidade, Lisbonne......................
- Arsenal de Bizerte (Station Electrique de Sidi-Abdallah)...............
- Compagnie des Mines d’Aniche...........................................
- Société Anonyme des Mines d’AIbi.......................................
- Société Normande de Gaz, d’Electricité et d’Eau........................
- Société Anonyme des Chantiers et Ateliers de Saint-Nazaire (Penhoët).
- Usine électrique de Capdenac...........................................
- Etablissement National d’Indret................... ....................
- Fonderie Nationale de Ruelle...........................................
- Port de Rochefort......................................................
- Etc., etc. _____________________
- 5 machines
- 4 —
- 6 —
- 9 —
- 2 —
- 5 —
- 1 —
- 1 —
- 1 —
- 1 —
- 2 —
- 1.660 chevaux 1.600 — 1.350 —
- 880 — 600 — 580 —
- 400 —
- 400 —
- 400 —
- 400 —
- 350 —
- Les installations réalisées jusqu’à ce jour comportent plus de 400 Machines à grande vitesse et près de 3,000 Machines à vapeur diverses.
- ÉTUDE GRATUITE DES PROJETS ET DEVIS D’INSTALLATION
- S“ A”e des Établissements DELAÜKÂY BELLEVILLE
- Capital : SIX MILLIONS de Francs
- ATELIERS et CHANTIERS de l’ERMITAGE, à SAINT-DENIS (Seine)
- Adresse télégraphique : BELLEVILLE, Saint-Denis sur-Seine
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- XVIII
- Sapplément à L'Éclairage Électrique du ® Juillet 1904
- de moteurs suffisant pour que la puissance nominale soit égale à la puissance maxima.
- Les m&teursà gaz américains coûtent 68 p. ioo à ioo p. looplus cher que les machines à vapeur de même puissance.
- Le groupe moteur à gaz-générateur à courants alternatifs coûte au moins le double d’un turbo-générateur, Une installation, même très simplifiée, pour la production du gaz coûte le double d’une installation de chaudières. L’entretien, la réparation et l’amortissement sont plus élevés pour les machines à gaz que pour les machines à vapeur. Le conférencier montre des courbes donnant la comparaison entre les machines à gaz, les turbines a vapeur et les machines à vapeur. E. B.
- Sur le fonctionnement des survolteurs.
- Lorsqu’une machine marche en parallèle avec une batterie tampon, il est nécessaire d’adjoindre m la batterie une dynamo, dont le rôle est de Compenser sa résistance intérieure. Une telle machine compensatrice porte un enroulement en fil fin 1 dérivé sur les bornes de la batterie et calculé de façon à produire la différence entre 2,7 fois le nombre d’éléments et la différence de potentiel aux bornes de la dynamo en série avec la batterie est placé un enroulement à gros fil II qui produit une tension er = KJ proportionnelle à J et destinée à compenser la distance de la batterie.
- Dans l’armature de la machine compensatrice existent deux forces électromotrices, l’une e engendrée par l’enroulement I, l’antre e’ engendrée par l’enroulement IL e a toujours la même direction; la puissance eJ est positive à la charge (générateur) et négative a la décharge (moteur). é = KJ dépend de la direction de J ; la puis-
- sance e'J = KJ' est toujours positive. Gomme on le voit ei peut être représentée dans un diagramme par une droite, et KJ2 par une parabole. B. L.
- Combinaison du moteur à combustion et de la machine à vapeur. Zeitschrift fur Electrotecknik, 10 avril.
- C.-E. Warren, l’inventeur d’une machine à vapeur rotative fait remarquer que, tandis que les moteurs ont été très perfectionnés au point de vue du rendement, la production de la vapeur elle-même est encore très imparfaite. Il décrit un système de son invention dans lequel une chaudière à vapeur contient une chambre de combustion où sont amenés des combustibles liquides. L’arrivée d’huile se fait par une soupape automatique, et l’air est envoyé dans la chambre de combustion sous une pression considérable. Le foyer est en communication avec la chaudière, de sorte que la pression s’exerce de tous côtés sur ses parois. Les gaz brûlés passent du foyer à la chambre de vapeur, se mélangent à cette dernière et la surchauffent : le mélange est ensuite conduit à la machine motrice (machine à vapeur ou turbine à vapeur).
- Les arrivées d’huile, d’eau et d’air se font automatiquement d’après la charge de la machine. L’auteur compte, avec un rendement mécanique de g5 p. 100 pour le moteur, une perte de chaleur de 35 p. 100 dans ce dernier et de eop. 100 dans l’appareil producteur de vapeur, sui un rendement total de 45 p. 100.
- E. B.
- DISTRIBUTION
- Commande électrique des ateliers Briles et Wosks.
- Cette installation, faite par Willans et Robin-
- USINES de PERSAN-BEAUMONT (S.-0.) Manufacture de
- CAOUTCHOUC, GUTTA-PERCHA CABLES ET FILS ÉLECTRIQUES
- The India Rubber, Gutta-Percha Telegraph Works G0 (Limited)
- USINE ^ USINE
- PERSAN (Seine-et-Oise) fl SILVERTOWN (Angleterre) 97, boulevard Sébastopol, PARIS
- Médailles d’Or aux Expositions Paris 1878,1881 et 1889
- EXPOSITION UNIVERSELLE PARIS I900 GRAND PRIX et MEDAILLE D’OR
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- XIX
- Supplément à L’Éclairage
- son, présente plusieurs points particulièrement intéressants. On n’a pas employé là, comme presque partout ailleurs en Angleterre, une distribution par courants triphasés : la solution adoptée est l’emploi du courant continu avec batterie tampon.
- L’installation comprend 4 dynamos shunt à courant continu, dont 2 de 220 kilowatts et une de 90 kilowatts marchant en parallèle avec une batterie de 197 éléments. La différence de potentiel principale de 410 volts est partagée en deux ponts inégaux de 102 volts et de 3o8 volts par une égalisatrice à deux enroulements induits et deux collecteurs. Ce dispositif a plusieurs raisons d’être : en premier lieu, il était nécessaire, pour la soudure électrique, d’avoir une différence de potentiel faible d’environ 100 volts. En outre, grâce aux 3 différences de potentiel de 102, 3o8 et 4*o volts, on peut donner aux moteurs de l’installation 3 vitesses qui diffèrent entre elles dans les rapports 1 : 3 : 4-
- L’éclairage est assuré en partie par des lampes à arc en vase clos placées par quatre sur 410 volts et en partie par des lampes normales montée^par huit en série. Les moteurs commandant les laminoirs portent des volants très lourds qui, concurremment avec la- batterie tampon, assurent une bonne répartition de la charge.
- E. B.
- TRACTION
- Système d’éclairage électrique pour les signaux de chemins de fers.
- Dans ce système, l’extinction de la lampe produit un signal d’alarme dans la cabine du gardien et provoque l’allumage d’une lampe auxiliaire. Le signal d’alarme persiste jusqu’à ce que la lampe brûlée ait été remplacée.
- Le circuit de la lampe auxiliaire est fermé et rouvert par l’armature d’un électro-aimant placé en série avec la lampe principale.
- La traction tangentielle système Dulait.
- Revue Générale des Sciences.
- Le prix Ferraris a été décerné récemment au système de traction proposé sous ce nom par M. Dulait, de Charleroi (Belgique). Ce système repose sur un mode d’emploi nouveau des courants polyphasés.
- Dans les applications ordinaires de ces derniers aux installations fixes ou aux installations de traction, on compose les moteurs de deux couronnes concentriques, le stator et le rotor : le premier, fixe comme le nom l’indique, reçoit un enroulement que doit alimenter le réseau polyphasé (d’ordinaire triphasé) ; l’autre partie, concentrique à la première et inté-
- Électrique du 9 Juillet 1904
- rieure, est mobile par mouvements de rotation, comme l’indique le nom de rotor qui lui a été donné.
- Le couple d’entraînement résulte de l’action des courants du stator sur les courants induits par ceux-ci dans le rotor. Ce rotor porte, à cet effet, des enroulements indépendants qui sont le siège des courants’ induits, mais ne reçoivent aucun courant de l’extérieur et n’ont aucune connexion avec le réseau ou avec le stator. En assujettissant le stator à la voie et le rotor à la voiture, on rend celle-ci indépendante des fils d’amenée de courant, de telle sorte que les voitures ainsi disposées offrent l’avantage de n’exiger pour leur fonctionnement aucun conducteur, ni aucune prise de courant mobile.
- Ces voitures sans conducteur ou sans fil électrique sont réalisées par M. Dulait d’une manière spéciale, qui leur a fait donner le nom de voitures à traction tangentielle : il faut, pour se les représenter, s’imaginer que les couronnes concentriques, appelées stator et rotor, du moteur ordinaire ont été développées suivant deux surfaces parallèles et peu écartées l’une de l’autre, ce qui est une des conditions essentielles de fonctionnement des moteurs d’induction. Bien entendu, la pièce provenant du développement du rotor sans fil d’amenée de courant est montée sous la voiture, et la pièce provenant du développement du stator est fixée à la voie.
- Le fonctionnement est le suivant: Le rotor mobile, soumis à l’action du stator placé dessous, obéit au couple exercé par lui ; mais en se déplaçant, il échappe à son action, et il doit rencontrer un autre stator qui exerce une action semblable. Les stators répartis sur la voie sont riiis en jeu par des distributeurs qui les mettent successivement sous courant.
- Cette idée séduisante n’avait pas été sans apparaître à certains devanciers de M. Dulait ; mais ceux-ci l’ont abandonnée en raison des énormes difficultés qu’en présente la réalisation En effet, pour être susceptible d’un fonctionnement économique, les moteurs doivent présenter un très faible entrefer, et la pratique, dans les moteurs d’induction rotatifs, est de ne pas s’écarter beaucoup d’un millimètre. Il est, bien entendu, impossible de maintenir cette faible distance entre le rotor monté sur la voiture et le stator établi sur la voie dans le système.Dulait; il a fallu admettre un entrefer beaucoup plus grand, et recourir à des palliatifs que nous ne pouvons pas indiquer ici. De plus, les enroulements ne sont pas uniformément distribués au-
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 9 Juillet 1904
- tour d’un même axe comme dans les moteurs à induction, les éléments plans du système Dulait ne constituant qu’un développement discontinu des éléments tournants, moins favorables que ceux-ci à la production de l’effort de traction et a l’utilisation du flux.
- M. Dulait a mis en application le principe ci-dessus exposé sur une ligne de 800 m de longueur, mais dont 400 m seulement sont équipés complètement.
- La section non équipée sert à l’arrêt du train sans application des freins ordinaires. La presque totalité de la section équipée est en palier, et seule une longueur de 00 m présente une rampe de 4o p. 100.
- Le train d’essai est composé de deux voitures ordinaires à 36 places, roulant sur une voie à écartement normal, établie en rails de 3o kgr le mètre courant.
- Le rotor développé sous les voitures ou propulseur présente une longueur totale de 19 m, et il est divisé en douze sections de 1,07 m, portées par i3 trains de roues ; celles-ci roulent sur une voie étroite, composée de rails de 10 kgr le mètre courant et établie entre les rails de roulement des voitures-.
- Les stators établis sur la voie entre les rails ont une longueur de 2,76 m environ, et sont espacés de 18 m. Ils sont enroulés différemment, suivant qu’ils servent à provoquer le démarrage ou à entretenir la marche du train.
- Une ligne à haute tension longe la voie, et permet d’alimenter, au moyen de câbles sous-terrains montés en dérivation, les enroulements des stators, par l’intermédiaire, bien entendu, des distributeurs dont la nécessité a été signalée plus haut. Comme on ne peut changer le sens de marche de la voiture qu’en changeant la direction du champ fuyant obtenu dans le stator, la Compagnie Dulait a étudié des appareils permettant de réaliser ce changement à l’aide des voitures elles-mêmes.
- Le caractère particulier de ce système appelle quelques observations nouvelles : Il est à noter par exemple, que les attractions électromagnétiques entre rotor et stator, qui sont équilibrées dans le moteur ordinaire, ne le sont pas dans la traction tangentielle, et se traduisent par une attraction très forte entre la voie et les voitures. Cette attraction augmente l’adhérence, mais elle oblige aussi a augmenter beaucoup la solidité du matériel. Elle a, en somme, tous les avantageset les inconvénients d’une augmentation de poids notable.
- Les courants triphasés servant aux essais avaient la fréquence de 10 périodes par seconde
- et la vitesse correspondante du train était de 39 km à l’heure.
- Le rendement global en énergie entre la jante des roues et l’usine génératrice serait de 64 à 68 p. 100, selon les cas. On utiliserait les avantages bien connus du courant alternatif pour la transmission de l’énergie à distance, sans avoir à recourir au courant continu pour la traction et à installer des sous-stations transformatrices pour passer du courant alternatif au courant continu. On supprimerait les canalisations fixes, que nécessitent les autres systèmes au voisinage de la Aroie, et qui sont d’ordinaire réalisées sous forme du 3e rail ou de fils de trôlet.
- Seraient également supprimées les prises de courant ou conducteurs mobiles, qui se présentent d’ordinaire sous forme de sabots frotteurs, d’archets ou de trôlet. Lavoiture est indépendante de tout courant à haute ou basse tension. Le moteur et les engrenages sont supprimés, et le mouvementde translation est réalisé directement. Les contrôleurs ordinaires sont remplacés par des résistances métalliques insérées dans les enroulements du propulseur, et permettant d’en régler la marche.
- Enfin, le problème du changement de direction dans la marche du train présente un aspect original et difficile, car, pour inverser le sens de marche, il faut inverser la direction de déplacement du stator : c’est une nouvelle difficulté dans la réalisation du système que nous venons de décrire, mais qui, d’après les inventeurs, aurait reçu une solution satisfaisante et pratique.
- TÉLÉGRAPHIE ET TÉLÉPHONIE
- Circuit téléphonique dépourvu d’induction.
- W. Condon et A. Barett à Causas City ont construit un appareil qui empêche que les courants d’induction parasites circulant dans le circuit téléphonique primaire causent des courants d’induction perturbateurs dans le circuit récepteur. On arrive à ce résultat en approchant ou en éloignant une partie du circuit primaire dans le champ d’induction de l’autre. Le fil primaire de chaque bobine d’induction est disposé de telle façon que ses tours d’enroulement peuvent être écartés ou approchés, ce qui fait varier les effets d’induction entre les tours primaires et secondaires. Le fil est fixé dans sa position par une pointe de contact. E. B.
- Relais téléphonique à mercure. El. World and Engineers, n° 6.
- Cooper Hewitt a fait breveter un relais qui utilise la lampe à \7apeur de mercure. Le but de
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- cet appareil, comme de tout autre relais, est d’obtenir des variations secondaires causées par des variations primaires et plus fortes que les précédentes. Dans le relais de Cooper Hewitt un électro-aimant est placé près d’un tube à mercure monté en série avec le récepteur téléphonique. Le principe physique sur lequel est basé l’appareil est la modification de la résistance de la vapeur de mercure sous l’effet de l’aimantation. R. Y.
- Télégraphié sans fil système Artom. Electri-cal Review (Londres), n° i363.
- Les autorités maritimes italiennes ont effectué des essais concluants avec ce système, dû au professeur Artom, du Muséum industriel de Turin, et ayant pour objet d’envoyer les messages dans une direction déterminée. Marconi doit également employer ce système dans la communication par la télégraphie sans fil entre Pise (Italie) et la République Argentine. Etant donnés les insuccès éprouvés dans les essais de syntonisation, on conçoit que ce système puisse rendre de grands services pour éviter la confusion des transmissions entre les diverses stations. La méthode Artom consiste essentiellement dans l’emploi d'ondes circulaires ou elliptiques pola-
- risées, qui peuvent se transmettre dans l’espace, dans une direction déterminée. Des ondes électromagnétiques peuvent être polarisées de cette façon par la combinaison de deux sources d’ondes polarisées dans deux plans normaux. Des ondes polarisées circulaires ou elliptiques peuvent être obtenues par leur passage dans des prismes en bois ou en limailles métalliques; mais il en résulte une perte d’énergie notable. Le professeur Artom combine deux décharges oscillantes de phase et de direction différentes au moyen d’un détonateur à trois ou quatre boules. La bobine d'induction qui fournit l’étincelle renferme un interrupteur Wehneltdans son primaire; le secondaire est relié à deux sphères à la manière ordinaire, mais une troisième boule forme un triangle avec les précédentes et est connectée à une des bornes du secondaire ; on peut compléter le système par une quatrième boule reliée à l’autre borne du secondaire à travers un condensateur. L’antenne peut être reliée à la troisième boule directement ou par l’intermédiaire d’un transformateur. On prétend que la méthode permet de réduire la hauteur des antennes et de faciliter la syntonisation. L’antenne réceptrice a de préférence la forme d’un cercle connecté par deux points au cohéreur. P.-L. C.
- Voyages circulaires à coupons combinables sur le réseau P.-L.-M.
- Il est délivré toute l’année, dans toutes les gares du réseau P.-L.-M., des carnets individuels ou de famille pour effectuer sur ce réseau, en lre, 2“ et 3e classe, des voyages circulaires à itinéraire tracé par les voyageurs eux-mêmes, avec parcours totaux d’au moins 300 kilomètres. Les prix de ces carnets comportent des réductions très importantes qui atteignent, pour les billets collectifs, 50 p. 100 du Tarif général.
- La validité de ces carnets est de 30 jours jusqu’à 1500 kilomètres; 45 jours de 1501 à 3000 kilomètres; 60 jours pour plus de 3000 kilomètres. — Faculté .de prolongation, à deux reprises, de 15, 23 ou 30 jours suivant le cas, moyennant le paiement d’un supplément égal au 10 p. 100 du prix total du carnet, pour chaque prolongation. Arrêts facultatifs à toutes les gares situées sur l’itinéraire. Pour se procurer un carnet individuel ou de famille, il suffit de tracer sur une carte, qui est délivrée gratuitement dans toutes les gares P.-L.-M., bureaux de ville et agences de la Compagnie, le voyage à effectuer, et d’envoyer cette carte 5 jours avant le départ, à la gare où le voyage doit être commencé, en joignant à cet envoi une consignation de 10 francs. — Le délai de demande est réduit à deux jours (dimanches et fêtes non compris) pour certaines grandes gares.
- CHEMINS DE FER DE L’OUEST
- PARIS /TlONDRES
- Via Rouen, Dieppe et Newhaven
- PAR LA GARE SAINT-LAZARE
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- MM. les Voyageurs effectuant de jour la traversée entre Dieppe et Newhaven auront à payer une surtaxe de 5 fr. par billet simple et de 10 fr. par billet d’aller et retour en lre classe ; de 3 fr. par billet simple et de 6 fr. par billet d’aller et retour en 2e classe.
- Départs de Paris-Saint-Lazare Arrivées ) London.Bridge . ,
- Londres j Victoria............
- Départs î London-Bridge. .
- Londres ) Victoria
- Arrivées à Paris-Saint-Lazare,
- 10 h. 20 m
- 7 h. s. 7 h. s.
- 10 h. m 10 h. m
- 6 h. 40 s.
- 9 h. s.
- 7 h. 40 m.
- 7 h. 50 m.
- 9 h. s.
- 8 h. 50 s.
- 7 h. 15 m.
- Les trains du service de jour entre Paris et Dieppe et vice-versa comportent des voitures de lre et de 2e classes à couloir avec water-closets et toilette ainsi qu’un wagon-restaurant ; ceux du service de nuit comportent des voitures à couloir des trois classes avec water-closets et toilette. La voiture de lro classe à couloir des trains de nuit comporte des compartiments à couchettes (supplément de 5 fr. par place. Les couchettes peuvent être retenues à l’avance aux gares de Paris et de Dieppe moyennant une surtaxe de 1 fr. par couchette.
- La Compagnie de l'Ouest envoie franco, sur demande affranchie, un bulletin spécial du service de Paris à Londres.
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- LISTE DE BREVETS D’INVENTION
- Cette liste est communiquée par M. H. Josse, 17, boulevard de la Madeleine.
- Génération et Transformation.
- 4o 343 du 10 février 1904. — Latour. Perfectionnements aux moteurs à collecteur à courants alternatifs.
- 340 3or du 9 février 1904. — Guenet. Trembleur rapide pour bobine d’induction.
- 340 442 du i5 février 1904. — Société des établissements Postel-Vinay. Procédé de réglage de la vitesse et de freinage avec récupérateur de l’énergie, d’un moteur à répulsion.
- 340 464 du 16 février 1904. — Société The Hooven, Owens, Rentschler et Cie. Système de ventilation des dynamos.
- 34o 467 du 16 février 1904. — Société Varley, Duplex, Magnet, C°. Trembleur pour bobines d’induction.
- 340 555 du 19 février 1904. — Deutsch. Perfectionnements aux dynamos.
- Transmission et Distribution.
- 340 386 du 11 février 1904. — Société industrielle des téléphones. Perfectionnements dans les rhéostats à ailettes.
- 340 654 du 23 février 1904. — Société américan Electric telephone C°. Coupe-circuit thermo-électrique.
- 34o 655 du 23 février 1904. — Société American
- Electric telephone G0. Coupe-circuit thermo-électrique.
- 34o 656 du 23 février 1904. — Société American Electric téléphoné C°. Coupe-circuit thermo-électrique.
- Télégraphie et Téléphonie.
- 340 an du 10 février 1904. —- Guillaud. Emploi d’une bobine d’induction et d’un récepteur téléphonique pour vérifier la marche des sonneries électriques sur les lignes téléphoniques et télégraphiques.
- 340347 du 10 février 1904. — Randall. Système de télégraphie électrique.
- 340435 du i5 février 1904. — Houbigant. Transmetteur téléphonique.
- 34o65i du 23 février 1904. — Duchàtel. Mise en circuit et hors circuit automatique du poste téléphonique dans les bureaux centraux.
- 340701 du a5 février 1904. — Ammer. Système d’appel pour poste téléphonique intermédiaire.
- 34o 728 du a5 février 1904. — Kitsee. Système de câbles sous-marins.
- Eclairage.
- 340 2Ô2 du 8 février 1904. — Bureau. Lampe à arc électrique.
- CHEMINS DE FER DU NORD
- TRAINS DE LUXE
- TOUTE L’ANNÉE
- Nord-Express. — Tous les jours entre Paris et Berlin avec continuation une fois par semaine de Berlin sur Varsovie et trois fois par semaine de Berlin sur Saint-Pétersbourg.
- (A l’aller ce train est en correspondance à Liège avec l’Ostende-Vienne).
- Péninsulaire-Express. — Une fois pay semaine de Londres et Calais pour Turin, Alexandrie, Bologne, Brindisi.
- (En correspondance à Brindisi avec le paquebot de la malle de l’Inde).
- Calais-Marseille-Bcmbay-Express. —- Une fois par semaine de Londres et Calais pour Marseille (quai de la Joliette) en correspondance avec les paquebots de la Compagnie Péninsulaire et Orientale à destination de, l’Egypte et des Indes.
- L’HIVER SEULEMENT
- Calais Méditerranée-Express. — De Londres et Calais pour Nice et Vintimille.
- Train rapide quotidien entre Paris-Nord, Nice et Vintimille composé de voitures de lr« classe, lits-salon et sleeping-car.
- L’ÉTÉ SEULEMENT
- Engadine-Express. — De Londres et Calais pour Coire, Lucerne et Interlakon.
- CHEMIN DE FER D’ORLEANS
- EXCURSIONS
- AUX
- des Pyrénées et du Golfe de Gascogne
- Arcachon, Biarritz, Dax, Pau, Salies-de-Bêarn, etc.
- Tarif Spécial G. V. n° 108 (Orléans).
- Des billets aller et retour de toutes classes, valables pendant 33 jours, non compris les jours de départ et d’arrivée, avec réduction de 25 p. 100 en P® classe, et de ‘20 p. 100 en 2a et 3e classes sur les prix calculés au j tarif général d’après l'itinéraire effectivement suivi, sont délivrés toute l’année, à toutes les stations du réseau d’Orléans, pour :
- Agde (Le Grau), Alet, Amélie-les-Bains, Arcachon, Arge-lès-Gazost, Argelès-sur-Mer, Arles-sur-Tech (La Preste), Arreau-Cadéao (VieiUe-Aure), Ax-les-Thermes, Bagnères-de-Bigorre , Bagnères-de-Luchon , Balaruc-les-Bains, Banyuls-sur-Mer, Barbotan, Biarritz, Bouiou-Perthus, (le), Cambo-les-Bains, Capvern, Cauterets, Collioure, Couiza-Montazels (Rennes-les-Bains). Dax, Espéraza (Cam- j pagne-les-Bains), Camarde, Grenade-sur-l’Adour (Eugênie-ies- : Bains), Guéthary (balle). Gujan-Mestras, Hendaye, Labenne (Cap-Breton), Labouheyre (Mimizan), Laluque (Préchacq-les- : Bains), Lamalou-les-Bains, Laruns-Eaux - Bonnes (Eaux- ) Chaudes), Leucate (La Franqui), Lourdes, Loures-Barbazan, ; Marignac-Saint-Béat (Lez, Val-d'Aran), Nevoulle (ia), Olo-ron-Sainte-Marie (Saint-Christau), Pau, Pierrefitte-Nestalas 'Barèges, Luz, Saint-Sauveur), Port-Vendres, Prades (Molitg), Quillan (Ginoles, Carcanières, Esrouloubre, Usson-Ies-Bains) Saint-Flour (Chaudesaignes), Saint-Gaudens (Encausse, Gan- , tiès), Saint-Girons (Âudinac, Aulus, Saint-Jean-de-Luz, f Saléchan Sainte-Marie, Siradan), Salies-de-Béarn, Salies-du- I Salat, Ussat-les-Bains et Villefranche-de-Gonflent (le a Vernet, Thuès, les Escaldas, Graüs-de-Canaveilles). 1
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 9 Juillet 1904
- 340 253 du 8 février 1904. — Société des diffuseurs lumineux électriques Bonhivers. Perfectionnements aux lampes à arc.
- Applications thermiques.
- 35o 4«7 du i3 février 1904. *— Keller. Four électrique à capacités multiples.
- 340 532 du 18 février 1904. — Protz. Appareil thermo-électrique.
- 340438 du i5 février 1904. — Padris. Grille de chauffage électrique.
- 34o 707 du aSfévrier 1904. — Frick. Four électrique à transformateur.
- Mesures.
- 34o 534 du 18 février 1904. —• Société Hartmann et Braun A. G. Voltmètre de poche à plusieurs sensibilités permettant de mesurer des tensions élevées.
- 340097 du 16 février 1904- — Arno. Compteur
- d’énergie électrique à champ tournant pour installations à courant alternatif simple.
- Divers.
- 340 279 du 9 février 1904. — Blood. Dispositif pour empêcher la formation d’arcs voltaïques.
- 340 397 du 12 février 1904. Guenee. Amortisseur de self-induction de courant.
- 340578 du 20 février 1904. — IIenning. Indicateur de numéros pour installations électriques.
- 340 635 du 23 février 1904. — Becher. Système de transmetteur d’ordres fonctionnant électriquement.
- 340 559 du 19 février 1904. — Genard. Accumulateur électrique.
- 34o453 du i5 février 1904. — Borchet. Système de borne électrique perfectionnée.
- 340614 du 20 février 1904.— Flichtner. Perfectionnements dans les appareils électriques à gaz et à vapeurs.
- BIBLIOGRAPHIE
- IL est donné une analyse bibliographique des ouvrages dont deux exemplaires sont envoyés à laRédaction.
- Traité élémentaire des enroulements des dynamos à courant continu, par F. Loppé, ingénieur des Arts et Manufactures, professeur d’électricité industrielle à l’école Diderot ; vol. in-16 devi-80 pages, avec ligures et 12 planches, afr. 75. Gauthier-Villars, quai des Grands-Augustins, 55.
- L’étude des enroulements des dynamos à courant continu telle qu’elle est présentée dans les ouvrages spéciaux écrits sur la matière, présente une certaine difficulté pour les personnes peu familiarisées avec le calcul. L’auteur dans ce petit livre a présenté avec clarté et d’une manière simple et pratique cette question qu’il a été amené à traiter devant son auditoire de l’école professionnelle Diderot, auditoire peu habitué aux questions purement théoriques.
- Après des généralités et définitions, il traite dans un premier chapitre des enroulements des dynamos bipolaires et dans un second chapitre des enroulements multipolaires (en anneau, en tambour et en
- Accumulateurs
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- série simple). D’ailleurs, seul, le cas des enroulements fermés avec induits cylindriques a été traité.
- Rayons AT. Recueil des communications faites à l’Académie des science, par R. Blondot, correspondant de l’Institut. Professeur à l’Université de Nancy. Vol. in-16 de VI-75 pages avec 3 figures, deux planches et un écran phosphorescent, 1904 (Gauthier-Villars, quai des Grands-Augustins, 55).
- Ce petit volume est formé de l’ensemble des mémoires présentés à l’Académie des sciences et reproduits textuellement d’après les Comptes rendus de l’Académie. Le premier de ces mémoires sur la polarisation des rayons X est du 2 février 1903 et c’est dans l’étude de ces rayons X que l’auteur a reconnu l’existence de radiations toutes différentes auxquelles il a donné le nom de rayons N. Comme le dit l’auteur dans son avertissement, avant la distinction de ces deux espèces de radiations, il devait arriver forcément que l’on confondit les phénomènes dus aux unes et aux autres. En particulier, l’étude que l’auteur avait faite antérieurement concernant la vitesse de propagation des rayons X s’applique en réalité, non aux rayons X, mais aux rayons N. Il avait trouvé une vitesse de propagation égale à celle des ondes hertziennes, et, par conséquent, de la lumière. L’ensemble des propriétés des rayons N ne permettant pas de douter qu’ils ne soient une variété de la lumière, cette détermination de la vitesse n’est plus, à l’heure qu’il est, qu’une vérification d’un fait pour ainsi dire assuré. Malgré cela, cette vérification ne paraît pas absolument superflue ; elle montre au moins que les expériences ont été bien faites.
- L’auteur fait suivre l’ensemble de ses mémoires présentés à l’Académie, de notes complémentaires et termine par une instruction pour confectionner des écrans phosphorescents propres à l’observation des rayons N. Il donne aussi quelques conseils pour observer l’action des rayons N et un écran préparé au sulfure de calcium placé à la fin du volume, permet à chaque lecteur de tenter l’expérience. Il ne faut d’ailleurs pas se laisser décourager, paraît-il, si les premiers essais sont infructueux.
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 9 Juillet 1904
- Les maladies des machines électriques. Défauts et accidents qui peuvent se produire dans les génératrices, moteurs et transformateurs à courant continu et à courants alternatifs, par Ernst Schulz, traduit de l’allemand par À. Halphen, ingénieur-électricien, i vol. in-16 de 92 pages, avec 42 figures, cartonné, 2,5o fr [veuve Ch. Dunod, éditeur, 49, quai des Grands-Augustins, Paris, vie).
- Le titre de ce petit ouvrage exprime clairement le but que s’est proposé son auteur. Il a voulu présenter, sous une forme simple et accessible à tous, les défauts, accidents et erreurs de connexions qui peuvent se produire dans les génératrices et les moteurs à courant continu ou alternatif, dans les transformateurs, ainsique dans les rhéostats de champ ou de démarrage.
- A côté de la description des défauts et de la manière de les localiser, on trouvera l’indication des remèdes, les procédés pour effectuer les réparations, et parfois aussi le conseil de renvoyer à l’usine une machine dont la remise en état sur place serait trop délicate.
- L’auteur a étudié plus particulièrement les défauts et accidents qui se produisent en fonctionnement. Il donne aussi certaines indications relatives à des défauts de fabrication, ainsi qu’à des erreurs de calcul ou à des vices de construction.
- L’ouvrage se termine par un chapitre contenant les méthodes élémentaires de détermination du rendement, avec exemples numériques.
- Rédigé dans un style fort simple, illustré de nombreuses figures, laissant de côté de parti pris le calcul ou les connaissances trop spéciales, ce petit livre, essentiellement pratique, retrouvera, auprès des lecteurs français, le succès qu’il a rencontré en Allemagne, et rendra les plus grands services aux ingénieurs et monteurs électriciens, ainsi qu’à toutes les personnes qui ont à assurer la bonne marche d’une installation électrique.
- Electrotechnique appliquée, cours professé à l’Institut électroteclmique de Nancy, par A. Mauduit, ancien élève de l’Ecole Polytechnique, ingénieur-électricien, avec une préface de A. Blondel, professeur du cours d’électricité à l’Ecole des Ponts et Chaussées. Un vol. gr. in-8 de XVI-844 pages, avec 337 figures. Broché, 25 fr. ; cartonné, 26, 5o fr. Vve Ch. Dunod, éditeur, 49» quai des Grands-Augustins, Paris, VIe.
- Nous donnerons tout d’abord le plan de l’ouvrage et la table des matières. L’ouvrage peut être considéré comme formé de trois parties comprenant en tout sept chapitres.
- Les quatre premiers chapitres sont consacrés aux essais et aux calculs des machines électriques.
- I. Essais des machines à courant continu.
- (Essais des dynamos à courant continu et essais des
- moteurs.)
- II. Calcul des dynamos a courant continu.
- III. — Essais de machines à courants alternatifs. (Appareils de mesure — Alternateurs — Trans-
- formateurs — Moteurs d’induction—Moteurs synchrones — Marche en parallèle des alternateurs — Commutatrices.)
- IV. Construction des machines à courants alternatifs.
- (Construction des transformateurs et bobines
- d’induction. — Construction des alternateurs. — Construction des moteurs d'induction. — Construction des moteurs synchrones et des commutatrices.)
- Les deux chapitres suivants concernent les applications industrielles de l’électricité.
- V. Eclairage et transport de force.
- (Généralités — Station centrale — Canalisations
- et réseaux.)
- VI. Traction électrique.
- (Prises de courant — Equipement des voitures — Moteurs de traction — Régulation de la vitesse des voitures — Voie — Station centrale et distribution — Etablissement d’un projet de traction — Devis.)
- Enfin le dernier chapitre contient des compléments qui n’ont pu trouver place dans le courant du livre et qui se rapportent davantage à l’électro-technique elle-même.
- VII. Compléments àl'étude des cour ants alternatifs.)
- (Mouvements pendulaires des alternateurs en
- parallèle — Moteurs alternatifs à collecteurs —Diagramme circulaire d’Eyland — Compoundage des alternateurs — Courants alternatifs non sinusoïdaux.)
- Nous avons tenu à donner en détail le plan de l’important travail de M. Mauduit parce qu’il nous a semblé que, à lui seul, il suffisait à mettre en relief tout l’intérêt de ce traité. Et tout d’abord, bien que l’auteur s’en défende, il faut apprécier l’originalité de ce livre. Comme le dit M. Rlondel dans la préface, cet ouvrage ne fait double emploi avec aucun de ceux qui ont été publiés jusqu’ici dans notre pays.
- L’auteur suppose évidemment que le lecteur a déjà subi la préparation normale à l’étude de l’électro-technique appliquée par l’étude des excellents cours d’électrotechnique répandus en France. Et ceci admis, il a écrit un livre pour l’élève ingénieur et aussi pour l’ingénieur déjà formé, car l’électro-technique appliquée a fait de récents progrès et, en particulier, le chapitre vu, par ses développements sur les perfectionnements les plus nouveaux en électrotechnique et sur les questions à l’ordre du jour aidera l’ingénieur à se mettre au niveau de l’état actuel des connaissances électrotechniques et lui permettra de lire avec fruit les revues techniques sur la matière. A. B.
- AVIS
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- Tome XL.
- Samedi 16 Juillet 1904.
- Il* Année. — N* 29
- L
- eilaira.
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- L’ÉNERGIE
- La reproduction des articles de L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE est interdite
- SOMMAIRE
- LEHMANN (TH.). — Étude théorique sur les moteurs monophasés à collecteurs (suite et fin) .... 8i REYVAL (J). — Les grandes turbines Westinghouse-Parsons................................................. 87
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- Génération et Transformation : Moteur à gaz Vogt, par H. Humphrey............................... 90
- La construction des machines électriques en 1908, par J. Lôwr ................................ 93
- Télégraphie et Téléphonie : Télégraphie sans fil,- par Max Abraham.................................. 96
- Nouveau mode de connexion des appareils aux lignes télégraphiques et téléphoniques, par A. Bauti . . 102
- Electrochimie : Dépôt électrolytique de cadmium et des alliages de cadmium, par S. Cowpek Cowles . . . io3
- Perfectionnements aux accumulateurs, par Joël. Pratt et Vince, Costf.r et Storage, Colletas,
- Roderburg, Rosset.......................................................................... io3
- Mesures : Sur l’emploi de condensateurs dans les mesures de courant alternatif, par W. Peukert ..... 106
- Phasemètre, par A. Grau..............................•......................................... 108
- Divers : Signaux automatiques pour chemins de fer électriques....................................... 110
- Appareil pour le centrage des arbres........................................................... m
- SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- Académie des Sciences (Séance du 16 mai) : Sur l’état microscopique des pôles et les spectres des décharges,
- par B. Eginitis. . .............•.......................................................... 112
- (Séance du 6 juin) : Sur les rayons cathodiques, par P. Villard...................... n3
- Sur une méthodè propre à mesurer les coefficients de self-induction, par Iliovici ............ 114
- Méthode pour l’enregistrement continu de l’état d’ionisation des gaz, par Ch. Nordmann......... 116
- Influence de la fréquence dans l’électrolyse par courant alternatif, par Brochet et Petit...... 117
- Société Faraday : (Séances du 21 mars et du i3 avril) . ........................................... . 118
- Académie des Sciences de Berlin : Sur la décomposition magnétique des lignes de radium, par
- C. Runge et J. Precht....................................................................... 11g
- Expériences ultérieures sur les phénomènes lumineux dus à l’ozone et au radium, par MM. F. Richarz
- et R. Schengk................................................................................. 120
- Société allemande de physique : Spectres de luminescence discontinus des corps organiques, par
- E. Goldstein.................................................................................. 120
- SUPPLÉMENT
- Echos et nouvelles......................................................................... xxvi
- Bibliographie.............................................................................. xxxvi
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- XXVI
- Supplément à L'Éclairage Électrique du 16 Juillet 1S04
- ÉCHOS ET NOUVELLES
- GÉNÉRATION ET TRANSFORMATION
- La houille blanche. Bulletin des Usines électriques.
- Le rapport général sur le budget du Commerce contient les renseignements suivants sur l’industrie de la houille blanche, qui s’est, développée surtout dans la région des Alpes.
- D’ap rès les statistiques de l’Office du travail, on a recensé en France sur les rivières non navigables 46000 établissements utilisant la force de 49 000 chutes d’eau, représentant Sooooo chevaux-vapeur.
- Sur les cours d’eau navigables, on n’a relevé que 1 5oo établissements disposant de 86000 chevaux-vapeur.
- ' Sur les cours d’eau non navigables, les départements qui comptent le plus d’établissements de ce genre sont : le Puy-de-Dôme, le Finistère, les Basses-Pyrénées, les Côtes-du-Nord, l’Isère, la Haute-Loire et les Vosges ; dans chacun d’eux, on a relevé plus de mille établissements.
- Ces départements ne sont d’ailleurs pas toujours ceux qui disposent au total des forces les plus puissantes. Les rivières non navigables fournissent aux usines plus de 10000 chevaux de force dans l’Isère (3y 000), la Savoie (3i 000), les Basses-Pyrénées (22 000), la Haute-Savoie (20000), les Hautes-Pyrénées (17000), les Vosges (i3 000), le Doubs (11 000).
- Somme toute, l’Isère est le département qui semble avoir le plus largement profité des forces hydrauliques naturelles : 1 049 établissements y disposent de 36 766 chevaux en puissance hydraulique et, parmi ces établissements, 8 seulement absorbent plus de 16000 chevaux; un seul en prend 5 000 pour son compte.
- L’usine la plus importante est située dans la Savoie ; elle dispose de près de 11 000 chevaux.
- Au contraire, il y a 19 départements qui n’ont aucune usine utilisant la force de cours d’eau navigables.
- Un seul département renferme plus de 100 établissements utilisant la force de cours d’eau navigables, c’est celui de la Haute-Garonne ; ces établissements disposent au total de près de 8000 chevaux. Le département qui, après la Haute-Garonne, emprunte le plus de force aux cours d’eau navigables, est celui du Jura avec près de 6000.
- On trouve sur les canaux et rivières navigables de très gros établissements. Dans le
- Rhône, où l’on n’observe qu’un établissement utilisant la puissance motrice du fleuve, cet établissement dispose de 5 000 chevaux qu’il distribue électriquement, par petites fractions, à un certain nombre d’ateliers.
- Il y a lieu de penser que les progrès scientifiques et techniques, réalisés pour ainsi dire chaque jour, multiplieront, soit pour la transmission de l’énergie électrique, soit pour l’électrochimie, les établissements hydrauliques.
- TRACTION
- La traction électrique a Londres. D’après VIndustrie Electrique.
- Un changement dans l’exploitation du chemin de fer métropolitain est imminent. Dans quelques mois, la ligne de Baker Street à Harrow et Uxbridge passera de la traction à vapeur à la traction électrique, et bientôt après on adoptera le même système sur le cercle intérieur. Heureusement qu’on peut équiper la voie sans gêner le trafic, mais on attend surtout l’achèvement de la grande station centrale de Meas-den, qui sera capable de fournir 11 000 ponce-lets, et qui pendant les périodes de grand trafic pourra donner même i3ooo poncelets.
- Le courant sera fourni à une tension de 11 000 volts. Gomme cette tension est presque 20 fois trop haute pour être utilisée, on la transformera dans 9 sous-stations placées le long du chemin de fer et on la ramènera à 600 volts.
- Les wagons de première et deuxième classe sont grands et beaux — ayant une longueur de 16 m et une largeur de 2,6 m. —Ils sont meublés avec goût, bien ventilés, éclairés et chauffés par l’électricité.
- On a l’inteijtion d’exploiter des trains composés seulement de wagons à couloir avec des wagons-moteurs à chaque bout du train, organisés sur le système bien connu à unités multiples.
- Chaque wagon-moteur pourra absorber une puissance totale de 5oo kilowatts, le mécanisme électrique étant au-dessous du wagon. Le grand avantage de ce système de traction sera sa grande accélération et, à cause de cela, on dit qu’il sera possible de faire en 00 minutes un trajet qui, avec la traction h vapeur, demande 70 minutes. 11 en résulte qu’on peut faire circuler plus de trains et, pour les voyageurs, le grand avantage sera de trouver une atmosphère claire et agréable au lieu de la fumée et des
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 16 Juillet 1904
- XXVII
- Compagnie Française pour l’Exploitation des Procédés
- THOMSON-HOUSTON
- CAPITAL : 40 MILLIONS
- Siège social : 10, rue de Londres, PARIS
- TELEPHONE : 158.11 — 168.81 - Adresse télégraphique : ELIHU-PARIS
- Traction électrique
- Éclairage électrique Transport de force
- Matériel de Mines
- INTERRUPTEURS A HUILE THOMSON-HOUSTON
- Les interrupteurs à huile Thomson-Houston sont établis en vue des tensions les plus élevées et des charges les plus considérables; leur excellent fonctionnement est aujourd’hui démontré par des milliers d’applications diverses.
- Ils sont de quatre types différents que l’on utilise suivant la nature et l’intensité du courant maximum pour lequel on les emploie :
- Modèle F, forme I, pour charges de 850 à 1 250 kw, triphasées sous une tension inférieure à 3 500 volts.
- Modèle F, forme F, pour charges ne dépassant pas 3 500 kw en triphasé, sous une tension inférieure à 6 500 volts.
- Modèle F, forme K, pour charges de 7 000 kw en triphasé, sous une tension inférieure ou égale à 15 000 volts.
- Modèle F, forme H, qui peut être, sur demande, établi pour toutes charges et tensions.
- Nos interrupteurs peuvent être établis pour être manœu-vrés de différentes façons :
- 1° Pour être placés directement sur le tableau et manœuvres à la main au moyen d’un levier;
- 2° Pour être placés à distance du tableau et commandés par ceux-ci. Il est alors manœuvré par l’intermédiaire d’un système articulé au moyen d’une poignée placée sur le tableau;
- 3° Pour être commandés automatiquement, comme le montre la figure ci-contre, au moyen d’un déclencheur qui peut être diversement disposé, suivant que l’appareil est monté au dos du tableau ou à distance.
- L’interrupteur forme H, pour installations de très grande puissance, n’est commandé à la main que dans des conditions très rares; il est généralement actionné à distance au moyen d’un courant électrique ou de l’air comprimé.
- Ateliers de Construction, 44, rue des Volontaires, PARIS
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- XXVIII
- Supplément à L’Éclairage Électrique du 16 Juillet 1904
- vapeurs sulfureuses qui ont régné auparavant dans le souterrain.
- Les wagons ont été construits dans ce pays par la Metropolitan Amalgamated Carriage and Wagon C° de Birmingham, et l’installation électrique a été faite par la British Westinghouse Electric C°.
- Chemins de ier à courant alternatif.
- Le Western Electrician du 12 mars contient un intéressant article de W . Blanck sur les différents systèmes de chemins de fer monophasés. Nous lui empruntons une comparaison entre les
- Poids
- Voitures ordinaires.................. 3o t.
- Voitures express..................... 20 »
- Voitures de marchandises .... 3o )>
- D’après l’horaire admis, la charge moyenne totale pour les cinq sous-stations est environ 000 kilowatts, ou 100 kilowatts par sous-station, tandis que la charge maxima par sous-station lorsque par exemple l’express démarre et que deux voitures ordinaires sont sur la section, peut atteindre 45° kilowatts. D’après les données précédentes on doit donc compter par sous-station, un convertisseur de 3oo kilowatts dans l’exploitation par courant alternatif.
- La charge maxima à la station centrale s’élève à 800 kilowatts il faut donc prévoir deux unités de 4oo kilowatts. On fait abstraction dans cette étude comparative des unités de réserves aussi bien à la station "centrale qu’aux sous-station.
- Supposons que les lignes d’alimentation joignant la station centrale aux sous-stations soient
- O
- constituées par trois fils de i3 mm2 pour le transport triphasé dans le cas du couranl continu et par deux fils de 21 mm2 dans le système à courant alternatif.
- Au point de vue des canalisations on a pris comme point de départ les hypothèses suivantes : Supposons que la chute de tension maxima dans le système à courant continu pour une voiture démarrant an point le plus éloigné de la sous-station soit 200 volts, ou en chiffres ronds 3o p. 100 ; il faut deux lignes detrôlets de 83 mm2, une;ligne d’alimentation de 106 mm2 entre les sous-stations, et dès lignes de 25o 111m2 pour les points extrêmes. Dans le système a courant alternatif, la dimension de la ligne de trôlet est déterminée par des'considérations mécaniques : nous prendrons pour tout le tronçon du fil de 67 mm2.
- Si l’on détermine la chiite de tension dans le système a courant alternatif avec cos <p= o,8o, on trouve entre les sous-stations une chute de 190 volts soit 6,25 p. 100 et au.x extrémités 38o volts soit 12,5 p. 100.
- frais d’installation avec courant continu ou courant alternatif sur un tronçon de 96 km.
- On a supposé que la station centrale est placée au milieu de la ligne et que cinq sous-stations sont réparties à égale distance le long de cette dernière.
- Quoique dans l’installation avec courant alternatif on puisse se passer d’un aussi grand nombre de sous-stations on a quand même prévu ce nombre dans la comparaison pour assurer une meilleure répartition de la charge.
- On a suppbsé que la 'demande d’énergie était la suivante :
- Vitesse Watts-heure Kw-h. Consommation
- démarché, par tonne-mille, par voyage, moyenne en kw.
- 25 milles 80 144 60
- 428 » 110 a3i i65
- 12 » 70 126 25
- Au point de vue de l’équipement électrique des voitures il faut remarquer que le moteur a' courant alternatif pèse un peu plus lourd que le moteur à courant continu et a un rendement un peu inférieur : la différence qui existe est compensée par l’économie des pertes dans les canalisations que réalise le système à courant alternatif. !
- D’ailleurs il est probable que d’ici peu le moteur à courant alternatif, qui fait en ce moment l’objet d’études très nombreuses, sera tout à lait comparable au moteur à courant continu au point de vue du poids et du rendement.
- La comparaison entre les frais d’installation qu’entraînent les deux systèmês donne les résultats suivants :
- Station centrale :
- Bâtiments 5o 000 5o 000
- Fondations ....... 12 5qo 12 5oo
- Chaudières ....... 60 000 60 000
- Canalisation et pompes. . 37 5oo 37 5oô
- Machines à vapeur. . . . 110 000 110 000
- Excitatrice 5 000 5 000
- Générateurs . Transformateurs à haute 90 000 11 5oo
- tension de 800 kw . . . Tableau de distribution et 4o 000 37 000
- connexions Cheminée et magasin à 32 5oo 27 5oo
- charbon . ij 000 i5 000
- Alimentation mécanique. . 17 5oo 1 7 5oo
- Imprévu . 3o 000 3o 000
- Total 515 000 532 000
- Sous-station à la station centrale :
- Extension des bâtiments. . Convertisseur tournant de 5 000 3 000
- 3oo kw ........ Transformateur de zone 24 000
- en 200 kw 16 000 10 000
- Tableau 10 000 6 5oo
- Connexions et imprévus. . 8 000 3 5oo
- Total. ..... 68 000
- 23 000
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 16 Juillet 1904
- XXIX
- Westinghouse
- Moteur asynchrone triphasé à induit enroulé et à bagues.
- Matériel électrique
- PERFECTIONNÉ
- pour
- T raction Éclairage
- Transport de Force
- etc.
- Installations électriques complètes
- Génératrices
- MOTEURS
- T ransformateurs
- -54$ -
- Société Anonyme Westinghouse
- Capital : 20.000.000 de francs
- Boulevard Sadi-Carnot, Le Havre Siège social : 45, rue de l’Arcade, Paris
- Agences à : Paris, Lille, Lyon, Toulouse, Nancy, Bruxelles, Madrid Milan
- Usines AU HAVRE ET A SEVRAN
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-
- XXX
- Supplément à L’Éclairage Électrique du 16 Juillet 1904
- Lignes d’alimenlation de la station 48 milles :
- Cuivre 30 000 37 000
- Isolateurs et supports . . 37 5oo 2 5 000
- Montage 20 000 i5 000
- Imprévu 5 000 5 000
- Total 112 5oo 102 5oo
- Sous-stations sur le réseau :
- Bâtiments 10 000 5 000
- Convertisseurs tournants . 24 000
- Transformateurs 16 000 10 000
- Tableau 10 000 6 5oo
- Connexions et imprévu . . 7 300 3 5oo
- Total 67 5oo 2 5 000
- Or pour 4 sous-stations : 270 000 100 000
- Ligne de trôlet et lignes d’alimentation :
- Poteaux 87 5oo 87 5oo
- Placement des poteaux . . 20 000 20 000
- Amarrage 10 000 10 000
- Isolateurs et supports . . 90 000 90 000
- Cuivre pour courant continu Ligne d’alimentation 12 milles a5o mm2. .... Ligne d’alimentation 48 milles 106 mm2 .... Trôlet 120 milles 83 mm2. 470 000
- Cuivre pour courant alte rnatif :
- Trôlet 60 milles 67 mm2. . 107 5oo
- Lignes d’alimentation : isolateurs et supports . . xo 000
- Montage 5o 000 20 000
- Imprévu 87 5oo 20 000
- Total 780 000 3go 000
- Connexion des rails : Les deux rails connectés . i5o 000
- Un rail connecté .... 73 000
- Connexions transversales. xo 000 5 000
- Total.... 160 000 80 ooo
- Matériel roulant : 10 voitures à voyageurs à 4 moteurs 375 OQO 425 000
- 2 voitures d’express à 4 moteurs 90 000 102 5oo
- 2 fourgons à bagages à 4 moteurs 5o 000 60 000
- Chasse-neige et voiture de réparations 35 000 42 5oo
- Total 55o 000 63o 000
- Ensemble : Station centrale 5x5 000 532 5oo
- Sous-station à la centrale. 63 000 23 000
- Sous-station sur leréseau. 270 000 100 000
- Lignes de la centrale . . H2 5oo 102 5oo
- Lignes de trôlet et d’alimentation 780 000 390 000
- Connexion des rails . . . 160 000 80 000
- Matériel roulant 55o 000 63o 000
- F rais totaux d’installation. 2 430 5oo 1858ooo
- Il faut remarquer que dans cet avant-projet on a supposé suffisant, avec le système à courant alternatif, de connecter seulement un côté des rails à cause de la beaucoup plus faible intensité de courant. Cela présente l’avantage que les autres rails peuvent être utilisés pour le blocksignal ; en choisissant une fréquence de 20 par seconde on peut abaisser encore les pertes
- dans les rails de retour du courant ; en outre les actions électrolytiques ne sont plus h craindre.
- L’augmentation de prix du matériel roulant pour le système alternatif a été très largement comptée ; la différence avec le prix du matériel à courant continu diminue de jour en jour et disparaîtra prochainement. Malgré cela les parts d’installation ressortent à 19800 fr par kilomètre installé pour le système à courant alternatif et à 20 000 fr pour le système h courant continu.
- Dans l’installation envisagée il y a environ dans l’année un million de voitures-kilomètres ; si l’on calcule l’augmentation de frais en capital et l’augmentation de frais en personnel des sous-stations qu’entraîne l’emploi du courant continu on trouve que la différence par voiture-kilomètre est très sensible.
- O. A.
- TÉLÉGRAPHIE
- Conférence sur la télégraphie sans fil, faite à la Sorbonne le 19 mai 1904 par le capitaine Ferrié.
- La conférence demandée au capitaine Ferrié par la Société des amis des sciences avait pour but d’initier le grand public aux mystères de la télégraphie sans fil dont le principe et les appareils touchent au domaine de la science la plus ardue.
- Un court historique a défini tout d’abord le rôle de Maxwell et de Hertz dans cette invention dont la réalisation est due à Marconi. Après l’exposé des moyens que l’on peut employer pour transformer l’énergie électrique en ondes hertziennes, des expériences très convaincantes montrèrent que, sôus cette forme, l’énergie pouvait être récupérée en partie, à distance, sans aucun conducteur intermédiaire, et aussi réfléchie par les surfaces conductrices : une lampe à incandescence intercalée dans un circuit comprenant quelques spires de fil, enroulées sur un cadre isolant, et un condensateur s’allumait à une distance de 1 m environ d’un circuit producteur d’ondes hertziennes, constitué d’une manière analogue et actionné par un petit transformateur Villard. Les spires des deux circuits étant placées dans une position telle que la lampe ne brillait que faiblement, l’éclat de celle-ci était renforcé en approchant une plaque métallique orientée de manière à réfléchir dans le cadre récepteur une partie de l’énergie rayon-née.
- Pour expliquer ensuite le fonctionnement de l’antenne, il a été fait usage d’une comparaison, suffisamment exacte en la circonstance, entre les ondes hertziennes et les ondes sonores ; l’antenne est analogue à un tuyau fermé et vibre comme lui en quart d’onde. Il existe aussi des
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 16 Juillet 1904
- XXXI
- harmoniques et les moyens d’excitation des antennes sont semblables à ceux des tuyaux. La vérification de ces propriétés a été faite devant l’auditoire au moyen d’une antenne de ioo m de longueur, enroulée en spirale sur un châssis de bois.
- Des lampes à incandescence étaient intercalées en divers points, et leur éclat indiquait la position des nœuds et des ventres d’intensité de la note électrique fondamentale d’abord, de l’harmonique 3 ensuite. La longueur des étincelles jaillissant entre les diverses spires et un fil mis à la terre, indiquait de même la position des nœuds et des ventres de tension, inverses de ceux de l’intensité.
- La comparaison avec les ondes sonores a également servi à montrer que les obstacles interposés n’étaient pas un empêchement absolu à la propagation, et que la résonance multiple se produisait aussi bien avec les ondes hertziennes amorties qu'avec les sons très courts et très violents.
- Les diverses études théoriques et pratiques, ayant permis de se rendre compte exactement des phénomènes de la télégraphie sans fil et de les utiliser avec un succès au moins égal à ceux des expérimentateurs étrangers, sont dues en majorité aux fonctionnaires de l’Etat et en particulier à MM. Blondel, Tissot, Boulanger, Voi-senat, etc.
- Le conférencier, toujours un peu pessimiste, craint que la télégraphie sans fil ne soit actuellement parvenue presqu’à son apogée. Il a fait ressortir les graves inconvénients de la télégraphie sans fil à insécurité des communications, influences atmosphériques, nécessité de supports élevés, encombrement des appareils, lenteur des communications. Néanmoins, elle a déjà rendu et rendra encore de très grands services aux navires de guerre et de commerce, aux colonies, h la défense du territoire, etc.
- La conférence a été illustrée par un échange de télégrammes entre un poste de télégraphie sans fil installé dans la salle même et muni d’une antenne fixée à un petit mât placé sur la tour carrée de la Sorbonne, et le poste militaire de la tour Eiffel dirigé par le capitaine Becq. Bien que la distance fut très faible, l’expérience avait un certain intérêt démonstratif, car des essais malheureux faits il y a quelques années avaient laissé croire que la tour Eiffel ne pouvait être utilisée pour la réception de signaux hertziens.
- Enfin, un grand nombre de projections ont permis aux auditeurs de voir comment étaient installés des postes de communication à grande distance et en particulier : le poste Marconi, de Poldhu, ceux de la Martinique et de la Guade-
- loupe, celui de Meudon pendant la communication avec Belfort, etc.
- ÉLECTROCHIMIE
- Bi'evet Allemand n° 14:1 109 de la « National Electrolytic Company » pour la fabrication des chlorates igo3. Gi'oss Lichterfelde-West. Elektrotechnische Technik.
- Si l’on empêche, d’après le brevet allemand 83 536, l’électrolyte de trop s’enrichir en chlorate en le faisant circuler et si on l’échange à la température de décomposition de l’hypo-chlorite à 32-94°, il est aujourd’hui possible d’avoir un procédé continu et donnant un rapport très avantageux entre la force consommée et le chlorate produit, surtout si la solution parcourt les cellules en mince couche et si sa vitesse est réglée de telle façon que la teneur en chlorate ne dépasse pas 3 p. ioo.
- Au sortir de la cellule la solution passe dans un réfrigérant pour la séparation du chlorate d’avec le chlorure.
- La chaleur nécessaire peut être produite par le courant lui-même en employant une densité plus forte (o A. 3a à o A. 64 par centimètre carré).
- La vitesse de circulation peut être très facilement réglée et constitue un moyen sûr pour atteindre les limites de température données. Les conditions de travail les plus pratiques sont : o. A. 4a par centimètre carré dans une cellule de 5-io cm2 de capacité ; et une vitesse de circulation moyenne de la solution telle qu’elle s’écoule avec une teneur en chlore de i et demi à i trois quarts et une température de 43-49° C.
- Production èlectrolytique d’acide acétique en pariant du bois. Plater-Syberg. 1904. (N.-T.). Electrocliemical Industry.
- Un acétate alcalin est obtenu en faisant digérer du bois ou autres substances organiques riches en carbures d’hydrogène, dans une solution bouillante et concentrée d’alcali, avec injection d’air. L’acétate brut ainsi obtenu est élec-trolysé dans un électrolyseur à diaphragme avec anode et cathode en fer ; il se forme ainsi à l’anode de l’acétate de fer et à la cathode de l’alcali libre, de sorte que la solution du compartiment cathodique est utilisée pour le traitement d’une nouvelle quantité de matière organique.
- L’acétate ferreux produit à l’anode est séché, pulvérisé et oxydé par l’air qui le transforme en acétate ferrique, lequel traité par un acétate neutre alcalin donne un précipité d’hydrate de fer, et une solution de biacétate.
- Enfin le biacétate chauffé libérera de l’acide acétique, et il restera de l’acétate neutre pour une nouvelle réaction.
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- XXXII
- Supplément à L'Éclairage Électrique du 16 Juillet 1904
- Production des chlorures de carbone au four électrique. J. Machalske, 1904. London. Elec-trochemist and métallurgist.
- On charge h la partie inférieure une couche d’un mélange de silice pur et de chlorure de sodium, et au-dessus une charge de coke.
- Un arc jaillit au sein de chacune de ces couches fondant le chlorure de sodium et portant le coke à l’incandescence. La silice à haute température réagit alors sur le sel, libère du chlore gazeux, lequel en traversant le coke incandescent donne différents chlorures de carbone.
- ' La température nécessaire est un peu au-dessous de 2 ooo°. En changeant les proportions des produits en présence, on obtiendra différents chlorures comme l’indiquent les équations ci-dessous :
- i: 4 Na Cl + ‘a SiO2 -h C = CCI4 + Si (ONa)* + Si ou
- .,6. NaCl ,+: 2 Si.02;+ 4 C‘= C2C14 -f [SiONa)4 -f- Na2Si]
- ou , , . "
- 6 Na Cl + 3 SiÔ2 + 2 C = C2C16 + [2 (Si.\a203) 4- Na2Si]
- En disposant sur les vapeurs de chlorures de carbone un ou plusieurs arcs supplémentaires, comme l’indique la figure, il y a enrichissement en carbone et l’on obtient un. chlorure inférieur :
- : CC144-C22 = C2C12
- ou
- CCI4 4- C2 = C2 CIL
- r Le plus important au point de vue industriel de cette série de chlorures de carbone, est le tétrachlorure CGI4 qui est un excellent solvant des matières grasses, caoutchouc, huiles essentielles, etc,
- DIVERS
- Résistances de contact, J. Busch. Elekiroteck-nische Zeitschrift.
- On sait que dans les laboratoires, pour assurer un bon contact, on frotte les clefs des boîtes
- SOCIÉTÉ FRANÇAISE DE |
- L’ACCUMULATEUR TUDORi
- Société anonyme. Capital : 1.600.000 fr. 1
- Siège social : 48, rue de la Victoire, Parism
- USINES : 59 et 41, route d’Arras, LILLE g
- INGÉNIEURS-REPRÉSENTANTS : B
- ROUEN, 47, rue d’Amiens. — LYON, 106, rue de i’Hôtel-de-Ville, § NANTES, 7, rue Scribe. — TOULOUSE, 62, rue Bayard. K NANCY, 2 bit, rue Isabey. gj
- ADRESSE TÉLÉGRAPHIQUE 1
- Tudor Paris, Tudor Lille, Tudor Rouen, Tudor Nantes, g -Tudor Lyon, Tudor Toulouse, Tudor Nancy. ||
- de résistances, etc.... avec du pétrole; le fait d’avoir recours pour améliorer un contact a une substance isolante paraît paradoxal. Ayant eu dans le courant de l’année à construire des compteurs de quantité, j’ai du m’occuper de la question de la résistance et je crois avoir trouvé une explication plausible du phénomène. Le
- simple examen de la relation r = o — montre 1 ‘s
- bien que l’on n’a pas affaire simplement à une
- résistance ohmique ; tous ceux qui ont étudié des
- contacts, savent que l n’a pas une valeur assez
- grande ni s une valeur assez faible pour que la
- résistance ait la valeur atteinte. Je m’explique le
- fait de la manière suivante : Comme on le sait,
- il se forme a la surface de tout corps exposé à
- l’air,, une mince couche compacte, soit d’air,
- soit d’eau, qui est très tenace.
- La couche d’air ou cl’eau est certainement un conducteur de la deuxième catégorie, et on a une partie du courant passant du métal à travers la couche au métal de l’autre partie du contact. Il y a donc lors du passage du courant, et on ne mesure la résistance qu’à ce moment, une action électrolytique, même dans le cas où les deux parties du contact sont formées du même métal. 11 se développe donc, même alors, une force contre-électromotrice dite de concentra-tration. Quand la pression est suffisante, il peut y avoir en outre passage du courant par le contact direct des deux surfaces. Suivant la nature du métal, l’électrolyse peut avoir pour résultat l’attaque chimique des surfaces, de sorte que avec le temps un tel contact devient de plus en plus mouvais.
- Le pétrole et ses résidus, c’est-à-dire des carbures d’hydrogène lourds, ont, comme on le sait, la propriété d’adhérer fortement aux métaux et ce sont d’excellents isolants. En frottant les surfaces métalliques avec du pétrole, on remplace la couche d’air, respectivement cl’eau, par une couche de carbures d’hydrogène. Comme ces derniers corps sont isolants il ne peut plus y avoir d’actions électrolytiques, bien plus une certaine pression peut avoir pour effet de les décomposer et assurer ainsi un bon contact. C’est pour la même raison que les collecteurs et les balais se conservent mieux quand on les graisse.
- J’ai constaté dans mes essais que la force eùntre-électromotrice de contact, argent contre argent, même avec des pressions considérables est de o,oa volt environ, tandis qu’après avoir frotté les surfaces avec du pétrole, celle-ci disparaît.
- Photomètre à scintillation, de MM. Sim-mance et Abady. Société française de physique (Exposition)
- Cet appareil, construit par la Compagnie
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 16 Juillet 1904
- XXX11I
- pour la fabrication des compteurs, est un perfectionnement du Flicker photometer, réalisé en 1893 par M. Rood. Il consiste, en principe, à éclairer successivement, pendant des temps égaux, les deux faces d’une portion d’un disque tournant taillé obliquement suivant deux troncs de cône et placé sur l’axe des deux foyers à comparer.
- Pendant la rotation du disque, on observe un effet de scintillement ou papillotage tant que les sources lumineuses produisent un éclairement différent. Le papillotage disparaît au moment précis où ces éclairements sont égaux. L’observateur aperçoit alors un disque de couleur uniforme qui paraît immobile. L’uniformité de la teinte correspond à l’égalité des intensités lumineuses. Le fait a été démontré dans des expériences répétées sur de nombreux essais de foyers lumineux, de même puissance et de même couleur, placés à des distances différentes et par d’autres essais faits également avec des foyers de couleurs différentes.
- Le photomètre scintillant donne des résultats d’une sensibilité et d’une exactitude très grandes. La sensibilité de l’appareil dépend, dans une certaine mesure, de la vitesse à laquelle l’écran tourne. Si cet écran tourne trop
- lentement, on n’obtient aucune disparition de la scintillation, parce que l’œil a le temps nécessaire pour s’habituer a l’apparition successive des deux éclats. Si, au contraire, le mouvement devient trop rapide, il y a une limite à partir de laquelle le phénomène n’est plus perceptible.
- Le réglage de la vitesse de rotation s’effectue avec la plus grande facilité et permet d’obtenir un point d’évanouissement à partir duquel le moindre déplacement de l’appareil détermine l’apparition de la scintillation. Le photomètre scintillant constitue un indicateur parfait pour établir l’égalité d’intensité de deux sources lumineuses de colorations différentes. Un observateur qui s’est servi de l’appareil pendant quelque temps et qui s’est familiarisé avec l’apparence de l’égalité d’éclairement de sources lumineuses diversement colorées, est par suite h même de reproduire cette apparence de mémoire lorsqu’il cherche à obtenir la même égalité avec tout autre photomètre. »
- Une disposition spéciale permet d’appliquer l’appareil à la photométrie des sources lumineuses sous des angles differents. Cet appareil trouve ainsi un emploi tout indiqué dans la mesure de l’intensité lumineuse des lampes
- CHEMIN DE FER D’ORLÉANS
- EXCURSIONS
- AUX
- STATIONS THERMALES ET BALNÉAIRES
- des Pyrénées et du Golfe de Gascogne
- Arcachon, Biarritz, Dax, Pau, Salies-de-Béarn, etc.
- Tarif Spécial G. V. n° 106 (Orléans).
- Des billets aller et retour de toutes classes, valables pendant 33 jours, non compris les jours de départ et d’arrivée, avec réduction de 2o p. 100 en lre classe, et de 20 p. 100 en 2e et 3e classes sur les prix calculés au tarif général d’après l’itinéraire effectivement suivi, sont délivrés toute l’année, à toutes les stations du réseau d’Orléans, pour :
- Agde (Le Grau), Alet, Amélie-les-Bains, Arcachon, Arge-lès-Gazost, Argelès-sur-Mer, Arles-sur-Tech (La Preste), Arreau-Cadéac (Vieille-Aure), Ax-les-Thermes, Bagnères-de-Bigorre , Bagnères-de-Luchon , Balaruc-les-Bains , Banyuls-sur-Mer, Barbotan, Biarritz, Boulou-Perthus, (le), Cambo-les-Bains, Capvern, Cauterets, Collioure, Couiza-Montazels (Rennes-les-Bains), Dax, Espéraza (Cam-pagne-les-Bains), Camarde, Grenade-sur-l’Adour (Eugénie-les-Bains), Guéthary (Halte), Gujan-Mestras, Hendaye, Labenne (Cap-Breton), Labouheyre (Mimizan), Laluque (Préchacq-les-Bains), Lamalou-les-Bains, Laruns-Eaux - Bonnes (Eaux-Chaudes), Leucate (La Franqui), Lourdes, Loures-Barbazan, Marignac-Saint-Bêat (Lez, Val-d'Aran), Nevoulle (la), Olo-ron-Sainte-Marie (Saint-Christau), Pau, Pierrefitte-Nestalas (Barèges, Luz, Saint-Sauveur), Port-Vendres, Prades (Molitg), Quillan (Ginoles , , Carcanières , Escouloubre, . Usson-Ies-Bains) Saint-Flour (Chaudesaignes), Saint-Gaudens (Encausse, Gan-tiès), Saint-Girons (Audinac, Aulus], Saint-Jean-de-Luz, Salécban (Sainte-Marie, Siradan), Salies-de-Béarn, Salies-du-Salat, Ussat-les-Bains et Villefranche-de-Conflent (le Vernet, Thuès, les Escaldas, Graüs-de-Canaveilles).
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- (A l’aller ce train est en correspondance à Liège avec l’Ostende-Vienne).
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- (En correspondance à Brindisi avec le paquebot de la malle de l’Inde).
- Calais-Marseille-Bcmbay-Express. — Une fois par semaine de Londres et Calais pour Marseille (quai de la Joliette) en correspondance avec les paquebots de la Compagnie Péninsulaire et Orientale à destination de l'Egypte et des Indes.
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- Engadine-Express. — De Londres et Calais pour Coire, Lucerne et Interlakon.
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- XXXIV
- Supplément à L’Éclairage Électrique du 16 Juillet 1904
- électriques et des becs à incandescence à manchons renversés.
- A propos de F application de l’impôt sur les machines dynamos en Italie. L'Elettricista, ier mai 1904.
- La Cour de cassation de Rome vient, dans une sentence prononcée le 26 mars dernier, de trancher définitivement un différend pendant entre la Société Edison d’électricité et le département des Finances italiennes à propos de l’interprétation de la loi relative à l’application ou l’exonération de l’impôt sur les machines dynamos suivant que ces dernières sont considérées comme machines produisant de la force motrice ou comme machines-outils ; voici la teneur de cette sentence :
- Attendu que la question substantielle faisant l’objet du litige entre les deux parties est la suivante : si, par suite de l’application de l’impôt sur les objets fabriqués et en référence à l’article y de la loi du 11 juillet 1889 relatif à la révision de cet impôt, les machines appelées Dynamos, lesquelles servent à la Société demanderesse, dans son usine de Cuneo, à produire de l’énergie électrique qui est distribuée pour la consommation à la commune et à ses habi-
- tants, doivent être classées parmi les machines engendrant de la force motrice ou parmi les machines-outils ;
- Attendu que la raison pour laquelle la loi précitée distingue ces deux classes de machines, soumettant les premières h l’impôt et en exonérant les secondes, est bien évidente. Les machines qui engendrent de la force motrice dans un atelier industriel rendent l’édifice apte à remplir son rôle générique et permanent de laboratoire servant à une production industrielle quelconque; par suite, elles procurent à l’immeuble même une valeur économique et un rendement particulier qui peuvent être évalués en abstrait, par équivalence à la mesure de la force qui en constitue pour ainsi dire la dotation.
- Les machines, h l’aide desquelles on utilise cette force motrice pour une industrie déterminée et que l’on transforme en un produit spécial, sont, au contraire, les propres instruments de travail de cette industrie ; elles servent directement à la création du bien mobilier ; elles peuvent être substituées à d’autres et remplir vingt offices distincts sans, que la capacité de rendement de l’immeuble en soit modifiée, puisque dans un immeuble qui dispose de 100 ou de 1 000 chevaux de force motrice on peut exercer
- CHEMINS DE FER DE L’OUEST
- PARIS A LONDRES
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- PAR LA GARE SAINT-LAZARE
- Services rapides de jour et de nuit tous les jours (1dimanches et fêtes compris) et toute Vannée. Trajet de jour en 8 h. 1/2 (lre et 2e classes seulement) GRANDE ÉCONOMIE
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- lre classe .... 43 f. 25 2e classe .... 32 »
- 3e classe .... 23 25
- Billets d’aller et retour, valables pendant un mois.
- déclassé. ... 72f.75 2e classe .... 52 75
- 3° classe .... 41 50
- MM. les Voyageurs effectuant de jour la traversée entre Dieppe et Newhaven auront à payer une surtaxe de 5 fr. par billet simple et de 10 fr. par billet d’aller et retour en lre classe ; de 3 fr. par billet simple et de 6 fr. par billet d’aller et retour en 2e classe.
- Départs de Paris-Saint-Lazare. Arrivées ) London.Bridge . .
- r a, ( Victoria..............
- Londres ;
- DéParts ) London-Bridge. . .
- Londres ) Victoria •
- Arrivées à Paris-Saint-Lazare.
- 10 h. 20 m. 9 h. s.
- 7 h. s. 7 h. 40 m.
- 7 h. s. 7 h. 50 m.
- 10 h. m. 9 h. s.
- 10 h. m. 8 h. 50 s.
- 6 h. 40 s. 7 h. 15 m.
- Les trains du service de jour entre Paris et Dieppe et vice-versa comportent des voitures de lre et de 2® classes à couloir avec water-closets et toilette, ainsi qu’un wagon-restaurant ; ceux du service de nuit comportent des voitures à couloir des trois classes avec water-closets et toilette. La voiture de lre classe à couloir des trains de nuit comporte des compartiments à couchettes (supplément de 0 fr. par place. Les couchettes peuvent être retenues à l’avance aux gares de Paris et de Dieppe moyennant une surtaxe de 1 fr. par couchette.
- La Compagnie de l’Ouest envoie franco, sur demande affranchie, un bulletin spécial du service de Paris à Londres.
- Voyages circulaires à conpons combinables sur le réseau P.-L.-M.
- Il est délivré toute l’année, dans toutes les gares du réseau P.-L.-M., des carnets individuels ou de famille pour effectuer sur ce réseau, en lre, 2« et 3e classe, des voyages circulaires à itinéraire tracé par les voyageurs eux-mêmes, avec parcours totaux d’au moins 300 kilomètres. Les prix de ces carnets comportent des réductions très importantes qui atteignent, pour les billets collectifs, 50 p. 100 du Tarif général.
- La validité de ces carnets est de 30 jours jusqu’à 1500 kilomètres; 4b jours de 1501 à 3000 kilomètres; 60 jours pour plus de 3000 kilomètres. — Faculté de prolongation, à deux reprises, de 15, 23 ou 30 jours suivant le cas, moyennant le paiement d’un supplément égal au 10 p. 100 du prix total du carnet, pour chaque prolongation. Arrêts facultatifs à toutes les gares situées sur l’itinéraire. Pour se procurer un carnet individuel ou de famille, il suffit de tracer sur une carte, qui est délivrée gratuitement dans toutes les gares P.-L.-M., bureaux de ville et agences de la Compagnie, le voyage à effectuer, et d’envoyer cette carte 5 jours avant le départ, à la gare où le voyage doit être commencé, en joignant à cet envoi une consignation de 10 francs. — Le délai de demande est réduit à deux jours (dimanches et fêtes non compris) pour certaines grandes gares.
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 16 Juillet 1904
- XXXV
- à volonté un nombre indéfini d’industries diverses, avec un profit plus ou moins grand, la valeur économique de l’immeuble n’en demeurera pas moins toujours la même.
- Attendu, ceci établi, qu’il y a lieu de tenir comme certain que les applications actuelles de l’énergie électrique à des usages industriels, lesquels nécessitent le transport et l’adaptation de l’énergie même à des distances plus ou moins grandes, ont permis de considérer l’énergie électrique comme un produit industriel que Von vend et que l’on consomme pour divers usages. C’est ainsi que la considère la loi du y juin 1894? laquelle procure à l’énergie électrique certaines facilités spéciales en vue de son transport sur le lieu de consommation. La loi du 8 août 1890, § F, est encore plus explicite dans ce sens à son égard puisqu’elle l’assimile au gaz d’éclairage, lequel est, sans aucun doute, un produit industriel, objet d’un commerce, et la soumet, comme ce dernier, a une taxe a la charge des consommateurs ; de même, le règlement en exécution de cette loi, approuvé par décret royal du 29 septembre 1890, qui soumet le contrôle et la vérification de la consommation de l’énergie électrique à des principes rigoureux analogues à ceux établis pour d’autres règles tributaires inhérentes a d’autres genres de consommation, confirme encore mieux la conception que l’énergie électrique produite dans le but d’être distribuée au public est, aux yeux du législateur, une marchandise produite à l’aide de procédés industriels opportuns.
- Attendu que l’instrument immédiat servant à la production d’une marchandise est précisément une machine-outil ; et puisque, dans l’usine d’électricité, les dynamos servent à la production immédiate de l’énergie électrique, elles doivent être considérées comme machines-outils. Il n’importe pas que lesdites machines transforment la force motrice engendrée par une chute d’eau ou par des chaudières à vapeur puisque toutes les machines-outils transforment la force motrice en des produits industriels et il n’y aurait plus aucune distinction possible dans la limite du maximum de transformation des forces physiques, entre les générateurs de force motrice et les machines-outils ;
- Attendu que ce serait une erreur grave de dire que l’objet du commerce de la Société demanderesse est la lumière ou même l’énergie électrique.
- Cela ne se dit pas pour celui qui vend du gaz dans un but d’éclairage et ne peut se dire non
- plus pour celui qui vend de l’énergie électrique, car, la lumière, le chauffage ou toute autre utilisation possible du courant électrique sont les effets que sa disponibilité procure au consommateur ; et quand bien même l’unique effet de cette disponibilité serait la lumière, il n’en serait pas moins vrai que le producteur d’énergie électrique fournit le moyen pour obtenir la lumière et non la lumière elle-même. Il n’a pas été, d’ailleurs, démontré que l’énergie électrique ne pouvait, à Cu,neo, être employée à d’autres usages qu’a l’éclairage.
- Attendu que l’erreur dont il est parlé ci-dessus ressort d’autant plus évidente que le producteur d’énergie électrique donne au consommateur le passage du courant dans des appareils que celui-ci possède et utilise pour le but auquel il est destiné, et qu’il reprend ensuite ce même courant qui, après avoir traversé les appareils en question, se trouve affaibli de la capacité d’utilisation de ces derniers et, par suite, réduit au minimum de sa puissance utilisable.
- C’est donc l’énergie du courant qui est vendue aux consommateurs, et c’est cette même énergie qui est produite par une dynamo utilisant, dans ce but, la force motrice dont l’immeuble qui la renferme est doté.
- Attendu que le ministère des Finances avait rendu hommage à la vérité intuitive de ces notions élémentaires dans une circulaire en date du 11 septembre 1903, d’où la thèse de la Société demanderesse reçoit une adhésion officielle de l’administration défenderesse.
- Attendu qu’il ne convient pas de raisonner sur l’hypothèse de laquelle l’énergie électrique peut être produite dans le but de l’utiliser comme force motrice dans le même atelier où elle est employée au fonctionnement d’une machine-outil puisque cette hypothèse est d’un caractère entièrement different de la thèse de la présente cause.
- Attendu qu’après ces considérations l’examen des premier et troisième motifs de recours est inutile.
- La Cour de cassation annule la sentence dénoncée par le deuxième motif invoqué par la Société demanderesse et renvoie la cause pour un nouveau jugement et la répartition des dépens devant la Cour d’appel de Casale.
- L. D.
- AVIS
- A VENDRE. Batterie Accumulateurs 100 ampères, bon état. S’adresser au journal.
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- XXXV1
- Süpplément|à L’Eclairage Électrique du 16 Juillet 1904
- BIBLIOGRAPHIE
- Il est donné une analyse bibliographique des ouvrages dont deux exemplaires sont envoyés à la Rédaction.
- Traité général de l’emploi de T électricité dans l’industrie minière. Sources d’énergie et production d’électricité. — Distribution de force motrice et lumière par courants triphasés. — Applications aux divers usages des mines. Organisation et règlements de service, par N. Lapostolest, ingénieur des Arts et Manufactures, ingénieur en chef des services de jour des mines de C arm aux. Gr, in-8 de 290 pages, avec 67 fig., 7 fr. 5o. Veuve Ch. Dunod, éditeur, 49, quai des Grands-Augustins, Paris, VIe.
- Les installations électriques minières prenant de plus en plus d’importance, ce livre vient à point pour aider à l’étude et à la résolution de tous les problèmes qui se posent pour la production, la distribution et l’emploi de l’électricité dans les mines. On y trouve rassemblés, sous une forme méthodique, non seulement les principes qui président à l’emploi des courants triphasés plus particulièrement, mais aussi de l’utilisation des gaz de fours à coke et de hauts fourneaux. Tous les appareils miniers y sont étudiés au point de vue électrique et une étude sommaire des ventilateurs, pompes centrifuges et machines d’extraction y est faite au point de vue mécanique. Un système d’organisation du service électrique et les textes de règlements administratifs complètent heureusement ce travail, dont on reconnaîtra en maints endroits le côté pratique dû à l’expérience personnelle de l’auteur.
- Cet ouvrage sera consulté avec fruit, non seulement par tous ceux qui ont à s’occuper d’électricité dans les mines, mais par ceux aussi qui ressentent le besoin de se familiariser avec les courants triphasés et leur application au matériel mécanique en général.
- La pose des lignes en bronze, cuivre et aluminium. Abaques générales des tensions et des flèches, par Emile Pierard, ingénieur principal des télégraphes, professeur à l’Université de Bruxelles. Brochure in-8° raisin de 16 pages, avec 8 figures dont 6 abaqùes. Prix : 1 fr [Vve Ch. Dunod, éditeur, 49» quaides Grands-Augustins, Paris, VIe).
- L’auteur étudie l’effet du vent et du givre sur les conducteurs aériens et les moyens d’éviter leurs effets nocifs. Il établit d’abord la formule liant la tension à la portée et aux facteurs mécaniques du fil.
- j Puis il montre que, pour chaque métal, il suffit de | considérer un fil d’un millimètre carré de section et ! donne, pour les fils de bronze tenace (téléphonie), de ! cuivre dur (télégraphie, éclairage, transport d’éner-i gie) et d’aluminium, les abaques des tensions unitaires et des flèches pour toutes les portées variant de o à 1000 m pour les bronzes et l’aluminium, de a5 à a jo m pour les cuivres durs, entre les températures extrêmes de — 10 et -f- 4o°.
- Ces abaques permettront aux constructeurs de lignes de se rendre immédiatement compte des tensions auxquelles ils doivent tirer leurs lignes suivant les conditions climatériques et, d’après les flèches, des hauteurs des appuis nécessaires.
- Les accumulateurs électriques. (Théorie et technique, descriptions, applications), par L. Jumau, ingénieur-électricien. Un volume in-8 de 926 pages avec 5g4 figures. Broché, 27,00 fr; cartonné 29 fr. ( Veuve Ch, Dunod, éditeur, 49. quai des Grands-Augustins, Paris, vie).
- Le travail de M. Jumau embrasse la question des accumulateurs d’une façon complète. C’est la première tentative de ce genre, et elle devait être faite, l’industrie des accumulateurs étant devenue l’uue des branches les plus importantes de l’industrie électrique. C’est surtout l’accumulateur au plomb dont il est question dans cet ouvrages. Cependant tous les autres couples sont traités d’une façon détaillée, et un chapitre est réservé aux considérations relatives à la découverte possible d’un accumulateur supérieur à l’élément au plomb. L’auteur étudie successivement les piles réversibles au point de vue théorique et technique, puis les procédés de fabrication des accumulateurs. Il donne une monographie détaillée de presque tous les accumulateurs, ainsi que leurs principales constantes. Le livre se termine par l’étude des applications actuelles et des applications possibles des accumulateurs. Il indique pour chacune d’elles les qualités à exiger des éléments, ainsi que les prescriptions relatives au montage, à l’exploitation et à l’entretien des batteries dans chaque cas particulier. Des exemples d’installations et des résultats d’exploitation ajoutent encore au caractère pratique de cet ensemble.
- ACCUMULATEURS TRANSPORTABLES
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- CATALOGUES FRANCO — TÉLÉPHONE 529-U
- p.r36 - vue 565/686
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- Tome XL!
- Samedi 23 Juillet 1904.
- Il* Année. — N* 30
- 6
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- D E
- L’ENERGIE
- La reproduction des articles de L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE est interdite
- SOMMAIRE Pages
- POINCARÉ (H.). — Etude de la propagation du courant en période variable sur une ligne munie de
- récepteur...................... *....................................
- LÉONARD (C.). — Sur la mesure du flux lumineux des lampes à incandescence- . . ..128
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- Génération et Transformation : La construction des machines électriques en igo3 (suite), par J. Lô\vy. i34
- Sur les mouvements pendulaires des alternateurs en parallèle, par A. Sommerfeld . ........... 137
- Traction : Tramway électrique de Sofia.................................................. . . . . . i5i
- SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- Américan Institute of Electrical Engineers : Transformations de l’énergie dans les commutatricés,
- par W.-L. Franklin......................'....................................... -i55
- SUPPLÉMENT
- Echos et nouvelles
- xxxvni
- Éditions de « L’Éclairage Électrique
- VIENT DE PARAITRE
- l’Electricité en agriculture
- Par Émile GUARIN1
- Conférence faite à la Société Centrale d Agriculture de Belgique
- Brochure in-4° de 14 pages. Prix, 1 fr. 25
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- XXXVIII
- Supplément à L'Éclairage Électrique du 23 Juillet 1904
- ÉCHOS ET NOUVELLES
- GÉNÉRATION ET TRANSFORMATION j
- Turbine à vapeur de î 250 kilowatts système Parsons. El. World Engineer, n° 8. i
- Une machine Parsons construite par la Wes- ‘ tinghouse pour l’installation d’éclairage du nou- ; veau métropolitain souterrain de New-York peut j être considérée comme type de ce genre de machines américaines. Elle tourne à i 200 tours par minute ; le turbogénérateur se compose de trois parties montées sur la même plaque de fondation :
- i° Turbine à haute pression ;
- 20 Turbine a basse pression;
- 3° Générateur.
- Le générateur est commandé par la turbine au moyen d’un accouplement élastique. Les deux carcasses sont séparées par un by-pass. Le réglage est assuré au moyen d’un régulateur centrifuge à boules actionné par le bout de l’arbre.
- Les admissions de vapeur se suivent à des intervalles de deux secondes et demie. Le ressort du régulateur peut être réglé à la main pendant la marche. En outre la turbine est munie d’un régulateur de sécurité qui agit sur une soupape a fermeture rapide. Ce régulateur est commandé également par le bout de l’arbre et peut entrer en action pour la vitesse de rotation que l’on désire. On peut surcharger la machine de 5o p. 100 en envoyant, par une soupape commandée à la main, de la vapeur à haute pression dans la turbine à basse pression. Le graissage est assuré par une petite pompe à plongeur actionnée par un prolongement de l’axe de la turbine. La pompe fournit de l’huile sous une pression
- de 5o cm qui suffit pour le graissage des coussinets. L’huile coule ensuite dans un réservoir placé dans la plaque de fondation et est refroidie par des serpentins parcourus par de l’eau froide. B. L.
- Essais de réception d’un turbo-gènêrateur Parsons de 1 250 kilowatts. El. World and i Engineer, n° 8.
- La Compagnie Westinghouse avait garanti pour cette machine une consommation de 7,1 kgr de vapeur saturée ou de 6,20 kgr de vapeur surchauffée à 2 0° par cheval-heure électrique à pleine charge.
- Les essais eurent lieu au banc d’essai de la Compagnie Westinghouse.
- La surchauffe était produite par un surchauffeur à gaz et la condensation dans un condenseur à surface Alberger.
- La machine f it mise en charge sur un rhéostat liquide.
- Les générateurs produisaient du courant à 11 000 volts réduit à 55o par des transformateurs avant d’être absorbé dans le rhéostat. Tous les instruments étaient placés dans le circuit à haute tension. La détermination de la température de la vapeur saturée était faite au moyen de calorimètres. La vitesse était mesurée sur l’arbre de la pompe actionnée par la turbine
- avec la démultiplication . La décharge subite
- de 1 309 kilowatts à o produisit une augmentation de vitesse de 2 p. 100 (ouverture du circuit inducteur. L’appareil de sécurité (safety stop) entra en fonction lorsque la vitesse dépassa de 14,35 p. 100 la vitesse normale. Les résultats de l’essai sont résumés dans le tableau suivant :
- Pression de la vapeur kgr/cm2 10,7 10,2 10,0 10,1 10,1
- Vide en cm 68,7 68,84 68,5 68,8 71,5
- Surchauffe — — — 24° 26°
- Tours par minute 1 201 1 195,6 1 *97 x 200,6 1 i99A
- Charge en kilowatts . Consommation de vapeurs par kilowatts- 196,9a 1 821,46 x 988 X 293 1 274
- heure : kgr 16,4 8,85 9,22 8,37 7 » 97
- Charge en pour cent i5,7 xo6 i59 io3 I02
- De la courbe de la consommation de vapeur en fonction de la charge, il résulte que la turbine peut avoir un bon rendement dans des limites assez étendues, B. L.
- Agrandissement de la Station génératrice d’Issy.
- .La Compagnie du secteur de la rive gauche installera sous peu son usine d’Issy, quatre alternateurs de 600 kilowatts destinés à remplacer
- les anciennes unités devenues trop faibles par suite de l’extension de la clientèle sur ce secteur et l’abaissement du facteur de puissance.
- Chaque groupe sera formé par un alternateur monophasé Westinghouse de 3ooo volts, 42 périodes, commandé directement par une des anciennes machines a vapeur horizontales qui peut faire 800 chevaux. Ils seront mis en service successivement pour ne pas entraver la marche du secteur. Le courant d’excitation pour
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 23 Juillet 1904
- XXXIX
- Compagnie Française pour l’Exploitation des Procédés
- THOMSON-HOUSTON
- CAPITAL : 40 MILLIONS
- Siège social : 10, rue de Londres, PARIS
- TELEPHONE : 158.11 — 158.81 — Adresse télégraphique : ELIHU-PARIS
- Traction électrique
- r
- Eclairage électrique Transport de force
- Matériel de Mines
- INTERRUPTEURS A HUILE THOMSON-HOUSTON
- Les interrupteurs à huile Thomson-Houston sont établis en vue des tensions les plus élevées et des charges les plus considérables; leur excellent fonctionnement est aujourd’hui démontré par des milliers d’applications diverses.
- Ils sont de quatre types différents que l’on utilise suivant la nature et l’intensité du courant maximum pour lequel on les emploie :
- Modèle F, forme I, pour charges de 850 à 1 250 kw, triphasées sous une tension inférieure à 3 500 volts.
- Modèle F, forme F, pour charges ne dépassant pas 3 500 kw en triphasé, sous une tension inférieure à 6 500 volts.
- Modèle F, forme K, pour charges de 7 000 kw en triphasé, sous une tension inférieure ou égale à 15 000 volts.
- Modèle F, forme H, qui peut être, sur demande, établi pour toutes charges et tensions.
- Nos interrupteurs peuvent être établis pour être manœuvres de différentes façons :
- 1° Pour être placés directement sur le tableau et manœuvres à la main au moyen d’un levier;
- 2° Pour être placés à distance du tableau et commandés par ceux-ci. Il est alors manœuvré par l’intermédiaire d’un système articulé au moyen d’une poignée placée sur le tableau;
- 3° Pour être commandés automatiquement, comme le montre la figure ci-contre, au moyen d’un déclencheur qui peut être diversement disposé, suivant que l’appareil est monté au dos du tableau ou à distance.
- L’interrupteur forme H, pour installations de très grande puissance, n’est commandé à la main que dans des conditions très rares; il est généralement actionné à distance au moyen d’un courant électrique ou de l’air comprimé.
- Ateliers de Construction, 44, rue des Volontaires, PARIS
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- XL
- Supplément à L'Éclairage Électrique du 23 Juillet 1904
- chaque unité est fourni par une excitatrice de a5 kilowatts, 120 volts, accouplée par engrenage.
- Chaque alternateur est accompagné d’un volant spécial d’environ 7,7 tonnes, destiné à doubler à peu près l’inertie de l’alternateur. Le croisillon est formé de deux pièces afin de permettre le montage direct sur l’arbre de la ma-chine h vapeur sans déclaveter les plateaux-manivelles. La nef centrale de l’usine d’Issy, après l’achèvement des travaux contiendra dix groupes électrogènes dont cinq Westinghouse de 600 kilo, volts-ampère. Un alternateur Westinghouse avait été installé comme essai en octobre igo3, son parfait fonctionnement a confirmé la commande des quatre nouveaux alternateurs actuellement en construction.
- TÉLÉGRAPHIE ET TÉLÉPHONIE
- Le télégraphe imprimeur rapide de Siemens et Halske.
- A une récente séance de VAssociation des Electriciens, à Berlin, M. Wilhelm von Siemens a donné une intéressante conférence sur le télégraphe imprimeur rapide que la Compagnie Siemens et Halske vient de construire après en avoir fait une étude spéciale pendant quelques années. Cet appareil appartient à la famille des télégraphes dits automatiques (système Pollak-Virag), où le télégramme est préparé par un dispositif analogue à une machine à écrire, perçant pour chaque lettre à télégraphier un trou spécial ou des trous dans un ruban de papier continu. Ce dernier, étant entraîné à travers le transmetteur télégraphique tournant, lance auto matiquement dans le circuit des impulsions de courant correspondantes. Comme l’appareil Siemens permet de télégraphier 2 000 lettres par minute sur la même ligne, tandis que chaque employé, même avec les meilleurs dispositifs, ne peut pas transmettre plus de 200 à 3oo lettres dans le même temps, il sera possible de transmettre sur la même ligne les télégrammes expédiés par un certain nombre d’employés. Dans l’appareil Siemens, 2 trous par lettre sont percés dans le ruban de papier et la lettre elle-même est imprimée en caractères ordinaires immédiatement au-dessus, de façon que le ruban perforé contienne le télégramme sous une forme distinctement lisible. De plus, le public lui-même pourra se charger de perforer les rubans, et délivrera au bureau télégraphique les rubans tout préparés. Dans l’appareil récepteur, le ruban arrive à la même vitesse et est prêt à être collé sur les formulaires télégraphiques.
- Afin de réaliser cette impression de 2 000 lettres par minute sans appareil mécanique déli-
- cat, on a eu recours à l’étincelle électrique. Un disque, où les différentes lettres sont coupées comme dans un patron, tourne à une vitesse de 2 000 tours par minute entre un micromètre à étincelles et un ruban continu de papier pho-tographiq'ne. Aussitôt qu’une étincelle passe dans le micromètre, une silhouette de la lettre qui se trouve en face de ce dernier est projeté sur le ruban de papier. Faisons remarquer que l’étincelle doit être produite avec une précision d’un 4ooooe de seconde, afin que la lettre voulue apparaisse à l’endroit voulu. Le ruban de papier va passer ensuite au-dessous d’éponges imprégnées de liquide développeur et fixateur ; le processus photographique ne demande que neuf secondes et le ruban sort de l’appareil tout imprimé.
- Pour produire le passage de l’étincelle avec une telle précision à un moment donné exactement, et d’accord avec les impulsions de courant transmises à partir de l’appareil transmetteur on a utilisé heureusement la propriété que possèdent les condensateurs électriques de se charger et décharger dans les intervalles de temps très brefs. Le mécanisme de l’appareil a, par conséquent, été simplifié a tel point que le récepteur, abstraction faite du dispositifphotographi-que, consiste simplement en un arbre mû par un électromoteur et où, en dehors du disque à type précité, ne sont montés que des balais glissant sur des disques de contact. De plus, il y a 5 relais d’une construction spéciale et dont les languettes suivent les impulsions rapides sans la moindre difficulté et à une vitesse suffisante. Un dispositif ingénieux spécial réalise le synchronisme parfait des deux appareils transmetteur et récepteur, ce dernier exécutant dans des temps donnés un nombre de tours toujours égal à celui du transmetteur.
- Les expériences, pour lesquelles l’Administration des Postes impériales avait prêté quelques-unes de ses lignes, ont mis en évidence l’utilité de cet appareil pour les transmissions rapides à grande distance.
- MM. Franke, Thomas et Ehrhardt ont contribué par leur collaboration à la construction de cet appareil.
- Relais téléphonique à vapeur de mercure. Electrical World and Engineer, t. XLIII, p. 277.
- Dans un récent brevet, Cooper Hewitt décrit une application de son tube à vapeur de mercure à la reproduction de variation de courants dans un circuit électrique qui peut être tout à fait indépendant ou constituer une branche d’un circuit dérivé. Cette application permet de .produire dans le circuit secondaire des variations d’amplitude plus grande que celle des
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 23 Juillet 1904
- XLl
- MACHINES BELLEVILLE
- A GRANDE VITESSE
- Avec Graissage continu à haute pression
- PAR POMPE OSCILLANTE SANS CLAPETS
- BREVET
- D’INVENTION
- S. G. D. G.
- DE
- 14 JANVIER 1897
- —°S43®—
- TYPES
- DE
- 10 A 5.00O CHEVAUX
- (fFîj
- SPECIMENS D’APPLICATIONS
- Arsenal de Toulon......................................................
- Companhias Réunidas Gaz e Electricidade, Lisbonne . . .
- Arsenal de Bizerte (Station Electrique de Sidi-Abdallah)...............
- Compagnie des Mines d’Aniche...........................................
- Société Anonyme des Mines d’AIbi.......................................
- Société Normande de Gaz, d’Electricité et d’Eau........................
- Société Anonyme des Chantiers et Ateliers de Saint-Nazaire (Penhoët).
- Usine électrique de Capdenac...........................................
- Etablissement National d’Indret................... ......
- Fonderie Nationale de Ruelle . . . . •............................
- Port de Rochefort................................................. .
- Etc., etc.
- 5 machines
- 4 —
- 6 —
- 9 —
- 2 —
- 5 —
- 1 —
- 1 —
- 1 —
- 1 —
- 2 —
- 1.660 chevaux 1.600 — 1.350 —
- 880 — 600 — 580 —
- 400 —
- 400 —
- 400 —
- 400 —
- 350 —
- Les installations réalisées jusqu’à ce jour comportent plus de 400 Machines à grande vitesse et près de 3,000 Machines à vapeur diverses.
- ÉTUDE GRATUITE DES PROJETS ET DEVIS D’INSTALLATION
- P A- des Établissements DCLADNAT BELLEVILLE
- Capital : SIX MILLIONS de Francs
- ATELIERS et CHANTIERS de PERMIT AGE, à SAINT-DENIS (Seine) Adresse télégraphique : BELLEVILLE, Saint-Denis-sur-Seine
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- XL1I
- Supplément à L'Éclairage Électrique du 23 Juillet 1904
- variations primitives du primaire ou du circuit transmetteur. On a donc ainsi une solution du problème du répétiteur ou relais téléphonique. L’appareil se compose d’un électroaimant placé dans le circuit transmetteur h proximité d’un tube à vapeur de mercure ; le circuit récepteur est en série avec le circuit de la vapeur métallique. Le noyau de l'électroaimant embrasse le tube à vapeur. L’inventeur attribue l’amplification des variations électriques dans le circuit secondaire a ce fait qu’une variation donnée du magnétisme produit une fluctuation plus grande de la résistance effective de la vapeur que les fluctuations de l’énergie électrique produisant les variations de flux. Les fluctuations du courant seraient dues, par conséquent, non a des effets d’induction mais aux variations de la résistance ohmique du circuit.
- P.-L, G.
- ÉLECTROCHIMIE
- Raffinage èlectrolytique du plomb. A.-G. RettS. Electroch. Industry.
- Les « « Canadian Smeltiug Works » ont installé, à Trail, dans la Colombie anglaise, une usine électrolytique pour le raffinage du plomb par le procédé Betts.
- Ce procédé consiste à électrolyser une solution de fluosilicate de plomb avec une anode de plomb. On ajoute au bain 2 p. 100 d’acide fluo-silicique libre et un peu de gélatine. Cette dernière addition a pour but de rendre le dépôt de plomb compact, sans qu’il soit nécessaire de le comprimer.
- On obtient du plomb raffiné à 99,997 p. 100. Une tonne de plomb nécessite l’emploi de 5,6 HP —jour. L’auteur estime que le raffinage d’une tonne de plomb revient à 3,20 fr. L’usine de Trail peut traiter environ 7 tonnes par jour.
- L’èlectrolyse avec anodes de platine polies et platinées. F. Fœrster. Electroch. Industry.
- L’auteur rappelle la théorie de Nernst de l’èlectrolyse ; il montre que les différences de force électromotrice, observées dans une élec-trolyse, suivant qu’on emploie une électrode de platine polie ou platinée, proviennent uniquement de la surface réelle de contact entre l’électrolyte et l’électrode. La surface réelle d’une électrode platinée est, à dimensions égales, bien supérieure à celle d’une électrode polie. Les faits sont surtout caractéristiques pour une anode à laquelle il se dégage de l’oxygène. Dans le cas de l’anode polie, on observe une élévation rapide, au cours de l’èlectrolyse, du potentiel anodique initial qui prend bientôt une valeur
- limite. Si l’anode est platinée, l’élévation du potentiel est lente et continue ; dans ce cas, plus la température est basse, plus l’élévation du potentiel est forte. Cette différence entre la façon dont se comportent les anodes platinées et polies a une grande importance pour la préparation industrielle des chlorates, on obtient un beaucoup meilleur rendement avec les anodes en platine platiné. Ce fait est général ; les oxydations se font beaucoup mieux avec ces dernières. Le rendement du courant est meilleur parce que la quantité d’oxygène gazeux formée est, en présence d’un composé oxydable, beaucoup moindre qu’avec les anodes en platine poli.
- Electrolyse de divers sels dissous dans des composés organiques. E.-H. Patten. Electroch. Industry,
- Tandis que la solution de chlorure de lithium dans la pyridine anhydre peut être électrolysée pendant longtemps sans présenter de notable accroissement de résistance, celle-ci augmente rapidement et considérablement dès que le liquide renfermé un peu d’eau. Ce fait est dû à la formation d’une pellicule, dont la composition n’a pas été déterminée, sur la cathode. Au contraire, une faible quantité d’eau favorise le dépôt du calcium lorsqu’on électrolyse une solution alcoolique de chlorure de calcium. L’èlectrolyse de l’iodure de sodium dans l’acétone est très facile, la solution étant fortement conductrice. Il se forme de l’iodorme et de l’iode à l’anode, du sodium et de l’hydrogène, à la cathode. Le potentiel de décomposition est voisin de 1,3 volt.
- L’énergie totale et l’énergie libre de l’accumulateur au plomb. R.-A. Lehfeldt.
- La réaction chimique qui se passe dans l’accumulateur pendant la charge ou la décharge est ;
- -A- Pb -j-— PbO2 4- H2SO'* PbSO1 + H20.
- 2 2
- La chaleur dégagée dans cette réaction est une somme de deux quantités, l’une constante, provenant de la réaction entre les solides, l’autre variable avec la concentration du liquide en acide sulfurique provenant de la dissolution ou de l’extraction de l’acide dans ce liquide. Soient x la quantité de chaleur constante, z la concentration en acide sulfurique de la solution, Q la chaleur dégagée quand on mélange z mol. H2S04 avec (1 —z) mol. H20 ; supposons qu’on effectue la charge ou la décharge de façon à employer dz mol. H"S04, la quantité de cha ’ leur totale dégagée par la réaction sera :
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- XL1II
- Supplément à L'Éclairage Électrique du 23 Juillet 1904
- On peut d'autre part calculer cette chaleur de réaction par la formule
- W —
- E —
- T
- dE
- dV
- F
- dans laquelle E est la force électromotrice, T la température absolue et F la quantité d’électricité. Les valeurs de X déduites, à diverses concentrations, de la combinaison des deux formules ne diffèrent que de i à 2 p. 100 de leur moyenne.
- L’énergie libre de l’accumulateur peut être déterminée soit par une mesure de force électromotrice, soit en se basant sur le processus thermodynamique suivant : On égalise les forces électromotrices de deux accumulateurs dont les solutions ont des titres différents en faisant passer, par distillation du premier au second, de l’eau et du second au premier, de l’acide sulfurique. On arrive ainsi à la relation
- >»(?/>=—iJ
- dE
- Ih
- dz
- èntre la tension de vapeur p du liquide et la force électromotrice de l’accumulateur.
- La différence entre l’énergie totale et l’énergie libre représente le coefficient de tempéra-dE
- ture T —T7rr, de l’accumulateur. a 1
- APPLICATIONS THERMIQUES
- Quelques notes sur la soudure de l’aluminium. Sherard Cowper Coles.
- On ne peut utiliser pour l’aluminium que la soudure autogène ; les soudures renfermant un autre métal sont, en effet, très facilement attaquées. Tous les modes de soudure autogène sont basés sur la plasticité de l’aluminium à une température un peu inférieure à son point de fusion. En pressant simplement l’un contre l’autre deux morceaux de métal amenés à cet état, on obtient une jonction parfaite, la résistance à la traction est la même au point soudé qu’en toute autre section. L’auteur décrit diverses machines permettant d’effectuer commodément et rapidement la soudure autogène de l’aluminium.
- La iabrication de l’acier au four électrique. P.-L.-T. Héroult. Elektrochem. Industry.
- Le four Héroult consiste essentiellement en un creuset dans lequel est placée la matière à fondre et en deux électrodes verticales et parallèles affleurant cette matière. On obtient ainsi deux arcs en série qu’on règle au moyen de deux voltmètres intercalés entre le creuset et chacune des deux électrodes. C’est ce four qui, peu applicable à la métallurgie directe du fer, à partir des minerais, s'adapte parfaitement à la fabrication du
- fer et de la fonte. La fonte en fusion est oxydée, puis versée dans le four Héroult. On l’y maintient à une température suffisante tout en la traitant par des fondants convenables pour la purifier, puis on la carbure ; l’acier ainsi obtenu est remarquablement pur.
- L’effet utile des fours électriques. J.-W. Richards. Elektrochem. Zeits.
- L’effet utile d’un four électrique est la proportion de l’énergie totale fournie au four qui est utilisée à une transformation physique ou physique et chimique donnée. L’effet utile varie avec les dimensions du four, la surface rayonnante étant proportionnellement d’autant plus grande que le four est plus petit. L’auteur, en se basant sur les données admises, a calculé l’effet utile des fours suivants :
- Four de 1 000 HP pour la préparation du graphite Acheson : effet utile 70 p. 100.
- Four de 1 000 HP pour la graphitisation des électrodes : effet utile 38 p. 100; l’effet utile est plus faible que dans le cas précédent, parce que les électrodes à traiter sont enfouies dans un garnissage qui ne prend pas parta la réaction.
- Four de 2io HP pour la fusion de la bauxite (procédé Jacob) : effet utile 74 P- IOO>
- Four de 1 000 HP pour la préparation du car-borundum : effet utile 76,5 p. 100.
- Four de 260 HP pour la préparation du carbure de calcium : effet utile 62 p. 100.
- Four de 700 HP pour l’électrolyse du chlorure de sodium fondu (procédé Àcker) : effet utile 63 p. 100.
- Fer à repasser électrique. G.-I. Schneider.
- Electricol Review, n° i3, 1904.
- Ce fer se compose de deux parties démontables ; le corps du fer renferme la chaufferette électrique et la poignée qui y est fixée à la partie supérieure au moyen d’une forte vis. La particularité de l’invention consiste dans les dispositifs d'amenée et de protection des fils conducteurs. Les bornes de la résistance sont fixées à la partie supérieure du corps du fer et devant un épaulement de ce dernier portant une gorge demi circulaire. La poignée porte une gorge analogue et quand elle est mise en place, elle enferme complètement les bornes, en ménageant un conduit circulaire pour le passage des conducteurs réunis sous un tressage unique. Dans ce conduit, on place un ressort à boudin enserrant le câble souple et se prolongeant avec lui vers l’extérieur. Les spires de ce ressort empêchent ainsi les conducteurs de s’incurver trop brusquement et de s’user par le frottement.
- P.-L. G.
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 23 Juillet 1904
- MESURES ET ESSAIS
- Essais magnétiques des tôles entières, Engineering, t. LXXYII, n° 1897.
- L’endroit où les échantillons de tôle sont prélevés sur les feuilles entières n’est pas indifférent ; d’autre part, pour obtenir des résultats à peu près exacts il est nécessaire d’opérer sur un poids assez élevé de bandes ou de disques ; les règlements allemands exigent 10 kgr ce qui entraîne une dépense assez sérieuse. Diverses tentatives ont été déjà faites pour permettre d’opérer sur des feuilles de tôles entières. La maison Siemens et Ilalske emploie un tambour dont les joues latérales sont pourvues d’une rainure circulaire où s’engagent les tôles au nombre de 4 ou 6 suivant l’épaisseur. Ces tôles sont isolées l’une de l’autre à la manière ordinaire, de plus les bords sont séparés par une bande de carton. Un enroulement de fil isolé entoure complètement les tôles, en formant une couche de spires cvlindriques dont les fils vont d’une joue à l’autre du tambour. D’après les prescriptions du Verband Deutscher Electrotecliniker, l’appareil est calculé pour des feuilles de 1 ni sur 2 m et les pertes sont évaluées au moyen d’un wattmètre, avec des courants de 5o périodes et une induction de 10000 gauss. Comme il est assez difficile de maintenir ces conditions exactement, on se sert pour les corrections d’un diagramme donnant les valeurs pour cent à ajouter aux résultats observés pour obtenir les chiffres exacts pour la fréquence et l’induction prescrite. Les divers congrès de la Société allemande précitée ont préconisé les hystérési-mètres cl’Epstein et de Moellinger ; mais l’appareil décrit ci-dessus est l’objet d’un examen de la Reichanstalt qui doit fixer son degré d’exactitude par rapport aux appareils usuels.
- P.-L. C.
- Mesure des coefficients d’induction mutuelle. Electricol Revicw. (N.-Y.), n° i3, 1904.
- Dans Physical Review, de mars, M. A. Trow-bridge, indique une méthode simple de mesure des coefficients d’induction mutuelle. Deux bobines en série, enroulées dans le même sens, ont une self-induction équivalente à la somme des self-inductions des deux bobines augmentées du double de leur coefficient d’induction mutuelle. Si les bobines sont enroulées en sens contraire, l'inductance est égfale à la somme des self-inductions diminuée du double du coefficient d’induction mutuelle. On place les deux bobines, dont l’une est munie d’un inverseur de courant, dans une branche d’un pont de Wheatstone, dont les autres branches sont formées de résistances non inductives et
- d’une self-induction variable et connue. On réalise l’équilibre successivement quand les bobines sont traversées par le courant dans le même sens et en sens opposés. L’induction mutuelle des deux bobines est alors égale au quart de la différence de la valeur de la self-induction étalonnée, dans les deux mesures.
- P.-L. C.
- DIVERS
- Le Radium et la Radioactivité, J. Gray
- Electricided Review, Londres n° i366.
- Le dix-neuvième siècle n’a pas selon l’auteur, de nom plus approprié que le siècle de la théorie anatomique. Cette théorie, établie par Dal-ton au début du siècle/devait être ébranlée deux ans avant sa fin par les découvertes de J.-J. Thomson démontrant que les rayons cathodiques consistaient en une projection de particules, de niasse mille fois moindre que le plus petit atome, comme par exemple celui de l’hydrogène. On a admis que ces corpuscules ou électrons constituaient les atomes d’électricité négative parce qu’ils renferment la plus petite quantité d’électricité connue. L’atome d’hydrogène contient une charge positive équivalente et a été appelé électron positif. Ces deux genres de corpuscules reçoivent le nom d’ions, et les phénomènes de l’électrolyse ont montré que les électrons constituent en réalité le lien unissant les atomes pour la formation des molécules. La découverte de la possibilité de la séparation des corpuscules ou électrons et des atomes a été un premier coup pour la théorie atomique. Cependant on a pensé que comme cette séparation n’intéressait que la millième partie du plus petit atome, l’intégrité atomique, en général, ne devait pas être abandonnée. Mais des phénomènes de la radioactivité ont dû faire renoncer à cette hypothèse en démontrant que les atomes, du moins les plus lourds, étaient susceptibles d’une désagrégation complète. Les trois principales substances radioactives ont en effets les poids anatomiques les plus élevés soit 200 pour le radium, 238 pour le çuranium et 232 pour le thorium.
- Le radium outre ses propriétés électrotechniques ordinaires se transforme en hélium dont le poids atomique est 4- Pour expliquer cette transformation, l’auteur suppose les atomes animés d’un mouvement de rotation extrêmement rapide; si la force centrifuge était suffisante pour provoquer la désintégration de l’atome, le radium disparaitrait en blocs mais comme cette désintégration n’a lieu que sur une faible fraction de la substance, il faut admettre que la force centrifuge est insuffisante. La théorie cinétique des gaz enseigne que les atomes gazeux
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 23 Juillet 1904
- XLV
- sont en mouvement et en collisions perpétuels. La vitesse moyenne des atomes est constante à une température donnée, mais quelques atomes ont des vitesses plus faibles, d’autres plus fortes. Parmi ces atomes il en est un très petit nombre sans doute dont les vitesses atteignent des valeurs telles que leur collision, il n’est pas invraisemblable de le supposer, soit susceptible d’amener la rupture de l’atome. Cette désintégration n’est pas instantanément complète ; elle passe par des stages intermédiaires où l’atome rompu se transforme successivement en émanations et en radiations de trois sortes connues (a, j3, y) les radiations finales précédant la formation de l’hélium, semblent consister principalement en corpuscules ou électrons et c’est à elles qu’il faut attribuer le principal dégagement de chaleur. t
- L’hélium que Ramsay a décelé dans le spectre des émanations est un élément dont il n’est pas connu de combinaison ; on a émis l’hypothèse que c’est un atome neutre. C’est peut-être une combinaison d’électrons positifs et négatifs dans la proportion nécessaire pour qu’ils se neutralisent les uns les autres ; cette combinaison pouvant néanmoins se dégager en atonies d’hydrogènes et en corpuscules ou électrons.
- L’une des propriétés les plus intéressantes de la radioactivité est de transformer la molécule d’air en ions et d’en faire un conducteur. Les molécules des solides ne sont pas transformées aussi aisément ; la collision des corpuscules avec une molécule n’est pas assez énergique pour décomposer cette dernière en atome et électrons mais elle l’est suffisamment pour provoquer une oscillation des corpuscules autour de leur position d’équilibre stable. Or, ces oscillations, quand elles sont suffisamment rapides se traduisent par des radiations lumineuses ; comme dans les expériences de Zeeman. Ceci peut expliquer la fluorescence de certains corps sous l’influence des radiations du radium.
- Le rêve des alchimistes était de transformer des métaux vulgaires en métaux rares : la transmutation accompagnant la radioactivité se fait malheureusement en sens opposé. Mais on se demande néanmoins comment se sont formés les atomes lourds des substances radioactives. L’auteur croit à une agglomération de molécules d’atomes plus petits sous l’effet de pressions extraordinaires.
- Quoi qu’il en soit de ces hypothèses, l’auteur estime que la science ouvre une ère nouvelle des connaissances humaines de la matière. P.-L. C.
- CHEMIN DE FER D’ORLÉANS
- EXCURSIONS
- AUX
- STATIONS THERMALES ET BALNÉAIRES
- des Pyrénées et du Golfe de Gascogne
- Arcachon, Biarritz, Dax, Pau, Salies-de-Béarn, etc.
- Tarif Spécial G. V. n° 106 (Orléans).
- Des billets aller et retour de toutes classes, valables endant 33 jours, non compris les jours de départ et 'arrivée, avec réduction de 25 p. 100 en lre classe, et de 20 p. 100 en 2e et 3e classes sur les prix calculés au tarif général d’après l’itinéraire effectivement suivi, sont délivrés toute l’année, à toutes les stations du réseau d’Orléans, pour :
- Agde (Le Grau), Alet, Amêlie-les-Bains, Arcachon, Arge-lès-Gazost, Argelès-sur-Mer, Arles-sur-Tech (La Preste), Arreau-Cadéac (Vieille-Aure), Ax-les-Thermes, Bagnères-de-Bigorre, Bagnères-de-Lucbon, Balaruc-les-Bains, Banyuls-sur-Mer, Barbotan, Biarritz, Boulou-Perthus, (le), Cambo-les-Bains, Gapvern, Cauterets, Gollioure, Couiza-Montazels (Rennes-les-Bains), Dax, Espéraza (Cam-pagne-les-Bains), Camarde, Grenade-sur-l’Adour (Eugénie-les-Bains), Guéthary (halte), Gujan-Mestras, Hendaye, Labenne
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- XL VI
- Supplément à L'Éclairage Électrique du 23 Juillet 1904
- Nouvelle roue à bandage, Electrical Review. Londres, t, LIY, p, 676.
- Dans Street Railway Journal du 5 mars, se trouve décrit un nouveau procédé de fabrication des roues à bandage en acier. Au lieu de forcer les bandages a chaud sur un noyau en fonte, on chauffe les bandages, on les place clansTm moule et on coule de la fonte dans la partie centrale. Au point de vue économique, le centrage se faisant parfaitement au coulage et lé bandage était maintenu par le soudage il n’est pas besoin d’autre artifice pour conserver le bandage en position. D’autre part, il est bien évident que le noyau en fonte ne peut plus servir quand le bandage est à remplacer ; cette opération exige une nouvelle coulée à l’usine, tandis que le remplacement des bandages actuels peut très bien s’effectuer par des petits ateliers de réparation des compagnies de tramway, Le principal avantage dans ce procédé est qu’on peut donner à la surface intérieure du bandage une forme convexe ou concave qui après coulage et soudure du noyau empêche absolument tout déplacement latéral. P.-L, C.
- Procédé G. Léonard de fabrication de résistances en charbon. Electrical Review. (N Y.), t. XLIY, p. 485.
- Sur un mandrin ou une plaque d’amiante ou
- d’autre substance isolante et réfractaire, on applique une couche de charbon ou de graphite d'une épaisseur telle que la résistance après cette application soit supérieure à celle que l’on désire obtenir finalement. Le graphite est appliqué au moyen d’un pinceau, h l’état de pâte délayée dans de l’eau avec une certaine quantité de sucre, ou d’autre substance liante. Quand la couche est sèche, on relie les prises de courant que l’on a au préalable fixées sous la couche à un circuit électrique contenant un ampèremètre dont les indications sont proportionnelles à la résistance ainsi préparée. Au moyen d’un instrument quelconque, susceptible de provoquer un polissage en même temps qu’une compression, on frotte et on comprime la couche de charbon, ce qui a pour effet d’en diminuer progressivement la résistance. O11 prolonge l’opération jusqu’à ce que l’élément ait atteint la résistance désirée, ce qui sera indiqué par la lecture de l’ampèremètre. L’expérience prouve que l’accroissement de conductibilité communiquée à l’échantillon est pratiquement permanent. P.-L. C.
- Procédé Anderson de bobinage de fils isolés. Electrical Review (N,-Y.), t. XLIY, p, 485.
- Autour d’un conducteur électrique sous forme
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- Il est délivré toute l’année, dans toutes les gares du réseau P.-L.-M., des carnets individuels ou de famille pour effectuer sur ce réseau, en lre, 28 et B8 classe, des voyages circulaires à itinéraire tracé par les voyageurs eux-mêmes, avec parcours totaux d’au moins 300 kilomètres. Les prix de ces carnets comportent des réductions très importantes qui atteignent, pour les billets collectifs, 50 p. 100 du Tarif général.
- La validité de ces carnets est de 30 jours jusqu’à 1500 kilomètres; 45 jours de 1501 à 3000 kilomètres; 60 jours pour plus de 3000 kilomètres, — Faculté de prolongation, à deux reprises, de 15, 23 ou 30 jours suivant le cas, moyennant le paiement d’un supplément égal au 10 p. 100 du prix total du carnet, pour chaque prolongation. Arrêts facultatifs à toutes les gares situées sur l’itinéraire. Pour se procurer un carnet individuel ou de famille, il suffit de tracer sur une carte, qui est délivrée gratuitement dans toutes les gares P.-L.-M,, bureaux de ville et agences de la Compagnie, le voyage à effectuer, et d’envoyer cette carte 5 jours avant le départ, à la gare où le voyage doit être commencé, en joignant à cet envoi une consignation de 10 francs. — Le délai de demande est réduit à deux jours (dimanches et fêtes non compris) pour certaines grandes gares,
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- Les trains du service de jour entre Paris et Dieppe et vice-versa comportent des voitures de lrs et de 2e classes à couloir avec water-closets et toilette, ainsi qu’un wagon-restaurant ; ceux du service de nuit comportent des voitures à couloir des trois classes avec water-closets et toilette- La voiture de lre classe à couloir des trains de nuit comporte des compartiments à couchettes (supplément de 5 fr. par place. Les couchettes peuvent être retenues à l’avance aux gares de Paris et de Dieppe moyennant une surtaxe de 1 fr. par couchette-La Compagnie de l’Ouest envoie franco, sur demande affranchie, un bulletin spécial du service de Paris à Londres.
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 2H Juillet 1904
- XLVII
- de bandes on applique une bande de papier dont on replie les bords autour du conducteur de façon a l’embrasser presque complètement. Il n’est pas nécessaire d’employer aucune substance adhésive pour permettre la manipulation du conducteur ainsi isolé, dans une machine à enrouler. Le mode spécial d’enroulement breveté par l’inventeur, consiste à enrouler la bande isolée sous forme de bobine plate, les diverses spires restant dans un plan normal à l’axe. Il faut avoir soin que la partie non complètement recouverte du conducteur soit tournée vers le côté convexe des spires ; si cette partie était tournée vers l’axe, dans l’enroulement, le papier formerait des plis et se refoulerait, tandis que le premier procédé donne une bobine à faces parfaitement régulières. P.-L. G.
- L’électricité dans les mines en Angleterre Les applications de l’électricité dans 1 exploitation des mines ont pris en Angleterre un si grand développement que le ministère de 1 Intérieur a cru devoir charger une commission de l’étude des règles a suivre dans 1 installation et le service des appareils producteurs, distributeurs ou utilisateurs du courant électrique. Les conditions dans lesquelles s’exécutent les travaux souterrains sont si variables d’une région à une autre, qu’il ne pouvait pas être question d’arrêter a priori des instructions définitives, dont une plus longue expérience aurait fait apprécier les inconvénients : la Commission 1 a compris, et, tout en s’expliquant longuement, dans son rapport, sur les avantages et les dangers de l’électricité, elle s’est bornée à formuler les principes généraux d’après lesquels devra être organisé l’usage de l’électricité.
- i. Une installation électrique doit toujours
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- être considérée comme une source de danger potentiel.
- L’installation doit d’abord être constituée d’éléments de toute première qualité et ensuite aménagée de manière à prévenir tout danger det choc ou duncendie : des essais périodiques doivent être faits pour s’assurer que toutes les conditions de sécurité sont remplies.
- 3. Tous les appareils électriques doivent être placés sous la surveillance de personnes compétentes.
- 4. Tout appareil électrique qui peut être employé dans des circonstances où il y a possibilité de danger par suite cle. la présence du grisou, doit être enfermé de manière a empêcher l’inflammation des gaz par une étincelle ; pour toute machine en service, les mesures de précaution devront être prises en vue de reconnaître l’existence du danger, et, au premier avis de la présence du grisou, la machine doit être immédiatement arrêtée.
- Indépendamment de ces conclusions, la Commission a formulé quelques avis dont s’autoriseront les inspecteurs du contrôle des installations électriques. Au,point de vue du voltage à employer, il a été reconnu qu’il n’y en avait pas qui fût absolument exempt de danger. Si toutes les précautions raisonnables sont prises, un voltage assez élevé est préférable à tous égards à un voltage uniformément bas, et finalement le voltage de 65o volts a été recommandé.
- Pour l’emploi des machines à l’abatage du charbon (haveuses, etc.) dans les chantiers exposés à des dégagements de grisou, il est nécessaire que le moteur électrique tout entier soit enfermé dans une enveloppe imperméable à la flamme. L’échauffement anormal des moteurs doit être évité, et un des moyens les plus simples de le prévenir est de refroidir le moteur en y introduisant de l’air frais par l’arbre creux.
- Tous les explosifs pourront être tirés à l’électricité et les armatures extérieures des câbles électriques pourront être mises à la terre. Le
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- XLVI1I
- Supplément à L’Eclairage Électrique du 23 Juillet 1904
- tirage à ^électricité se pratique déjà, depuis plusieurs années, dans le Lancashire, et les accidents qui se sont produits ont eu presque tous pour cause unique la négligence ou l’inob-.servation des règlements, mais non l’intervention du courant électrique. Quant à-la mise à la terre des armatures des câbles, les avis sont partagés, et l’expérience seule permettra de savoir si pratiquement elle présente plus d’inconvénients que d’avantages : cette mesure provisoire pourra être rapportée, s’il y a lieu, mais sa proscription ne paraît pas justifiée sans plus longue expérience.
- Une certaine liberté est laissée aux inspecteurs pour l’application des principes ci-dessus exposés : les modifications jugées par eux utiles pourront et devront être apportées aux installations existantes, mais en tenant compte des circonstances particulières qui justifieront une certaine tolérance. En cas de désaccord entre l’inspecteur et le propriétaire de mines, la question sera soumise à un tribunal arbitral qui décidera souverainement. Au fond, la Commission désire qu’il soit fait un essai loyal de l’électricité avant de la soumettre à une réglementation étroite dont il dépend des industriels de démontrer l’inutilité en prenant d’eux-mêmes les mesures nécessaires pour que l’électricité ne fasse pas parler d’elle.
- Congrès de VAssociation Française pour la protection de la propriété industrielle (Congrès tenu au Conservatoire national des Arts-et-Métiers du 7 au io mars 1904).
- Brevets d’invention, M. Emile Bert, rapporteur.
- Suivant les propositions qui lui étaient présentées par l’Association française, le Congrès a décidé qu’il n’y a pas lieu de modifier les articles de la loi du 5 juillet 1844 en ce qui concerne la définition du brevet et des inventions brevetables.
- C’est aux tribunaux seuls que doit appartenir le pouvoir de se prononcer sur la brevetabilité ou la non-brevetabilité d’une invention, le rôle de l’Administration se bornant à examiner si la demande et les pièces qui l’accompagnent sont régulières.
- Sur la proposition de l’Association, le Congrès
- a décidé que la taxe actuelle doit être remplacée par une taxe progressive commençant à 2Ô fr pour la première année et augmentant chaque année de 20 fr, et qu’il y a lieu d’obliger l’inventeur à signaler ladate de sapremière demande de brevet à l'étranger, s’il a sollicité une protection en pays étranger avant de déposer son brevet français.
- Ea proposition de l’Association tendant à la suppression des brevets secrets et celle du privilège accordé par l’article 18 actuel à l’inventeur pour les perfectionnements apportés à son invention sont ratifiées.
- Le Congrès a ensuite admis les propositions de l’Association sur le maintien en vigueur du certificat d’addition relatif à une invention réelle, quand celui-ci est annexé à un brevet qui est nul pour défaut de nouveauté et la faculté donnée aux inventeurs de céder leurs brevets par actes sous signatures privées et sans être astreints à en payer les annuités par anticipation, un extrait de tout contrat concernant la propriété ou l’exploitation des brevets devant être inscrits à l’Office national de la Propriété industrielle.
- Le Congrès a modifié légèrement la rédaction proposée relativement à l’obligation d’inscrire le numéro du brevet sur les objets fabriqués; il a décidé que le numéro ne devait être obligatoire que quand il est fait usage de la mention « breveté », le numéro du ou des brevets remplaçant alors l’ancienne mention « S. G. D. G.
- En ce qui touche la contrefaçon, le Congrès a ratifié les propositions de l’Association française tendant à punir les complices du délit de contrefaçon, mais à ne point punir la contrefaçon quand elle a été commise de bonne foi, avant la publication du brevet.
- Enfin, le Congrès a voté deux propositions qui lui ont été soumises respectivement, par M. le sénateur Poirrier et par M. Armengaud jeune, et qui tendent, l’une à contraindre le breveté à céder une licence de son brevet à celui qui y a apporté un perfectionnement, à l’exemple de ce qui est contenu dans la loi suisse; l’autre à ne prononcer la déchéance d’un brevet pour défaut d’exploitation que quand le titulaire aurait refusé ces licences qui lui auraient été demandées dans des conditions raisonnables. Ces deux propositions, qui ont entre elles une certaine connexité nécessitent d’apporter des modifications aux articles 19 et 3o. 1
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- Tome XL.
- Samedi 30 Juillet 1904.
- Il* Année. — N» 31
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- L’ÉNERGIE
- La reproduction des articles de L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE est interdite
- SOMMAIRE
- POINCARÉ (H.). — Etude de la propagation du courant en période variable sur une ligne munie de
- récepteur......................................,.......................................... 161
- SOLIER (A.). — Nouveaux modèles d’oscillographes Blondel de la maison J. Carpentier................ 167
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- Télégraphie et Téléphonie : Sur les bobines d’induction à résonance et leur emploi en télégraphie sans
- fil, par Seibt................................._............................................. 17:2
- Méthodes pour accrôitre l’énergie dans le transmetteur en télégraphie sans fil, par Bkaun..... 182
- Mesures : Mesure du travail d’un courant électrique instantané, par H. Weichsel.................... 188
- Traction : Etude comparative snr l’emploi du courant alternatif monophasé et sur celui du courant continu
- pour la traction............................................................................. ig3
- Description de Brevets î Commande électrique d’ascenseur Waygood et Otis........................... 195
- Système E.-A. Carolan pour la commande simultanée des moteurs d’un train de voitures motrices . 198
- Commutateur de démarrage, par H. Piepbr......................................................... 199
- Indicateur électrique J.-L. Hall de la différence de vitesse entre deux machines motrices de
- navire........................................................................................ 200
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 30 Juillet 1904
- ÉCHOS ET NOUVELLES
- THÉORIES ET GÉNÉRALITÉS
- Sur la formation de l’ozone. E. Goldstein.
- Ber. Dtsch. chem. Ges.
- La décharge dans un tube de Geissler en forme de U, rempli d’oxygène sous quelques centimètres de pression et refroidi dans l’air liquide provoque un abaissement de la pression,
- qui descend au-dessous de de millimètre.
- Si l’on fait rentrer de l’O et qu’on répète l’opération quelquefois, on obtient une quantité appréciable d’ozone pur liquide. La transformation de l’O est quantitative. Si la décharge se fait dans un tube de Geissler en quartz, les rayons ultra-violets traversent les parois et provoquent la formation d’ozone dans le voisinage du tube. (Lab. de phys. de l’observatoire. Berlin.) S*
- Sur une lueur électrique et l’influence du radium. Physikalische Zeitschrift n° 4-
- J. Borgmann a employé des tubes à vide dans lesquels la pression était inférieure à quelques centièmes de millimètre, dont le fil était relié au pôle positif d’une bobine d’induction, alors que le pôle négatif était à la terre.
- Après cessation de l’action de la bobine, Borgmann observa pendant 3 à 5 minutes une faible lueur du tube en divers points. L’intensité de cette lueur augmente lorsqu’on souffle sur le tube ou lorsqu’on le frotte avec la main ou avec un conducteur relié à la terre.
- Si, après l’arrêt de la bobine, on approche une capsule de bromure de radium sous le tube, il apparaît, pendant i5 ou 20 minutes, une lueur continue qui entoure le fil du tube comme une auréole. A côté de ce phénomène on peut encore observer une lueur périodique en différents points du tube ; le phénomène ressemble à une aurore boréale.
- Lorsque le fil du tube était relié au pôle négatif de la bobine d’induction, Borgmann observa une phosphorescence de toute la surfaee du verre qui persistait quelque temps après l’arrêt de la bobine. Si du radium se trouvait à proximité, la durée et l’intensité de la phosphorescence causée par les ions négatifs était accrue.
- Borgmann étudia finalement l’allure du phénomène aux basses températures de l’air liquide et put faire varier plusieurs fois l’intensité de la phosphorescence en plongeant et en retirant le récipient. Il croit que les atomes sont amenés par le courant électrique dans un .certain état de désintégration et rayonnent une émanation
- analogue à celle du thorium et du radium qui se condense aux très basses températures.
- R. Y.
- A propos des rayons « AT ». Electricàl Review.
- N.-Y., t. XLIV, p. 433-434.
- Les rayons N constituent, comme on sait, un nouveau genre de radiations analogues à celles émises par les rayons Rœntgen et par le radium, traversant comme elles les corps opaques, mais en différant par leur caractère de perturbations périodiques qui permet de leur attribuer une longueur d’onde comme aux radiations lumineuses et calorifiques. Cette découverte de M. Blondlot fut tout d’abord accueillie en toute confiance par le monde des physiciens; cependant, plusieurs de ces derniers durent avouer leur impuissance à répéter les expériences de Blondlot! parmi eux, il faut citer Kauffmann, Donath, Rubens, Drude, Classen et Woode. La seule preuve de l’existence des rayons « N » consiste, en effet, dans 1 observation d’un écran phosphorescent, d’une flamme, d’une étincelle, etc., dont la luminosité doit augmenter sous l’influence de ces nouvelles radiations. Lummer a montré que les variations d’intensité de l’ordre de celles observées par Blondlot peuvent être attribuées à des erreurs d’observation physiologique. Néanmoins, la concentration de ces radiations au moyen de lentilles semble constituer une expérience concluante. Le journal américain trouve assez justifié le doute qui subsiste au sujet de ces expériences qui ont conduit leur auteur à transporter la position de ces radiations, d’après leur longueur d’onde, d’une extrémité à l’autre du spectre visible.
- P.-L. C.
- GÉNÉRATION ET TRANSFORMATION
- Une nouvelle machine à triple expansion a grande vitesse. Electricàl Magazine, avril.
- La construction de cette machine est un exemple des récents progrès réalisés en cette matière en Angleterre. Elle a été construite par MM. W-H. Allen, fils et C°, à Bedford. Elle a une force de 58o IHP et est directement couplée avec une dynamo Westinghouse de 3^5 kilowatts tournant à 325 tours par minute. Elle a été construite spécialement en vue de certains résultats économiques, étant donné des conditions de charge très variables et la possibilité de développer une surcharge de 25 p. 100 pendant deux heures.
- Aux essais officiels, les vérifications du régu-
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 30 Juillet 1904
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- Traction électrique
- Eclairage électrique Transport de force
- Matériel de Mines
- INTERRUPTEURS A HUILE THOMSON-HOUSTON
- Les interrupteurs à huile Thomson-Houston sont établis en vue des tensions les plus élevées et des charges les plus considérables; leur excellent fonctionnement est aujourd’hui démontré par des milliers d’applications diverses.
- Ils sont de quatre types différents que l’on utilise suivant la nature et l’intensité du courant maximum pour lequel on les emploie :
- Modèle F, forme I, pour charges de 850 à 1 250 kw, triphasées sous une tension inférieure à 3 500 volts.
- Modèle F, forme F, pour charges ne dépassant pas 3 500 kw en triphasé, sous une tension inférieure à 6 500 volts.
- Modèle F, forme K, pour charges de 7 000 kw en triphasé, sous une tension inférieure ou égale à 15 000 volts.
- Modèle F, forme H, qui peut être, sur demande, établi pour toutes charges et tensions.
- Nos interrupteurs peuvent être établis pour être manœu-vrés de différentes façons :
- 1° Pour être placés directement sur le tableau et ma-nœuvrés à la main au moyen d’un levier;
- 2° Pour être placés à distance du tableau et commandés par ceux-ci. Il est alors manœuvré par l’intermédiaire d’un système articulé au moyen d’une poignée placée sur le tableau;
- 3° Pour être commandés automatiquement, comme le montre la figure ci-contre, au moyen d’un déclencheur qui peut être diversement disposé, suivant que l’appareil est monté au dos du tableau ou à distance.
- L’interrupteur forme H, pour installations de très grande puissance, n’est commandé à la main que dans des conditions très rares; il est généralement actionné à distance au moyen d’un courant électrique ou de l’air comprimé.
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- LU
- Supplément à L’Eclairage Électrique du 30 Juillet 1904
- lateur ont montré une variation régulière de vitesse entre la charge nulle et la pleine charge de 1,9 p. ioo et une variation brusque de 5 p. ioo lorsqu’on passait à la charge entière ou inversement.
- A. B.
- Alternateurs à force électromotrice sinusoïdale. Electrical Review, Londres, n° i366.
- Des alternateurs peuvent présenter une courbe de force électromotrice à peu près sinusoïdale en charge, alors que la courbe à vide laisse apparaître l’existence d’harmoniques qui, agissant sur les capacités élevées des réseaux, peuvent amener des élévations de tension anormales.
- La maison Oerlikon avait construit, en 1891, pour le transport d’énergie de Laufen-Francfort, les premiers alternateurs où les pièces polaires étaient inclinées sur l’axe de la machine. Cette maison s’est servie de ce dispositif pour réaliser des alternateurs à force électromotrice sinusoïdale, dont le type a été établi après une série d'essais en vue de déterminer l’influence de la forme des pièces polaires sur la forme des courbes.
- Les noyaux des inducteurs mobiles sont feuilletés ainsi que les culasses ; à l’étampage les tôles reçoivent la forme nécessaire pour que après l’assemblage, les pièces polaires obtenues ne constituent plus des portions de cylindre, mais aient leurs surfaces limitées par des hélices. Il est aisé de voir que la distribution du flux qui en résulte conduit au résultat cherché.
- P.-L. C.
- Balais de dynamo Bunnig. Electrical Review.
- N. -Y., t. XLIV, p. 45i.
- On mélange de la poussière métallique avec du goudron jusqu’à ce qu’on obtienne une masse granuleuse que l’on comprime ensuite dans des moules, pour obtenir la forme voulue des balais. Dans ce moulage, on ménage plusieurs conduits longitudinaux. On chauffe jusqu’à la température d’ébullition du goudron; après refroidissement, on remplit les canaux longitudinaux avec un mélange de poussières métalliques et de graphite; et on chauffe à une température d’un tiers plus élevée que la première fois. La présence du graphite fournit une sorte de lubrification des collecteurs. La cuisson a pour résultat de transformer le goudron en charbon très finement divisé, ne contenant que
- O, 4 p. 100 de cendre. P.-L. C.
- PILES ET ACCUMULATEURS
- Sur P accumulateur au thallium. L. Jonas.
- •Z. f. Elektrochemie.
- Lors de l’électrolyse de l’hydrate de thallium,
- le corps qui se dépose à l’anode n’est pas un hydrate, mais un oxyde de formule approxima-tixe T1203. L’application de la loi de Faraday conduit à la formule 3T1203 -4-Tl304, qui est d’accord avec le fait que l’oxyde recouvrant l’anode renferme plus d’oxygène que l’oxyde préparé par voie purement chimique. Les forces électromotrices ont été mesurées en utilisant la méthode de Poggendorf. Il résulte des valeurs ainsi trouvées que la force électromotrice de l’élément réversible Tl — TIOH en solution —T1203 varie de o,53 à o,63 volt suivant la composition de l’électrolyte. Connaissant le coefficient de de
- température —de l’élément, on peut, d’après
- la relation d’Helmholtz -j — ----—cal-
- dt T nFT
- culer la tonalité thermique Q de la réaction.
- Les nombres trouvés pour Q sont compris entre 72 et io3 kilojoules. (Leipzig. Institut deChim. phys.). S.
- Plaques d’accumulateur Frank. Electrical Review. N.-Y., t. XLIY, p. 45i.
- Le procédé de préparation de ces plaques a pour objet ds rendre la masse poreuse. On forme d’abord un électrolyte au moyen d’un mélange de 90 p. 100 d’fPO, 5 p. 100 de NaaS04 et de
- 0,7 p. 100 de C103H. On place les grilles dans
- ce bain, en rangées parallèles. On dispose généralement onze plaques, dont cinq positives et six négatives alternant avec les premières. On envoie dans le bain un courant de 1 ampère, à 3o° C. qui provoque un dépôt de chlore blanchâtre sur les plaques positives et on continue l’opération jusqu’à ce que l’attaque ait pénétré d’environ 1 mm. On'retire les plaques, on les lave dansl’eau distillée et on les plonge dans une solution faible d’acide sulfurique qui enlève le chlore. On lave à l’eau distillée et on sèche à 3oo° C.,ce qui recouvre la plaque d’une couche solide de peroxyde de plomb. La plaque est ensuite traitée à la manière ordinaire comme plaque positive.
- P.-L. C.
- TRANSMISSION ET DISTRIBUTION
- Installations à haute tension en Espagne.
- La nouvelle station électrique de Quintana Martingalindez, située à une distance de 78 km de Bilbao, vient d’être mise en exploitation. Elle contient des turbines de 1 000 chevaux à 37D tours par minute actionnant des générateurs à courants triphasés à 3 000 volts. La tension est élevée à 3oooo volts avant d’être envoyée à Bilbao. La station électrique actuelle au ne puissance de 4 000 chevaux : elle marchera en parallèle avec les stations de Puentelarra que l’on construit actuellement et dont la puissance sera de 6 000 chevaux.
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- Snpplément à L'Éclairage Électrique da 30 Juillet 1904
- LUI
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- Ces Compteurs sont du type à induction; ils se construisent pour tous voltages, toutes fréquences et toutes puissances. Précision de l’énergie à toutes les charges qu’elles soient non inductives ou inductives.
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 30 Juillet 1904
- À Bilbao une station de transformateurs abaisse la tension à 3 ooo volts; en prévision de l’extension de ces transports de force la station de transformation a été prévue pour i5 ooo chevaux.
- Bilbao, où fleurissent de nombreuses industries consommera une grande quantité d’électricité et l’on prévoit^encore l’établissement d’une troisième station centrale de 4 ooo chevaux dans le voisinage de San Sébastian.
- B. L.
- La protection des installations de transport de force contre les décharges atmosphériques.
- L’Electrotcchnischer Verein, a envoyé dernièrement aux principales installations électriques allemandes, autrichiennes, italiennes, suisses et françaises, le questionnaire suivant :
- 1. Des décharges atmosphériques ont elles été observées ? Dates et heures où elles se sont produites.
- 2. Des dégâts ou des perturbations ont ils eu lieu et, dans ce cas, quelle est la partie de l’installation qui a souffert (machines, moteurs, transformateurs, etc.)
- 3. Y avait-il des dispositifs de sécurité contre la foudre et quels étaient-ils ? A quels points étaient-ils placés? Avait-on prévu des bobines de self? Comment étaient constituées les prises de terre ? Y a-t-il des cas ou les dispositifs de sécurité ont fonctionné et qu’a-t-on observé ?
- 4. Lorsque l’enroulement d’une machine a été endommagé, quel a été le point endommagé? La rupture s’est-elle produite de bobine à bobine ou de bobine à noyau.
- 5. Etait-ce pendant un orage que l’on a observé des perturbations ; sinon quel était l’état atmosphérique ?
- 6. Importance de l’installation (en kilowatts ou chevaux) : courant continu à deux ou trois conducteurs alternatifs mono, bi ou triphasé. Les machines sont elles directement connectées au réseau, ou par l’intermédiaire de transformateurs.
- y. Les carcasses des machines ou des transformateurs sont-elles isolées de la terre ou mises à la terre.
- 8. Y a-t-il des parties à la terre dans l’installation et quelles sont-elles? Y a-t-il sur le trajet de ces prises de terre des coupures à étincelles ou des fusibles.
- 9. Longueur des canalisations. Sont-elles placées dans des vallées ou sur des hauteurs ? Passent-elles à travers des bois ou en rase campagne ?
- 96 réponses à ce questionnaire sont parvenues d’Allemagne et d’Autriche et 3 seulement des
- autres pays. Les réponses peuvent être divisées en 3 groupes.
- 1. 36 d’entre elles ne contiennent aucune observation particulière.
- 2. 22 d’entre elles relatent des observations d’orages et de fonctionnement des dispositifs de sécurité sans qu’aucune perturbation, ait eu lieu.
- 3. Enfin 4* d’entre elles contiennent des indications sur des perturbations ou des dégâts causés par la foudre.
- Les installations dans lesquelles ont été faites les observations appartenant au 3e groupe étaient munis de dispositifs de sécurité de tous les systèmes possibles.
- Il semble donc qu’aucun d’entre eux n’assure réellement la sécurité qui serait désirable. Un exemple classique déjà cité est celui d’une installation de la Bohème septentrionale placée dans une contrée où les décharges atmosphériques sont extrêmement fréquentes. Cette installation contient des parafoudres à disques, des parafoudres à cornes, des parafoudres à soufflage d’arc ; en outre chaque mat porte un petit paratonnerre. Malgré cela dans l’année qui vient de s’écouler 3 transformateurs ont encore été percés. L’un d’eux, placé à la station centrale et qu élève la tension de 2 ooo à 4 ooo volts, a été percé plusieurs fois malgré tout le soin qu’on a pu apporter à sa protection.
- Il alimente une ligue de 10 km placée en majeure partie sur les flancs d’une montagne. Un autre transformateur percé plusienrs fois repose sur un isolateur de verre placé sur un sol humide : son parafoudre a par conséquent une excellente prise de terre ; à côté de lui, à 5o .m plus haut, un transformateur identique repose, également isolé, sur du sable sec ; son parafoudre a par conséquent une mauvaise prise de terre et il est cependant resté intact. Dans cette installation, où tous les transformateurs sont placés sur des isolateurs en verre, les ruptures se sont toujours produites entre tours d’une même bobine, ou entre enroulements primaire et secondaire, mais jamais entre une bobine et le noyau. On peut se demander s’il est bon d’isoler les appareils de la terre. Parmi les installations où se sont produits des dégâts, 10 d’entre elles ont leurs transformateurs et leurs machines isolées. Mais il n’v a que 3 d’entre elles où les dégâts se soient produits sur ces appareils ; dans les autres ils se sont produits aux appareils de mesure, interrupteurs, etc. Dans une autre installation 2 transformateurs seulement n’étaient pas isolés et l’un d’eux a été endommagé : dans une autre encore ; des moteurs placés sur des massifs de maçonnerie ont
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 30 Juillet 1904
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- été abîmés et les transformateurs isolés ne l’ont pas été.
- Parmi les installations du groupe II dans lesquelles aucune avarie ne s’est produite, il y en a 6 dont les machines et les moteurs sont isolés et 4 seulement où ils sont à la terre. Mais parmi les 4 il y en a 3 où le danger de décharge atmosphériques est faible.
- La question posée sur l’endroit des enroulements où se sont produites les avaries et sur l’utilité des bobines de self n’a reçu que i4 réponses.
- Dans 9 cas sur 14 l’endroit du dégât est le commencement ou la fin de l’enroulement et dans 3 cas la rupture s’est produite entre l’enroulement et le noyau. L’utilité des bobines de self est confirmée par diverses observations.
- Dans plusieurs cas on a constaté des décharges atmosphériques sans qu’il y ait eu d’orage.
- L’influence du terrain n’a été éclaircie par aucune réponse.
- E. B.
- TRACTION
- Le chemin de fer à voie étroite Barking-Becton. The Electrician, février.
- Le chemin de fer installé entre Barking et Becton traverse le fleuve Roding sur un pont mobile mû par des électromoteurs. Les autorités ont exigé que l’installation fût faite de telle manière que le pont ne puisse pas être ouvert lorsqu’un train était engagé sur un tronçon limité’à une distance de ioo m des deux rives. Le dispositif adopté pour satisfaire à cette condition de sécurité est le suivant : Dans la cabine du gardien du pont se trouve un commutateur à main qui, dans l’une de ses positions relie aux feeders d’amenée, le fil ou le rail de prise de courant du tronçon à protéger, et, dans l’autre position, envoie le courant aux autres électromoteurs font mouvoir le pont. Ce commutateur est verrouillé au moyen d’un dispositif commandé par un électroaimant auquel parvient le courant de deux éléments Leclauché placés’ sur la voiture et reliés à 3 balais de contact frottant sur des rails disposés sur toute la longueur du tronçon à protéger.
- La voiture porte, pour chaque sens de marche, deux contacts que ferme ou qu’ouvre l’appareil de prise de courant : lorsque ces contacts sont fermés le commutateur est verrouillé et des signaux lumineux apparaissent dans la cabine du pontonnier. E. B.
- Système de traction sans arrêts. Electrical Review, N.-Y., n°6, t. XLIY.
- Dans VElectro de Bruxelles, M. F. de Mare
- propose un système de traction sur chemin de fer ne comportant pas d’arrêts des trains. Aux stations, les voyageurs qui doivent descendre passent dans une voiture située à la queue du train; cette voiture est détachée et arrêtée à la station, le train lui-même continuant sa route sans arrêt. Pour prendre les voyageurs et les bagages en cours de route, une voiture munie de moteurs électriques ou autres est placée sur une voie de garage aiguillée sur la voie principale où va passer le train. Aussitôt que ce dernier est passé, la voiture garée est lancée à une vitesse un peu supérieure à celle du train, qu’elle rattrape et auquel elle est accrochée.
- P.-L. C.
- L’énergie électrique appliquée aux chemins de fer. Electrical Review (N. Y.), t. XLIY, n° 8.
- Dans une communication à la Société des Ingénieurs de l’Iowa, l’auteur refait un bref historique de l’introduction de l’électricité dans la traction aux Etats-Unis. Les progrès de cette application de l’énergie électrique ont abouti à trois exemples magnifiques de transports par courants polyphasés que possède actuellement l’Amérique. Dans ces trois transports d’énergie, l’électricité est produite à des tensions de 5 ooo à ioooo volts et alimente des sous-stations à commutatrices et transformateurs, fournissant du courant continu à 5oo ou 6oo volts. La plus récente de ces trois installations est celle de la New-York Central Railroad Company, dont l’exploitation a été décidée au commencement de l’année. La particularité la plus importante de ce transport d’énergie réside dans l’emploi de groupes électrogènes de 5 ooo kilowatts, actionnés par des turbines à vapeur. Cette innovation a paru justifiée parles résultats excellents obtenus à Chicago, où des turbo-génératrices de 5ooo kilowatts fournissent du courant triphasé à 9000 volts pour le réseau de lumière. Ces groupes ne pèsent que 200 tonnes, soit environ la moitié des alternateurs seuls de Manhattan.
- L’auteur termine par une comparaison entre les divers systèmes de traction électrique; il signale l’infériorité de l’emploi du courant continu à 5oo ou 600 volts, qui entraîne dans certaines exploitations américaines des pertes en ligne de 20, 3o et même 00 p. 100. L’attention des électriciens se porte actuellement sur les trois systèmes qui se disputent le champ de la traction sur chemin de fer, à savoir, la traction par courants triphasés à haute tension, le système d’Arnold avec moteurs asynchrones monophasés et celui des moteurs série monophasés à collecteurs.
- P.-L. C.
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 30 Juillet 1904
- ÉLECTROCHIMIE
- Le rôle de la tension de cohésion et des principes de Doppler et de Weber dans la théorie de l’électrolyse. R. Mewes. Elektrochem. Zeits.
- L’auteur commence ici par attaquer, en reprenant les objections émises par Plattner et par d’autres, la théorie électrolytique de Nerst, d’Ostwald et de leur école. Citons, à côté des arguments connus et puissants qu’on déduit de l’électrolyse des solutions non aqueuses, des sels fondus et des sels solides, les objections suivantes : Etant donné que l’ionisation est d’autant plus intense que la solution est plus diluée, supposons qu’on électrolyse une solution concentrée. Au fur et à mesure de l’électrolyse, il va se former un nombre toujours plus considérable d’ions chargés d’électricité, sans qu’on sache d’où provient l’énergie nécessaire à ce phénomène. D’autre part la théorie actuelle admet une simple décharge de ions aux électrodes, le passage de l’électricité à travers une série de cuves électrolytiques est pourtant un fait expérimental. La théorie de l’auteur est mécanique, elle est basée sur les principes suivants : i° En toutes circonstances, quelle que soit leur situation ou leur état de combinaison chimique, les atomes conserventleurs propriétés. Par suite, les atomes métalliques sont toujours bons conducteurs, les atomes non métalliques sont toujours bons conducteurs. 2° Un électrolyte ne doit pas être considéré comme homogène, mais plutôt comme un diélectrique dans lequel sont réparties des particules conductrices. 3° On doit appliquer à la propagation des ondes électriques le principe de Dœppler sur la hauteur de son fixe perçu par un mobile s’éloignant ou se rapprochant du centre d’émission. 4° De —
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- même que le courant électrique oriente les cristaux qui présentent deux axes de conductibilité différente, de même il oriente aussi les molécules composées d’atomes inégalement conducteurs. En partant de ces principes, l’auteur arrive à déduire la loi de Weber du principe de Dœppler. Quant à la question de la tension de cohésion, elle paraît peu à sa place dans ce mémoire et la vérification que donne, à ce sujet, l’auteur de son équation d’état des corps ne semble pas absolument probante. S.
- L'électrolyse industrielle de l’eau et les applications de F oxygène et de l’hydrogène à la soudure. M.-U. Schoop. Electrochem. Zeits.
- L’auteur fait une description brève et précise des trois types d’appareils employés actuellement pour l’électrolyse industrielle de l’eau, les électrolyseurs Garuti, Schmidt et Schoop. Le dernier de ces appareils présente le grand avantage d’éviter absolument la possibilité de production de gaz tonnant, mais son rendement paraît inférieur à celui des deux autres. L’auteur étudie ensuite le plus important emploi actuel de l’hydrogène et de l’oxygène, la soudure au chalumeau oxyhydrique. Le mélange employé généralement est composé de 4 parties d’hydrogène et de i partie d’oxygène, l’oxygène de l’air prenant part a la combustion. La flamme
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- oxyhydrique permet la soudure autogène du plomb, du fer, de l’aluminium, etc. L’auteur cite le fait intéressant qu’en choisissant convenablement les proportions du mélange gazeux, on peut obtenir une flamme brûlant sous l’eau, capable par conséquent de céder intégralement à ce liquide, le calorique total qu’elle produit. S.
- Sur les redresseurs électrolytiques des courants alternatifs. R. Dongier. Journ. Phys.
- Le principe des clapets èlectrolytiques est le suivant : quand, dans un électrolyte plongent une électrode en aluminium et une autre électrode métallique, il ne se laisse traverser par un courant que lorsque l’aluminium fonctionne comme cathode. Pollak a montré que, en prenant comme électrolyte un phosphate alcalin, on peut ainsi redresser des courants dont la force électromotrice efficace atteint 200 volts ; la deuxième électrode est en plomb. Dans ces [conditions, quand l’aluminium fonctionne [comme anode, il se recouvre d’alumine, qui constitue une couche isolante, tandis que le plomb est le siège d’un dégagement d’hydrogène; quand le courant passe en sens inverse, le plomb s’oxyde, et l’alumine repasse à l’état d’aluminium. Telle est du moins la théorie de Pollak ; les sels alca-
- lins permettant de redresser des courants de fréquence assez grande (80 alternances par seconde), il paraît vraisemblable que les ions K ou Na réduisent l’alumine plus rapidement que ne le fait l’ion H. Nodon, qui emploie un alliage d’aluminium et de zinc, et une deuxième électrode de fer, pense que c’est un phosphate d’alumine qui arrête le courant lorsque l’aluminium est anode.
- Quoi qu’il en soit, le clapet constitue un transformateur du courant dont le rendement est compris entre y5 et 80 p. 100.
- Naturellement, on s’arrange, au moyen d’une sorte de commutation automatique, pour utiliser l’onde tout entière du courant à redresser : il suffit de mettre chaque pôle de l’alternateur, par l’intermédiaire de deux clapets disposés en sens inverse, en relation avec les deux pôles du circuit où l’on veut produire du courant continu. De plus, en réunissant les deux pôles'du circuit d’utilisation aux deux armatures d’un condensateur' èlectroly tique, formé par deux plaques d’aluminium, plongeant dans du phosphate d’ammonium, la plaque positive ayant été recouverte par électrolyse d’une pellicule diélectrique de phosphate d’alumine, on atténue [considérablement les variations du courant redressé. S.
- Voyages circulaires à coupons combinables sur le réseau P.-L.-M.
- Il est délivré toute l’année, dans toutes les gares du réseau P.-L.-M., des carnets individuels ou de famille pour effectuer sur ce réseau, en lro, 2« et 3° classe, des voyages circulaires à itinéraire tracé par les voyageurs eux-mêmes, avec parcours totaux d’au moins 300 kilomètres. Les prix de ces carnets comportent des réductions tr'es importantes qui atteignent, pour les billets collectifs, 50 p. 100 du Tarif général.
- La validité de ces carnets est de 30 jours jusqu’à 1500 kilomètres; 45 jours de 1501 à 3000 kilomètres; 60 jours pour plus de 3000 kilomètres. — Faculté de prolongation, à deux reprises, de 15, 23 ou 30 jours suivant le cas, moyennant le paiement d’un supplément égal au 10 p. 100 du prix total du carnet, pour chaque prolongation. Arrêts facultatifs à toutes les gares situées sur l’itinéraire. Pour se procurer un carnet individuel ou de famille, il suffit de tracer sur une carte, qui est délivrée gratuitement dans toutes les gares P.-L.-M., bureaux de ville et agences de la Compagnie, le voyage à effectuer, et d’envoyer cette carte 5 jours avant le départ, à la gare où le voyage doit être commencé, en joignant à cet envoi une consignation de 10 francs. — Le délai de demande est réduit à deux jours (dimanches et fêtes non compris) pour certaines grandes gares.
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- Les trains du service de jour entre Paris et Dieppe et vice-versa comportent des voitures de lr8 et de 2e classes à couloir avec water-closets et toilette, ainsi qu’un wagon-restaurant ; ceux du service de nuit comportent des voitures à couloir des trois classes avec water-closets et toilette. La voiture de lre classe à couloir des trains de nuit comporte des compartiments à couchettes (supplément de 5 fr. par place. Les couchettes peuvent être retenues à l’avance aux gares de Paris et de Dieppe moyennant une surtaxe de 1 fr. par couchette.
- La Compagnie de l’Ouest envoie franco, sur demande affranchie, un bulletin spécial du service de Paris à Londres.
- 10 h. 20 m. 9 h. s.
- 7 h. s. 7 h. 40 m.
- 7 h. s. 7 h. 50 m.
- 10 h. m. 9 h. s.
- 10 h. m. 8 h. 50 s.
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 30 Juillet 1904
- Les redresseurs êlectrolytiques. Electrical Review, (N. Y.) t. XLIY, n° 7.
- M. Gooks publie dans Physical Review les résultats de ses recherches en vue de l’établissement d’une théorie de ces appareils. M. Cooks mesure le voltage appliqué, le courant de circulation et la force contre-électromotrice développée à la surface de la plaque d’aluminium. Il trouve que dans certaines limites de température et de tension la force contre-électromotrice atteint de 85 à 90 p. 100 de la tension appliquée. L’opérateur peut mettre en évidence l’existence d’une tension critique augmentant quand la température décroît ; quand on dépasse cette tension critique, la force contre-électromotrice décroît rapidement et le courant augmente aux plus hautes tensions, la pellicule blanchâtre de la plaque se transforme en une substance cristallisée de coloration foncée, ayant l’aspect du corindon.
- Ces expériences ont conduit l’opérateur à conclure que l’action de l’aluminium n’est pas liée à la couche d’hydroxyde qui se forme à la surface et qui agirait, comme résistance élevée. Il estime que la pellicule formée ne doit pas être considérée comme un isolant, tel qu’on l’entend ordinairement, mais comme un corps peu con-
- ducteur, imperméable aux anions. Ces radicaux ne pouvant atteindre la plaque s’accumulent à la surface de la pellicule et y créent une force contre-électromotrice. Au renversement du courant les cathions atteignent aisément la plaque et laissent passer le courant. L’effet des hauts voltages est de laisser des ouvertures de la pellicule où le courant peut passer; la pellicule serait affectée de la même façon par les hautes températures.
- P.-L. C.
- MESURES
- Compteur électrolytique Bassian. Electrical Review, Londres, n° i366.
- Le compteur Bastian primitif utilisait des électrodes de platine dont le prix empêchait d’augmenter la surface et de réduire la chute de tension. Dans le nouveau type les électrodes sont en nickel, avec un électrolyte alcalin sans action sur les électrodes. Chaque compteur est garanti exact à 2 p. 100 près et doit fonctionner d’une façon satisfaisante pendant 3 ans. Ils ne sont pas affectés par les court-circuits ou les surcharges de 100 p. 100. Cet appareil est particulièrement adapté aux voitures de tramways. La simplicité de sa construction en fait un appa-
- CHEMIN DE FER D’ORLÉANS
- CARTES D'ABONNEMENTS
- TRIMESTRIELS
- Délivrés pour la saison cTEté.
- En vue de faciliter pendant la saison d’été les relations de Paris avec la Banlieue, la Compagnie d’Orléans délivrera, à partir du 15 juillet, des cartes d’abonnements trimestriels de toutes classes, à prix réduits.
- Le délai extrême de validité de ces cartes expirera le 31 octobre.
- CHEMINS DE FER DU NORD
- TRAINS DE LUXE
- TOUTE L’ANNÉE
- Nord-Express. — Tous les jours entre Paris et Berlin avec continuation une fois par semaine de Berlin sur Varsovie et trois fois par semaine de Berlin sur Saint-Pétersbourg.
- (A l’aller ce train est en correspondance à Liège avec l’Ostende-Vienne).
- Péninsulaire-Express. — Une fois par semaine de Londres et Calais pour Turin, Alexandrie, Bologne, Brindisi.
- (En correspondance à Brindisi avec le paquebot de la malle de l’Inde).
- Calais-Marseille-Bcmbay-Express. — Une fois par semaine de Londres et Calais pour Marseille (quai de la Joliette) en correspondance avec les paquebots de la Compagnie Péninsulaire et Orientale à destination de l’Egypte et des Indes.
- L’HIVER SEULEMENT
- Calais Méditerranée-Express. — De Londres et Calais pour Nice et Vintimille.
- Train rapide quotidien entre Paris-Nord, Nice et Vintimille composé de voitures de lre classe, lits-salon et slceping-car.
- L’ÉTÉ SEULEMENT
- Engadine-Express. — De Londres et Calais pour Coire, Lucerne et Interlaken.
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 30 Juillet 1904
- LÏX
- reil bon marché, susceptible d’être placé d’une façon permanente sur chaque voiture et permettant ainsi de contrôler la valeur du conducteur et même d’établir un système de boni, comme sur les locomotives à vapeur. P.-L. C.
- Appareil pour double tarif. Electrical Review, Londres, n° i366.
- Un nouvel appareil destiné à permettre de tarifer l’énergie électrique à deux prix différents pour les consommations de jour et de nuit, vient d’être installé par la Compagnie électrique de Charing-Cross, à Londres. L’appareil comprend un chronomètre soigné, marchant un mois sans être remonté ; l’arbre qui porte les aiguilles est muni de deux cames qui, par leur contact avec des lames flexibles, ferment ou ouvrent le circuit à fil fin de l’un ou l’autre de deux compteurs qui enregistrent les consommations dans les deux périodes à tarifs différents.
- Le tarif maximum s’applique pour les heures de forte charge.
- On peut aussi disposer les choses de façon qu’un des compteurs indique l’énergie totale consommée, tandis que l’autre, dit compteur de rabais ou de réduction, indique l’énergie consommée dans une certaine période. La Compagnie précitée construit également un groupe complet où les connexions sont établies dans le but spécial que l’on se propose ; cet appareil est alors beaucoup moins coûteux qu’un ensemble de deux compteurs et de l’appareil de mise en circuit. P.-L. C.
- DIVERS
- Limites de la production d’une usine. Electrical Review. (Londres), t. LIY, n° 1378.
- Commentant la résolution prise par MM. Wil-lans et Robinson de fermer leurs ateliers de métallurgie, l’American Machinist fait ressortir le danger de donner à une entreprise une extension croissante dans des directions irraisonnées. De ce que le fer entre comme matière première principale dans la construction des machines et des chaudières, il ne s’ensuit pas qu’un constructeur doive se faire son propre fournisseur de fer. Dans quelques cas particuliers, où la matière première ne doit subir qu’un façonnage simple et toujours le même, comme pour les rails de chemins de fer, une compagnie peut se permettre de créer une usine métallurgique ; c’est le cas du London and Northwestern Railway. Mais un conducteur ordinaire devenant métallurgiste, se verra dans l’obligation de maintenir sa production indépendamment de ses besoins propres et d’écouler le surplus. Or, il devra s’adresser pour cet écoulement à des concurrents qui ne se soucie-
- ront pas de lui acheter ses fers à des cours élevés et qui hésiteront à se mettre à sa merci au point de vue de la qualité des fers qu’ils emploieront ou de la rapidité des livraisons. Le secret du succès des méthodes modernes réside dans la spécialisation, dans la division du travail. Il n’est pas douteux que si toutes les maisons de construction se procuraient leurs fontes dans une même usine métallurgique, en supprimant leurs fonderies plus ou moins bien équipées, elles trouveraient un bénéfice à cette modification. Cette méthode suppose naturellement un bureau de construction bien organisé, surveillant l’achat et la réception du matériel ; contrairement au système allemand, qui consiste à faire du bureau de construction un local bien fermé, où les bruits, ni les critiques de l’atelier ne doivent jamais pénétrer.
- P.-L. C.
- Transport électrique des paquets à Chicago.
- Electrotechnische Zeitschrift, 14 avril.
- On a étudié à Chicago le projet d’employer tout le réseau de tunnels de l’Illinois Téléphoné and Telegraph Company qui s’étend sous plus d’un quart de la ville, pour assurer les services postaux et le transport des objets et des marchandises.
- Dans ce but, la Société des téléphones a construit un tunnel spacieux dans lequel les câbles sont accrochés le long des murs et a cédé l’Illinois Tunnel Company ses droits pour l’exploitation en question.
- Les tunnels dont il s’agit ont une section en forme de fer à cheval et ont 3,36 m de largeur maxima sur 3,y5 m de hauteur. Les tunnels dérivés ont une largeur de 1,80 m et une hauteur de 2,25 m. Le sommet du tunnel est à une distance minimade y,40 m au-dessous du niveau des rues.
- On a équipé un tronçon d’essai de [3,2 km. L’écartement des rails est 61 cm; ces derniers pèsent 31,2 kgr au mètre courant et sont boulonnés sur des traverses en fonte bétonnées dans le sol du tunnel. Les wagons construits en fer et en acier sont à 4 axes à deux bogies et ont 3,6o m de longueur; ils peuvent être employés comme wagons a plate-forme ou comme wagons fermés et portent au maximum i3,5 tonnes. On doit employer pour remorquer les wagons des locomotives faisant 24 à 32 km à l’heure de forme analogue à celle des locomotives de mines et actionnées par un moteur. L’amenée du courant se fait sur le tronçon d’essai au moyen d’un troisième rail en acier de i2,yX 102 mm de section, placé entre les rails de roulement sur un longeron isolant en bois. Ce rail ne sert pas seulement de conducteur de
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- LX
- Supplément à L’Éclairage Électrique du 30 Juillet 1904
- courant mais a la forme d’une crémaillère dans laquelle engrène une roue dentée commandée par le moteur de la locomotive : le retour du courant s’effectue par les rails de roulement. Comme source d’énergie on emploie le courant à a5o volts provenant d’une usine de production de force de 5 ooo chevaux.
- On peut faire remarquer aussi sur cette exploitation que tout le réseau forme une boucle et qu’il n’y a pas besoin de voies de garage. On doit construire i5o locomotives et 3 ooo wagons et la Société espère pouvoir transporter 5oooo tonnes par jour dès le début de l’année prochaine, Si l’entreprise réussit on doit porter à i^o km la longueur des tunnels qui s’élève déjà à 3a km. O. A.
- L’électricité dans l’industrie des huilas naturelles. Electrotechnische Zeitschrift, i4 avril.
- La production totale des sources de pétrole du globe a été pendant l’année passée de 20 millions de tonnes : plus de la moitié de cette production a été fournie par la Russie ; le reste par l’Amérique, le Canada, la Roumanie et Rornéo. La demande de pétrole croît de plus en plus et son augmentation dépasse certainement l’augmentation de production.
- Les essais faits en vue d’accroître la production par l’emploi de l’électricité offrent donc un intérêt d’actualité très réel.
- En Russie où le pétrole est moins coûteux que le charbon, il est employé presque sur tous les bateaux de la mer Caspienne et du Volga pour le chauffage des chaudières : il en est de même sur les locomotives du chemin de fer transcaucasien entre Rakou et Batoum.
- Aux Etats-Unis d’Amérique, où cependant il coûte plus cher que le charbon, on l’emploie sur les locomotives du South Pacific and Santa-Fé Railway. En Angleterre et en France également plusieurs essais ont été faits sur des machines à vapeur stationnaires et des locomotives.
- Les transports de force électrique sont particulièrement avantageux dans l’industrie pétrolière à cause de la grande étendue des terrains où sont les sources, de l’inflammabilité du produit, et de la grande variation de la puissance nécessaire. A ces trois points de vue, on doit don-
- ner la préférence à la production d’énergie électrique par stations centrales.
- Outre l’économie qui en résulte, et l’absence de danger d’incendie, les avantages du système sautent aux yeux si l’on considère que, par suite des variations de la demande de force motrice, dues aux forages, la primaire de tous les moteurs branchés sur le réseau peut dépasser de 3o p. ioo la puissance de la station centrale.
- A cela s’ajoute que les moteurs et les générateurs peuvent fonctionner avec 5o p. ioo de surcharge.
- Les forages électriques datent d’il y a cinq ou six ans, ils ont été employés d’abord par la Roumanie. La première installation de forage et de pompage électrique a été faite par une ^Com-pagnie hollandaise qui a employé une chute d’eau et un transport d’énergie de 2.5 km par courants triphasés. La différence de potentiel aux moteurs e§i^3oo volts et puissance totale de la station centrale 200 kilowatts.
- Plus récemment une installation importante de 1 5oo chevaux a été faite par Lahmeyer avec 4 générateurs à courants triphasés à 3oo volts. La tension est élevée à 11 ooo volts dans la ligne de transport de force dont la longueur est 34 km ; une station de réserve munie de moteurs Diesel peut marcher en parallèle avec la station hydraulique. Les 3 moteurs Diesel de 100 chevaux chacun consomment 0,28 litre de pétrole par cheval-heure.
- En Russie, les conditions sont défavorables à l’introduction de l’exploitation électrique à cause du mode d’imposition, de sorte què la plupart des mines sont encore exploitées avec l’ancien système dispendieux et dangereux qui consiste à brûler sur place le pétrole nécessaire. Cependant on a fait dans ces derniers temps des progrès considérables, surtout en vue de la sécurité contre le feu. La première installation a été faite au printemps 1901 : une station centrale de 1 ooo chevaux contient deux machines à vapeur et actionne un grand nombre de moteurs. Cette installation a été suivie rapidement d’un grand nombre d’autres.
- L’Amérique enfin, et en particulier la Virginie a adopté récemment le système d’exploitation par transport d’énergie électrique. S.
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- Samedi 6 Août 1904.
- Il* Année. — N* 32
- Tome XL.
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- L=J * sel.
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- n 0
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- L'ÉNERGIE
- La reproduction des articles de L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE est interdite
- SOMMAIRE
- POINCARÉ (H.). — Etude de la propagation du courant en période variable sur une ligne munie de
- récepteur (suite)...................................................................... 201
- DESCHAMPS (J). — Les moteurs thermiques........................................................ 212
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- Théories et Généralités : Indications pour la production des courants à haute fréquence, par Northrupp et
- Woods....................................................................................... 217
- Sur l’impédance des lignes à fils multiples.................................................... 218
- La radioactivité de l’atmosphère et du sol..................................................... 219
- Transmission et Distribution : Le calcul rationnel de réseaux de distribution de courant, par Müllen-
- dorf ....................................................................................... 220
- La transmission de l’énergie électrique à haute tension, par M. Georges H. Gibson. ........... . . 231
- Télégraphie et Téléphonie : Télégraphie et téléphonie simultanée.................................... 233
- Traction : Aiguillage automatique pour tramways........................................................ 234
- Estimation du coût de l’application de la traction électrique en Angleterre....................... 235
- Divers : Etablissement des rhéostats de démarrage, par M. Freimark.................................. 237
- Horloge électrique David Perret.................................................................. 238
- SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- Société française de physique : Sur la polarisation des électrodes, par E. Rothé.................... 23g
- SU PPLÉMENT
- Echos et nouvelles.......................................................................... lxii
- Brevets............................................................................... lxviii
- Bibliographie ............................................................................. lxx
- Éditions de « L’Éclairage Électrique ». vient de paraître :
- L’ÉLECTRICITÉ EN AGRICULTURE
- Par Émile GUARINI
- Conférence faite à la Société Centrale dAgriculture de Belgique
- Brochure in-4° de 14 pages. Prix, 1 fr. 25
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- LXI1
- Snpplément à L’Éclairage Électrique du 6 Août 1904
- ÉCHOS ET NOUVELLES
- GÉNÉRATION ET TRANSFORMATION
- Génératrices à basse tension. Electrical World and Engineer. t. XLIII, p. 411 et suiv.
- Dans les publications parues jusqu’à présent sur ce sujet, on préconise généralement les faibles densités magnétiques dans les noyaux polaires. Les machines Ch.-J. Bogue, de New-York, présentent au contraire des inductions de 20000 à 23 ooo gauss dans les noyaux; et ce constructeur estime que la meilleure machine à bas voltage est une dynamo-shunt dans laquelle la majeure partie de la force magnétomotrice est absorbée par la portion du circuit magnétique que recouvrent les inducteurs. Cette proportion peut atteindre de 5o à 6o p. ioo. Toutes les autres parties du circuit ont une réluctance aussi réduite que possible. La section des pièces polaires est de 3 à 4 fois celle des noyaux. Les entailes de l’induit étant aussi étroites que possible on peut prendre l’entrefer très faible; l’induction magnétique y est très réduite. Les cornes polaires ont une forme spéciale, de telle manière qu’elles soient saturées à leur jonction avec les noyaux; il en résulte une densité uniforme dans l’entrefer à toute charge et une absence complète d’étincelles, sans déplacement des balais. Dans le noyau induit, les densités magnétiques sont peu élevées (B = 6 ooo, environ); de façon à réduire l’échauffement et la force magnétomotrice absorbée.
- P.-L. C.
- Essais d’un turbo - générateur de 1 250 kilowatts. Mattice. Electrical World and Enginer, t. XLIII, p. 356 et suiv.
- Ce groupe est le premier des trois que doit installer l’Interborough Rapid Transit C° pour l’éclairage de son souterrain de New-York. La turbine est du type Westinghouse-Parsons, parallèle, à expansion multiple, à deux cylindres, disposés en tandem-compound et elle est directement accouplée au moyen d’un joint élastique à la génératrice. L’auteur indique les diverses particularités de cette turbine. La génératrice à six pôles tourne à i 200 tours par minute, et donne un courant triphasé de 60 périodes, à 11 ooo volts. Elle peut supporter une surcharge momentanée de 5o p. 100 et continue de 25 p. 100. Les essais ont été effectués sur l’ensemble du groupe. L’auteur donne les détails les plus complets sur la mise en train de ces essais, et en résume les résultats dans des tables et des diagrammes. 11 en déduit une comparaison intéressante entre les turbines et les
- machines à piston. La supériorité de la turbine, surtout aux faibles charges, doit être attribuée d’abord à ce que la détente y est sensiblement adiabatique et que les cylindres y restent constamment à la température de travail de la vapeur.
- P.-L. C.
- Refroidissement par l’huile et refroidissement par l’air dans les transformateurs à courant alternatif. G. Meyer, Zeitsch. für Elec-trotechnik.
- Il existe deux méthodes pour le refroidissement des transformateurs. En général on emploie l’huile pour absorber la chaleur qui prend naissance dans le fer et dans les enroulements. Une autre méthode consiste à employer une circulation d’air : Un courant d’air froid traverse le transformateur, passe autour des tôles et des bobines et emporte à l’extérieur les calories dégagées dans ces organes. Il est facile de voir que le refroidissement par l’huile est le plus économique, car il suffit de remplir une fois
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- 0 1 Z 3 0 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10 1515
- Temps en heures
- Fig. x.
- pour toutes le transformateur. En outre, par suite du grand pouvoir isolant de ce liquide, le danger d’uné rupture d’isolant éntre enroulements ou entre enroulement et fèr est considérablement amoindri. La puissance du transformateur est augmentée d’une façon importante. Lorsque l’on met le transformateur en circuit, la température de l’huile diffère de celle du fer. Au bout de quelque temps il s’établit un état d’équilibre; à ce moment la chaleur dégagée par le fer et les enroulements est égale à celle que l’huile transmet à l’extérieur. Pour refroidir d’une façon plus efficace le transformateur on emploie souvent une circulation d’eau froide dans des serpentins placés dans l’huile.
- Les figures 1 et 2 montrent l’échauffement d’un transformateur avec et sans huile. La figure 1 est relative a un transformateur de 2Ô kilowatts; la température des enroulements pri-
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 6 Août 1904
- LXIII
- Compagnie Française pour l’Exploitation des Procédés
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- Matériel de Mines
- Les interrupteurs à huile Thomson-Houston sont établis en vue des tensions les plus élevées et des charges les plus considérables; leur excellent fonctionnement est aujourd’hui démontré par des milliers d’applications diverses.
- Ils sont de quatre types différents que l’on utilise suivant la nature et l’intensité du courant maximum pour lequel on les emploie :
- Modèle F, forme I, pour charges de 850 à 1 250 kw, triphasées sous une tension inférieure à 3 500 volts.
- Modèle F, forme F, pour charges ne dépassant pas 3 500 kw en triphasé, sous une tension inférieure à 6 500 volts.
- Modèle F, forme K, pour charges de 7 000 kw en triphasé, sous une tension inférieure ou égale à 15 000 volts.
- Modèle F, forme H, qui peut être, sur demande, établi pour toutes charges et tensions.
- Nos interrupteurs peuvent être établis pour être manœuvres de différentes façons :
- 1° Pour être placés directement sur le tableau et manœuvres à la main au moyen d’un levier;
- 2° Pour être placés à distance du tableau et commandés par ceux-ci. Il est alors manœuvré par l’intermédiaire d’un système articulé au moyen d’une poignée placée sur le tableau;
- 3° Pour être commandés automatiquement, comme le montre la figure ci-contre, au moyen d’un déclencheur qui peut être diversement disposé, suivant que l’appareil est monté au dos du tableau ou à distance.
- L’interrupteur forme H, pour installations de très grande puissance, n’est commandé à la main que dans des conditions très rares; il est généralement actionné à distance au moyen d’un courant électrique ou de l’air comprimé.
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- LXIV
- Supplément à L’Éclairage Électrique du 6 Août 1904
- maire et secondaire a été mesurée au moyen de la méthode indirecte, c’est-à-dire calculée d’après la résistance des bobines à froid et à chaud. La température de l’huile a été mesurée au moyen d’un thermomètre.
- On voit que lorsqu’on emploie de l’huile, la température croît très lentement. A est la courbe de température du primaire et B celle du secondaire. La courbe pointillée indique la température correspondante de l’huile.
- La figure 2 donne les courbes relatives à un transformateur de 5 kilowatts. On voit nettement
- Temps en heures
- Fig. 2.
- ainsi que l’emploi d’huile permet, à échauffe-ments égaux, de doubler la puissance du transformateur.
- Il est bien évident d’après ces courbes que le refroidissement par l’huile offre des avantages au point de vue économique aussi bien qu’au point de vue électrique. Mais dans les courbes des figures 1 et 2 relatives au refroidissement par l’air seul, il s’agit de l’air ambiant et non d’une circulation d’air froid : ce dernier moyen de refroidissement, qui est efficace, ne peut être employé que pour des types de transformateurs de grande puissance; pour des transformateurs de faible puissance, ce procédé serait extrêmement coûteux.
- Lorsque le refroidissement par l’air est fait d’une façon efficace, il vaut le refroidissement par l’huile, c’est-à-dire que l’on peut doubler la puissance du transformateur pour un même échauflfement.
- Ce genre d’appareils présente l’avantage suivant : Presque toujours les transformateurs sont placés dans la même salle que les convertisseurs, machines, etc. Or la quantité de matières combustibles se réduit, dans un transformateur à air, aux seuls isolants des fils des enroulements. Par exemple le poids de matières combustibles s’élève dans un transformateur de 1 000 kilowatts à 4oo kgr, tandis que le poids des matières combustibles dans un transformateur identique refroidi à l’huile s’élève à 4°° kgr : en outre l’huile peut s’enflammer beaucoup plus facile-
- ment et, donner lieu à des accidents bien plus graves. Lorsque l’échauffement du transformateur est considérable, l’huile se vaporise rapidement et la moindre étincelle peut occasionner un incendie. Aussi est-il prudent d’enfermer les transformateurs par groupes séparés dans des locaux maçonnés.
- E. B.
- ÉCLAIRAGE
- La lampe a vapeur de mercure de Bastian.
- Electrician.
- Cette lampe, dont il a déjà été question, se compose d’une boule de verre fermée par une cloche supérieure en cuivre. Un solénoïde est en série avec une lampe à incandescence à filament de carbone, avec la lampe à mercure dont les deux électrodes sont courtcircuitées par 'un filet de mercure et avec une constance. Lorsqu’on ferme le circuit, le solénoïde attire un noyau de fer relié au tube à mercure et incline ce dernier; le mouvement provoque la rupture du court-circuit et permet la formation de l’arc, et en outre opère la mise en court-circuit de la résistance. La lampe à incandescence placée à la partie supérieure du tube supplée au manque de rayons rouges qui font défaut dans la lumière de l’arc au mercure.
- Le rendement est de 2 bougies 1/2 par watt sans lampe à incandescence et de 1 à 1/2 bougie par watt avec lampe à incandescence. Chaque appareil absorbe 4° à 60 volts et o,65 ampère, pour produire environ 80 bougies. De telles lampes ont déjà fonctionné pendant 1 5oo heures et l’on évalue au double leur durée effective.
- R. Y.
- La période de l’arc chantant.
- D’après les recherches de Maisel la période de l’arc chantant semble ne pas dépendre uniquement de la self-induction et de la capacité du circuit oscillant : le calcul fait en partant de la formule t = 2tï \f CL doit conduire à des résultats inexacts. Mais il a trouvé que la période dépend essentiellement des conditions de fonctionnement de l’arc, et spécialement du courant et de la différence de potentiel aux bornes. Alors que dans une lampe donnée la période calculée d’après la formule de Thomson était de 0,00067 seconde, la période réelle mesurée au moyen d’une méthode stroboscopique a été trouvée égale à 0,000 7753 seconde pour 3,8 ampères et 39 volts et de 0,000 835 seconde pour 0,75 ampère et 45 volts.
- R. V.
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 6 Août 1904
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- Arsenal dë Bizertë (Station Electrique de Sidi-Abdallah)................ 6 — 1.350 —
- Çompagnie des Mines d’Aniche............................................ 9 — 880 —
- Société Anonyme des Mines d’AIbi ....................................... 2 — 600 —
- Société Normande de Gaz, d’Electricité et d’Eau. ................. 5 — 580 —
- Société Anonyme des Chantiers et Ateliers de Saint-Nazaire (Penhoët). . . 1 — 400 —
- Usine électrique de Capdenac............................................. 1 — 400 —
- Etablissement National d’Indret......................................... 1 — 400 —
- Fonderie Nàtionaiè de Ruelle ........................................... 1 — 400 —
- Port de Rochefort....................................................... 2 — 350 —
- Etc., etc. * ._______________
- Les installations réalisées jusqu’à ce jour comportent plus de 400 Machines à grande Vitesse et près de 3,000 Machines à vapeur diverses.
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- LXVl
- Supplément à L'Éclairage Électrique dn 6 Août 1904
- DIVERS
- Quelques applications de la théorie de Pèlectrolyse à la séparation des métaux. A. Hollard. Electricnl Review (N. Y.), t. XLIY. p. 327~33o.
- Jusqu’à présent le seul principe utilisé dans l’analyse électrolytique pour la séparation des éléments est celui qui repose sur un accroissement graduel, de la différence de potentiel entre les électrodes, chaque métal se déposant à un potentiel dit potentiel propre au métal. Ce principe suppose l’emploi constant de faibles potentiels, et son application exige une prolongation fastidieuse des expériences. Cette application n’a d’ailleurs été faite qu’à la séparation du cuivre et de l’argent, de l’argent et du bismuth, du mercure et du bismuth. Mais les métaux, dont le potentiel de polarisation est supérieur à celui de l’hydrogène, tels que le zinc, le cadmium, le fer, le cobalt, le nickel, le plomb et l’étain, ne peuvent être séparés d’après le principe précédent.
- Pour réaliser cette séparation, l’auteur a eu recours à d’autres applications de la théorie de l’électrolyse.
- Réduction de la résistance du bain par la suppression de la formation de gaz à Vanode.
- Les métaux dont la force électromotrice de polarisation est supérieure à l’hydrogène ne peuvent être séparés par une augmentation graduelle de la différence de potentiel en raison delà fraction extrêmement réduite du courant employé à la précipitation du métal. L’auteur a cherché à augmenter ce courant.
- i° En supprimant le dégagement d’oxygène à l’anode.
- 2° Par l’emploi d’anodes solubles.
- Le dégagement d’oxygène était considérablement réduit en introduisant dans le bain un agent réducteur tel que l’acide sulfureux.
- L’emploi d’une anode soluble pour éviter le dégagement d’oxygène est moins simple ; d’autre part, la dissolution de cette anode engendre un courant suffisant pour rendre inutile l’emploi d’une source extérieure. Le métal choisi comme anode doit être de nature telle qu’il puisse remplacer dans la solution le métal à libérer et celui-là seulement, pour que ce dernier ne se précipite pas à l’anode, mais uniquement à la cathode ou platine, l’anode doit être immergée dans une solution de sel indifférent alcalin ou alcalino-terreux, séparée de l’électrolyte par une membrane en parchemin.
- Influence de la nature de la cathode. —- En choisissant convenablement le métal de la cathode il est possible d’éviter complètement le dégage-.ment d’hydrogène, même dans une solution
- acide concentrée. De plus, si le métal de la cathode élève la force électromotrice de polarisation, de l’hydrogène au-dessus de celle du métal à déposer, et si, en même temps, elle reste inférieure à celle des métaux qui restent dans le bain, ces derniers ne pourront se déposer.
- P.-L. G.
- Dégagement électrique des conduites d'eau gelées. Electrical World and. Engineer, t. XLIII,p. 307.
- Pendant la dernière saison d’hiver, le directeur de la Compagnie Edison d’Altoona (Pa), eut recours à un procédé électrique pour dégeler les conduites d’eau. Il employait, dans ce but, du courant alternatif à 5o volts, produit par un transformateur de 20 kilowatts. Le transformateur avec un rhéostat à liquide et un ampèremètre est enfermé dans une caisse et transporté à pied d’œuvre où on le connecte au circuit d’éclairage. Le rhéostat étant placé sur le circuit primaire, le secondaire a une extrémité connectée à la conduite gelée, l’autre extrémité étant reliée à la conduite d’une maison voisine. On arrive à dégeler de cette manière, en 20 minutes et avec 18 à 20 kilowatts, une longueur de y5 m d’une conduite de 25 mm. Le prix demandé pour les opérations de ce genre varie de i2,5o fr à 47,5o fr.
- P.-L. C.
- SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS
- Communication sur les turbines à vapeur, par M. G. Hart.
- M. G. Hart dit que les turbines à vapeur à peine connues il y a quelques années, se répandent de plus en plus dans l’industrie par suite de leurs nombreux avantages. Bien que leur emploi soit encore limité à certains usages, d’ailleurs fort importants, les progrès rapides réalisés dans ces dernières années, surtout au point de vue de la consommation de vapeur aujourd’hui comparable à celles des machines alternatives et même moindre pour les grandes puissances, permettent de penser que, peu à peu, elles se substitueront dans beaucoup de cas aux machines alternatives.
- M. G. Hart estime que c’est, en réalité, une véritable évolution du moteur à vapeur, évolution qui n’est pas fortuite, mais, au contraire, résulte de besoins nouveaux, des nombreux avantages que présentent les turbines et aussi des difficultés rencontrées pour améliorer le rendement économique de la machine à vapeur actuelle à pistons.
- Les pertes thermiques sont, en effet, très considérables dans cette dernière par suite de la communication alternative du cylindre avec
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 6 Août 1904
- LXV1I
- les sources de chaleur et de froid, et elles sont encore exagérées par les ruptures de cycle causées par les imperfections du mode de transmission et de transformation de l’énergie,
- M. G. Hart rappelle que les pertes totales atteignent 3o à 48 p. ioo de l’énergie qui devrait être recueillie dans une machine parfaite, et qu’à lui seul, l’échappement au condenseur occasionne une perte de 20 à 35 p. 100 qu’il est impossible d’éviter sans modifier profondément la construction de la machine et le mode même d’action de la vapeur.
- Ce sont ces considérations qui, malgré les améliorations de rendement de la machine alternative résultant de l’emploi de pressions plus élevées, de la détente en cascade, de la vapeur surchauffée, etc., ont poussé certains esprits clairvoyants à chercher la solution dans une autre voie, celle de la machine rotative, qui n’est, en somme, que la première forme sous laquelle on ait essayé d’utiliser l’énergie contenue dans la vapeur d’eau.
- On a longtemps tâtonné, mais les turbines à vapeur, sous leur forme actuelle, éminemment susceptible de perfectionnement, paraissent donner la solution cherchée.
- Dans ces appareils, fait remarquer M. G. Hart, les pertes thermiques sont réduites au minimum, sinon complètement supprimées, chaque point de la turbine restant à température constante par suite de l’écoulement de la vapeur toujours dans le même sens. Les passages offerts au fluide sont proportionnels à son volume, et, par suite, il n’y a pas de ruptures de cycle importantes, ruptures si préjudiciables dans la machine alternative.
- L’emploi de dispositions ingénieuses, tout en diminuant les résistances passives, leur assure une complète régularité de marche. L’admission de la vapeur y est rapidement proportionnée au travail à effectuer sans créer de brusques variations de vitesse. L’absence de forces d’inertie périodiques vient encore ajouter à cette régularité tout en diminuant les causes de déréglage et l’usure, et en ^levant le rendement organique.
- A côté de ces avantages directs de fonctionnement, les turbines.. à vapeur en présentent d’autres accessoires : réduction de poids et d’encombrement, absence de vibrations, absence de matières grasses dans l’eau de condensation, qui en rendent l’emploi avantageux dans beaucoup de cas.
- M. G. Hart évalue à 900 000 chevaux la puissance demandée actuellement aux turbines à vapeur dans l’industrie ; cette puissance est employée pour la plus grande partie à la com-
- mande de dynamos, de pompes centrifuges, de ventilateurs, etc., ou à la propulsion de navires.
- M. Hart rappelle que les turbines à vapeur peuvent se classer de différentes manières :
- i° D’après le mode d’action de la vapeur, en turbines à action, turbines à réaction, et turbines mixtes ;
- 20 D’après le nombre des roues mobiles, en turbines à roue simple et turbines à roues multiples (ou compoünd);
- 3° D’après le sens de l’écoulement de vapeur, en turbines radiales (centripètes et centrifuges) et en turbines axiales ;
- 4° D’après l’admission, en turbines à admission totale et turbines à admission partielle.
- Théoriquement, les turbines à action peuvent avoir une vitesse de rotation moindre et revendiquer quelques autres avantages, mais, pratiquement, les résultats obtenus avec les turbines à réaction sont tout à fait comparables à ceux donnés par les turbines à action.
- Dans les turbines à action à roue simple, la distribution de la vapeur à la roue mobile se fait à l’aide de tuyères de formes géométriques calculées à l’aide de ce qu’on connaît des lois de l’écoulement de la vapeur, à la suite des beaux travaux de MM. Parsons, Rateau, Delaporte, Stodola, Mollier, etc. : mais, pour les turbines à roues multiples, dans lesquelles le fluide passe d’une roue mobile sur l’autre par l’intermédiaire de canaux de formes variées, il semble que ces règles doivent subir certaines modifications, du fait de la forme des canaux, et surtout du mouvement rapide dont sont doués les aubages des roues mobiles.
- Après ces considérations générales, M. Hart rappelle les tentatives anciennes de Réal et Pichon (1827), Ewbank (1841), Wilson (1848), Tournaire (i853), Girard ( 1855) et passe à la description, que de très nombreuses projections facilitent, des turbines actuelles utilisées industriellement encommençantpar lesplus anciennes.
- La turbine Parsons, datant de 1884, a subi depuis de nombreux perfectionnements.
- Le type axial, très répandu, sert à la commande des dynamos, pompes, ventilateurs.
- M. Hart signale les dispositions très ingénieuses telles que presse-étoupes sans frottements métalliques, paliers de réglage, graissage sous pression, etc., qui ont contribué au succès de cetle turbine, et cite les installations de Francfort-sur-Mein, Elberfeld, Rheinfelden, Essen, Coire, Puteaux, Milan, etc., qui possèdent des unités de 2 000, 5 000 et même 10 000 chevaux. L’usine de Saint-Ouen, en construction, aura une puissance de 4° 000 chevaux.
- Les turbines Parsons sont appliquées égale-
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- LXV1II
- Supplément à L'Éclairage Électrique du 6 Août 1904
- ment à la propulsion des navires Turbinia, Cobray Viper, Queen-Alexandra, King-Edward, Queen, Brighton. 65ooo chevaux seront installés sur chacun des deux navires que la Compagnie Cunard fait construire actuellement.
- La turbine de Laval (1889) est une turbine à action à roue simple et à grande vitesse ; M. Hart signale la disposition ingénieuse de l’arbre flexible qui en permet le centrage automatique parfait aux grandes vitesses, et cite les installations de Belfort, de la Schappe, de Briançon, de Châtillon-Commentry, la Seyne, Fresnes.
- La turbine Rateau, de 1896, est une turbine à action, à roue simple et à grande vitesse. Les turbines compound actuelles, dites multicellulaires. sont des turbines à action à roues multiples. Elles sont appliquées sur le torpilleur 243 et sur un torpilleur Yarrow.
- Une installation très remarquable est celle des mines de Bruay, où une turbine multicellulaire est appliquée à l’utilisation de la vapeur d’échappement des machines d’extraction.
- La turbine Curtis (1896) est une turbine mixte employée en Amérique.
- M. Hart critique la disposition verticale avec dynamos au-dessus, en raisori des difficultés dé visité et d’énitretieb. La côristrtiètion de cette turbine Va, paraît-il, coinnièncer en Allemagne et èn France.
- La turbine Brègüet a action à roués multiples dü typé dé Laval, est totitè rëcèUtè et doit être appliquée sur un torpilleur. M. Delaporte; dans une brochure très biën faite, a exposé les rai-sôns c[tti oUt fixé lè choix de la niâisofi Bréguèt.
- Il n’est pas douteux que, après la mise au
- point inévitable, les résultats n’en soient satisfaisants.
- La turbine Riedler-Stumpf est aussi toute récente. C’est une turbine à action à roues simples ou multiples de grands diamètres, demandant, par conséquent, un métal très résistant et des soins très spéciaux pour l’équilibrage.
- La turbine Zoelly, que la Société Escher-Wyss construit, et que MM. Schneider vont construire, est à action et à roues multiples.
- Elle est, paraît-il, économique, et les essais de M. le professeur Stodola sembleraient le démontrer.
- La turbine Westinghouse, construite récemment, est une turbine axiale a double écoulement, avec admission au milieu, pour neutraliser toute poussée axiale.
- Un essai de turbine réversible a été tenté. La turbine Schulz est une turbine radiale centrifuge à roue simple.
- M. Hart signale, qu’en dehors de ces types de turbines ayant reçu une application industrielle plus ou moins étendue, il en existe beaucoup d’autres encore à l’état de projet^et il ne doute pas que les progrès déjà si rapides apportés à la construction des turbines ne les amènent peu à peu à un degré de pèrfection susceptible d’en étendre encore l’emploi. U. R.
- AVIS
- Oïl demande pour correspondance et établissement de devis jeune ingénieur diplômé ayant été dans une maison d’accumulateurs.
- S'adresser au bureau du journtil.
- LISTE DE BREVETS D'INVENTION
- i ' ‘
- Cette liste est communiquée par M. H. Josse, 17, boulevard de la Madeleine.
- Gêiïèràiîbii et Transformation.
- 3/tr %5i du 14 mars 1.904.— Société dreh. traun et sohne vorrnals Üarburger Gummi-Iyann et G0. Disque pour rhacHihe à influence.
- 341 3oi du i5 riicirs 1904. — GalvaniSchè MéTAéé-Papier-Fabrik A. G.iBalais pour dynamos!. .
- 341466 du 19 mars 1904. — Laurext. Machines génératrices électriques.
- 341484 du 19 inars 1904. — BadÉr. Système de transformation dé courant monophasé eh èourahtg biphasés.
- 341 48a du ig mars 1904. — Bader. Perfectionnements à la construction des rotors de moteurs d’induction à courants alternatifs.
- 341 497'dti ii niàrs 1904; —- G axs. Appàrêil automatique dè sûreté poiir rtioteiirs ëlectriquei.
- 341 541 du.i3 mars,4904. —Société Siemens Schu-ckert Werke. Procédé pour la création d’un
- champ magnétique dont l’écartement des phases dépasse celui des bobines auto-inductives par des champs dispersants.
- 34i 570 dü 24 inars 19*84. — SbîuÉtÉ Dés établissements Postel-Vinay. Dispositif de porte-balais pour dynamos.
- 341 629 du x3 février 1904. — Compagnie française pour l’èxpôshton Dès procédés. Perfectionnements apportés ahx moteurs â fco'tiraUt alternatif.
- 341 642 du 19 mars 1904. — Bader. Nouveaü dispositif de démarrage dans les moteurs d’induction.
- 3/(o 899 du 2 mars 1904. — GtiiÈt. Système de montage des piles primaires et secondaires.
- Transmission et Distribution.
- 340 76a. du 9 février 1904. —- Wilson. Conduit flexible polir conducteurs électriques.
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 6 Août 1904
- LXIX
- 340867 du ier mars 1904. — Société Aktiebolaget Svenska Elektriska urfabriken. Coupe-circuit automatique.
- 341 147 du 22 février 1904. — Dolivier-Mansan. Fabrication de canalisations électriques souterraines en aggloméré bitumeux et amiante employée conjointement.
- 341 196 du 11 mars 1904. — Société industriele
- (CONSTRUCTIONS ÉLECTRIQUES, CAOUTCHOUC CABLES]. Fabrication de conducteurs électriques, unitaires et multiples à âme longitudinale textile et enroulements métalliques en spirale-
- 34i 342 du i5mars 1904. —Heany. Enveloppe isolante pour conducteurs électriques.
- 34i 437 du 18 mars 1904. — Thomas. Interrupteurs des circuits électriques.
- 338 846 du 6 juin 1904. — Marriage. Appareils pour la mise automatique en circuit et hors circuit des transformateurs à courants alternatifs.
- 34i 457 du 19 mars 1904. — Société Sauser, Jaggi et Cie. Borne d’attache des conducteurs pour machines et appareils électriques.
- 341 461 du 19 mars 1904.—AcKERMANNet Engisch. Câble conducteur de courant avec dispositif pour l’enrouler.
- 34i 590 du 24 mars 1904. —Jauffrion. Dispositif moteur commandé à distance.
- 34i 609 du 25 mars 1904. — Societa ceramica Richard Ginori. Dispositif pour supporter et fixer les isolateurs des lignes électriques.
- 34i 63o du 23 février 1904. — Compagnie française pour l’exploitation des procédés Thomson-
- Houston. Perfectionnements aux relais à action retardée par la commande d’interrupteurs.
- 341 732 du 26 février 1904. —Swanton. Perfectionnement apporté dans les coupe-circuits, interrupteurs, compteurs et autres appareils électriques analogues.
- 341 701 du 28 mars 1904. — Brebach. Coupe-circuit électromagnétique pour courants intenses.
- Télégraphie et Téléphonie.
- 34o 778 du 19 février 1904. — Field. Perfectionnements dans les appareils télégraphiques.
- 340 8i3 du 27 février 1904. —Barthélémy. Commutateur destiné notamment aux appareils téléphoniques.
- 340887 du 2 mars 1904. — Marconi. Perfectionnements à la télégraphie sans fil.
- 341 o35 du 8 mars 1904. — Société Elektromilita-ra aktiebolaget. Micro-téléphone.
- 341 i33 du 29 janvier 1904.— Giraudet. Téléphone à champ magnétique variable.
- 34i 358 du 11 février 1904. — Murray. Transmetteurs télégraphiques automatiques.
- 341 410 du 17 mars 1904. — Lalande et Frassier. Syntonisation des ondes électriques.
- 341 554 du 23 mars 1904. — Swift. Récepteur télégraphique imprimant.
- 341 681 du 26 mars 1904. — Société Catoire, Mar-ret et Cie. Protecteur pour appareils téléphoniques et acoustiques.
- 34i 700 du 28 mars 1900. — Fischer et Gutmann. Indicateur d’abonnés au téléphone.
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- Délivrés pour la saison d’JEté.
- s En vue de faciliter pendant la saison cFété les relations de Paris avec la Banlieue, la Compagnie d’Orléans délivrera, à partir du 15 juillet, des cartes d’abonnements trimestriels de toutes classes, à prix réduits.
- Le délai extrême de validité de ces cartes expirera le 31 octobre.
- CHEMINS DE FER DU NORD
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- (A l’aller ce train est en correspondance à Liège avec l’Ostende-Vienne).
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- LXX
- Supplément à L’Éclairage Électrique du 6 Août 1904
- Eclairage.
- 34i 240 du i3 mars 1904. —Davy. Lampe électrique à arc.
- 341 33o du 14 mars 1904. — Deutsche Waffen et Munitionsfabriken. Suspension automatique pour lampes à arc.
- Mesures.
- 340 873 du ier mars 1904. —Nugues et Carpentier. Perfectionnements dans la construction des boîtes de résistance.
- 341 475 du 19 mars 1904. — Aron. Compteur d’électricité pour courants alternatifs.
- 341 55i du 23 mars 1904. — Fauvin, Amiot et Chéneaux. Perfectionnements aux appareils de mesures électriques.
- Divers.
- 340 846 du ier mars 1904. — Société anonyme l’industrie verrière et ses dérivés. Procédé de chauffage du charbon applicable dans les procédés chimiques et autres procédés analogues.
- 341 i44 du 16 février 1904) — Iveyzer. Procédé et appareil pour la production d’énergie électrique directement du charbon.
- 340950 du 4 mars 1904. — Compagnie générale d’électricité de Creil. Procédé permettant d’établir un contact parfait entre des surfaces conductrices planes qui ne peuvent être ni soudées ni fixées au moyen de vis.
- 341 409 du 17 mars 1904. — Baker. Appareil électrique à gaz et à vapeurs.
- 341 698 du 29 mars 1904. — Société françaised es électrodes. Récupération des vapeurs de goudron dans la fabrication des électrodes en charbon.
- 341 567 du 24 mars 1904. — Pedersen. Dispositif pour assurer un contact à l’aide d’un corps vibrant et d’un système de contact.
- 341 5g4 du 24 mars 1904. — Mies. Appareil de sûreté à mercure.
- 341 6o5 du 2ü mars 1904. — Societa ceramica Richard Ginori. Isolateur normal pour lignes électriques.
- 341 6q5 du 28 mars 1904. — Chorlier. Faulx, faucilles et outils tranchants magnétiques.
- BIBLIOGRAPHIE
- fl est donné une analyse bibliographique des ouvrages dont deux exemplaires sont envoyés à la Rédaction.
- JRadio-activity, par E. Ruthérford. Un volume in petit 8° de X -f- 899 pages et 60 figures dans le texte. Cambridge, at the University Press. Prix relié toile 10 sh. 6 d.
- Grand est le nombre de petits opuscules et d’articles scientifiques parus ces derniers temps sur le « sujet du jour » : le radium et la radio-activité. Mais il y en a peu parmi ces opuscules qui soient vraiment intéressants et qui parlent en connaissance de cause. On a donc d’excellentes raisons de s’en tenir aux mémoires originaux de MM. H. Becquerel, P. Curie, G. Rutherford, etc., etc. Mais la lecture des mémoires originaux est toujours longue. Il y a bien certains articles synthétisant un peu la question. Mais l’espace accordé aux articles de revues est limité et malgré les articles de MM. P. Curie et Debierne, incontestablement les meilleurs, on attendait impatiemment un ouvrage d’ensemble sur la question. C’est encore à Y University Press de Cambridge qu’a échu l’hon-
- neur de donner le jour à l’excellent livre de M. G. Rutherford.
- Le volume de l’éminent physicien de Montréal est d’une remarquable clarté et 1 excellent et impartial historique de la question générale de la radio-activité servira à fixer nombre de lecteurs sur la question de la priorité des étapes parcourues. Il nous est impossible de donner une analyse détaillée de ce bel ouvrage; aussi nous contenterons-nous de quelques aperçus.
- Le premier chapitre est consacré aux substances radio-actives (pp. 1 — 28). Retenons en passant la définition donnée au terme radio-actif.
- Le terme radio-actif, dit l’auteur, est maintenant généralement appliqué a une classe de substances telles que Vuranium, le thorium, le radium et leurs combinaisons qui possèdent la propriété d'émettre spontanément des radiations capables de traverser des
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 6 Août 1904
- LXX1
- plaques métalliques et autres substances opaques pour la lumière ordinaire.
- L’auteur parle ensuite de la première découverte importante dans le domaine de la radio-activité : la découverte des radiations émises par le sulfate double d’uranium et potassium qui impressionnent une plaque photographique enveloppée dans du’papiernoir : découverte dueàM. H. Becquerel (février 1896).
- M. Schjiidt et Mme Curie découvrirent ensuite (1898), indépendamment l’un de l’autre que le thorium, ainsi que ses combinaisons et les minerais contenant du thorium possédaient des propriétés analogues à celles de l’uranium.
- Vient ensuite la découverte du radium par M. et Mme Curie (1898). Quant au polonium, la première substance radio-active retirée de la pechblende par Mme Curie (1898), il est bon de dire que la discussion de sa nature a été resuscitée par la découverte par Marckwald (1902) d’une substance analogue au polonium retirée toujours de la pechblende, mais dont l’activité ne décroît pas avec le temps, comme dans le cas du polonium. D’ailleurs le polonium se rapproche plutôt du bismuth, tandis que le produit obtenu par M. Marckwald se rapprocherait plutôt du tellure. Il est peut-être plus logique de croire que le polonium et le produit de M. Marckwald ne sont pas des radio-éléments mais des substances contenant le même radioélément.
- Le spectre du radium a été étudié par Demarçay sur un échantillon préparé par M. et Mme Curie, mais les recherches de Demarçay et les recherches plus récentes de Runge, Exner et Haschek d’autre part ne paraissent pas concordantes.
- Voyages circulaires à coupons combinables sur le réseau P.-L.-M.
- Il est délivré toute l’année, dans toutes les gares du réseau P.-L.-M., des carnets individuels ou de famille pour effectuer sur ce réseau, en lre, 2e et 3e classe, des voyages circulaires à itinéraire tracé par les voyageurs eux-mêmes, avec parcours totaux d’au moins 300 kilomètres. Les prix de ces carnets comportent des réductions très importantes qui atteignent, pour les billets collectifs, 50 p. 100 du Tarif général.
- La validité de ces carnets est de 30 jours jusqu’à 1500 kilomètres; 45 jours de 1501 à 3000 kilomètres; 60 jours pour plus de 3000 kilomètres. —Faculté de prolongation, à deux reprises, de 15, 23 ou 30 jours suivant le cas, moyennant le paiement d’un supplément égal au 10 p. 100 du prix total du carnet, pour chaque prolongation. Arrêts facultatifs à toutes les gares situées sur l’itinéraire. Pour se procurer un carnet individuel ou de famille, il suffit de tracer sur une carte, qui est délivrée gratuitement dans toutes les gares P.-L.-M., bureaux de ville et agences de la Compagnie, le voyage à effectuer, et d’envoyer cette, carte 5 jours avant le départ, à la gare où le voyage doit être commencé, en joignant à cet envoi une consignation de 10 francs. — Le délai de demande est réduit à deux jours (dimanches et fêtes non compris) pour certaines grandes gares.
- Le poids atomique du radium a été déterminé par Mme Curie et trouvé égal à22Ô. Des recherches récentes de Marshallwatts (igo3) concernant des relations existant entre les raies du spectre du radium, ont confirmé le nombre alors que les études de ses séries faites par Runge et Precht (1903) inclinaient vers le nombre 208.
- Disons enfin quelques mots de Y actinium découvert parM. Debierne(1899), toujours dans la pechblende. C’est une substance qui chimiquement se rapproche beaucoup du thorium mais est plusieurs milliers de fois plus active que ce dernier. C’est certainement un nouveau radio-élément d’une très grande activité. La « substance émanante » de Giesel (1902) ressemble singulièrement à l’actinium; il serait peut-être désirable d’en convenir une fois pour toutes et de ne pas persister à donner deux noms différents à la même substance.
- Citons enfin le thorium X de Baskerville et enfin le produit obtenu par Hofman et Zerban (1902) en partant de la pechblende et qui est probablement de l’actinium.
- Le dernier paragraphe du ier chapitre est consacré au plomb radio-actif. Elster et Geitel (1899) ont trouvé que le sulfpte de plomb obtenu en partant de la pechblende est très actif. Même remarque a été faite par Hofmann et Strauss (1901) avec cette différence que la radio-activité du produit de Giesel diminue avec le temps alors que la radio-activité du produit concurrent de Hofmann paraît constante.
- Le chapitre 11 (pp. 28-67). Traité de la Théorie de l'ionisation des gaz. L’auteur fait remarquer dans sa préface que ce chapitre a été écrit avant l’apparition
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- 10 h. 20 m. 9 h. s.
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- 10 h. m. 8 h. 50 s.
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- Les trains du service de jour entre Paris et Dieppe et vice-versa comportent des voitures de lr8 et de 2e classes à couloir avec water-closets et toilette, ainsi qu’un wagon-restaurant ; ceux du service de nuit comportent des voitures à couloir des trois classes avec water-closets et toilette. La voiture de lro classe à couloir des trains de nuit comporte des compartiments à couchettes (supplément de 5 fr. par place. Les couchettes peuvent être retenues à l’avance aux gares de Paris et de Dieppe moyennant une surtaxe de 1 fr. par couchette.
- La Compagnie de l’Ouest envoie franco, sur demande affranchie, un bulletin spécial du service de Paris à Londres.
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- Supplément à L’Eclairage Électrique du 6 Août 1904
- de l’excellent traité de J.-J. Thomson « conduction of Electricity Through Gases » qui est le plus complet traité sur la matière.
- Le chapitre ni s’occupe des méthodes de mesures (pp. 67-90).
- Le chapitre iv, un des plus intéressants du livre, concerne la nature des radiations des corps radioactifs (pp. 90-149). Toutes les substances radioactives possèdent la propriété commune d’agir sur une plaque photographique et d’ioniser le gaz se trouvant dans le voisinage immédiat. On peut employer deux méthodes différentes pour caractériser les radiations émises par un corps et comparer ainsi les radiations émises par différentes substances.
- i° En cherchant si ces radiations sont déviées sous l’influence d’un champ magnétique.
- 20 En comparant l’absorption relative des radiations par les solides et les gaz.
- En appliquant ces deux méthodes d’étude des radiations on a constaté que les corps radio-actifs émettent 3 types de radiations.
- a. Les rayons oc, très absorbables et peu pénétrants ; ce sont des fragments de matière chargés positivement et projetés avec une vitesse énorme : de l’ordre du dixième de celle de la lumière. Ils sont moins déviables par le champ magnétique que les rayons cathodiques.
- b. Les rayons fi qui sont, au contraire, très pénétrants, constitués par des fragments de matière chargés négativement et projetés avec une vitesse du même ordre que celle de la lumière : ce sont des rayons identiques aux rayons cathodiques.
- c. Les rayons y, eux aussi très pénétrants, non déviables par le champ magnétique ; leur nature est encore énigmatique, mais ils sont similaires aux rayons de Rœntgen.
- Les substances radio-actives les mieux connues : l’uranium, le thorium et le radium émettent en même temps ces trois sortes de rayons. Le polonium semble n’émettre que des radiations a, très absorbables.
- Le chapitre v traite du Taux de Vémission de l'énergie (pp. 149-166).
- Le chapitre vi est consacré aux propriétés des radiations (pp. 166-178).
- Le chapitre vu s’occupe de la production continue de la matière radioactive (pp. 178-197).
- Le chapitre vm : Emanations radio-actives (197-a5o).
- Le chapitre ix, excelle dans radio-activité induite (pp. 25o-2,g3).
- Le chapitre x nous force à nous arrêter un peu à cause de son importance actuelle : il traite des processus radioactifs.
- Ce sont Rutherford et Soddy qui ont émis pour la première fois (en 1902) l’hypothèse que l’hélium serait un des produits de désintégration des éléments radio-actifs; cette hypothèse est fortement appuyée par les expériences plus récente de Ramsay et Soddy (1903). Il est maintenant évident que l’hélium dérive
- de l’émanation du radium ; mais cette dernière ne devient hélium qu’après certains changements. L’hélium ne serait donc composé en réalité que de parcelles de rayons.
- Le dernier chapitre xi concerne la radio-activité de l’atmosphère et des matériaux ordinaires.
- Un index à la manière anglaise, qui commence maintenant, heureusement, à être de rigueur presque dans tous les livres français scientiques, facilite beaucoup les recherches de différentes questions traitées dans le courant du livre.
- Voilà en peu de mots une faible idée de ce livre paru hier, et déjà classique aujourd’hui. Les services qu’il rendra à ceux qui veulent se mettre au courant de la physique moderne seront énormes. Souvent il ne suffit pas de vouloir lire les mémoires originaux, il faut encore pouvoir le faire et avoir le temps de le faire. Je songe en écrivant cela aux personnes qui n’ont pas à leur disposition les ressources d’une bibliothèque de périodiques si nombreux actuellement.
- L’impartialité de l’auteur est d’ailleurs une garantie unique de l’œuvre utile qu’il a essayé de faire.
- È. N.
- Enroulements d’induits à courant continu.
- Théorie élémentaire et règles de bobinages. Brunswick (E.-J.) et Alliamet. ingénieurs-électriciens.
- Petit in-8° (61 fîg.). (Encyclopédie scientifique des
- Aide-Mémoire). Gauthier-Villars, quaides Grands-Au-
- gustins, 55, Paris (vie). Broché, 2,5o fr; Cartonné,
- 3 fr.
- L’établissement des enroulements des dynamos à courant continu se présente à l’esprit sous une forme un peu spéciale. On y fait en outre usage d’une terminologie particulière, et il en résulte que les principes essentiels et si importants de la théorie des enroulements n’apparaissent pas toujours si facilement dans les ouvrages d’ensemble.
- Il a semblé aux auteurs, qu’à côté de ces ouvrages concernant de préférence la construction des dynamos à courant continu, il y avait place pour un résumé dès principes essentiels relatifs à la théorie et à la notation des enroulements.
- Le présent volume pourra donc être considéré, pour les lecteurs susceptibles de s’y intéresser, comme une introduction aux ouvrages de fond spéciaux.
- Il est divisé en six chapitres. Les deux premiers rappellent les notions préliminaires et les généralités concernant les enroulements.
- Le troisième chapitre est relatif à la classification des enroulements tandis que les formules symboliques sont établies dans le quatrième.
- Enfin les deux derniers chapitres traitent de l’établissement des schémas et des propriétés des divers genres d’enroulements. L’étude des schémas réduit et celle des connexions équipotentielles ont ete faites de manière à présenter ces questions avec les détails qu’exige leur importance.
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- Tome XL,
- Samedi 13 Août 1904.
- Il* Année. — N» 33
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- L’ÉNERGIE
- La reproduction des articles de L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE est interdite
- SOMMAIRE
- POINCARÉ (H.). — Etude de la propagation du courant en période variable sur une ligne munie de
- récepteur (fin).............................................................................. 241
- MUNCH (L.). — L’éclairage par l’électricité des trains de chemin de fer................................ a5o
- BETHENOD (J.). — Diagramme des moteurs polyphasés asynchrones ..............................a53
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- Théories et Généralités : Sur la réluctance d’un aimant rectiligne, par ànfossi.............. '-25y
- Génération et Transformation : Sur le calcul des moteurs asynchrones, par H.-M. Hobart....... 259
- Pertes Joule dans un induit en cage d’écureuil, par Franklin Punga....................... a63
- Accumulateurs : Eléments primaires et accumulateurs..................................... a65
- Transmission et Distribution : Sur l’essai des isolants aux très hautes tensions, par Jona ....... 272
- Détermination de l’emplacement d’une station, par S. Diamant. ........................... 274
- Eclairage : Système Sperry-Lyndon d’éclairage des trains..................................... zyi
- SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- Académie des Sciences : (mai-juin-juillet). Explication des colorations diverses qui présente un même tube
- à gaz raréfié, par II. Pellat. ...................................................... ............... 277
- Cohésion diélectrique de la vapeur saturée de mercure et de ses mélanges, par Boxjty. 278
- Sur les rayons cathodiques, par Villard..................................................................... . 279
- SUPPLÉMENT
- Echos et nouvelles....................................................................... lxxiv
- Brevets................................................................................. lxxxiii
- Bibliographie............................................................................. lxxxiv
- “ JE- ’ 3É: 3C-, 3E2 «L3 'JT JE*. «Os DÆ JÉZ T 3F5.1 2E2 USUBLLBI ”
- MANUFACTURE D’APPAREILS DE MESURES ÉLECTRIQUES
- Ancienne Maison L. DESRUELLES
- GrRAINDORGrE, Successeur
- Ci-devant 22 rue Laugier,
- Actuellement 8.1, boulevard Voltaire (XIe) PARIS
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 13 Août 1904
- ÉCHOS ET NOUVELLES
- Catalogue international de littérature scientifique.
- Le nombre des recueils périodiques et des ouvrages particuliers qui publient des recherches scientifiques dans les différents pays du monde va toujours en croissant. Il est devenu très difficile aujourd’hui, à une personne qui se propose d’étudier une question, de consulter tous les documents parus sur cette question sans une perte de temps considérable et une énorme dépense de travail. Il est à peu près impossible, même a un travailleur consciencieux, de ne pas laisser échapper à son attention des travaux quelquefois importants dont la connaissance lui éviterait des recherches inutiles et lui permettrait d’employer ses efforts plus avantageusement pour la science. Frappée de ces difficultés et du service qu’on rendrait aux recherches et aux études en les atténuant, la Société royale de Londres a pris l’initiative du vaste travail de Bibliographie que nous présentons sous le nom de Catalogue international de Littérature scientifique.
- Sous ses auspices, un Conseil international, siégant à Londres, a reçu des divers gouvernements la mission d’administrer l’œuvre du Catalogue. Un Bureau central est chargé,d’éditer et de publier chaque année les volumes de Bibliographie consacrés aux diverses sciences avec les matériaux qui lui sont fournis par les Bureaux régionaux organisés dans chaque pays. Le Bureau régional français a son siège au Ministère de l’Instruction publique (Direction de l’Enseignement supérieur, 5e bureau). Une Convention internationale réunie à Londres sera chargée périodiquement de reviser les règlements du Catalogue, et notamment les classifications adoptées pour les maintenir au courant des progrès de la science.
- Sont considérés comme travaux scientifiques catalogués tous ceux qui se rapportent aux sciences mathématiques, physiques et naturelles, et les travaux techniques qui présentent un intérêt scientifique, à l’exclusion des ouvrages qui ne concernent que les sciences appliquées. Le Catalogue comprend les sciences dont la liste suit. Les lettres de l’alphabet qui précèdent chacune d’elles sont des lettres d’enregistrement.
- A. Mathématiques; B. Mécanique; C. Physique; D. Chimie; E. Astronomie; F. Météorologie (y compris le Magnétisme terrestre) ; G. Minéralogie (y compris la Pétrographie et la Cristallographie).; IL Géologie; J. Géographie mathématique et physique; K. Paléontologie;
- L. Biologie générale ; M. Botanique; N. Zoologie ; O. Anatomie humaine (y compris l’Histologie générale et l’Embryologie) ; P. Anthropologie physique ; Q. Physiologie (y compris la Psychologie expérimentale, la Pharmacologie et la Pathologie expérimentale; R. Bactériologie.
- Chacune des sciences figurant dans cette liste donne lieu chaque année, à partir du ier janvier 1901, h la publication d’un volume de Catalogue. Chaque volume comprend trois parties :
- i° Une table de classification indiquant les rubriques sous lesquelles sont classées les diverses matières ressortissant à la science qui est l’objet du volume. Chaque rubrique est accompagnée d’un numéro enregistreur gradué en général de 0000 à 9999, permettant de rappeler le classement sans mentionner entièrement la rubrique. Cette table est publiée en anglais, français, allemand et italien;
- 20 Un catalogue par noms d'auteurs des ouvrages publiés;
- 3° Un catalogue des mêmes ouvrages par ordre de matières, un même ouvrage pouvant figurer sous plusieurs rubriques déterminées par la nature des matières cpii y sont traitées.
- Chaque article comprend les indications suivantes :
- A. — Quand il s'agit de livres ou de brochures publiées séparément.
- a. La lettre d'enregistrement.
- b. Le nom de l'auteur et ses prénoms tels qu’ils sont indiqués dans la publication.
- c. Le titre exact de l’ouvrage dans sa langue d’origine ou sa traduction en une des cinq langues : anglais, français, allemand, italin, latin.
- d. La mention de Y édition si ce h’est pas la première
- e. Le nombre de volumes s’il y en a plusieurs, ou le numéro du volume s’il fait partie d’une série,
- g. Le lieu de publication.
- h. L'année de publication.
- i. Le nombre de pages indiqué par le dernier chiffre de chaque série de pagination, avec la mention des planches, cartes, figures, s’il y a lieu.
- j. Le format par la hauteur du livre en centimètres.
- k. Le numéro et les numéros enregistreurs.
- B. Dans.le cas de notes, articles, ou mémoires contenus dans des périodiques.
- Les indications a, b, c, g, h, k, comme ci-dessus, et en outre :
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- LXXV
- Compagnie Française pour l’Exploitation des Procédés
- THOMSON-HOUSTON
- CAPITAL : 40 MILLIONS
- Siège social : 10, rue de Londres, PARIS
- TELEPHONE : 158.11 — 158.81 Adresse télégraphique : ELIHU-PÂRIS
- Traction électrique
- Eclairage électrique Transport «le force
- Matériel «le Mines
- INTERRUPTEURS A HUILE THOMSON-HOUSTON
- Les interrupteurs à huile Thomson-Houston sont établis en vue des tensions les plus élevées et des charges les plus considérables; leur excellent fonctionnement est aujourd’hui démontré par des milliers d’applications diverses.
- Ils sont de quatre types différents que Ton utilise suivant la nature et l’intensité du courant maximum pour lequel on les emploie :
- Modèle F, forme I, pour charges de 850 à 1 250 kw, triphasées sous une tension inférieure à 3 500 volts.
- Modèle F, forme F, pour charges ne dépassant pas 3 500 kw en triphasé, sous une tension inférieure à 6 500 volts.
- Modèle F, forme K, pour charges de 7 000 kw en triphasé, sous une tension inférieure ou égale à 15 000 volts.
- Modèle F, forme H, qui peut être, sur demande, établi pour toutes charges et tensions.
- Nos interrupteurs peuvent être établis pour être manœuvres de différentes façons :
- 1° Pour être placés directement sur le tableau et ma-nœuvrés à la main au moyen d’un levier;
- 2° Pour être placés à distance du tableau et commandés par ceux-ci. Il est alors manœuvré par l’intermédiaire d’un système articulé au moyen d’une poignée placée sur le tableau;
- 3° Pour être commandés automatiquement, comme le montre la figure ci-contre, au moyen d’un déclencheur qui peut être diversement disposé, suivant que l’appareil est monté au dos du tableau ou à distance.
- L’interrupteur forme H, pour installations de très grande puissance, n’est commandé à la main que dans des conditions très rares; il est généralement actionné à distance au moyen d’un courant électrique ou de l’air comprimé.
- : j - ACP'".
- M:”*,.; -• : V»': :
- Ateliers de Construction, 44, rue des Volontaires, PARIS
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- LXXV1
- Supplément à L’Eclairage Électrique du 13 Août 1904
- d'. Le titre abrège du périodique.
- e'. Le numéro de la série.
- f. Le numéro de volume du périodique.
- ü. La première et la dernière page du travail, avec la mention des planches, cartes et figures s’il y a lieu.
- Sous le nom de Bibliographie scientifique française, le Bureau français publie, sous forme de Bulletin mensuel, h. partir du ier janvier 1902, les matériaux qu’il recueille pour le Catalogue international, afin de mettre les travailleurs scientifiques le plus rapidement possible au courant de ce qui se publie dans le domaine des sciences pures en France.
- Les propriétés physiques de la matière parcourue par un courant électrique. P.-R. Heyl. Electrical Review. (N.-Y.), t. XLIY, p. SiqS^o.
- Dans cet article, l’auteur se propose de présenter un résumé de nos connaissances sur l’état des conducteurs parcourus par des courants. L’auteur se borne à l’étude des conducteurs solides et des électrolytes ; il considère d’abord les variations de longueurs. La question de savoir si une telle variation de la longueur est accompagnée d’une variation correspondante de la section a été examinée à diverses reprises ; mais on se rend aisément compte des difficultés que l’on rencontre pour distinguer ces effets de ceux de la dilatation due à l’échauffement. On sait que Edlund concluait à un léger allongement des conducteurs. Streintz portait les conducteurs à une même température, avec et sans courant.
- Sur treize expériences, douze donnèrent lieu à un léger allongement, une seule sembla donner une faible contraction.
- Les expériences de Blondlot, basées sur la déformation d’un triangle ayant un sommet sur un des bords d’une bande conductrice et la base sur l’autre bord, résolurent définitivement la question, en démontrant la non-dilatation longitudinale, sans augmentation correspondante de la section transversale. La question d’une variation du coefficient de dilatation cubique sous l’effet du courant reste néanmoins ouverte.
- Divers savants montrèrent, au moyen de la méthode des oscillations, que l’élasticité d’un fil traversé par un courant n’est pas modifiée. —La résistance mécanique, le poids demeurent également invariables. — Maxwell et Chrystol ont enfin démontré que la variation du courant n’en-trainait pas de variation de résistance ; autrement dit, que si on fait croître le courant dans un conducteur depuis une valeur très faible jusqu’à une valeur qui provoque l’échauffement au rouge vif, la résistance ne varie certainement pas plus que dans la proportion de 1 p. io12.
- Il y a deux substances, le mercure et le carbone, dont la chaleur spécifique ne varie pas d’une façon appréciable sous l’effet du passage du courant.
- A côté de ces effets négatifs, seules propriétés des conducteurs, il en est quelques-uns de positifs tels que les effets magnétiques, découverts par Œrstedt et Ampère, et les phénomènes calorifiques de Joule, Peltier et Kelvin. — Faraday a montré la variation de la tension superficielle d’un liquide parcouru par un courant. Edison a utilisé dans son motographe l’altération du coefficient de frottement de deux surfaces quand un courant électrique passe de l’une à l’autre.
- En ce qui concerne les éleetrolytes, Faraday a montré l’indifférence de la lumière polarisée à l’égard d’un courant électrolytique, dans le sens longitudinal ou transversal ; Roiti, Zecher et R.ay-leigh n’ont obtenu que des résultats négatifs dans leurs recherches sur la vitesse de la lumière dans les électrolytiques. — D’autres savants ont montré que le courant électrique accélère certaines réactions chimiques paresseuses, telles que la précipitation du tartrate acide de potassium et du sulfate de strontium. Barus a indiqué que le courant électrique active le dépôt des matières en suspension. — L’auteur a montré que la cristallisation dans un électrolyte n’est pas affectée par le passage du courant:
- P.-L. C.
- Dissociation au moyen de courants alternatifs. Electrical Review. (N.-Y.), t. XLIY, p. 626.
- Dans une communication au Congrès de la Société électrochimique Américaine, à Washington, W.-H. Davis rapporte les résultats des expériences qu’il entreprit pour obtenir la séparation du cyanogène des sels doubles. Ni la méthode chimique, ni les essais avec du courant continu ne donnèrent de résultats.
- On observa alors que le courant alternatif non seulement séparait le cyanogène, mais que le métal alcalin était précipité lui-même, si l’on employait un excès d’alcali. L’expérience était conduite de la façon suivante : un vase poreux de 200 cm3 était rendu semi-perméable au moyen de ferrocyanure de cuivre et les parois étaient disposées de façon à maintenir une pression hydrostatique de 1 cm au-dessus du niveau du liquide dans le vase extérieur. Un bouchon en caoutchouc recevait un premier tube en verre, d’une section de 1 mm2 et plongeant jusqu’à 1 mm du fond du vase poreux ; un deuxième tube en verre traversait le bouchon, en affleurant au bord inférieur. Le tout était soigneusement scellé à la cire à cacheter. Des fils de platine servant d’électrodes aboutissaient dans les tubes
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 13 Août 1904
- LXXVI1
- Westinghouse
- Disjoncteur type « Balai »
- Matériel électrique
- Westinghouse
- pour
- Traction Éclairage
- Transport de Force
- Génératrices
- Commutatrices
- Disjoncteurs automatiques Westinghouse pour
- courants continu et alternatif.
- Les disjoncteurs Westinghouse sont d’une construction très robuste et très simple, ils possèdent une très grande sensibilité, la rupture se produit très rapidement, elle a lieu sur charbons.
- Transformateurs
- Moteurs
- Installations électriques complètes
- Société anonyme
- Westinghouse
- (Capital : 20.000.000 fr.)
- Boulevard Sadi-Carnot,
- Le Havre
- .Siège social : 45, rue de l’Arcade, Paris
- Usines
- au Havre et à Sévran
- Agences à : Paris, Lille, Lyon, Toulouse, Nancy, Madrid, Bruxelles, Milan.
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 13 Août 1904 *
- et étaientreliés a une phase d’une génératrice triphasée à 60 périodes. A travers le tube plongeant au fond du liquide, on versait une solution à io p. 100 d’acétate de soude jusqu’à ce qu’on obtînt une dénivellation de io cm et on laissait l’appareil au repos pendant 24 heures. La dénivellation n’étant plus que de 1 cm, on envoyait un courant de 2 ampères dans la solution. Dans cinq secondes, la solution s’éleva à 5 cm au-dessus du niveau extérieur, et resta immobile pendant les 3o secondes suivantes. Le courant était coupé et la solution reprenait le niveau primitif au bout de 20 minutes. La même opération était répétée une vingtaine de fois dans une dizaine de jours.
- P.-L. G-
- Nouveau frein électro-magnétique. The Elec-trical Revieiv, a5 mars 1904.
- Le problème qui doit permettre de bien avoir en main une lourde voiture de tramway, continue à être l’objet de perfectionnements constants apportés par ceux qui s’occupent de la traction électrique.
- C’est ainsi que la British Thomson-Houston a inventé un frein électro-magnétique agissant sur la voie. Ce frein consiste en des électro-aimants convenables, montés à proximité des rails, et attirés par ceux-ci lorsque les aimants sont excités. Le courant nécessaire est produit par les moteurs fonctionnant en générateurs, et le freinage résulte aussi bien de l’action du sabot de frein magnétique que du ralentissement du moteur fonctionnant en générateur.
- Le frein proprement dit consiste en un sabot en acier fondu suspendu à un support, lui-même fixé au longeron du truck. Ce support est renforcé par des nervures, et se prolonge de chaque côté par une robuste oreille inclinée sur l’horizontale, à l’extrémité desquelles viennent s’articuler des pièces supportant le sabot. Le support sert de siège à deux ressorts comprimés à l’état normal, qui supportent également le sabot à l’aide de tiges en acier. Ces ressorts maintiennent le sabot loin de la voie, lorsqu’il n’est pas utilisé. Le sabot est formé par une sorte de boîte en fonte d’acier contenant une cavité pour la bobine magnétisante. Un couvercle se place sur la bobine ; les joints sont étanches.
- Un noyau en acier placé dans la bobine produit deux circuits magnétiques, chacun d’eux étant complété par la section au rail placée immédiatement sous le sabot de frein. Les extrémités de la bobine sont deux câbles soigneusement isolés et traversant la carcasse du sabot par des orifices appropriés et étanches. Ils sont formés par deux fils doubles et ont une longueur suffisante pour permettre le jeu du sabot de
- frein. Chaque sabot porte des plaques de frottement pour le contact avec les rails. Ces plaques sont en acier ; elles sont boulonnées sur la carcasse du sabot, et peuvent après usure être changées sans démonter le sabot.
- Dans le cas où la voiture est montée sur bogies, les bobines des deux trucks sont placées en parallèle, de sorte qu’un accident qui arriverait à l’une d’elles réduirait de moitié la puissance de freinage disponible. Ce frein n’agit donc en aucune façon sur les roues du véhicule ; il est absolument indépendant des freins à main, dont l’action sur les roues reste à tout moment possible. La force d’adhérence entre le sabot et le rail peut être évaluée à une tonne par électroaimant. Ce frein fonctionne même sur des rails gras ou humides, et il est pratiquement applicable à tous les types de voitures.
- A titre documentaire : une voiture, à quatre roues et à deux moteurs, munie de ce frein, marchant à 2b milles à l’heure, c’est-à-dire à l’allure d’une voiture descendant une très forte côte, s’est arrêtée dans environ 2 longueurs et demie de voiture ; cette même voiture marchant à une vitesse modérée, et obligée de s’arrêter presque instantanément, s’est arrêtée en moins d’une longueur de voiture.
- L. M.
- Pertes par radiation directe dans les lignes a haute tension.
- Le professeur Rejan a fait une série d’expériences sur la conductibilité de l’air et la grandeur des pertes d’énergie résultant d’une radiation statique dans les longues lignes alimentées par du courant alternatif à haute tension. Les recherches de Ryan complètent celles que Scott poursuit depuis quelque temps dans son laboratoire de Pitsbourg et que Mershon a faites sur la ligne à haute tension de Colorado. Ryan indique une formule pour le calcul des pertes par radiation directe, déduite théoriquement de la considération de tous les facteurs qui entrent en ligne de compte et concordant bien avec les expériences pratiques de Mershon. Ryan a trouvé que la température de l’air et la pression barométrique exercent, surtout sur les conducteurs de petit diamètre, une influence très sensible. Le degré d’humidité de l’air semble n’avoir qu’une action très faible ou même nulle sur le chiffre des pertes. Le tableau qui suit indique pour différents diamètres de conducteurs la grandeur de la tension à laquelle l’effet de la radiation statique commence.
- Soient Emax la valeur maxima, E la valeur efficace de la tension sinusoïdale; e = 0,9 E donne la valeur de la tension d’exploitation pour laquelle les pertes ne se produisent pas. C’est le
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- LXXIX
- diamètre du conducteur en millimètres. Le tableau s’applique pour un écartement de 1,22 m entre les conducteurs, une température de 2i°C. et une pression barométrique de j5o mm de mercure.
- Ema* VOÙS E volts e volts ^min
- 78 5oo 55 000 5o 000 1,47
- I 18 OOO 83 3oo 75 000 2,69
- x 5 7 000 m 100 100 5oo 4,87
- 235 5oo 166 600 i5o 000 10,9
- 3x4 °°° 222 200 200 000 18
- 392 000 277 700 2.5o 000 25 , I
- Le facteur de sécurité de 10 p. 100 pris comme base par Ryan n’est pas toujours suffisant dans les cas pratiques, car le courant de charge cause une déformation de la courbe de courant, de sorte que la valeur maxima Emax de l’onde de tension peut être sensiblement supérieure à QUE.
- Le second tableau se rapporte aux expériences de Mershon faites sur un diamètre de conducteur de 4,3 mm et diverses distances entre les fils, s désigne la distance moyenne des conducteurs en mètres, E la valeur efficace de la tension calculée d’après la formule de Ryan, et e la valeur de la tension observée par Mershon, à laquelle commence à se produire la décharge lumineuse. Le rapport entre la valeur maxima et la valeur efficace a été supposé égal à 1,71.
- E volts e volts Sm
- 43 600 43 5oo o,38
- 46 800 47 000 o,56
- 5o 700 49 000 0,89
- 54 000 53 5oo I ,32
- Les derniers chiffres montrent une très bonne concor-
- dance entre l’expérience et le calcul.
- Ryan affirme que la tension pour les transports d’énergie à grande vitesse n’est limitée que par la bonne qualité et la construction des isolateurs, et non par la décharge lumineuse, ou, comme l’appelle Steimmetz, la couronne, car on peut éviter cette dernière en augmentant l’écartement des fils. Comme conclusion, Ryan ajoute que la couronne présente pour la mesure des très hautes tensions un moyen assez bon exempt des sources d’erreur que présente la mesure par la distance explosive. Le dispositif d’expériences employé consiste en un fil librement tendu de diamètre connu et un cylindre qui l’entoure concentriquement.
- Traction électrique sur les canaux de Ladoga. Elektrotechnische Zeitschrift, 12 mai.
- Les canaux de Ladoga représentent environ 42 p. 100 de la longueur totale des canaux russes ; pour cette raison, et aussi parce qu’ils aboutissent à Saint-Pétersbourg, ils donnent lieu à un transit extrêmement intense qui s’est élevé en 1900 à 4 millions de tonnes. Les marchandises transportées consistent surtout en bois et en blé. Les charges et les trajets s’élèvent à environ 5oo millions de tonnes-kilomètres par jour ; jusqu’à présent, comme le transit n’a lieu que pendant les mois où il ne gèle pas, on a employé des chevaux dont le nombre s’élève à peu près annuellement à 10000. D’après un calcul de l’ingénieur Rundo^ les frais de transport qui atteignent de 12 à 32 kopeks par verste pourraient être abaissés par l’emploi de la traction électrique à 2,2.5 à 3,5 kopeks par verste. Le ministère des Travaux publics russe a fait établir des avant-projets dont les uns utilisent comme source d’énergie les chutes d’eau et dont les autres reposent sur l’emploi de machines à vapeur ou de moteurs à gaz. Le combustible employé pour le chauffage des chaudières des machines à vapeur ou pour la production du gaz serait l’huile de naphte qui peut être amenée par le Volga et dont le prix total de revient serait très minime. E. B.
- Générateur d’ondes hertziennes, Electrical Review (N.-Y.), t. XLIY, p. 600.
- Cet appareil dû à M. Moore, a pour objet de produire une interruption excessivement rapide du circuit d’une source électrique en communication avec l’antenne radiante. Ce résultat s’obtient en produisant l’interruption dans un vide aussi parfait que possible. Une bobine de self-induction, est, par exemple, reliée par une extrémité à des pôles d’une dynamo; l’autre extrémité est réliée, d’une part à l’antenne, et d’autre part, à une pièce de fer doux, fixée à l’extrémité d’un ressort et placée dans un tube où l’on a fait le vide; elle joue le rôle d’un trembleur ordinaire. L’autre pôle de la machine est en communication avec la terre, d’une part, et, d’autre part, avec une électrode pénétrant dans le tube à vide et normalement en contact avec le fer doux du trembleur. Quand on ferme le circuit de la dynamo, le trembleur entre en action, les interruptions se produisant dans le vide, en donnant des ondes d’extra-courant de très haute tension et d’une durée très faible.
- P.-L. C.
- « Electrification du N orth-E astern Railway (Angleterre) » Western Electrician, 9 avril 1904.
- Lorsque en 1902, le INorth-Eastern Railway
- E. R.
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 13 Août 1904
- mit en adjudication l’équipement électrique d’environ 144 hm de voie, répartis en divers centres et principalement sur ses lignes suburbaines de Newcastle, la Compagnie Westinghouse avait déjà pris en main le chemin de fer de la Mersey. Mais, comme la situation de cette dernière exploitation ne comporte pas de communications avec d’autres compagnies, l’entreprise du North-Eastern constitue la première application anglaise de l’équipement électrique des chemins de fer sur une grande échelle.
- Le premier essai affectera seulement les lignes suburbaines, sur lesquelles la suprastructure a été conservée avec rails de kgr au mètre. Le troisième rail en acier de haute conductibilité, à 36 kgr au mètre, du type Yignoles, est unique et repose sur des isolateurs en granit. Le courant est fourni par une station construite par la Compagnie électrique de Newcastle, à Carville, et alimentant uniquement les sous-stations de la ligne. Elle comprend actuellement un turboalternateur Parsons, de i ooo kilowatts, 6ooo volts et 4o périodes. Deux machines de 3 5oo kilowatts sont en construction. Le courant alternatif est transformé en courant continu à 6oo volts dans les sous-stations.
- Le train normal qui doit être adopté se composera de trois voitures à couloir, dont les deux extrêmes sont seules motrices.'Les voitures sont montées sur bogies et munies de deux moteurs de ioo chevaux. Les voitures peuvent prendre no voyageurs chacune ; l’allure est de 35 km a l’heure, sauf pour quelques express où elle atteint 56 km à l’heure.
- . P.-L. C.
- DIVERS
- L’isolation au caoutchouc. Electricd Rewiev. (N.-Y.), t. XLIV, p. 5oç)-5io.
- Les spécifications arbitraires, et trop draconiennes, des cahiers des charges officiels n’ont pas réussi à éviter les fraudes et n’ont fait qu’entraver le développement d’une fabrication consciencieuse. Les spécifications ne sont certes pas dépourvues de toute utilité, a condition de ne pas être trop prises à la lettre. L’auteur passe en revue h ce point de vue, les diverses méthodes d’essai. L’essai des cendres indique la proportion de substances minérales, mais ne renseigne pas autrement sur la valeur du caoutchouc. La densité du produit ne signifie pas grand’chose. L’analyse chimique ne constitue pas davantage un critérium in faillible de la valeur et de la durée du mélange caoutchouté comme diélectrique. On admet trop facilement qu’une composition à 3o p. ioo doit renfermer yo p. ioo de matières minérales ; mais il peut très bien arriver qu’un
- mélange renfermant moins de matières minérales et une proportion un peu plus forte de résine soit un diélectrique meilleur et plus durable. Les administrations ont une tendance à adopter les spécifications de quelques fabricants qui ne les émettent que parce qu’elles favorisent leurs propres produits. Telles sont, par exemple, les spécifications reposant sur l’élasticité, l’adhérence ou l’extensibilité. Il y a lieu de se tenir dans un juste milieu, dans le choix de ces diverses propriétés. — En ce qui concerne l’adhérence, l’auteur propose de la choisir juste suffisante pour empêcher la pénétration de l’humidité. La composition doit être assez tenace pour prévenir les accidents dans les manipulations, mais assez flexible pour permettre les pliages nécessaires sans rupture de la couche isolante.
- P.-L. C.
- La houille blanche en Russie.
- Au troisième Congrès électrotechnique russe qui s’est tenu à Saint-Pétersbourg, il a été fait un rapport sur la houille blanche, ou, plus exactement, sur l’utilisation des chutes d’eau. Alors que les Etats-Unis, la Suisse, la Norwège, l’Italie et la France utilisent cette force naturelle, la Russie n’a jusqu’ici qu’un nombre restreint d’installations hydro-électriques.
- Quoique l’on n’ait pas de données exactes sur la puissance des chutes d’eau de la Russie d’Europe et, à plus forte raison, de la Sibérie, on peut pourtant évaluer approximativement les forces utilisables à 11 ooo ooo de chevaux-vapeur, dont 3 ooo ooo pour la Finlande.
- n4 cours d’eau de la Russie d’Europe peuvent fournir des forces considérables ; malheureusement, leur situation n'est pas très propice. Parmi
- Accumulateurs
- FULMEN
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- TOUTES APPLICATIONS
- Bureaux et Usine
- à CLICHY, 18, quai de Clichj
- Adresse télégraphique : FU LM EN-CLICHY Téléphone : 511.86
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 13 Août 1904
- Lxxxi
- ceux dont l’utilisation serait la plus profitable, on peut citer le Dniéper (240 000 chevaux) ; le Naroff (38 000) ; le Volkaff (33 000); la Dwina (120 000) et le Dniester (96000).
- Si l’on compte par bassin, celui de la mer Baltique peut fournir 3oo 000 chevaux, celui de la mer Noire (non compris le Caucase) 35o 000 chevaux.
- La non utilisation des forces hydrauliques est due à deux causes : i° l’étude technique et économique de la question est insuffisante ; 20 la question juridique n’est pas résolue, on n’est pas d’accord sur le point suivant : les chutes appartiennent-elles à l’Etat ou aux propriétaires des terrains sur lesquelles elles se trouvent ?
- S.
- Assurances contre l’incendie et installations électriques.
- Le Département militaire publie le compte rendu spécial des assurances contre l’incendie et du contrôle des installations électriques et industrielles pour 1903. On y voit que les bâtiments inscrits au cadastre et assurés dans le canton représentent une valeur totale de 811 [798 5o5 fr ; au 3i décembre 1902, cette valeur était de y84 589 902 fr ; augmentation, 27? 208 6o3 fr.
- Voyages circulaires à coupons combinables | sur le réseau P.-L.-M.
- Il est délivré toute l’année, dans toutes les gares du réseau P.-L.-M., des carnets individuels ou de famille pour effectuer sur ce réseau, en lr% 2e et 3a classe, des voyages circulaires à itinéraire tracé par les voyageurs eux-mêmes, avec parcours totaux d’au moins 300 kilomètres. Les prix de ces carnets comportent des réductions très importantes qui atteignent, pour les billets collectifs, 50 p. 100 du Tarif général.
- La validité de ces carnets est de 30 jours jusqu’à 1500 kilomètres; 45 jours de 1501 à 3000 kilomètres; 60 jours pour plus de 3000 kilomètres. — Faculté de prolongation, à deux reprises, de 15, 23 ou 30 jours suivant le cas, moyennant le paiement d’un supplément égal au 10 p. 100 du prix total du carnet, pour chaque prolongation. Arrêts facultatifs à toutes les gares situées sur l’itinéraire. Pour se procurer un carnet individuel ou de famille, il suffit de tracer sur une carte, qui est délivrée gratuitement dans toutes les gares P.-L.-M., bureaux de ville et agences de la Compagnie, le voyage à effectuer, et d’envoyer cette carte 5 jours avant le départ, à la gare où le voyage doit être commencé, en joignant à cet envoi une consignation de 10 irancs. — Le délai de demande est réduit à deux jours (dimanches et fêtes non compris) pour certaines grandes gares.
- Le montant des contributions s’est élevé à 863 060 fr 38 ; en 1902, il était de 838 390 fr 88 ; différence en plus, 24609,60 fr.
- Au 3i décembre 1903, l’actif total du fonds de réserve se montait a 49x6 620 fr o5 ; au 3i décembre 1902, il était tde 4642089 fr 3y ; augmentation, 3y3 43o fr 68.
- Les valeurs mobilières qui figurent â l’assurance cantonale, au3i décembre 1903, s’élèvent à 601903771 fr ; au 3i décembre 1902,1e capital assuré était de 490974 433 fr ; augmentation, 1 o 929 288 fr.
- Le produit des contributions a été de 4552i4fr93; en 1902,il se montait à 445,648 fr 72; diffé rence en plus, 9 666,21 fr.
- Au 3i décembre 1903, l’actif total du fonds de réserve se montait à 2 768621 fr 26; au 3i décembre 1902, il était de 2604480 fr 86; augmentation, 264,14° fi’39.
- En ce qui concerne les installations électriques, le rapport nous apprend que les usines qui alimentent le canton en énergie électrique disposent d’une puissance totale de 4oooo chevaux. Les installations de lumière comprennent 766 lampes à arc et 146000 lampes à incandescence représentant 1 800000 bougies.
- Les moteurs, au nombre de 690, représentent
- CHEMINS DE FER DE L’OUEST
- PARIS A LONDRES
- Via Rouen, Dieppe et Newhaven
- PAR LA GARE SAINT-LAZARE
- Services rapides de jour et de nuit tous les jours (1dimanches et fêtes compris) et toute l’année. Trajet de jour en 8 h. 1/2 (lre et 2° classes seulement) GRANDE ÉCONOMIE
- Billets simples, valables pendant 7 jours. lre classe .... 43 f. 25 2e classe ..... 32 »
- 3e classe .... 23 25
- Billets d’aller et retour, valables pendant un mois. 1“ classe .... 72 f. 75 2e classe .... 52 75
- 30 classe .... 41 50
- MM. les Voyageurs effectuant de jour la traversée entre Dieppe et Newhaven auront à payer une surtaxe de 5 fr. par billet simple et de 10 fr. par billet d’aller et retour en lre classe ; de 3 fr. par billet simple et de 6 fr. par billet d’aller et retour en 2e classe.
- Départs de Paris-Saint-Lazare. . .
- Arrivées ) London.Bridge ....
- , aj s Victoria................
- Londres J
- Départs j London-Bridge..........
- Londres j Victoria...............
- Arrivées à Paris-Saint-Lazare. . .
- 10 h. 20 m. 9 h. s.
- 7 h. s. 7 h. 40 111.
- 7 li. s. 7 li. 50 m.
- 10 li. m. 9 li. s.
- 10 h. m. 8 h. 50 s.
- 0 h. 40 s. 7 h. la m.
- Les trains du service de jour entre Paris et Dieppe et vice-versa comportent des voitures de lre et de 2e classes à couloir avec water-closets et toilette, ainsi qu'un wagon-restaurant ; ceux du service de nuit comportent des voitures à couloir des trois classes avec water-closets et toilette. La voiture de lra classe à couloir des trains de nuit comporte des compartiments à couchettes (supplément de 5 fr. par place. Les couchettes peuvent être retenues à l’avance aux gares de Paris et de Dieppe moyennant une surtaxe de 1 fr. par couchette.
- La Compagnie de l’Ouest envoie franco, sur demande affranchie, un bulletin spécial du service de Paris à Londres.
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 13 Août 1904
- une puissance totale de 6 ooo chevaux ; 90 moteurs ont été installés en 1903.
- Près de 900 petits appareils de chauffage, fers à repasser, etc., sont en usage.
- Les réseaux à haute et basse tension se sont accrus dans de fortes proportions. Il y a actuelr lement 900 km de lignes à haute tension et 620 km de lignes à basse tension.
- Au3i décembre 1903, 197 communes étaient pourvues de réseaux de distribution d’énergie électrique. S.
- La production et la consommation de charbon dans le monde.
- D’après les données de la Chambre de commerce anglaise la production de charbon annuelle du monde s’élève à 700 millions de tonnes, réparties de la façon suivante :
- Angleterre : Etats-Unis Allemagne France Belgique
- 1900. 226 181 240 788 109 290 32 722 23 463
- igoi. 219 047 261 874 108 53g 3i 634 22 2l3
- 1902. 227 og5 268 688 107 436 29 574 22 769
- Rapportée au nombre d’habitants, la production par tête d’habitant s’élève en 1902 à :
- Angleterre Etats-Unis Belgique Allemagne France 5,5 3,ï/3 3,j/3 2 3/4 ton.
- Dans l’année 1902, l’importation et l’exportation sont les suivantes (en tonnes) :
- excédant d’eximportation exportation portation sur l’importation.
- en tonnes en tonnes en tonnes
- Grande-Bretagne . 3 000 60 400 000 60 397 000
- Allemagne. . . . 6870000 1898x000 12111000 •Etats-Unis. . . . 2644000 6127000 3 5i3 000
- La consommation de charbon a été :
- États-Unis IQOI 1902
- . . 256 407 000 266 io5 000
- Angleterre , . 161 271 000 166 298 000
- Allemagne 97 436 000 g5 320 000
- France . . 44 651 000 42 iqq 000
- Russie . . 19 gi3 000
- Belgique 18 901 000 19 691 000
- Autriche-Hongrie . . . . 18 493 000
- La consommation de charbon en 1902, par
- tête d’habitant, a été en :
- Angleterre Etats-Unis Belgique Allemagne France
- 3,97 3,36 2,86 i,65 1,08
- Autriche Russie
- (1901) (1901)
- 0,4 o,i5
- Les valeurs plus faibles relatives à la France, à l’Allemagne et à l’Autriche sont dues à l’exten-
- CHEMINS DE FER DU NORD
- TRAINS DE LUXE
- TOUTE L'ANNÉE
- Nord-Express. — Tous les jours entre Paris et Berlin avec continuation une fois par semaine de Beidinsur Varsovie et trois fois par semaine de Berlin sur Saint-Pétersbourg.
- (A l’aller ce train est en correspondance, à Liège avec l’Ostende-Vienne).
- Péninsulaire-Express. — Une fois par semaine de Londres et Calais pour Turin, Alexandrie, Bologne, Brindisi.
- (En correspondance à Brindisi avec le paquebot de la malle de l’Inde).
- Calais-Marseille-Bcmbay-Express. — Une fois par semaine de Londres et Calais pour Marseille (quai de la Joliette) en correspondance avec les paquebots de la Compagnie Péninsulaire et Orientale à destination de l’Egypte et des Indes.
- L’HIVER SEULEMENT
- Calais Méditerranée-Express. — De Londres et Calais pour Nice et Vintimille.
- Train rapide quotidien entre Paris-Nord, Nice et Vintimille composé de voitures de lre classe, lits-salon et slceping-car.
- L’ÉTÉ SEULEMENT
- Engadine-Express. — De Londres et Calais pour Coire, Lucerne et Interlaken.
- CHEMIN DE FER D’ORLÉANS
- CARTES D’ABONNEMENTS
- TRIMESTRIELS
- Délivrés pour la saison d*JEté.
- En vue de faciliter pendant la saison d’été les'relations de Paris avec la Banlieue, la Compagnie d’Orléans délivrera, à partir du 15 juillet, des cartes d’abonnements trimestriels de toutes classes, à prix réduits.
- Le délai extrême de validité de ces cartes expirera le 31 octobre.
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 13 Août 1904
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- sion de l’emploi d’autres combustibles, tourbe, bois, etc.
- B. A.
- Pompe à incendie à combustible liquide.
- Engineering, n° 1988.
- Le service d’incendie deLiverpool vient d’être muni d’une nouvelle pompe, qui entre autres nouveautés est pourvue d’une génératrice d’électricité et d’un système de lampes portatives dont les conducteurs sont enroulés sur des tambours portés par la voiture ; cette dernière renferme également un poste téléphonique. La chaudière est chauffée au moyen de pétrole renfermé dans deux grands réservoirs et brûlé dans un injec-teur a vapeur. Le pétrole pénètre dans la partie centrale de l’injecteur, où un noyau hélicoïdal 1
- lui imprime un mouvement de rotation très rapide. La vapeur arrive par une série de trous dans un ajutage conique enveloppant le cône de pétrole ; le mélange est injecté dans un ajutage divergent qui se prolonge en arrière par une chambre d’air dont l’appel est réglé par un système d’auvents plus ou moins découverts. La chambre d’air est, elle aussi, garnie de rainures en hélices imprimant à l’air un mouvement de rotation. L’ajutage pour l’air est mobile et ferme plus ou moins le jet de vapeur ; de telle sorte qu’on peut faire « tomber le feu » à volonté. L’injecteur travaille à une pression de 1,1 à i,4 kgr. En pratique, on a reconnu que la combustion est complète, la cheminée ne donnant jamais de fumée.
- P.-L. C.
- LISTE DE BREVETS D’INVENTION
- Cette liste est communiquée par M. H. Josse, 17, boulevard de la Madeleine.
- Génération et Transformation.
- 341 945 du 3 mars 1904. —- Eyquem. Ensemble de dispositifs permettant d’obtenir un voltage constant avec une dynamo à vitesse variable.
- 342,0x9 du 8 avril 1904. —Société des Établissements Postel-Vinay. Dispositif refroidisseur pour collecteurs de dynamos.
- 342041 dug avril 1904.— Société Siemens-Schuc-kekt. Procédé pour le réglage de machines accu-mulatrices de mise en marche.
- 342042 du 9 avril 1904* — Ernaux et Iglisis. Moteurs électriques à champs polymorphiques.
- 342 172 du 6 avril 1904. — Stuart. Appareil perfectionné pour faire varier le voltage des courants alternatifs.
- 342224 du i3 avril 1904. — Parsons et Stoney. Machine dynamo électrique.
- 342 3o3 du 14 avril 1904. — Brown, Boveiii et Cie. Régulateur du courant de charge pour rendre constante la force du courant dans une dynamo combinée avec un accumulateur.
- 342 307 du 14 avril 1904. — Giancli et Persin. Système de générateur magnéto-électrique.
- 342424 du 18 avril 1904. — Pifre. Dispositif de réglage des moteurs.
- Piles et Accumulateurs.
- 342 216 du x3 avril 1904. — Periole. Pile électrogazogène auto-régénérable.
- 342231 du 11 avril 1904. —Société Vesta Storage Battery G». Batterie d’accumulateur.
- 342264 du i3 avril 1904. — Delafon. Système de pile électrique hermétique à liquide immobilisé.
- 342279 du i3 avril 1904. — Riasse. Perfectionnements à la fabrication des plaques d’accumulateurs.
- Transmission et Distribution.
- 341 g38 du 23 février 1904. — Cie Française des
- procédés Thomson-Houston. Perfectionnements aux dispositifs de protection.
- 341 996 du 9 mars 1904. — Heller. Interrupteur électrique à rotation.
- 342 090 du 26 mars 1904. — Risso. Paratonnerre compound pour la protection des installations de transmission électrique.
- 342 102 du 3o mars 1904. — Société Auber, Grenier et Cie. Isolant pour câbles.
- 342 187 du 14 mars 1904. — Sheehy et Gurphey. Perfectionnements dans les systèmes électriques de sélection ou de sélection et de signaux pour communiquer entre une station centrale ou principale et divers autres endroits ou stations auxiliaires.
- 342 186 du 4 mars 1904. — Knight et Nagël. Conduits protecteurs de conducteurs électriques.
- 842 3o4 du 14 avril 1904. — Giraud. Dispositif de sûreté pour câbles électriques aériens.
- 342344 du i5 avril 1904. — Charles et Claude Johnston. Perfectionnements apportés aux coupe-circuits électriques.
- 342407 du 18 avril 1904. — Walloch et Held. Commutateur multiple à manivelle.
- 341411 du 18 avril 1904. — Hyde. Interrupteur électrique fonctionnant par la pression.
- 342 408 du 19avril 1904. — S.-G. et C.-H. Cutter. Isolateurs électriques.
- Télégraphie et Téléphonie.
- 341 834 du ier avril 1904. — Fessenden. Récepteur pour ondes électromagnétiques.
- 341 894 du 5 avril 1904. — Eurke. Signaux télégraphiques.
- 341 909 du 6 avril 1904. — Société dite : Aktiesels-kabet Dansk Gnist Telegraf-Selskab. Récepteur pour la télégraphie sans fil système Mëller.
- 342266 du i3 avril 1904. — Société Drahtlose Télégraphié. Procédé pour l'amplification de l’énergie de décharge d’un système oscillatoire.
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 13 Août 1904
- BIBLIOGRAPHIE
- Il est donné une analyse bibliographique
- des ouvrages dont deux exemplaires sont envoyés à la Rédaction.
- L’accumulateur électrique et ses applications industrielles, Lamar Lyndon. Traduit de l’anglais par Ch. de Vaublanc. Librairie Ch. Béranger, éditeur, i5, rue des Saints-Pères. Prix, 17,50 fr.
- La caractéristique de cet ouvrage d'ensemble sur les accumulateurs est d’être à la portée de tous les ingénieurs électriciens, c’est-à-dire d’être éminemment pratique. Les théories exigeant des connaissances électro-chimiques spéciales ont été laissées de côté par l’auteur. Telles sont par exemple les théories osmiques et thermodynamiques des accumulateurs. Par contre, l’auteur a mis en évidence toute la discussion technique au sujet de l’emploi dans la pratique des batteries. L’ouvrage se compose de deux parties. La première intitulée « L’accumulateur au Plomb » traite de la théorie générale, de la construction, des essais. Un appendice donne quelques détails numériques. — La deuxième partie « Appareillage auxiliaire— Applications )> suffisamment explicite par son titre est un véritable guide de l’ingénieur praticien pour installer et conduire les batteries, pour le guider dans le choix des types de batteries et d’appareillage auxiliaire les mieux appropriés au service qu’ils auront à effectuer. Enfin, dans une note supplémentaire, le traducteur traite du récent accumulateur Edison (expériences faites au Laboratoire central d’Electricité, à l’Ecole de Physique et Chimie et par M. Hibbert en Angleterre).
- A. B.
- La mécanique pratique. Guide du mécanicien, procédés de travail, explication méthodique de tout ce qui se voit et se fait en mécanique, par Eugène Dejonc. Quatrième édition, ornée de 733 vignettes et entièrement refondue, par C. Codron, ingénieur, professeur à l’Institut industriel du Nord. Un volume in-8 raisin (VIII-632 pages). Broché, 4 fr- J relié toile, 5 fr. Paris, librairie J. Rothschild. Lucien Laveur, éditeur, i3, rue des Saints-Pères.
- Comme son titre l’indique, ce petit ouvrage est bien un Guide du mécanicien donnant les procédés de travail, l’explication de tout ce qui se voit et se fait en mécanique. Ecrit dans un style simple, clair, capable d’être compris par tous les ouvriers, il met à leur portée les renseignements indispensables pour le bon exercice de leur profession. La forme adoptée, qui est celle d’un Dictionnaire par ordre alphabétique de matières, permet de trouver, sans la moindre hésitation, ce que l’on cherche. Le format, très réduit, permet à l’ouvrier d’emporter son volume à
- l’atelier, au chantier, partout où il peut lui être utile.
- A Tex-Book on Static Electricity, par Hobart Mason. Un vol. pet. in-8° de Vl-i55 pages et 63 figures dans le texte. Mc Graw publishing Company, New-York, 1904.
- L’auteur se plaint du peu d’espace que l’on accorde à l’électricité statique dans les meilleurs traités d’électricité et magnétisme et du caractère peu didactique de ces derniers. Ce n’est point notre idée, car il y a nombre d’excellents traités d’électricité où l’électricité statique n’est point négligée, bien au contraire. Mais à part cela, le livre de M. Mason mérite certainement des éloges car l’enchaînement logique et la clarté qu’on y remarque sont de précieuses qualités didactiques. Le chapitre consacré aux instruments employés en électrostatique est paxTiculièrement intéressant par la simplicité de l’exposition des principes de ces instruments et l’évaluation de leur sensibilité.
- Nous citerons encore Vappendice qui termine le volume et qui est consacré aux dimensions des unités, ce cauchemar des jeunes étudiants ès sciences.
- E. N.
- Einführungin dieElektrizitætslehre, par Bruno
- Kolbe. I. Statische Elektrtrizitàt. 2e édition remaniée. Un vol. pet. in-8° de VIII-164 pages et 76 figures dans le texte. Julius Springer, éditeur, Berlin. Prix 2 marks, 4o pf.
- Ce petit livre traite de l’électricité statique et il est purement expérimental. Il sera très utile aux personnes qui font de l’enseignement car les appareils décrits par l’auteur sont d’une remarquable simplicité tout en présentant le caractère et la précision des appareils scientifiques. Le texte lui-même est extrêmement clair et écrit dans un style dont la simplicité aidera à la diffusion de cet utile opuscule. Ajoutons enfin que l’auteur indique deux maisons qui peuvent fouimir tous les appareils décrits dans le courant de l’ouvrage et y joint les prix, qui nous paraissent très raisonnables. On sent bien que l’auteur a voulu être utile aux professeurs qui n’ont pas à leur disposition de vastes laboratoires, et aux étudiants désireux de se convaincre par eux-mêmes des phénomènes si intéressants et attrayants de l’électrostatique.
- E. N.
- ACCUMULATEURS TRANSPORTABLES
- 2, quai National, Puteaux (Seine)
- Fournisseur des Ministères des Postes et Télégraphes, Marine, Guerre, Instruction Publique, Colonies, des Facultés, des Hôpitaux, des Compagnies de Paris-Lyon-Médiierranée, de l’Est, etc., etc.
- Types spéciaux pour l’allumage des moteurs de voitures automobiles adoptés par toutes les lre* marques
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- Tome XL.
- Samedi 20 Août 1904.
- Il*’Année. — N* 34
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- L'ÉNERGIE
- La reproduction des articles de L'ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE est interdite
- SOMMAIRE
- Pages
- BÉTHENOD (J.). —Diagramme des moteurs polyphasés asynchrones (suite et fin)........................ 281
- SARRAT. (F.). — Contribution à l’étude générale des dynamos auto-excitatrices à courant continu. 286
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- Génération et Transformation : Prédétermination de la chute de tension dans les transformateurs . .
- Eléments primaires et accumulateurs . . . .....................................................
- Transmission et Distribution : La fabrication de câbles téléphoniques à isolement par l’air, par J. Schmidt Traction : Chute de tension des courants alternatifs dans les rails de chemins de fer, par Behn Eschenbourg
- SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- Académie des Sciences : Sur les formes de l’éclairage de haute fréquence entre fils de platine de faible dia-
- mètre, par André Broca et Turchini........................................................... 3i5
- Sur la coexistence et l’impossibilité de constater des températures voisines très différentes, par E. Solvay. 317
- Divers : Sur l’existence d’un point critique de Villari dans le nickel, par Honda et Siiimizu......... 318
- Société physico-chimique russe ................................................................... 320
- 299
- 300
- 306
- 3oq
- SUPPLÉMENT
- Echos et nouvelles. .......... ... .................
- Brevets.....................................: . . . .
- Bibliographie.......................................
- LXXXVI
- XCVI
- XCVI
- Éditions de « L’Éclairage Électrique ».
- VIENT DE PARAITRE :
- L’ELECTRICITE EN AGRICULTURE
- Par Émile GUARINI
- Conférence faite à la Société Centrale d’Agriculture de Belgique
- Brochure in-4° de 14 pages. Prix, 1 fr. 25
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 20 Août 1904
- ÉCHOS ET NOUVELLES
- Réception du chemin de fer de la Valte-line.
- Selon nos informations, la « Sociétii Italiana per le Strade Ferrate Méridionale » s’est définitivement chargée, le io juillet dernier, du service direct de l’installation et de l’exploitation du chemin de fer électrique entre Lecco-Colico-Sondrio et Chiavenna. Ce chemin de fer, on le sait, a été construit par la maison Ganz et Cie, a Budapest, en employant le courant triphasé sous haute tension, et son inauguration eut lieu le i5 octobre 1902. Le fait qu’après l’essai qu’elle fit exécuter et auquel elle avait donné un développement considérable pour éprouver ce système de traction électrique, ladite Société italienne se soit décidée à recevoir définitive-nient l’installation et à se charger du service direct de ce chemin de fer, même quelques mois avant l’expiration du temps de garantie de deux ans, témoigne en tout cas en faveur du système erhployé.
- ( Les avantages économiques du système triphasé sous haute tension n’ont jamais été contestés, en effet, autant pour les frais d’établissement que pour ceux de l’exploitation. Cependant, comme il n’avait pas encore été expérimenté, on a émis beaucoup de doutes au sujet de son application pratique. On se souvient que ce fut la cause (débats du Tribunal d’arbitrage de Londres) de l’abandon de ce système pour le chemin de fer métropolitain de Londres.
- L’expérience actuelle sera pour l’avenir une base d’étude de ce système.
- A. S.
- Condensateurs électriques pour courant a haute tension et emploi constant. J. de Modze-lewski (fabrique de condensateurs, Fribourg, Suisse).
- Le condensateur, un des appareils électriques des plus anciens, est employé depuis longtemps dans la technique des courants faibles. On exige de cet appareil des qualités qui sont faciles à réaliser et son prix n’entre presque pas en jeu, car les énergies employées sont de très faible importance. On peut donc les laisser de côté et étudier si, pour de grandes énergies, on peut employer avec succès les condensateurs à haute tension.
- Le grand nombre de brevets délivrés pour ce genre d’appareils montre clairement que de nombreux spécialistes cherchent depuis longtemps déjà un système pratique de condensateurs à haute tension.
- Les recherches des savants et les brevets déli-
- vrés pour condensateurs démontrent que si l’on veut travailler d’une façon rationnelle avec les condensateurs, il faut que ceux-ci soient construits pour haute tension. Les condensateurs pour basse tension exigent non seulement une place plus grande pour une puissance équivalente, mais encore ils ne peuvent lutter avec les condensateurs pour haute tension, en raison de leur prix considérablement plus élevé. De fait, si on considère que le travail rendu est proportionnel au carré de la tension utilisée, on voit facilement que les frais des armatures seuls, sans les diélectriques, pour la même puissance, sont plus élevés pour un appareil à basse tension de 100 volts, que pour l’appareil complet à haute tension de 10000 volts par exemple. Ceci nous explique pourquoi, partout, on s’est appliqué à construire des condensateurs pour haute tension.
- La forme du diélectrique généralement adoptée pour les condensateurs est la laine. Le principe fondamental dans la construction des condensateurs est que pour le minimum d’espace et de matériel employé, on obtienne le maximum de puissance.
- On considère, en premier lieu, la constante diélectrique et la rigidité électrique des diélectriques. L’importance de la constante diélectrique est subordonnée à la rigidité; car les matières qui possèdent une constante diélectrique élevée ont, en général, une rigidité trop faible pour .que leur emploi puisse assurer de grands avantages.
- Les recherches des spécialistes concernant la rigidité de diverses substances isolantes ont abouti à des résultats contradictoires. Cela nous prouve * que la question est loin 'd’être résolue d’une façon satisfaisante.
- La forme adoptée des condensateurs à lames comporte, en général, des conditions qui ont une influence fâcheuse sur la rigidité des diélectriques. Sous cette forme, ils sont perforés pour une tension relativement basse, tandis que pour la même épaisseur et dans de meilleures conditions, ce même. diélectrique supporterait une tension beaucoup plus élevée.
- Il s’ensuit que les condensateurs à lames sont trop coûteux et ne peuvent être utilisés dans ces conditions pour un emploi industriel. D’autres inconvénients dérivent de la construction des condensateurs à lames. La science électrique actuelle exige des condensateurs emmagasinant des quantités importantes d’énergie et devant rester continuellement en service. Nous ne pou-
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 20 Août 1904
- LXXXVI1
- Compagnie Française pour l’Exploitation des Procédés
- THOMSON-HOUSTON
- CAPITAL : 40 MILLIONS
- Siège social : 10, rue de Londres, PARIS
- TELEPHONE : 158.11 — 158.81 - Adresse télégraphique : ELIHU-PARIS
- Traction électrique
- Eclairage électrique Transport de force
- Matériel de Mines
- INTERRUPTEURS A HUILE THOMSON-HOUSTON
- Les interrupteurs à huile Thomson-Houston sont établis en vue des tensions les plus élevées et des charges les plus considérables; leur excellent fonctionnement est aujourd’hui démontré par des milliers d’applications diverses.
- Ils sont de quatre types différents que l’on utilise suivant la nature et l’intensité du courant maximum pour lequel on les emploie :
- Modèle F, forme I, pour charges de 850 à 1 250 kw, triphasées sous une tension inférieure à 3500 volts.
- Modèle F, forme F, pour charges ne dépassant pas 3 500 kw en triphasé, sous une tension inférieure à 6 500 volts.
- Modèle F, forme K, pour charges de 7 000 kw en triphasé, sous une tension inférieure ou égale à 15 000 volts.
- Modèle F, forme H, qui peut être, sur demande, établi pour toutes charges et tensions.
- Nos interrupteurs peuvent être établis pour être manœuvres de différentes façons :
- 1° Pour être placés directement sur le tableau et manœuvres à la main au moyen d’un levier;
- 2° Pour être placés à distance du tableau et commandés par ceux-ci. Il est alors manœuvré par l’intermédiaire d’un système articulé au moyen d’une poignée placée sur le tableau;
- 3° Pour être commandés automatiquement, comme le montre la figure ci-contre, au moyen d’un déclencheur qui peut être diversement disposé, suivant que l’appareil est monté au dos du tableau ou à distance.
- L’interrupteur forme H, pour installations de très grande puissance, n’est commandé à la main que dans des conditions très rares; il est généralement actionné à distance au moyen d’un courant électrique ou de l’air comprimé.
- Ateliers de Construction, 44, rue des Volontaires, PARIS
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- LXXXV1IÏ
- Supplément à L’Eclairage Électrique du 20 Août 1904
- vons arriver à ce résultat au moyen de condensateurs à lames de dimensions convenables, qu’en superposant plusieurs éléments de condensateurs et en les reliant en parallèle.
- Afin d’éviter des décharges latérales entre les différentes lames dans les condensateurs ainsi combinés, il est presque indispensable que l’appareil forme un bloc homogène de matières isolantes (ce qui est impossible à réaliser avec certaines matières, et très aléatoire avec d’autres). Chaque partie défectueuse de l’appareil ainsi construit entraîne une perte d’énergie, qui abaisse non seulement le rendement, mais aide aussi à détériorer l’appareil. De plus, les conditions propres à un refroidissement efficace sont contrariées par les exigences d’isolation ci-dessus mentionnées.
- Les grandes variations de température ont, dans plusieurs systèmes de condensateurs à lames une influence désavantageuse sur leur durée, aussi doit-on en installant ces appareils prendre de grandes précautions en vue de la saison froide.
- Il résulte de tous ces essais et de l’avis des spécialistes, que la question des condensateurs à haute tension n’était pas encore résolue et qu’avec les systèmes actuels ils ne peuvent remplir le rôle qui leur est assigné.
- M. Moscicki à Fribourg (Suisse), à la suite de recherches et de travaux rigoureusement conduits, semble avoir résolu la question des condensateurs.
- Etant directeur technique de la « Société de l’acide nitrique », M. Moscicki se servit de condensateurs à haute tension devant supporter une tension de 5o ooo volts en exploitation normale.
- Ces appareils étaient en service d’une manière continue et fournissaient des décharges oscillantes. On expérimenta des condensateurs pour haute tension construits par différentes maisons. Les résultats obtenus confirmèrent les défauts inhérents aux condensateurs à lames. Ces appareils furent détériorés en peu de temps, chose grave vu leur prix élevé ; dès lors de minutieuses recherches furent entreprises sur de nombreux diélectriques dans le but de construire sur la base des expériences acquises un système de condensateurs pratiques.
- On trouva que pour un diélectrique donné d’une épaisseur déterminée, ce diélectrique supporte des tensions diverses suivant les conditions dans lesquelles il se trouve. Sa rigidité en est augmentée ou diminuée.
- Il fut démontré, par exemple, que la partie du diélectrique qui supporte le bord de l’armature a des exigences plus considérables que
- n’importe quelle autre partie se trouvant à l’intérieur des surfaces recouvertes.
- La bordure de l’armature est la partie du diélectrique la plus exposée à la perforation. Ainsi le diélectrique devra être construit beaucoup plus résistant au bord qu’à l’intérieur et le développement du rebord restreint autant que possible.
- Le système de condensateur Moscicki répond en tous points à ce principe.
- La forme tubulaire du diélectrique de ces condensateurs permet de renforcer à volonté le bord des armatures et de restreindre la partie dangereuse à un minimum de développement en rapport avec toute la surface recouverte.
- On peut employer, comme armature, sans la moindre difficulté, des électrolytes et de celte manière on obtient un refroidissement qui dépasse de beaucoup celui des transformateurs.
- Par ce système, il est possible, de réduire considérablement le diélectrique ; de cette manière son volume comparativement aux autres systèmes sera bien inférieur pour une puissance égale.
- Le prix de revient de ce condensateur est si bas qu’il peut entrer sans empêchement d’aucune sorte, en concurrence avec n’importe quel autre appareil électrique à haute tension.
- On a construit différents types de condensateurs à haute tension. Un des modèles de condensateurs permet d'adjoindre dans l'espace de 1 m3 une batterie de 8o kilovolts-ampères de puissance pour une tension de ioooo volts ou plus et avec 5o périodes par seconde.
- En ce qui concerne l’espace nécessaire à ces batteries, on peut dire qu’il satisfait à toutes les exigences.
- Dans le cas d’utilisation de condensateurs dans les courants alternatifs à basse tension et jusqu’à 5 ooo ou 6 ooo volts, il est, en tous cas, avantageux au point de vue technique d’élever la tension pour les condensateurs au moyen de transformateurs spéciaux. L’augmentation de frais nécessités par cette transformation n’est pas un empêchement à leur emploi général en raison du bas prix des condensateurs et des avantages à réaliser.
- Le rendement de ces condensateurs comportant un minimum de 99 p. 100, ce résultat n’est atteint par aucun autre appareil électrique et ces pertes peuvent être facilement négligées.
- Quant à leur entretien, il est le même que celui des transformateurs ordinaires.
- Quelques applications des condensateurs. — Les applications de ces condensateurs dans l’électro-technique sont nombreuses : télégraphie, télégraphie sans fil et marine, sous-télé-
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- LXXXIX
- MACHINES BELLEVILLE
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- Avec Graissage continu à, haute pression
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- BREVET DO¥ENTION S. G. B. Ci.
- DU
- 14 JANVIER 189*7
- ——
- TYPES
- DE
- 10 A 5.000 CHEVAUX
- SPÉCIMENS D’APPLICATIONS
- Arsenal de Toulon.........................................................
- Companhias Réunidas Gaz e Electricidade, Lisbonne.........................
- Arsenal de Bizerte (Station Electrique de Sidi-Abdallah)..................
- Compagnie des Mines d’Aniche..............................................
- Société Anonyme des Mines d’AIbi..........................................
- Société Normande de Gaz, d’Electricité et d’Eau...........................
- Société Anonyme des Chantiers et Ateliers de Saint-Nazaire (Penhoët). .
- Usine électrique de Capdenac. ........................................
- Etablissement National d’Indret................... .......................
- Fonderie Nationale de Ruelle..............................................
- Port de Rochefort. ....................................................
- Etc., etc. _______________________
- 5 machines 1 .660 chevaux
- 4 — 1 .600 —
- 6 — 1.350 —
- 9 — 880 —
- 2 — 600 —
- 5 — 580 —
- 1 — 400 —
- 1 — 400 —
- 1 — 400 —
- 1 — 400 —
- 2 — 350 —
- Les installations réalisées jusqu’à ce jour comportent plus de 400 Machines à grande vitesse et près de 3,000 Machines à vapeur diverses.
- ÉTUDE GRATUITE DES PROJETS ET DEVIS D’INSTALLATION
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- xc
- Supplément à L’Éclairage Électrique du 20 Août 1904
- phonie et télégraphie simultanées et production du courant à haute fréquence.
- i° On peut employer ces condensateurs de la façon la plus simple dans le but de réduire le décalage qui se produit dans tous les réseaux de courant alternatif. Ce décalage influe d’une façon pernicieuse sur l’économie des lignes chargées par les moteurs asynchrones de même que sur le rendement des usines génératrices.
- Dans la plupart des cas, on peut remplacer avantageusement les moteurs synchrones si instables, par les moteurs asynchrones bien plus agréables, sans que pour cela une station centrale voie diminuer sa puissance effective.
- De cette façon, on épargnera non seulement de fortes dépenses pour le service et l’entretien des lignes, mais aussi dans le coût des installations ; car celles-ci pourront supporter de plus grandes charges effectives, sans augmenter pour cela le décalage du réseau.
- 2° De plus, les condensateurs peuvent remplir un rôle important dans les usines centrales et dans les réseaux de distribution ; le cas en est encore plus appréciable, car il s’agit de moteurs.
- Moteur monophasé ou moteur triphasé ?
- A cette question posée, la pratique a répondu d’une façon très simple : Génératrice monophasée et moteur triphasé. Cette combinaison idéale a été introduite dans la pratique grâce à l’action sûre des condensateurs, qui ont permis d’adjoindre les moteurs triphasés avec toutes leurs qualités aux réseaux de courants monophasés.
- De plus, les condensateurs permettent non seulement de transformer les courants monophasés en courants polyphasés dans l’emploi des moteurs, mais ils permettent encore de construire les moteurs à forte induction dont le décalage peut être facilement compensé par des condensateurs.
- On emploiera au lieu du système si.compliqué des réseaux triphasés 'quant à l’éqûilibre des différentes phases, le système plus économique et plus simple des installations monophasées sans que pour cela o» perde les avantages des moteurs triphasés.
- De plus, on peut même pour les grands transports de force, remplacer les moteurs asynchrones beaucoup plus simples, car nous possédons un moyen de remédier au décalage dans les lignes et dans les génératrices.
- 3° La production de la chaleur par le moyen de l’hystérésis (un des moyens de chauffage électrique les plus avantageux) trouve par l’emploi des condensateurs produisant un décalage, un procédé bon marché d’utiliser de grandes .intensités sans augmentation dans les charges
- du réseau. Par conséquent, les appareils de chauffage nécessitent moins d’enroulement, ce qui les rend meilleur marché. i
- Enfin on pourrait utiliser les condensateurs comme parafoudres dans les installations électriques. [
- Il est un fait acquis que jusqu’ici les moyens de protection des conduites électriques contre les décharges atmosphériques laissent beaucoup à désirer. Par l’emploi de ce qu’on appelle « parafoudre à cornes », il se produit des perturbations considérables par suite de courts-circuits qui ne proviennent pas uniquement de la foudre, mais qui sont souvent provoqués par des charges atmosphériques induites. On a réalisé dans cette voie, de grands progrès, en introduisant dans les lignes de terre, des résistances liquides. Ce moyen de rendre les décharges atmosphériques inoffensives n’est cependant pas le plus rationnel ; faisant abstraction des pertes légères, mais continuelles, qui se produisent dans les installations par suite de ces résistances, on sait que l’intensité du courant est proportionnelle à la tension et que, dans nombre de cas, l’équilibre ne peut pas être établi assez rapidement.
- Les décharges atmosphériques sont généralement des courants alternatifs de très haute fréquence. Dès lors, il est bien préférable de relier les lignes à la terre au moyen de condensateurs. En considérant l’équilibre avec la terre, l’intensité du courant est non seulement proportionnelle à la tension, mais aussi à la fréquence ; celle-ci est, dans les décharges atmosphériques, de quelques milliers de fois plus grande qu’elle n’est dans la fréquence d’utilisation ordinaire. Pour ces raisons, les condensateurs de capacités minimes, suffisent amplement et les. pertes qui en résultent diminuent jusqu’à disparition. On relie en parallèle avec les condensateurs une résistance à air qui les protège contre de trop grandes élévations de tension. Celui-ci sera choisi suffisamment grand pour que la tension normale de la ligne ne puisse pas entretenir l’arc. De cette façon, après chaque coup de foudre, l’arc sera rompu immédiatement.
- Une grande partie des charges statiques des lignes, qui, par l’emploi des parafoudres à cornes produisent des courts-circuits, peuvent, sans aucun arc, se décharger directement par les condensateurs.
- A. s. !
- * !
- Calcul des frais qu’entraînerait l’électrification des chemins de fer en Angleterre. j
- Une conférence de M. T. Bennett faite devant « l’Institute of Electrical Engineers » contient des renseignements intéressants sur les frais qu’en-
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- traînerait la transformation des chemins de fer anglais en vue d’une exploitation électrique.
- Bennett propose de diviser le pays en districts 23oo km2 et de placer dans chacun de ces districts une station centrale alimentant tous les chemins de fer de cette région. On adopterait un système unique choisi parmi les différents systèmes existants par un comité qui trancherait toutes les questions concernant l’exploitation. Gomme l’Angleterre a une superficie de 15o ooo km2 il faudrait 65 stations centrales pour la totalité du pays. En produisant aux stations centrales du courant triphasé distribué à des sous-stations, il faut prévoir une sous-station par 92 km2 soit 25 sous-stations pour chaque station centrale.
- Le poids moyen d’un train de voyageurs a été supposé égal à 200 tonnes et celui d’un train de marchandises à 35o tonnes; la vitesse moyenne du premier a été supposée égale à 38,5 km et celle du second 24 km à l’heure. Ces valeurs ont été déduites des valeurs moyennes observées sur les lignes de Manchester et environ.
- Les chiffres nécessaires au calcul du transit sont faciles à trouver dans les données officielles duBoard of Trade : il suffît de diviser par 65 les chiffres totaux. On obtient ainsi :
- Kilomètres-trains des voyageurs . 4 ^74 4oo
- Nombre de voyageurs............. i5 710 443
- Recettes pour transport de voyageurs........................... i5 ooo ooo
- Nombre de motrices.............. 142
- Nombre de wagons................
- Longueur de la voie en km .... 876
- Kilomètres-trains de voyageurs par heure (18 heures par jour). . . 696
- Nombre de voyageurs par jour. . 12 536
- Nombre de voyageurs par heure. . 2 400
- Recettes par jour 40 080
- Recettes par heure 2 232
- Recettes par kilomètre-train. . . . 3,25
- Recette par personne transportée. o,g3 cent
- Comme valeur moyenne, le prix de transport est de 1 pence par mille anglais. Les recettes atteignant 3,25 fr par train kilomètre , le nombre moyen des voyageurs par train doit être de 52, et chaque voyageur doit effectuer un parcours moyen de i5 km. Les trains normaux comprennent 10 voitures offrant 5oo places; ils seraient donc utilisés au i/ioe.
- Comme il est facile de le calculer, l’exploitation pour 2 3oo km2 exige 18 trains de voyageurs de 200 tonnes ayant une vitesse de 38,5 km. La puissance nécessaire, en comptant 100 p. 100 de pertes, s’élève à 2 44& chevaux pour les 18 trains. En comptant 5o p. 100 de supplément pour les transports, on arrive au total de 3 672 chevaux ou 2739 kilowatts. Cela donne 24 is5 o4o chevaux-heure ou 17 995 23o kilowatts-heure par an.
- On peut trouver de la même manière les chiffres relatifs au transport des marchandises. Pour un district de 2 3oo km2 on obtient les valeurs suivantes :
- Kilomètres-trains de marchandises. 3 607 000 Nombre de tonnes transportées. . 5 4QI 790
- Recettes........................17 ooo 000
- Nombre de machines motrices . . 142
- Nombre de wagons. ....... 84^6
- Longueur de voie en km.......... 38o
- “ On en déduit les chiffres suivants ;
- Kilomètres-trains de voyageurs par jour............................. 12 536
- d’où l’on déduit:
- Kilomètres-trains par jour .... 982,%
- DEPOTS et AGENCES : PARIS : 47, rue Le Peletier.
- LILLE : 18, rue Fontalne-Delsaux-LYON : 7, rue Grêlée.
- TOULOUSE — NANTES
- REIMS - LIMOGES
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- Siège social et Administration :
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- XL II
- Supplément à L’Éclairage Électrique du 20 Août 1904
- Kilomètres-trains'par heure ... 4”
- Recettes par jour . . . .......... 45 4o8
- Recette heure (24 heures par jour). 1 896
- Recette par train-kilomètre . . . 4.8 cent.
- Recette tonne..................... 4-8 cent.
- Il en résulte que chaque train transporte 100 tonnes et que le nombre de tonnes-kilomètres s’élève à 4» 45o ; pour une vitesse de a4 km il faudra 17 trains de marchandises. Le poids d’un tel train est le suivant :
- Marchandises.....................100 tonnes
- Poids des wagons . ,...........100 —
- Poids de la locomotive...........100 —
- Poids des wagons vides........... 5o —
- 35o tonnes
- En comptant 100 p. 100 de pertes on trouve comme puissance nécessaire 1 870 chevaux pour les 17 trains. En doublant ce chiffre pour les differents transports à vide on arrive au chiffre de 3 ^4° chevaux ou 2 790 kilowatts. Cela donne 3à 762 4°° chevaux-heure ou 24 44° 4°° kilowatts-heure par an.
- La consommation totale d’énergie pour les trains de voyageurs et de marchandises atteint donc 42 435 63o kilowatts-heure par an. Il faut pour cela une station centrale de 5529 kilowatts-heure, qui doit pouvoir être doublée dans la suite. Le tableau suivant donne en détail les frais d’installation pour une station centrale de 11 000 kilowatts et la sous-station, canalisation, etc.
- Station centrale.
- Valeur des fondations et bâtiments. 1 200 000 Installations des machines pour
- 11 000 kw 480 fr par kilowat . . 5 280 000
- 6 480 000
- Sous-stations.
- Valeur des fondations et bâtiments
- pour 25 sous-stations........... 1 200000
- 25 convertisseurs de 10000 kw à
- 167 fr par kilowat.............. 4 200000
- 5 400 000
- Distribution.
- Câbles avec la pose 376 km ... 11 844 000
- Matériel roulant.
- 285 motrices ou locomotives à
- 72000 fr................... 20 520 000
- 285 locomotives à 36 000 fr. . . . 10260000
- Total général par station centrale. 33 984 000
- Le total pour toutes les stations centrales s’élèverait donc à 2 400 millions,
- Bennett cherche à prouver que les économies réalisées dans les frais d’exploitation en comparaison avec la traction à vapeur seraient suffisantes pour justifier cette dépense considérable.
- D’après les indications du Board of Trade il y a eu dans l’année 1901 en Angleterre 532,5 millions de trains-kilomètres. Les frais pour force motrice (y compris les machines stationnaires) se sont élevés à environ 4o3 millions ou 76 centimes par train-kilomètre.
- La consommation d’énergie électrique par train-kilomètre s’élève à
- 42 435 63o X 65 kw/heure „
- —p----—-------;------------- — a,ibkw.
- 082,3 millions trams-kilometres
- Si l’on évalue les frais de production de l’énergie électrique on obtient les chiffres du tableau ci-dessous.
- 11 en résulte que l’exploitation électrique permet de réaliser une économie d’environ 60 millions, y compris l’amortissement à 3 i/a p. 100 du capital nécessaire. La différence des frais par train-kilomètre est de 12,9 centimes y compris
- AMORTISSEMENT DU CAPITAL 2 400 000 84 ooo ooo de francs. FRAIS par train-kilomètre j 5,8 cent. FRAIS pax* kilowatt 3,049
- Salaires à la station centrale 6757 824 1, 27 0,245
- Charbon 1,8 kgr par kw-h soit 4,93 millions de tonnes à 9,55 la tonne 47 081 766 8.83 1,7°5
- Eau n,3 1 par kw-li à o,44 c . . 1 379 160 0,26 o,o5o
- Salaires aux sous-stations 8 247 36o I y 53 °,299
- Service de la voie 1 13o 904 0,21 0,041
- Huile et matériel ae nettoyage 3 006 552 0,67 0,109
- Frais totaux de production et distribution 67 6o3 566 i2,69 2,449
- Salaires du personnel d’exploitation 88 078 920 16,54 3,193
- Réparation aux locomotives 66 474 6 j8 8 608 444 12,48 2,409
- Réparation aux câbles et rails de contact 1,61 0,3i 1
- Huile et matériel de nettoyage 2 969 968 o,56 o, 107
- Divers et imprévus 16 618 656 3,12 o,6o3
- Frais totaux d’exploitation 182 740 656 34,41 6,623
- Total de tous les frais d’exploitation 334 344 232 62,80 12,121
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- l’amortissement et 28,65 centimes non compris l’amortissement du capital.
- Il ne faut pas envisager seulement ces chiffres pour se rendre compte de l’intérêt que présenterait la transformation de la traction à vapeur en traction électrique, mais il faut aussi faire entrer en ligne de compte que, par , suite des vitesses plus élevées et du trafic beaucoup plus intense que permet la traction électrique, les conditions d’existence seront transformées. Le prix de transport pourrait être réduit à la moitié du chiffre auquel il s’élève actuellement; la vitesse des trains de grandes lignes pourrait être portée à 8o km à l’heure et celle des trains de banlieue à 5o km à l'heure. L’importance des trains pourrait être beaucoup mieux proportionnée au trafic, et l’utilisation serait de plus de io p. ioo. De telles modifications dans l’exploitation amènent forcément une modification des habitudes et des conditions d’existence.
- Dans ces conditions on peut supposer que les chiffres d’exploitation pour un district de 2.3ookm seraient les suivants :
- Kilomètres-trains de voyageurs. . 9 x49 667
- Nombre de personnes transportées. 47 x3i 329 Recettes pour le transit de voyageurs.................... 21 9x7 128
- Nombre de motrices................... 14a
- Nombre de wagons. ....... 873
- Longueur des voies................... 376
- d’où l’on déduit :
- Kilomètres-trains de voyageurs par
- jour........................... 067
- Kilomètres-trains de voyageurs par
- heure.......................... 1 392
- Nombre de voyageurs par jour . . 129 126
- Nombre de voyageurs par heure. . 7 174
- Recettes par jour................ 60120
- Recettes par heure................. 3 348
- Recettes par train kilomètre . . . 2,4
- Recette par personne............... 0,465
- Il faudrait 22 trains de i5o tonnes par jour, ce qui correspond à 9 900 chevaux ou 7 365 kilowatts-heure, soit 48 388 o5o kilowatts-heure par an.
- On peut faire les mêmes calculs pour les trains de marchandises. En abaissant de 5o p. 100 le tarif, le trafic entre les grosses villes industrielles du Nord et les villes du Sud augmenterait d’une façon considérable. Les trains de marchandises pourraient avoir une vitesse moyenne de 4<> km et peser i5o tonnes.
- Les chiffres pour un district de 2 3oo km seraient alors les suivants :
- CHEMIN DE FER D’ORLÉANS
- CARTES D'ABONNEMENTS
- TRIMESTRIELS
- Délivrés pour la saison cTEté.
- En vue de faciliter pendant la saison d’été les relations de Paris avec la Banlieue, la Compagnie d’Orléans délivrera, à partir du 15 juillet, des cartes d’abonnements trimestriels de toutes classes, à prix réduits.
- Le délai extrême de validité de ces cartes expirera le 31 octobre.
- CHEMINS DE FER DU NORD
- TRAINS DE LUXE
- TOUTE L’AMÉE
- Nord-Express. — Tous les jours entre Paris et Berlin avec continuation une fois par semaine de Berlin sur Varsovie et trois fois par semaine de Berlin sur Saint-Pétersbourg.
- (A l’aller ce train est en correspondance à Liège avec l’Ostende-Vienne).
- Péninsulaire-Express. — Une fois par semaine de Londres et Calais pour Turin, Alexandrie, Bologne, Brindisi.
- (En correspondance à Brindisi avec le paquebot de la malle de l’Inde).
- Calais-Marseille-Bcmbay-Express. — Une fois par semaine de Londres et Calais pour Marseille (quai de la Joliette) en correspondance avec les paquebots de la Compagnie Péninsulaire et Orientale à destination de l’Egypte et des Indes.
- L’HIVER SEULEMENT
- Calais Méditerranée-Express. — De Londres et Calais pour Nice et Vintimille.
- Train rapide quotidien entre Paris-Nord, Nice et Vintimille composé de voitures de lr« classe, lits-salon et sleeping-car.
- L’ÉTÉ SEULEMENT
- Engadine-Express. — De Londres et Calais pour Coire, Lucerne et Interlaken.
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- XCIV
- . Supplément à L'Éclairage Électrique du 20 Août 1904
- Nombre de tonnes transportées . . 16 204 3g4
- Recettes . . . . . .. ... . . . 24864864 Kilomètres-trains de marchandises
- par an......................... 7 008 000
- Kilomètres-trains de marchandises
- par jour....................... 19 200
- Kilomètres-trains de marchandises
- par heure. . . . .... . . . 800
- Nombre de tonnes par jour. ... 44 3g5
- Nombre de tonnes par heure. . . 1 85o
- Recettes par jour................ 68112
- Recettes par heure............... 2 832
- Recettes tonne kilomètre......... 2,34 cent.
- Recettes train7kilopiètre........ 3,53 fr.
- Le chiffre des recettes par heure divisé par le chiffre des recettes par tonne kilomètre donne 120 832 tonnes kilomètres par heure. Le poids de i5o tonnes multiplié par la vitesse à l’heure
- donne 6 000 tonnes-kilomètres, d’où —— =
- 5 6.000
- 20 trains.
- Le poids de ces derniers serait le suivant :
- Poids des marchandises...........75o tonnes
- Poids des wagons.................i5o —
- Poids de la locomotive...........100 —
- Poids des wagons vides........... 75 —
- 475 tonnes
- L’énergie nécessaire s’élève à 10 444 kilowatts-heure : il faut donc pour le trafic total, voyageurs et marchandises, compter 17 800 kilowatts-heure. La station centrale devrait, en supposant 100 p. 100 d’extension possible, avoir une puissance de 36 000 kilowatts et produire en chiffres ronds i4o millions de kilowatts-heure par an. Pour les 65 stations centrales réparties en Angleterre, la puissance atteindrait 9 092 millions de kilowatts-heure.
- Les frais d’installation par station centrale de 36 000 kilowatts sont les suivants :
- Station centrale...................18480000
- 2 5 sous-stations ......... 9600000
- Distribution............................118440°°
- 3g 924 000
- Matériel roulant...................11 461 000
- Total ........................... 5i 385 000
- soit, pour les 65 stations centrales, 3 600 millions.
- Les frais d’exploitation seraient les suivants.
- FRANCS FRAIS par train-kil FRAIS par kw
- Amortissement de 3 600 millions à 3 1/2 p. 100. 126 000 000 cent. 12 cent. 1,385
- Station centrale et sous-stations (salaires, charbons, eau, etc.). . . . Matériel roulant (salaires, réparation, graissage , amortissement, imprévus) I91 J92 496 18,3 2,102
- 225 146 6l6 20,3 2,343
- Total 542 33g 112 5o,6 5,83
- E. B.
- COMMUNICATIONS DIVERSES
- La régulation automatique des turbines.
- (Communication faite à la Société des ingénieurs civils.)
- M. Ribourt présente l’étude de la régulation automatique des turbines hydrauliques en deux parties :
- Dans la première partie, il examine ce problème industriel sous son aspect général, avec les solutions acquises depuis longtemps et couramment employées.
- En premier lieu, qu’appelle-t-on régler une turbine motrice d’un outillage industriel ?
- La puissance développée par le moteur doit être variable pour correspondre à chaque instant à celle consommée par l’usine.
- Elle est le produit de deux facteurs : tels que effort et vitesse.
- Il est d’usage de maintenir le facteur vitesse aussi uniforme que possible pour faire porter toutes les variations sur le facteur effort.
- M. Ribourt examine comment, pour la turbine elle-même, varie sa puissance quand sa vitesse de rotation change, avec un débit constant de l’eau motrice.
- ALLUMAGE J. M.
- sans trembleur fonctionnant dans l’huile
- EN VENTE PARTOUT
- PROSPECTUS
- 5, Boulevard de la Seine
- NEUILLY-SUR-SEINE
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 20 Août 1904
- XCV
- Cette démonstration est appuyée sur un diagramme analytique tracé au tableau.
- Puis il montre que si l’on cherche à maintenir la vitesse constante au contraire, pour en obtenir un rendement dynamique aussi élevé que possible, on doit varier le débit de l’eau de la chute en proportion de la puissance à développer.
- M. Ribourt passe en revue les dispositifs dits vannages-distributeurs des différents types des turbines hydrauliques pour y faire varier le débit.
- Des projections sont faites de ces agencements devenus classiques.
- Ensuite, il aborde la régulation automatique gouvernée d’une manière universelle jusqu’ici par un « tachymètre » ou « tachyscope » centrifuge, celui de Watt ou ses dérivés.
- Il montre la nécessité d’un relais intermédiaire pour actionner, par un asservissement aussi précis que possible le vannage-distributeur des turbines.
- M. Ribourt montre à l’aide de projections des dispositifs d’asservissements cinématiques et hydrauliques, d’ailleurs connus des spécialistes de l’emploi des chutes d’eau, et qui répondent aux besoins de l’industrie, avec plus ou moins de précision.
- M. Ribourt passe à l’analyse théorique de l’action de ces servo-moteurs, qui se traduit par ce qu’on appelle « le régime troublé ».
- Cette étude déjà très travaillée par des mécaniciens et des théoriciens éminents, tels que MM. Léauté, Rateau, Lecornu, Hirsch, Rolland, Wischnegradski, etc., est présentée simplement ici au moyen d’un diagramme double, d’une manière comparable avec ce que donnent les appareils enregistreurs directs employés par M. Ribourt pour observer le fonctionnement des régulateurs adaptés aux moteurs, soit : le cinémomètre et le linimètre.
- M. Ribourt montre des diagrammes théoriques de vitesses et de couples moteurs dans le régime troublé sous l’action d’un régulateur automatique :
- i° Sans correction de réglage, à va-et-vient avec temps d’arrêt aux vitesses extrêmes;
- 2° Avec correction de réglage et sans temps d’arrêt aux vitesses extrêmes.
- La conclusion est qu’il faut au système gouverneur une instabilité extrême au voisinage de la vitesse de régime qu’on voudrait avoir uniforme.
- Dans la deuxième partie de sa communication M. Ribourt montre la solution qu’il a lui-même
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- Il est délivré toute l’année, dans toutes les gares du réseau P.-L.-M,, des carnets individuels ou de famille pour effectuer sur ce réseau, en lr0, 2e et 3e classe, des voyages circulaires à itinéraire tracé par les voyageurs eux-mêmes, avec parcours totaux d’au moins 300 kilomètres. Les prix de ces carnets comportent des réductions très importantes qui atteignent, pour les billets collectifs, 50 p. 100 du Tarif général.
- La validité de ces carnets est de 30 jours jusqu’à 1500 kilomètres; 45 jours de 1501 à 3000 kilomètres; 60 jours pour plus de 3000 kilomètres. —Faculté de prolongation, à deux reprises, de 15, 23 ou 30 jours suivant le cas, moyennant le paiement d’un supplément égal au 10 p. 100 du prix total du carnet, pour chaque; prolongation. Arrêts facultatifs à toutes les gares situées sur l’itinéraire. Pour se procurer un carnet individuel ou de famille, il suffit de tracer sur une carte, qui est délivrée gratuitement dans toutes les gares P.-L.-M., bureaux de ville et agences de la Compagnie, le voyage à effectuer, et d’envoyer cette carte 5 jours avant le départ, à la gare où le voyage doit être commencé, en joignant à cet envoi une consignation de 10 francs. — Le délai de demande est réduit à deux jours (dimanches et fêtes non compris) pour certaines grandes gares.
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- 7 h. s. 7 h. s.
- 10 h. m. 10 h. m.
- 6 h. 40 s.
- 7 h. 40 m. 7 h. 50 m.
- 8 h. 50 s. 7 h. 15 m.
- Départs de Paris-Saint-Lazare. . .
- Arrivées ) London_Bridge ....
- r aj \ Victoria............
- Londres ;
- DéParU ) London-Bridge..........
- , j \ Victoria...............
- Londres )
- Arrivées à Paris-Saint-Lazare. . .
- Les trains du service de jour entre Paris et Dieppe et vice-versa comportent des voitures de lre et de 2e classes à couloir avec water-closets et toilette, ainsi qu’un wagon-restaurant ; ceux du service de nuit comportent des voitures à couloir des trois classes avec water-closets et toilette. La voiture de lre classe à couloir des trains de nuit comporte des compartiments à couchettes (supplément de 5 fr. par place. Les couchettes peuvent être retenues à l’avance aux gares de Paris et de Dieppe moyennant une surtaxe de 1 fr. par couchette.
- La Compagnie de l’Ouest envoie franco, sur demande affranchie, un bulletin spécial du service de Paris à Londres.
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- XCV1
- Supplément à L'Éclairage Électrique du 20 Août 1904
- poursuivie pour régler les turbines, par la recherche d’un gouverneur ou tachymètre extrasensible, qui met en jeu une fonction hydraulique ; c’est Vhydrotachymètre.
- M. Ribourt en expose le principe et, par des dessins et des projections, il montre les dispositions matérielles de cet appareil qui ont fait l’objet d’études prolongées et méthodiques sur des applications depuis près de six années.
- Le calcul des fonctions de cet appareil s’établit plus facilement par des moyens graphiques comme le montre l’orateur.
- La loi de rupture d’équilibre en est bien caractéristique et donne dans l’application industrielle des résultats très probants.
- M. Ribourt produit des diagrammes doubles, relevés sur deux installations en marche, depuis très longtemps, qui mettent en lumière les conditions de réglage obtenues :
- Une installation de turbines de haute chute avec longue conduite et vannage à très petite course, actionnant un éclairage électrique avec transport à distance par alternateur, où la stabilité de l’éclairage s’obtient avec des oscillations de 1/2 volt environ seulement, sur 120 volts. Luis une autre installation de turbine à très
- basse chute avec un vannage lourd à grande course, actionnant un atelier de filature par transport à courants triphasés. La régularité de la marche est obtenue avec ± i,5 de variations seulement, malgré des à-coups incessants jusqu’à un tiers de la puissance, dans les moteurs du secondaire.
- M. Ribourt signale que ces deux cas encadrent pour ainsi dire par deux solutions extrêmes, toutes les difficultés de la question et pense que les résultats satisfaisants ainsi obtenus, constituent un progrès réel sur les solutions déjà mises en œuvre avant lui. ->
- AVIS
- Jeune ingénieur diplômé cherche situation de début dans maison de construction ou dans service d’exploitation.
- S’adresser au bureau du journal.
- Un poste de chef d’atelier, chargé de la direction des travaux des élèves, sera prochainement vacant à l’Ecole Supérieure d’Electri-cité. MM. les candidats sont priés d’adresser leur demande et leurs titres à M. le Directeur de l’Ecole, 14, rue de Staël.
- LISTE DE BREVETS D’INVENTION
- Cette liste est communiquée par M. H. Josse, 17, boulevard de la Madeleine.
- Télégraphie et Téléphonie.
- 342 122 du 2 mars 1904. — Degens. Système et appareil pour télégraphie imprimant.
- 342286 du 14 avril 1904. — Duchatel. Lampe à signal pour bureaux centraux téléphoniques. 342466 du 19 avril 1904. — Société Industrielle
- des Téléphones. Microphone à membrane verticale simple ou double.
- 342 338 du 14 avril 1904. — Faucon. Appareil avertisseur automatique à l’usage des téléphones.
- 342 353 du i5 avril 1904. — Tardieu, Microphone et récepteur téléphoniques.
- BIBLIOGRAPHIE
- Il est donné une analyse bibliographique des ouvrages dont deux exemplaires sont envoyés à la Rédaction.
- Propriétés et essais des matériaux de l’èlec-trotechnique. Pontcharra (F. de), ingénieur des Arts et manufactures, diplômé de l’Ecole supérieure d’électricité. Petit in-8° (28 figures). (Encyclopédie scientifique des Aide-Mémoire). Gauthier-Villars, quai des Grands-Augustins, 55, à Paris (vie). Broché 2,5o fr cartonné 3 fr.
- L’auteur a divisé cet ouvrage en trois parties, passant successivement en revue les corpsisolants, les métaux conducteurs et enfin les matériaux magnétiques. Dans chacune de ces parties, il rappelle les pro-
- priétés générales et caractéristiques de chaque corps, ainsi que les dernières applications intéressantes qui ont pu en être faites dans le domaine de la pratique. Il étudie ensuite les méthodes d’essai de tout ordre, auxquelles ces matériaux sont soumis au laboratoire et à l’usine, en exposant leur'principe et les résultats les plus importants obtenus à l’heure actuelle.
- Une large place a été faite aux essais à haute tension, aujourd’hui à l’ordre du jour, spécialement en ce qui concerne les isolateurs et les câbles souterrains pour transmission d’énergie.
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- x ome Aii.
- Samedi 27 Août 1904
- 11* Année. — N* 35
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- L’ÉNERGIE
- La reproduction des articles de L'ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE est interdite
- SOMMAIRE
- Pages
- BECQUEREL (J.) — La radioactivité de la matière (suite) . . ............................................ 3ai
- REYVAL (J.) — Résultats d’expériences sur les moteurs à répulsion d’après M. W. Slicher .... 333
- PATAUD (H.) — Nouvelles installations électriques de la Compagnie des chemins de fer de l’Ouest
- en gare des Batignolles et dépendances......................................................... 337
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- Génération et Transformation : Moteurs à courants continus pour vitesses variables, par F. Pünga. . . 343
- Sur le sifflement des machines, par Fisheb Hinnen..........,....................................... 345
- Méthode pour rendre visible l’irrégularité d’une machine, par Berkitz.............................. 347
- Eclairage : Contribution à l’étude de l’arc électrique, par W. Weedon................................... 34g
- Mesures \ Appareil de mesure pour la détermination des constantes d’induction et des pertes d’énergie dans
- les appareils à courants alternatifs, par Dolezaleck........................................... 35x
- SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- Académie des Sciences : Sur l’ampèremètre thermique à mercure, par C. Camjchel..................... 356
- Congrès de Vienne : Contrôle des installations électriques et entretien des fils de trôlet, par G. Pedriali. 356
- SUPPLÉMENT
- Echos et nouvelles.
- XCVIII
- Vient de Paraître :
- L’Électricité dans les Mines en Europe
- Par Emile GUHRINI
- 2e EDITION. — Brochure in-8’ de 46 pages, illustrée de 30 Photographies. — 2e EDITION
- I» « f l ; & M1gr^(S
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- XCVUI
- Iffiiipi
- W4
- ÉCHOS ET NOUVELLES
- GÉNÉRATION ET TRANSFORMATION
- Moteur à gaz Nuremberg.
- Il est à 4 temps. Le type à double effet donne une impulsion à chaque tour. La fréquence des impulsions est la même que dans une machime à vapeur cross-compound et la courbe de l’effort à la manivelle est pratiquement deux fois plus grande. Il y a trois soupapes à chaque bout du cylindre pour contrôler l’admission du gaz, du gaz et de l’air, et de l’échappement.
- La levée des soupapes est limitée par le régulateur, de même que la durée de l’ouverture ou période d’admission. Les soupapes sont actionnées par un arbre horizontal mis en mouvement par un engrenage hélicoïdal et transmis à l’excentrique par un éperon. Les soupapes d’admission et d’échappement sont actionnées par des excentriques fixes et des tiges tandis que les soupapes à gaz sont actionnées par une modification du système Sulzer.
- Le mélange carburé est produit en contrôlant la période d’admission.
- La tige du piston est supportée en 3 points. Les pistons eux-mêmes sont supportés entièrement par la tige qui est creuse de mêmè que le piston. Cette disposition creuse des tiges est destinée à leur donner plus de force par unité de poids et h faire circuler l’eau de refroidissement dans les pistons.
- L’intérieur des cylindres est d’accès facile pour l’inspection et les réparations. La tige de connection est massive et est pourvue d’un vilebrequin du type marin. Le bâti principal et les guides sont de proportions massives. La longueur d’une machine de 35o IIP est de 33 pieds ; celle d’une machine de i84o HP est de 59 pieds.
- E. G.
- La centrale hydro-électrique de Ferrare.
- La centrale hydro-électrique de Ferrare est l’une des plus intéressantes de l’Italie. Elle est alimentée par une chute de 107 m de hauteur produite par une dérivation de la Margorabbia, près de Ponte Nativo, L’édifice de prise placé en cet endroit est solidement construit en vue de supporter la poussée des crues torrentielles qui se produisent de temps en temps dans ces régions. Il comporte une digue, des portes de décharge et d’admission, etc.
- La conduite forcée a une longueur de 53o m et un diamètre de y5o mm avec 0 à 8 mm d’épaisseur.
- Les turbines sont du type Pelton à axe hori-
- zontal. Elles sont au nombre de trois et sont réglées par des servo-moteurs hydrauliques. Chacune utilise à pleine charge 34o litres d’eau par seconde. Le rendement est de 78 p. 100. La puissance produite par chaque turbine atteint 375 HP. Elles tournent à 4$o tours par minute et entraînent chacune un alternateur triphasé auquel elles sont réunies par un couplage élastique Zodel. Chaque alternateur absorbe z5o kilowatts et produit du courant à 6 000 volts et 45 périodes. Son rendement est de g3 p. 100 à pleine charge avec un circuit peu inductif.
- L’énergie produite est consommée par le service d’éclairage et par quelques moteurs dans la zone de Luino à Yarese, Masnago, Comino et Gavirate. Une autre partie sert à la traction du chemin de fer électrique qui va de l’industrielle localité de Varese à celle de Luino. E. G.
- La centrale à moteurs à gaz de Micheville.
- La Société anonyme des aciéries de Micheville (France) possède une centrale avec moteurs à gaz alimentés de gaz de hauts fournaux. Cette centrale comporte deux moteurs à gaz de 1100 HP chacun, marchant à 100 tours par minute et entraînant des dynamos à courant continu.
- C’est l’un des exemples les plus remarquables de centrales de ce genre qu’il y ait en France.
- E. G.
- Récentes améliorations dans la turbine à vapeur Curtis.
- Le support à gradin de l’arbre vertical de la turbine à vapeur est fait de deux blocs de fonte et la quantité de lubrifiant requise dans une machine de 5 000 kilowatts est d’environ 20 litres d’huile par minute. Dans quelques récents projets on se sert d’eau au lieu d’huile et la surface inférieure du support à gradin est en bois. On n’a éprouvé aucune difficulté avec ces supports à gradin. Dans de récents projets, la compagnie plaoe un puissant support à frein sur le support à gradin : il consiste en un anneau de fer refroidi qui tiendrait l’arbre dans le cas où le support à gradin manquerait et qui pourrait servir à arrêter la machine si on le désire. L’une des machines de 5 000 kilowatts continue à marcher pendant quatre ou cinq heures après que l’arrivée de la vapeur a été arrêtée, à moins qu’on ne mette la charge ou qu’on applique le frein. On a aussi amélioré le régulateur, au moyen duquel l’ouverture ou la fermeture se font par des roues mécaniques au lieu de roues électriques. Les soupapes sont semblables à la sou-
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- SüpplémënTirTScïoïrâÿë Électrique du 27 Août 1904
- XC1X
- Compagnie Française pour l’Exploitation des Procédés
- THOMSON-HOUSTON
- CAPITAL : 40 MILLIONS
- Siège social : 10, rue de Londres, PARIS
- TELEPHONE : 158.11 — 158.81 , Adresse télégraphique : ELIHU-PARIS
- Traction électrique
- Eclairage électrique Transport de force
- Matériel de Mines
- INTERRUPTEURS A HUILE THOMSON-HOUSTON
- Les interrupteurs à huile Thomson-Houston sont établis en vue des tensions les plus élevées et des charges les plus considérables; leur excellent fonctionnement est aujourd’hui démontré par des milliers d’applications diverses.
- Ils sont de quatre types différents que l’on utilise suivant la nature et l’intensité du courant maximum pour lequel on les emploie :
- Modèle F, forme I, pour charges de 850 à 1 250 kw, triphasées sous une tension inférieure à 3 500 volts.
- Modèle F, forme F, pour charges ne dépassant pas 3 500 kw en triphasé, sous une tension inférieure à 6 500 volts.
- Modèle F, forme K, pour charges de 7 000 kw en triphasé, sous une tension inférieure ou égale à 15 000 volts.
- Modèle F, forme H, qui peut être, sur demande, établi pour toutes charges et tensions.
- Nos interrupteurs peuvent être établis pour être manœu-vrés de différentes façons :
- 1° Pour être placés directement sur le tableau et manœuvres à la main au moyen d’un levier;
- 2° Pour être placés a distance du tableau et commandés par ceux-ci. Il est alors manœuvré par l’intermédiaire d’un système articulé au moyen d’une poignée placée sur le tableau;
- 3° Pour être commandés automatiquement, comme le montre la figure ci-contre, au moyen d’un déclencheur qui peut être diversement disposé, suivant que l’appareil est monté au dos du tableau ou à distance.
- L’interrupteur forme H, pour installations de très grande puissance, n’est commandé à la main que dans des conditions très rares; il est généralement actionné à distance au moyen d’un courant électrique ou de l’air comprimé.
- Ateliers de Constructionf 44, rue des Volontaires, PARIS
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- c
- Supplément à L’Éclairage Électrique du 27 Août 1904
- pape à pavillon ordinaire et passent rapidement d’une fermeture à l’autre indépendamment de la gradation avec laquelle la force est appliquée.
- S.
- La turbine à vapeur Zoelly.
- Elle est du type à impulsion multiple, c’est-à-dire que l’expansion prend place dans les passages des parties stationnaires de l’appareil. La principale caractéristique de la machine consiste en ce que bien qu’elle soit du type à multi-gra-dins on ne s’est pas beaucoup appliqué à modérer la vitesse de sorte que la turbine a une grande vitesse périphérique et un nombre comparativement peu élevé de gradins. La turbine est divisée en parties à haute et à basse pression, chacune ayant une enveloppe séparée bien qu’elles soient toutes deux montées sur la même plaque basique. Les arbres des plus petites dimensions de turbines sont faits d’un seul morceau, tandis que ceux des plus grandes machines sont en deux parties et ont quatre trous. S’il devient nécessaire de fournir plus que la force motrice indiquée pour la turbine, le régulateur actionne une soupape qui admet une partie de la vapeur à la pression de la soupape d’admission'directement dans les second et troisième gradins. Il y a aussi un régulateur de vitesse qu’arrête l’arrivée de la vapeur lorsque le nombre de tours dépasse une limite fixée d’avance. S.
- Appareil découplant, en cas de danger, des électrogènes en parallèle tout en les laissant en charge sur la distribution. M.-J. Costa, ingénieur, ancien élève de l’Ecole polytechnique.
- L’appareil est un petit tableau auxiliaire que l’on relie aux tableaux généraux de distribution.
- Il a pour but d’opérer automatiquement, en cas de danger, la séparation de sources d’électricité accouplées en parallèle et de permettre à ces sources de continuer, après leur séparation, à concourir, chacune pour sa puissance, au fonctionnement total de l’installation.
- Ce tableau auxiliaire s’applique aussi bien quand il s’agit de dynamos en parallèle que lorsqu’il s’agit de dynamos en parallèle avec des batterie d’accumulateurs ; il se simplifie même dans ce dernier cas.
- Il est en service depuis huit mois à la succursale de la « Grande Maison » à Marseille où il sert pour la marche en parallèle de deux dynamos auto-excitatrices en dérivation, Lune de 25 chevaux et l’autre de ij, c’est-à-dire de puissances très inégales. Cet appareil a donc la sanction de la pratique.
- On connaît les avantages que présente la marche en parallèle de dynamos actionnées chacune par un moteur différent.
- La marche en parallèle atténue les variations de tension dues aux variations de vitesse, puisque les variations de vitesse d’un moteur s’intercalent avec celles des autres.
- De plus, quand il y a dans l’installation des causes de variations subites dans la demande d’énergie, comme, par exemple, quand l’installation comporte des lampes à arc dont les charbons sont susceptibles de se coller, ou quand elle comporte des enseignes lumineuses dont les lettres s’allument successivement et s’éteignent ensuite toutes à la fois, ces écarts dans la demande d’énergie, se répartissant sur plusieurs dynamos font évidemment sentir beaucoup moins leur effet nuisible pour l’éclairage que s’ils pesaient sur une seule, et cela permet d’avoir pour charge moyenne de chaque moteur une charge beaucoup plus voisine de la pleine charge, c’est-à-dire un fonctionnement plus économique.
- On connaît également les avantages de la marche en parallèle d’une dynamo et d’une batterie d’accumulateurs.
- Cette marche permet de donner à chacun de ces organes une importance moindre puisqu’elle leur permet d’ajouter leurs puissances pour le service de l’installation.
- Dans les installations telles qu’on les fait d’ordinaire, chaque dynamo marchant en parallèle avec une autre source d’électricité est protégée par des plombs fusibles ou disjoncteurs automatiques qui la mettent hors circuit, en cas de danger.
- Cette mise brusque, hors circuit, peut, suivant les cas, compromettre l’isolement de la dynamo. Mais il n’y a pas que cet inconvénient.
- Supposons, par exemple, deux dynamos en parallèle actionnées chacune par un moteur.
- Lorsqu’une de ces dynamos sera mise hors circuit, l’autre et son moteur auront nécessairement à supporter toute la charge, et comme ils seront insuffisants pour cela, il faudra courir au tableau de distribution pour supprimer le courant sur un certain nombre de circuits d’utilisation. Ces circuits ne pourront ensuite être remis en service que quand on aura rétabli le parallélisme.
- Dans les installations comportant plus de deux dynamos en parallèle, ce même inconvénient se présente encore, mais à un degré moindre.
- S’il s’agit d’une dynamo en parallèle avec une batterie d’accumulateurs, quand la dynamo est mise hors circuit, il faut encore courir au tableau de distribution, non cette fois pour supprimer une partie des services, car, en général, tous les services peuvent rester en charge sur la batte-
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- Cil
- Supplément à L’Éclairage Électrique du 27 Août 1904
- rie, mais pour relever la tension .qui tombe brusquement au-dessous de la limite acceptable. On procède ensuite aux manœuvres toujours délicates qui sont nécessaires pour rétablir le parallélisme.
- L’appareil en question supprime ces multiples inconvénients. Si, en effet, le couplage effectué, il se produit une différence, pouvant être nuisible, entre les forces électromotrices des sources, notre appareil sépare automatiquement les sources, et comme il les laisse concourir, chacune pour sa puissance entière, au fonctionnement total de l’installatiou, moteurs et dynamos restent en charge et chaque partie de l’installation continue à être entièrement desservie.
- Le couplage est d’ailleurs d’une facilité extrême, puisque l’appareil permet de coupler les sources avec les charges mêmes qu’elles ont quand elles fonctionnent en parallèle à leurs charges respectives.
- APPLICATIONS MÉCANIQUES
- Les machines d’extraction électriques. Londres, 12 février 1904, Engineering, p. 4i4_2i5.
- Partout où l’extraction électrique a été adoptée, le coût a été considérablement réduit; pour des installations un peu importantes, la consommation par cheval-heure électrique s’est abaissée à 24-26 livres (de 453 gr). Le mouvement de rotation constant du moteur électrique est favorable à la vie des câbles, et évite les vibrations du couple variable des machines à vapeur. Un autre grand avantage, c’est que les tambours des treuils peuvent être plus légers que pour les machines à extraction ordinaires.
- Le système dit de la poulie Kœpe est tout particulièrement désigné pour la commande électrique, étant donnée sa grande vitesse.
- L’installation d’extraction électrique de la mine du Grand-Hornu, en Belgique, présente les points suivants intéressants. Le courant triphasé à i 200 volts, 23 périodes et demie, est fourni par 2 alternateurs d’une capacité respective de 2000 et 4 000 kilowatts; en addition, un groupe moteur et générateur de 3oo kilowatts fournit le courant continu pour usages divers, éclairage notamment. La profondeur du puits dépasse 1 000 mètres, la charge nette est de 2 tonnes, le poids de la cage 1 tonne 1/2, celui des berlines 1 tonne. Le moteur d’extraction est directement accouplé au treuil, tourne h 42 tours par minute et communique à la cage une vitesse linéaire de 9 m par seconde.
- Le moteur a une capacité normale de 460 chevaux et en développe 960 au démarrage ; le démarrage s’effectue au moyen de rhéostats
- liquides. L’installation est en outre munie de l’appareillage de sécurité habituel.
- Installations électriques des charbonnages du Grand-Hornu {Belgique). Bruxelles, 19 juin 1904. L’Industrie, p. 446-
- La nécessité d’exploiter à plus grande profondeur exigeait le renouvellement des machines d’extraction des puits nos y, 9 et 12, dont la consommation de vapeur à 4 atmosphères atteignait 02 et 60 kgr par cheval.
- On a décidé d’installer une centrale unique distribuant le courant sous forme de triphasé 1 200 volts aux divers services de la mine ; ceci entraîne la mise hors service de 3o moteurs à vapeur d’une force globale de 2 200 H. P.
- L’installation électrique est confiée à l’A. E. G. belge, et les machines de la centrale sont fournies par la maison Carels.
- Les services directement commandés des barres triphasées à 1 25o volts sont les suivants :
- 1 Un transformateur rotatif donnant du continu pour l’éclairage.
- 20 La machine d’extraction du puits n° y, distante de 5o m.
- 3° La machine d’extraction du puits n° 12, distante de 480 m. ‘ 4
- 4° Ventilateur du puits n° 8, distant de 180 m.
- 5° Ventilateur du puits n° 2, distant de 120 m.
- 6° Pompe souterraine à yo8 m de profondeur, distante de 800 m.
- y0 Service de l’atelier de lavage, des chaînes sans fin^ du transporteur aérien.
- Machines d'extraction, — Sont du type si souvent décrit de la machine de Preussen ; sur l’arbre à trois paliers sont calés le rotor du moteur à champ tournant et les deux bobines à câbles plats en aloès, et la poulie du frein ; profondeur d’extraction maximum 1 200 m, charge utile 2 600 kgr, vitesse variable : o 10 m par seconde pour la visite du puits, 5,5o m pour le personnel, 11 m pour l’extraction. La puissance du moteur est de 460 chevaux à la vitesse normale de 42 tours par minute ; la puissance peut être portée à 1 000 chevaux; la rupture du courant se fait automatiquement lors du serrage du frein produit soit à volonté par le mécanicien, soit spontanément par l’appareil évite-molettes, soit enfin en cas de manque de courant à la centrale ; en outre, un dispositif automatique produit le ralentissement de la cage dès qu’elle s’approche de 00 m de la recette ; un tacho-graphe enregistre graphiquement le moment moteur, la durée et la vitesse pour chaque extraction, et l’on a ainsi un contrôle écrit des manœuvres du mécanicien. Ainsi équipée, l’installation électrique présente une plus grande
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 27 Août 1904
- CUl
- sécurité qu’une installation de machine d’extraction moderne, laquelle se trouve toujours à la merci d’une rupture de tuyau de vapeur ou d’une explosion de chaudière.
- Ventilation. — Les ventilateurs, type Capell, sont commandés par accouplement élastique, par moteurs triphasés de 200 chevaux à 270 tours ; le rhéostat permet une réduction de 5o p. 100 dans la vitesse, afin d’éviter la trop grande vitesse de l’air pendant la visite du puits d’aérage.
- Epuisement. — Il existe déjà à l’étage 780 m une pompe souterraine à courant contint! qui sera alimentée par le transformateur rotatif.
- On installera à l’étage 708 m une pompe express Riedler à courant triphasé ; la salle souterraine aura 9 m de long, 3,20 m de large et 3 m de haut ; la stabilité sera obtenue par une fondation en béton monolithe armée en rails d’acier de 3i kgr par mètre, et par des revêtement et plafond de maçonnerie, armés de cadres métalliques. Un petit pont roulant est installé ; le moteur de la pompe est triphasé ; il est accouplé directement à la pompe, laquelle tournant à 165 tours par minute peut refouler 4° m3 à l’heure à la hauteur de 710 m.
- Lorsque cette grande installation sera terminée, elle sera l’une des plus complètes et des plus importantes de la Belgique.
- TRACTION
- Les tramways électriques de la corporation de Leicester.
- Le réseau municipal de tramways de Leicester a été inauguré le 18 mai. Il comprend 70 km de voie unique. Les rails sont posés sur du béton et pèsent environ 5o kg par mètre. Les machines de l’usine de force sont du type vertical, cross compound, Corliss, à condenseur et sont en connexion avec des générateurs de courant continu de 5oo kilowatts. L’appareil de condensation consiste en un condenseur à surface capable de traiter 12000 kg de vapeur d’épuisement par heure. La batterie d’accumulateurs installée se compose de 240 piles et a une capacité de 000 ampères-heure, mais elle peut donner jusqu’à 900 ampères pour de courtes périodes. L’eau d’alimentation est prise au puits d’eau chaude du condenseur à surface. L’appareil spécial de fil trage qu’on voit à la page 34 a été installé pour se débarrasser de l’huile émulsifiée. Par ce procédé, l’eau passe dans des séries de réservoirs en parallèles et est assujettie à l’action d’un courant électrique qui détruit l’émulsion et forme un précipité.
- Statistiques sur le coût des roues en Europe.
- Beaucoup de tramways continentaux emploient
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- CIV
- Supplément à L’Éclairage Électrique du 27 Août 1904
- des roues à bandes d’acier tandis que la pratique générale dans la Grande-Bretagne a été d’employer des roues en fer refroidi. Il existe cependant maintenant dans la Grande-Bretagne une tendance à adopter les roues à bandes d’acier, très surtout parce qu’il est difficile de faire un rebord en fer refroidi, dans lequel le refroidissement aura pénétré assez avant, qui puisse s’adapter aux rainures étroites des rails à rainures qui sont presque universellement en usage. L’emploi de roues à bandes d’acier, n’est pas cependant universel en Europe et dans les grandes villes, comme Milan et Buda-Pest, on emploie beaucoup de roues en fer refroidi.
- Signaux sur le tramway électrique Boston et Worcester.
- On a adopté sur cette ligne un système qui permet au dispatcher (chef du mouvement) d’appeler au téléphone pour lui donner ses ordres n’importe quelle équipe de voiture. Les fils téléphoniques s’étendent sur toute la longueur de la ligne avec des instruments à chaque évitement ou garage et des cahiers de papier sur lesquels les ordres reçus par l’équipe de voiture sont écrits au crayon et des copies conservées dans la boîte. A côté de chaque téléphone est une boîte à signaux contenant un bras de sémaphore, un pendule et un aimant, chaque pendule étant de longueur différente. Le dispatcher dans son bureau au'moyen d’une roue dentée de n5 mm peut envoyer des vibrations électriques dans tous les électro-aimants, et en réglant ces vibrations, le pendule dont la période est synchrone avec la période des impulsions électro-magnétiques commencera à vibrer ce qui placera à l’arrêt le bras du sémaphore dépendant de ce pendule. La nuit ce mouvement du sémaphore ferme le circuit d’une lampe électrique qui s’allume ainsi pour donner le signal nécessaire. Lorsque le wattman a répondu à ce signal par le téléphone et reçu ses ordres il remet le signal à sa position primitive.
- DIVERS
- Nouvelles considérations contre la théorie électromagnétique de la lumière. G. Quesne-ville. Mon. scientifique, p. 85o.
- Cet article est l’avant-propos d’une étude que prépare l’auteur et dont il indique comme suit le thème : Que l’électricité et le magnétisme soient dus ou non aux mouvements de l’éther, on ne rencontre ni électricité ni magnétisme en l’absence de matière pondérable. Donc, dans l’éther du vide on ne peut substituer, comme l’ont fait Maxwell et Hertz, une force électrique
- ou une force magnétique à la force élastique des fondateurs de la théorie ondulatoire de la lumière. Dans le vide il ne peut exister des courants oscillants ayant ou non même période que les vibrations de l’éther. Particulièrement intéressantes sont les idées de l’auteur sur l’électricité statique : L’électricité statique positive et négative est une des formes de l’éther en mouvement polarisé circulairement de droite à gauche et de gauche à droite. Mais ce qui différencie les phénomènes produits par ces mouvements de l’éther de ceux qui constituent la lumière polarisée circulairement c’est qu’ils se produisent avec frottement contre une molécule gazeuse ionisée. La production d’électricité statique est corrélative à l’ionisation d’un gaz. A l’appui de sa thèse l’auteur cite l’expérience de Becquerel : un électroscope à feuilles d’or chargé dans l’air sec reste chargé dans le vide ; c’est qu’il est recouvert d’une couche de molé- -cules ionisées excessivement adhérentes à sa surface. licite aussi l’arrachement de particules matérielles du conducteur lors de la décharge et la répartition de la couche électrique sur les conducteurs ellipsoïdaux, répartition qui est celle d’un corps pondérable fluide soumis à l’attraction d’un ellipsoïde conformément à la loi de Newton.
- Sur les tentatives de reproduction du diamant. C. Combes. Mon. scientifique, p. 785.
- L’auteur revient sur les essais de reproduction du diamant effectués par M. Moissan et sur ceux de M. Hannay. Il montre que les diamants de M. Moissan ne renfermaient que 87 p. 100 de carbone, que, de plus, ces diamants prennent souvent des teintes faibles quand on les examine en lumière convergente, alors que le diamant naturel ne présente jamais que des biréfringences locales ou accidentelles, généralement autour d’une cavité ou d’une inclusion. En outre, le diamant porté à une haute température se gra-phitise, sa synthèse ne peut donc être effectuée à haute température. Enfin Friedel a prouvé que si la fonte augmentait de volume en se solidifiant il ne pourrait pas y avoir de pression à l’intérieur du culot brusquement refroidi mais en outre il est maintenant certain que la fonte se contracte en se solidifiant, les essais effectués sous la direction de l’auteur l’ont prouvé. Les expériences de M. Moissan n’ont pas donné et elles ne pouvaient pas donner du diamant. Par contre les expériences de M. Hannay, effectuées à plus basse température et avec intervention d’une pression intense et réelle, sont beaucoup plus dignes de créance et d’intérêt.
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 27 Août 1904
- CV
- NOTE
- Instruction sur le montage des installations électriques jusqu’a 600 volts. Rédigées parles Associations françaises de propriétaires d’appareils à vapeur ayant un service électrique, par l’Association des Industries du Nord de la France et l’Association normande pour prévenir les accidents.
- Ces instructions concernent les installations électriques dont la tension effective entre deux conducteurs quelconques est inférieure à 6oo volts en courant continu ou alternatif, à l’exception des installations de télécommunication (télégraphes, téléphones, signaux, etc.). Cependant, si ces dernières sont en connexion directe avec une installation industrielle, ces instructions leur sont applicables.
- Dispositions générales concernant la sécurité des personnes. — a. Dans les ateliers, magasins, appartements, cours, tous les conducteurs nus sous tension doivent être protégés et disposés de façon qu’ils ne puissent être touchés, même accidentellement, par les personnes étrangères à leur service. Lorsque la tension ne dépassera pas 200 volts effectifs en courant alternatif ou 4°° volts en courant continu, on pourra tolérer que les collecteurs, bagues, balais etjfautres organes exigeant une surveillance spéciale restent découverts et accessibles, à condition que le local soit sec et le sol isolant.
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- b. Dans les salles de machines, cabines de moteurs, postes de distribution, les conducteurs nus sous tension peuvent rester découverts tant que la tension ne dépasse pas 200 volts effectifs en courant alternatif ou 4oo volts en. courant continu. Au-dessus de ces lunites, lorsque les conditions d’exploitation ne permettront pas de protéger ou couvrir les conducteurs, on devra prendre des dispositions telles que l’on ne puisse les atteindre ou les desservir sans être isolé de terre, c’est-à-dire sans se trouver sur un plancher ou tapis isolant (voir ci-dessous f). La disposition des conducteurs accessibles devra être telle que les chances de contacts simultanés de deux pôles ou phases différentes soient réduites au minimum.
- c. Dans les cabines de transformateurs, dans les espaces derrière les tableaux de distribution, les conducteurs nus peuvent être tolérés quelle que soit la tension, à condition qu'il y ait un plancher isolant.
- d. En outre, dans les installations dans lesquelles la tension dépasse ou peut dépasser 200 volts alternn.tif ou 4oo volts continu, on doit prendre l’une ou l’autre des précautions suivantes, dans tous les locaux, qu’ils soient accessibles ou non aux personnes étrangères au service :
- i° Protection par isolement. — Dans ce cas tous les corps bons conducteurs se trouvant dans le voisinage immédiat de conducteurs sous tension tels que bâtis de machines, de transformateurs, d’excitatrices, cadres métalliques de tableaux de distribution, enveloppes de protection , appareillage métallique de lampes , lustres, etc., doivent être soigneusement isolés de terre et entourés de planchers ou tapis isolants, de telle façon qu’une même personne ne
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 27 Août 1904
- puisse toucher simultanément un objet conducteur isolé et un objet conducteur non isolé.
- 2° Protection par mise à la terre. — Dans ce cas tous les corps conducteurs cités ci-dessus, se trouvant dans le voisinage immédiat de conducteurs sous tension, doivent être soigneusement reliés entre eux et mis à la terre.
- La mise à la terre n’exclut pas l’emploi de planchers ou tapis isolants qui ne sont plus indispensables quand aucun conducteur sous tension n’est accessible, mais qui donneront en général un surcroît de sécurité.
- e. Dans les locaux très humides ainsi que dans les industries dans lesquelles la résistance ohmique du corps humain se trouve être considérablement réduite, il y aura lieu d’éviter l’emploi de tensions supérieures à 200 colts alternatif ou 400 colts continu, et en outre il faudra prendre des précautions spéciales, même en dessous de ces tensions.
- f. Planchers isolants. — Les planchers ou tapis isolants doivent être suffisamment larges pour qu’il ne soit pas possible de toucher aux conducteurs, sous tension ou isolés, en se tenant en dehors. Pour les tensions considérées, le bois sec ou le linoléum peuvent suffire comme isolants.
- g. Mise à la terre. — Un conducteur est con-
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- sidéré comme mis à la terre lorsqu’en aucun cas la différence de potentiel entre ce conducteur et la terre ne pourra devenir supérieure <2 25 colts.
- Machines et transformateurs. — a. Les machines électriques et transformateurs doivent être montés dans des locaux autant que possible secs, où, dans des conditions normales, il ne peut pas se produire d’explosion par inflammation de gaz, de poussières ou de matières filamenteuses.
- h. L’installation doit être faite de telle sorte que la production éventuelle d’étincelles ne puisse pas provoquer l’inflammation de matières combustibles. Les transformateurs à huile doivent être écartés de tous matériaux combustibles et placés de façon que dans le cas de débordement et d’inflammation, l’huile enflammée ne puisse s’épandre.
- (Pour les machines à collecteurs, sauf celles directement accouplées à leur machine motrice, la protection par isolement sera souvent préférable à celle par mise à la terre.)
- Accumulateurs. — a. Les locaux renfermant des accumulateurs doivent être ventilés de façon efficace. Le seul mode d’éclairage qui y soit toléré est celui par lampes à incandescence dans le vide et il ne doit y être fait usage que d’interrupteurs hermétiques, et d’appareillage résistant à l’action de l’acide.
- Le sol et le plafond des locaux, les ferrures et les boiseries doivent être rendus inattaquables aux acides.
- Tout tassement du sol et toute déformation des supports doivent être impossibles.
- h. Chaque élément d’accumulateur doit être isolé de l’étagère ou du châssis et ceux-ci de la terre au moyen de verre, de porcelaine ou de matières analogues non hygroscopiques.
- c. Pour les batteries d’accumulateurs les éléments doivent être disposés de telle façon qu’il soit impossible de toucher simultanément deux éléments ayant à la décharge une différence de potentiel supérieure à 125 colts ; ils doivent être accessibles au moins sur une de leurs faces latérales.
- Pour les batteries de plus de 25o colts les passages d’accès doivent être garnis d’un plancher isolant.
- Tableaux de distribution. — a. Les tableaux de distribution doivent être construits en matières incombustibles et non hygrométriques. L’ardoise ne pourra être employée.
- b. Les tableaux de plus de o,5 nr de surface doivent présenter à l’arrière un espace libre d’au moins yS cm en largeur et 2 m en hauteur, afin que les raccords et connexions soient accessibles. Lorsqu’il est impossible d’obtenir cet écar-
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- mm
- Conditions d’
- emploi des divers conducteurs et mode de pose.
- ISOLATION des conducteurs. EXTERIEUR LOCAUX TOUJOURS SECS
- Conducteurs nus. Doubles cloches. Cloches, poulies à nervures.
- A. Isolation légère. Au-dessus de 300 volts à traiter comme les conducteurs nus. Doubles cloches. Cloches, poulies, taquets, tubes isolants (1 fil par tube), interdit sous moulures.
- B. Isolation moyenne. Doubles cloches. Cloches, poulies, taquets, tubes isolants (1 fil par tube). Moulures \ T ,, . , J Jusqu a tubes îso- / /x i . (on / 150 volts lants 3 fils l . .vN t entre fils. par tube). j '
- C et D. Isolation forte (3oo mégohms). Isolation tèrs forte (600 mégohms). Doubles cloches. Cloches, poulies, taquets, tubes isolants (1 par tube). Tubes iso- \ T 1 x /o m J Jusqu a lants (3 fils / ^00 volts par tube), ( . r , n \ entre fils. moulures. / '
- E. Isolation supérieure (laoomégohms) . Doubles cloches. Cloches, poulies, taquets, tubes isolants (3 fils par tube), moulures jusqu’à 600 volts entre fils.
- Fil souple. F. Insolation moyenne. Ne veut être employé que jusqu’à 150 volts. Cloches, poulies, taquets, tubes isolants seulement comme conducteurs fixes et jusqu’à 150 volts.
- Fil souple. G et H. Isolation forte (3oo mégohms). Isolation très forte (600 mégohms). Cloches, poulies, taquets, tubes isolants, attaches isolantes , conducteurs mobiles jusqu’à 600 volts.
- Cable sous plomb nu ou sous tressage métallique. Isolation D , E ou H. Pinces en bois ou tubes protecteurs. Pincesenboisou tubes protecteurs.
- Câble armé. Sans protection spéciale. Sans protection spéciale.
- LOCAUX HUMIDES LOCAUX MOUILLÉS DANS LES MURS et plafonds.
- Doubles cloches jusqu’à600 volts. Jusqu’à 300 volts poulies à nervures. Doubles cloches.
- Doubles cloches jusqu à 600 volts. Jusqu’à 300 volts poulies à nervures. Doubles cloches.
- Cloches jusqu'à 600 volts. Jusqu à 300 volts poulies à nervures. Doubles cloches. En tubes isolants armés (1 fil par tube).
- Cloches, poulies ànervures, poulies, taquets jusqu’à 600 volts. Tubes jusqu’à 150 volts avec isola-tionC\ etjusqu à 300 volts avec isolation D. Doubles cloches jusqu à 600 volts ; poulies à nervures jusqu'à 150 volts isolation C ; jusqu'à 300 volts avec isolation D. En tubes isolants armés et (simplement isolants pour plafonds) jusqu à300 volts.
- Cloches, poulies ànervures, poulies, taquets, tubes jusqu’à 600 volts. Doubles cloches, poulies à nervures jusqu à 600 volts. En tubes isolants armés (et simplement isolants pour plafonds) jusqu’à 600 volts.
- Seulement comme conducteurs mobiles recouverts d'un tube en caoutchouc. Seulement comme conducteurs mobiles recouverts d’un tube en caoutchouc. En tubes isolants armés.
- Pinces en bois ou tubes protec-teurs. Pinces en bois ou tubes protecteurs. En tubes protecteurs.
- Sans protection spéciale. Sans protection spéciale. Sans protection spéciale.
- tement, ainsi que pour les tableaux de moins de o,5 m2,on devra prendre des dispositions spéciales pour permettre l’accès facile aux connexions.
- c. Les câbles de raccordement des machines avec le tableau seront munis d’une protection efficace contre l’intrusion de l’humidité et les détériorations.
- d. Les coupe-circuits, interrupteurs, commutateurs, parafoudres et tous les appareils produisant une interruption de courant, doivent être disposés et protégés de telle façon que leur fonctionnement ou leur manœuvre ne puisse occasionner aucun accident.
- e. Les pièces conductrices, les raccords et les
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- O V111
- AOUt 1»U4
- contacts des interrupteurs doivent avoir des dimensions telles , que leur température maximum ne dépasse jamais de plus de 3o° C la température ambiante.
- La température des ' rhéostats ne devra pas dépasser 200° C ; leurs cadres ou enveloppes devront être incombustibles et leur disposition sera telle que les parties voisines 11e puissent pas s’échauffer de plus de 3o° C au-dessus de l’ambiante.
- f. Les appareils de manœuvre et de sécurité doivent être munis de plaques indicatrices.
- Il est recommandable de distinguer les conducteurs de polarités ou de phases différentes par couleurs différentes.
- Quand les connexions d’un tableau ne seront pas absolument évidentes a priori, il sera bon d'afficher à proximité un schéma ou dessin schématique du tableau indiquant clairement toutes les connexions ainsi que la destination des différentes lignes qui en partent.
- Lignes, spécification des conducteurs. — Résistivité. — a. Le cuivre employé pour les fils et câbles nus ou isolés aura une résistivité au plus égale à i,65 microhm-centimètre à o° C.
- b. Sauf indications contraires, on admettra comme coefficient de variation de la résistivité en fonction de la température o,oo4 par degré C.
- c. Cependant les fils servant à la construction des lignes aériennes pourront faire exception à ces règles et dans ce cas ils seront désignés sous le nom de bronze.
- Dimensions minima. a. Conducteurs nus. — Pour les conducteurs en cuivre la section la plus faible tolérée est de :
- 3 mm2 (diamètre 2 mm) à l’intérieur des bâtiments ;
- 5 mm2 (diamètre 2,5 mm) à l’extérieur.
- Pour les fils de bronze la section la plus faible tolérée est de 3 mm2 (diamètre 2 mm).
- b. Conducteurs isolés. — La section la plus faible tolérée est de 0,64 mm2 correspondant au fil de 0,9 mm de diamètre.
- Exception est faite toutefois pour les fils d’appareillage des lustres où l’on peut encore admettre o,5 mm2.
- c. Le conducteur des fils ou câbles souples doit se composer de fils ayant au plus 0,2 mm de diamètre.
- Densité de courant. — a. En dehors de toute considération de chute de tension, la section des conducteurs, en cuivre ou autres métaux, doit être telle que réchauffement en régime normal ne dépasse pas io° C (au-dessus de l’ambiante). Les conducteurs soumis à un régime variable doivent satisfaire à la même condition d’échauf-fement.
- b. Pour les conducteurs en cuivre l’intensité maxima tolérée en régime normal pour une section donnée est indiquée par un tableau (*).
- Suivent les prescriptions concernant la spécification de l’isolation des conducteurs (fils et câbles ordinaires, fils souples, fils et câbles à revêtement métallique), puis la spécification du matériel de pose et le montage des lignes.
- Les conditions d’emploi des divers conduc-' teurs et mode de pose sont indiqués dans le tableau de la page précédente.
- AVIS
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- Elèves qui ont obtenu le diplôme d'ingénieur-électricien : MM. Elluin, Debout, Dive, Moreau, Marie Saint-Germain, Johann, Grosrenaud, Bouchard, Franckel, Nivet, Aubin, d’Ambrières, Brune, Hardelay, Tirolloy, Coulon, Thielemans, de Beauregard, Desjardin, de Massias, Hochs-tetter, Lebas, Perrier, Patot, Nedeff, Dzierz-bicki, Legras, d’Almeida, Bertoye, Chamonin, de la Chapelle, Le Goff, Aumont, Martin, Durand, Fedoroff, Chemin, Bilard, Chedeville, Danis, Gaillard,Winawer, Courteaux, Krakewski, Guillon.
- Officiers désignés par M. le ministre de la Guerre: MM. les capitaines Rochas, Baudran, Gouade, Dewulf ; MM. les lieutenants Blot et Fournier.
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- Tome XL.
- Samedi 3 Septembre 1904.
- Il* Année. — N* 36
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- L’ÉNERGIE
- i/i
- La reproduction des articles de L'ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE est interdite
- l
- ttf-UV.i
- -'.U
- SOMMAIRE
- Pages
- BARY (P.). — Théorie des accumulateurs au plomb............................................... 36i
- PATAUD (H.). — Nouvelles installations électriques de la Compagnie des chemins de fer de l’Ouest
- en gare des Batignolles et dépendances...........................................• • • 367
- DALEMONT (J.). —Notesurladéterminationdesphasesdescourants et tension dans un transformateur. 375 CHARPENTIER (P.). — Sur le réglage de la sensibilité des galvanomètres Thomson................ 38o
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- Génération et Transformation : La construction des machines électriques en igo3, par J. Lœwy (fin) .. . 383
- Pôles de commutation avec enroulements de compensation et de compoundage pour machines à courant 392
- continu, par Seidener...................................................................... 3g6
- Compoundage des dynamos à trois conducteurs, par Rosenberg.....................................
- Transmission et Distribution : La fabrication des câbles téléphoniques à nombreuses âmes isolées par
- l’air, par Schmidt......................................................................... 397
- SUPPLÉ MENT
- Echos et nouvelles.......................................................................... ex
- Bibliographie............................................................................... CXIX
- Éditions de « L’Éclairage Électrique ». vient de paraître :
- L’ÉLECTRICITÉ EN AGRICULTURE
- Par Émile GUARINI
- Conférence faite à la Société Centrale d’Agriculture de Belgique
- Brochure in-4° de 14 pages. Prix, 1 fr. 25
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- Snpplément à L'Éclairage Électrique dn 3 Septembre 1904
- ÉCHOS ET NOUVELLES
- TRACTION
- Métropolitain de New-York.
- Le nouveau chemin de fer souterrain de New-York, qui relie l’île de Manhattan, le cœur de la cité, avec les districts du nord de la ville, vient d’ètre achevé ; les travaux vont être livrés d’ici à la fin du mois et l’exploitation commencera le ier septembre.
- La ligne, qui a une longueur de 20 km, est à quatre voies. Les trains circuleront à une vitesse de 00 km à l’heure, ce qui permettra aux « business men » de regagner leur home en dix a vingt minutes.
- Les travaux, commencés depuis le 24 mars 1900, ont coûté iy5 millions de francs.
- La ligne pourra transporter jusqu’à 4° 000 voyageurs à l’heure. Chacune des gares se distingue des autres par une combinaison de couleurs différentes, ce qui permettra aux voyageurs de reconnaître leur station sans même regarder le nom.
- ' Système d’éclairage électrique pour les signaux de chemins de fer.
- Dans ce système, l’extinction de la lampe produit un signal d’alarme dans la cabine du gardien et provoque l’allumage d’une lampe auxiliaire. Le signal d’alarme persiste jusqu’à ce que la lampe brûlée ait été remplacée.
- Le circuit de la lampe auxiliaire est fermé et rouvert par l’armature d’un électro-aimant placé en série avec la lampe principale.
- Le doublement des voies de la Compagnie d’Orléans aux abords de Paris. D’après la Revue générale des chemins de fer et des tramways.
- D’importants travaux ont été exécutés par la Compagnie d’Orléans pour le prolongement de son exploitation vers le centre de Paris. La gare terminus a été reportée près des Tuileries sur le quai d’Orsay. Ce prolongement exécuté en 1898 et 1899 avait pour but de rendre plus accessible la gare tête de ligne et il devait avoir pour elïet de développer les services de banlieue. Pour ces derniers transports en effet, la diminution du trajet à faire dans la capitale pour arriver au chemin de 1er représente un intérêt de premier ordre.
- Mais la multiplicité des trains de banlieue avait pour conséquence nécessaire de rendre extrêmement difficile la circulation des trains. La Compagnie n’avait en effet qu’une ligne à double voie à la sortie de Paris. Bien que la capacité de transport d’une ligne à double voie
- soit à peu près illimitée, il n’en est plus de même lorsque les trains qui la fréquentent ont des vitesses très différentes. Or, les trains de grand parcours traversent la banlieue sans arrêts et aussi rapidement que possible : les trains de banlieue au contraire ont des arrêts fréquents et rapprochés. D’autre part, il est extrêmement gênant que les trains de banlieue se dirigeant vers Paris empruntent la même voie que les trains de grand parcours et soient par conséquent tributaires des incidents et des retards inhérents à une exploitation de plusieurs centaines de kilomètres : l’exactitude mathématique est une nécessité absolue pour un service de banlieue.
- Les entraves apportées à la circulation par les trains de banlieue se retrouvent également mais dans une moindre mesure pour les trains de marchandises.
- Une pareille situation rendait indispensable le doublement des voies aux abords de Paris et la Compagnie d’Orléans a abordé la question sans hésiter.
- La première question à résoudre était de fixer les limites dans lesquelles se pratiquerait l’opération. Or, à 36 km de Paris, à Brétigny, se détache de la grande artère une ligne importante, quoique secondaire, celle de Vendôme et, bien que la véritable banlieue se prolonge encore au delà de Brétigny sur 20 km, c’est-à-dire jusqu’à Etampes d’une part et Dourdan de l’autre, on conçoit que cette division allège beaucoup l’une et l’autre ligne. O11 s’est donc décidé à arrêter à Brétigny l’opération du doublement, mais en exécutant les travaux de telle sorte que son prolongement ultérieur ne fût en rien compromis.
- Les projets définitifs présentés au mois d’avril 1901 ont donné lieu à une longue instruction en raison des nombreux intérêts à desservir et des négociations avec les services en contact. Les travaux sont entrés dans leur plein développement en mai 1902 : ils sont aujourd’hui terminés et les nouvelles voies ont fonctionné le 1e1' juillet 1904. Si on tient compte des sujétions qu’entraînait cet important travail en contact continu avec une exploitation intensive qu’il fallait respecter à tout prix, on doit reconnaître qu’ils ont été conduits avec une remarquable rapidité. Ils n’ont du reste entraîné aucun accident sérieux et 11’ont apporté aucune perturbation grave dans le service des trains réguliers.
- Les trains partant de Paris portent des nu-
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- Supplément à L’ÊclairageJ Électrique du 3 Septembre 1904
- CXI
- Compagnie Française pour l’Exploitation des Procédés
- THOMSON-HOUSTON
- CAPITAL : 40 MILLIONS
- Siège social : 10, rue de Londres, PARIS
- TELEPHONE : 158.11 — 158.81 - Adresse télégraphique : ELIHU-PARIS
- Traction électrique
- Eclairage électrique Transport ale force
- Matériel de Mines
- INTERRUPTEURS A HUILE THOMSON-HOUSTON
- Les interrupteurs à huile Thomson-Houston sont établis en vue des tensions les plus élevées et des charges les plus considérables; leur excellent fonctionnement est aujourd’hui démontré par des milliers d’applications diverses.
- Ils sont de quatre types différents que l’on utilise suivant la nature et l’intensité du courant maximum pour lequel on les emploie :
- Modèle F, forme I, pour charges de 850 à 1 250 kw, triphasées sous une tension inférieure à 3 500 volts.
- Modèle F, forme F, pour charges ne dépassant pas 3 500 kw en triphasé, sous une tension inférieure à 6 500 volts.
- Modèle F, forme K, pour charges de 7 000 kw en triphasé, sous une tension inférieure ou égale à 15 000 volts.
- Modèle F, forme H, qui peut être, sur demande, établi pour toutes charges et tensions.
- Nos interrupteurs peuvent être établis pour être manœuvres de différentes façons :
- 1° Pour être placés directement sur le tableau et manœuvres à la main au moyen d’un levier;
- 2° Pour être placés à distance du tableau et commandés par ceux-ci. Il est alors manœuvré par l’intermédiaire d’un système articulé au moyen d’une poignée placée sur le tableau;
- 3° Pour être commandés automatiquement, comme le montre la figure ci-contre, au moyen d’un déclencheur qui peut être diversement disposé, suivant que l’appareil est monté au dos du tableau ou à distance.
- L’interrupteur forme H, pour installations de très grande puissance, n’est commandé à la main que dans des conditions très rares; il est généralement actionné à distance au moyen d’un courant électrique ou de l’air comprimé.
- Ateliers de Construction, 44, rue des Volontaires, PARIS
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- CX1I
- Supplément à L'Éclairage Électrique du 3 Septembre 1904
- méros impairs et les voies qu’ils parcourent sont dites voies impaires. Les quatre voies sont divisées en deux groupes : d’une part celles qui sont parcourues par les trains directs desservant peu ou point les stations intermédiaires : elles sont dénommées voies d’express ; d’autre part celles qui empruntent les trains lents, dénommées voies omnibus. Mais il ne faut pas attacher un sens trop strict à ces dénominations et on comprend qu’aux heures où il n’y a pas de trains express, on aura tout intérêt à faire emprunter les voies dites d’express par les trains directs de marchandises.
- Les principes qui ont déterminé les dispositions adoptées sont les suivants :
- Les voies d’express, voie impaire et voie paire, sont accolées l’une à l’autre et au milieu de la plate-forme ; les voies omnibus sont à l’extérieur pour desservir plus commodément les stations intermédiaires. L’entre-voie centrale a une largeur de 3,25 m. Les deux autres entrevoies n’ont que 2,06 m. Cette surlargeur de l’entrevoie centrale a été adoptée pour donner un abri plus sûr au personnel et pour permettre d’y loger des signaux.
- Tout croisement à niveau disparaît entre des voies de sens contraires : mais des communications ont été ménagées en divers points entre les deux groupes de voies pour servir en cas d’incident. Ces communications sont matériellement interdites en service régulier et leur utilisation est subordonnée à des précautions toutes spéciales.
- De nombreux passages à niveau pour les routes et chemins existaient dans la zone envisagée : ils ont été supprimés.
- Les principes qui précèdent ont entraîné des modifications de profil en long pour diverses voies. Pour la limitation des déclivités des voies modifiées, on a dû tenir compte des conditions dans lesquelles est réglée la composition des trains. Or, bien que l’artère maîtresse du réseau d’Orléans ait été construite avec des déclivités 11e dépassant pas o,oo5, les trains impairs rencontrent à une soixantaine de kilomètres de Paris une longue rampe de 0,008 dite rampe d’Etampes. La composition des trains de voyageurs impairs est donc réglée pour cette rampe ; quant aux trains de marchandises, ils sont composés pour la rampe de o,oo5 et ils gravissent la rampe d’Etampes au moyen d’un renfort en queue. On a donc pris comme règle des modifications de profils en long de ne pas dépasser 0,008 pour les voies parcourues par les trains impairs de voyageurs et o,oo5 pour les voies de marchandises.
- Dans toutes les stations, des passages souter-
- rains assurent pour les piétons les communications entre les deux côtés de la voie.
- Voici une description sommaire des ouvrages.
- À l’arrivée en gare d’Austerlitz, les deux voies venant du quai d’Orsay se dédoublent et forment quatre voies principales munies de trottoirs et absolument banales. Tous les trains s’arrêtent à Austerlitz dans le sens impair comme dans le sens pair. La sortie est commandée par de grandes bretelles qui permettent également l’entrée et la sortie des services de marchandises, grande vitesse, qui forment une annexe de la gare des voyageurs. La gare de marchandises petite vitesse très importante de Paris (dite gare d’Ivry) se trouve sur la gauche. Elle est donc bien placée pour le départ des trains de marchandises puisqu’elle est côtoyée par la voie impaire omnibus, mais il n’en est pas de même pour l’arrivée des trains pairs. Pour éviter tout cisaillement, on a détaché de la voie paire omnibus à 2 km de Paris une voie spéciale pour l’arrivée des trains de marchandises pairs et cette voie passe sous le groupe des voies principales dont on a relevé le niveau.
- A 20 km de Paris, la ligne dessert la station très importante de Juvisy. Les difficultés y sont accumulées et cette traversée a donné lieu à de très importants travaux. Douze voies principales desservies par trottoirs assurent les services de voyageurs. Dans cette gare, la ligne reçoit à gauche et par voie de tangence une importante ligne du réseau de Lyon dite ligne de Gorbeil, qui sert en même temps d’accès au chemin de Grande-Ceinture. La gare locale de voyageurs et celle des marchandises sont dans l’angle de sortie, mais en outre, une très importante gare de triage où sont remaniés tous les trains de marchandises existe sur la droite. Il faut donc assurer trois communications transversales de la gare de triage ; l’une avec la ligne de Lyon venant de Paris, l’autre avec la gare locale des marchandises, la troisième avec la voie impaire à la sortie vers Orléans ; les trois traversées se font sans cisaillement par trois ouvrages supérieurs, l’un en tête, l’autre au milieu et le troisième à la sortie de la gare. Les ponts métalliques extrêmement biais qui servent à ces trois traversées ont exigé des précautions spéciales dont la description 11e rentre pas dans le cadre de cette note.
- Ainsi qu’on l’a dit plus haut, l’opération du doublement a été arrêtée à Brétigny et à la sortie de cette gare, la ligne secondaire de Vendôme se détache de la ligne principale par une déviation en saut de mouton pour éviter tout cisaillement.
- La suppression des passages à niveau a en-
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 3 Septembre 1904
- CXIII
- MACHINES BELLEVILLE
- A GRANDE VITESSE Avec Graissage continu à haute pression
- PAR POMPE OSCILLANTE SANS CLAPETS
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- Machine à triple expansion, de 500 chevaux, actionnant directement deux dynamos
- BREVET
- D’INVENTION
- S. G. D. G.
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- 14 JANVIER 1897
- —— *
- TYRES
- DE
- 70 A 5.000 CHEVAUX
- SPÉCIMENS D’APPLICATIONS
- Arsenal de Toulon........................................................
- Companhias Réunidas Gaz e Electricidade, Lisbonne........................
- Arsenal de Bizerte (Station Electrique de Sidi-Abdallah).................
- Compagnie des Mines d’Aniche.............................................
- Société Anonyme des Mines d’AIbi.........................................
- Société Normande de Gaz, d’Electricité et d’Eau..........................
- Société Anonyme des Chantiers et Ateliers de Saint-Nazaire (Penhoët). .
- Usine électrique de Capdenac.............................................
- Etablissement National d’Indret.................. .......................
- Fonderie Nationale de Ruelle.............................................
- Port de Rochefort........................................................
- Etc., etc. ______________________
- Les installations réalisées jusqu’à ce jour comportent plus de 400 Machines à grande vitesse et près de 5,000 Machines à vapeur diverses.
- 5 machines 1.660 chevaux
- 4 — 1.600 —
- 6 — 1.350 —
- 9 — 880 —
- 2 — 600 —
- 5 — 580 —
- 1 — 400 —
- 1 — 400 —
- 1 — 400 —
- 1 — 400 —
- 2 — 350 —
- ÉTUDE GRATUITE DES PROJETS ET DEVIS D’INSTALLATION
- S- À= des Établissements DEL4UMY BELLEVILLE
- Capital : SIX MILLIONS de Francs
- ATELIERS et CHANTIERS de FERMITAGE, à SAINT-DENIS (Seine)
- Adresse télégraphique : BELLEVILLE, Saint-Denis sur-Seine
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- CXIV
- Supplément à L’Eclairage Electrique du 3 Septembre 1904
- traîné de très grandes dépenses; dans plusieurs points il a fallu modifier le profil non seulement des voies de terre mais meme du chemin de fer. L’opération s’est faite avec le concours du département : elle a donné lieu à des négociations difficiles et a abouti à une transaction dont il peut être intéressant d’indiquer, les bases générales. Le chemin de fer a pris a sa charge toutes les dépenses qu’aurait entraînées la suppression des passages à niveau, mais en établissant les chemins nouveaux dans les conditions de largeur et de hauteur justifiées par la circulation de terre existant lors de la construction du chemin de fer, c’est-à-dire vers i85o. Les suppléments de largeur et de hauteur dus à l’augmentation de circulation sur les chemins dans la banlieue de Paris sont restés à la charge du département,
- Il a été fait un très large emploi du béton de ciment armé en raison des grandes économies qu’il a procurées, de la plus grande rapidité du travail et de la garantie de durée qu’il donne, pour les ouvrages supérieurs.
- Les deux lignes sont cantonnées au moyen de sémaphores du système Lartigue comme tout le reste du réseau.
- La section du quai d’Orsay à la gare d’Austerlitz, tout entière en souterrain, était exploitée par la traction électrique au moyen de locomotives électriques dites tracteurs, s’attelant aux trains ou s’en dételant à la station d’Austerlitz sans toucher à la composition des trains. Ces tracteurs prennent le courant sur un troisième rail. Le courant lui-même est du courant continu à 55o volts obtenu par la transformation d’un courant triphasé à 5 5oo volts produit dans une usine unique située à la sortie de Paris.
- Il a paru opportun à la Compagnie d’étendre ce mode de traction aux trains de banlieue jusqu’à Juvisy (23 km). L’opération était particulièrement économique puisqu’il suffisait d installer un générateur supplémentaire dans l’usine établie en vue de cette éventualité. Deux sous-stations nouvelles établies à Ivry et à Ablon opèrent la transformation du courant alternatif en courant continu. En outre, certains trains de banlieue qui meurent à Juvisy seront composés de voilures automotrices d’une exploitation très économique.
- La dépense à laquelle a donné lieu l’opération complète est de trente millions environ, y compris les installations relatives à la traction électrique.
- APPLICATIONS MÉCANIQUES
- Laminoirs à cuivre; commande par moteur électrique. Le mois scientifique et industriel.
- Plusieurs installations sont citées dans la
- même usine, celle de la Kabelwerke Obersprei à Obersclioneweide, près Berlin.
- Tréfilage. — Deux installations : un train dé-grossisseur et un train finisseur, chacun avec sa commande spéciale.
- Le train I est à 4 cages trios; diamètre cylindres, 4<>o mm ; une vitesse variable de 108 tours ; le finisseur possède y cages trios; diamètre des cylindres, 240; vitesse, 620 tours; le moteur du dégrossisseur est à courant alternatif 5oo volts, 5o périodes ; puissance normale, 200 chevaux, max., 5oo chevaux; vitesse, 368 tours; la commande a lieu par câbles.
- Le moteur du finisseur est également à courant alternatif, mais à 1 000 volts, 5o périodes ; puissance normale, 4°° chevaux, max., 1 200 chevaux; vitesse, 420 tours, commande directe.
- Les produits sont, pour le dégrossisseur, des barres de cuivre ou laiton de 60 kgr et 90 mm d’épaisseur, section carrée; le finisseur donne les fils marchands de y mm de diamètre.
- Tôles. — L’installation comporte deux trains duos chacun à 4 cages, dont 2 dégrossisseuses et 2 finisseuses.
- Les deux trains possèdent au dégrossisseur des cylindres de 65o de diamètre et 1 5oô de longueur et au finisseur des cylindres de 5oo de diamètre et 1 000 de longueur; la vitesse est de 28 tours par minute.
- Chaque train est commandé par un moteur alternatif de 5oo volts, 5o périodes, 180 chevaux, 45o tours ; la commande a lieu par câbles.
- Comme produits, l’on obtient au dégrossisseur des plats de cuivre ou alliages de cuivre de 3o à 80 mm d’épaisseur, 240 de largeur et 5oo de longueur; les tôles finies ont 0,1 à 5mm d’épaisseur et 1 m de largeur, ou 2 à 5 mm d’épaisseur et o,5o de largeur. ,;\
- COMMUNICATIONS DIVERSES
- Relation entre la pression du gaz dans un tube à vide et la longueur d’étincelle. Note de M. Gaston Séguy.
- « On sait que plus le vide est poussé loin dans un tube de Crookes, plus la tension qu’il faut employer pour faire passer la décharge est considérable. Quand la pression dépasse i/iooe de millimètre, on peut se servir de la jauge de Mac Leod pour la mesurer ; mais au delà la mesure par la jauge devient à peu près impossible. J’ai pensé que l’on pourrait peut-être remplacer la mesure de la pression p par la mesure de la distance explosive d qui correspond à la décharge, à la condition de connaître la relation qui existe entre p et d. J’ai donc cherché à déterminer cette relation par l’expérience.
- » Un micromètre à étincelle, mis en dériva-
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 3 Septembre 1904
- CXV
- tion sur un tube, donne la distance explosive et, d’autre part, la jauge de Mac Leod donne la pression de l’air dans le tube. J’ai obtenu les résultats suivants :
- Distance explosive <7. Pression mesurée p.
- mm
- 1...............................0,l320
- 3.............................. 0,0660
- 5...............................o,o33o
- 7..............................o,oi 65
- 9...............................0,0082
- » Quand la distance explosive croît en progression arithmétique, la pression du gaz décroît en progression géométrique, p est donc une fonction exponentielle de i ; et il s’ensuit que l’on pourra, par extrapolation, calculer la pression, à condition de mesurer expérimentalement la distance explosive avec le micromètre à étincelle. »
- (Académie des Sciences.)
- NOTE
- Instructions sur le montage des installations électriques jusqu’à 600 volts (suite).
- Lignes extérieures et aériennes. — a. Les distances minima admises entre conducteurs nus sont :
- 10 cm pour les portées inférieures à i,5o m.
- i5 — de i,5o à 3,oo m.
- 20 — de 3,oo à 6,00 m.
- 3o — supérieures à 6,00 m.
- La distance des fils aux murs, parois ou autres objets sera d’au moins 10 cm.
- Pour l’entrée dans les appareils on devra maintenir autant que possible ces mêmes écartements des murs.
- b. Les conducteurs nus seront placés à une hauteur de 4 m au moins au-dessus du sol, quand il n’y a pas d’autres règlements à appliquer.
- Sur les toits, les conducteurs doivent être autant que possible hors de portée.
- c. Lorsqu’une ligne de télécommunication (sonnerie, téléphone, etc.) est posée sur les mêmes supports que les lignes industrielles, elle doit toujours être placée au-dessous de ces dernières. En outre, dans ce cas les lignes de télécom munication doivent être assimilées comme montage aux lignes industrielles qu’elles suivent, tant en lignes courantes qu’à l’intérieur des bâtiments, et les appareils auxquels elles aboutissent doivent être protégés et disposés de manière à écarter tout danger (coupe-circuit, tapis isolant, etc.).
- Dans le cas de courants alternatifs d'une tension supérieure à 200 volts ou de courants conti-
- nus dune tension supérieure à 4°° volts, on prendra en plus les précautions suivantes :
- d. Les supports accessibles doivent être munis sur une hauteur de 5o cm à partir de
- 2 m au-dessus du sol de dispositions spéciales pour empêcher autant que possible d’atteindre les conducteurs.
- e. Les supports métalliques accessibles seront pourvus autant que possible d’une bonne communication avec le sol.
- f. Sur les appuis d’angle on prendra les dispositions nécessaires pour retenir les conducteurs au cas où ils viendraient à abandonner les isolateurs.
- g. Pour la traversée des voies publiques et dans tous les cas où la chute d’un conducteur serait susceptible de compromettre la sécurité de la circulation, il sera établi un dispositif de protection au-dessous des conducteurs, à moins que ceux-ci ne soient rendus inoflfensifs en cas de rupture.
- Lignes souterraines. — a. Les câbles sous plomb avec armature en fer ou en acier pourront être posés directement dans le sol ; tous les autres doivent être protégés par des caniveaux ou tuyaux en ciment, grès, fonte ou dispositifs analogues.
- b. La disposition des réseaux souterrains doit être telle que les eaux et les gaz ne puissent s’accumuler ni dans les tuyaux et caniveaux ni dans les boîtes de branchement ou de jonction.
- Ces dernières doivent être faciles à vérifier.
- c. Les jonctions des conducteurs souterrains avec les autres parties du réseau doivent être déconnectables.
- Lignes de terre. — a. Il est interdit d’employer la terre seule comme partie du circuit.
- b. Les lignes de terre doivent être en cuivre et leurs sections doivent être proportionnées aux intensités des courants qui peuvent les traverser, avec un minimum de y mm2 (diamètre
- 3 mm). Pour les lignes de terre des parafoudres le minimum admissible est de 12 mm2.
- c. Toutes les jonctions des lignes de terre, sauf les raccords avec les machines et appareils, doivent être soudées.
- d. Les lignes de terre doivent être mises à l’abri des détériorations mécaniques et chimiques.
- e. Celles des parafoudres doivent avoir le moins de coudes ou d’angles vifs possible.
- f. Les lignes de terre seront constituées :
- i° Par des plaques, grillages ou autres conducteurs noyés dans des terrains humides et de dimensions suffisantes pour résister à l’action destructive du sol ;
- 20 Par des conduites d’eau souterraines étèn-
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- CXVI
- Supplément à L’Éclairage Électrique du 3 Septembre 1904
- dues ou autres masses métalliques en conta’ct avec le sol ; ces dernières ne pourront être employées seules que pour les terres destinées uniquement à la protection des personnes (à l’exclusion des parafoudres).
- g. La résistance de la prise de terre doit être aussi faible que possible, ne pas dépasser 20 ohms pour les parafoudres et dans tous les cas satisfaire aux conditions du § 1 f.
- Il y aura lieu de soigner tout particulièrement la connexion entre la ligne et la prise de terre, surtout en ce qui concerne sa bonne conservation .
- h. Il est très recommandé de mettre à la terre le fil neutre des réseaux à courant continu à 3 fils.
- Lignes à l'intérieur des bâtiments. —Conduc-
- O
- teurs nus. — a. Les conducteurs nus ne peuvent être employés que dans les locaux incombustibles ne contenant pas de matières inflammables et dans les salles de machines et d’accumulateurs qui ne sont accessibles qu’au personnel de service.
- b. Exceptionnellement les conducteurs nus peuvent être employés dans des locaux non incombustibles, mais ne contenant pas de matières facilement inflammables.
- i° Comme lignes de contact ;
- 20 Lorsqu’il y a dégagement de vapeurs corrosives à condition de les recouvrir d’un enduit qui les protège contre les corrosions.
- c. Les conducteurs nus ne peuvent être montés que sur isolateurs à cloche ou sur poulies à nervures et poulies-cloches.
- d. Les distances minima admises entre conducteurs nus sont les mêmes que celles indiquées pour les lignes extérieures. L’écartement des fils aux murs pourra être réduit à 5 cm pour des portées ne dépassant pas i,5o m. Pour l’entrée dans les appareils on devra maintenir autant que possible ces mêmes écartements des murs. Pour les conducteurs reliant les accumulateurs au tableau on peut admettre des distances plus faibles et des poulies de plus petites dimensions.
- Conducteurs isolés. — a. D’une manière générale le montage des lignes sera fait de façon que les conducteurs ne puissent toucher, même à l’entrée dans les appareils, les murs, parois et autres objets conducteurs ou facilement inflammables.
- b. Dans les locaux humides et mouillés la distance des conducteurs aux murs est déterminée par les dimensions des isolateurs admis, mais elle ne devra jamais être inférieure h i5 mm.
- c. Les conducteurs isolés doivent également
- être écartés les uns des autres, qu’ils soient de même polarité ou de polarités différentes ; cependant il est permis jusqu’à i5o volts de torsader ou de poser dans un même tube des fils ayant au moins une isolation moyenne, jusqu’à 3oo volts des fils ayant au moins une isolation forte et très forte et jusqu’à 600 volts, des fils ayant une isolation supérieure.
- Les fils ainsi torsadés ne peuvent être employés que dans les conditions où les fils souples sont admis. Lorsque par suite de circonstances particulières on sera obligé de réunir plus de 3 fils en paquet, ces fils devront avoir une isolation plus forte que celle normalement nécessaire et en outre les fils de polarités différentes devront être soigneusement séparés.
- d. Lorsqu’aux croisements de conducteurs entre eux ou avec d’autres pièces métalliques il sera impossible de maintenir un écartement suffisant, il faudra interposer un isolant supplémentaire, sous forme de tube, plaque ou autre. Cet isolant supplémentaire doit être fixé soigneusement.
- e. Le long des murs, l’écartement des supports autres que les cloches ne sera pas supérieur à 1,00 m. Le long des plafonds, leur écartement pourra être supérieur quand cela sera nécessaire pour adapter le montage à la construction du plafond.
- Fils souples. — a. Les fils souples multiples ne peuvent être montés à demeure que dans des locaux parfaitement secs dans lesquels il n’v a ni production, ni accumulation de mélanges explosifs, et à une distance de 3 mm au moins des murs et plafonds. Dans les appartements on peut tolérer, sur parois isolantes, la fixation par attaches isolantes pour les fils souples isolés.
- b. On doit éviter autant que possible d’employer des conducteurs multiples pour l’arrivée aux interrupteurs et commutateurs. Dans les locaux où il se produit des poussières ou des duvets inflammables, s’attachant aux fils, cet emploi ne peut être toléré.
- c. L’emploi de ligatures métalliques pour les conducteurs multiples est interdit.
- d. Pour la jonction des fils souples entre eux et avec d’autres conducteurs il est recommandable de faire usage de rosaces avec contacts vissés.
- e. Les dérivations de fils souples mobiles ne peuvent se faire que par l’intermédiaire de prises de courant à fiche ou appareils équivalents.
- f. Lorsque des fils souples mobiles risquent de tremper dans l’eau (comme par exemple dans les teintureries, brasseries, etc.), ils doivent être entourés d’un tuyau en caoutchouc fermé hermétiquement aux deux extrémités.
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- CXVÏ1
- Appareils. — Généralités. — a. Les parties conductrices de tous les appareils doivent être fixées sur des isolants, incombustibles et non hygrométriques (l’ardoise n’est pas admise).
- b. Tous les appareils accessibles, à l’exception de ceux qui se trouvent dans les locaux spécifiés doivent être munis d’enveloppes protectrices recouvrant leurs parties conductrices. Lorsque la tension dépasse ou peut dépasser 200 volts alternatif et 4°° volts continu, ces enveloppes, si elles sont métalliques, seront mises à la terre quel que soit le local, à moins qu’on ne puisse les atteindre que d’un plancher isolant.
- c. La connexion entre le conducteur et l’appareil devra être faite par serrage par vis.
- d. La surélévation de température des pièces conductrices et des contacts ne devra pas dépasser 20° C en fonctionnement continu.
- e. Les fusibles des coupe-circuits' ne sont pas astreints à cette condition, mais la surélévation de température de leurs contacts ne doit pas dépasser 4o° G.
- Coupe-circuits. — Spécification. — a. Lorsqu’on se sert de fusibles en métal mou, leurs extrémités doivent être munies de pièces de contact en métal dur, pour éviter l’écrasement.
- b. Les couvercles métalliques sont interdits ; par exception ils pourront être tolérés pour les bouchons du genre Edison quand le fusible sera noyé dans un bourrage suffisant.
- c. La tension limite d’emploi doit être indiquée sur la partie fixe ou support. L’intensité normale ou calibre sera indiquée sur la partie mobile (bouchon ou fiche) autant que possible à l’extérieur. Les coupe-circuits électromagnétiques porteront les mêmes indications.
- d. Jusqu’à 5o ampères l’intensité normale ou calibre est définie par les conditions suivantes :
- i° Pouvoir supporter sans déclencher, fondre ou s’altérer une intensité de 25 p. ioo supérieure à celle de leur courant normal ;
- 2° Déclencher ou fondre sûrement, dans un espace de temps n’excédent pas 2 minutes, pour une intensité double de la normale appliquée au coupe-circuit froid.
- e. Pour les coupe-circuits d’un calibre supérieur à 5o ampères la première condition n’est plus exigée, et il est en général désirable que la fusion pour une intensité double de la normale se produise dans un espace de temps sensiblement inférieur à 2 minutes. Il est également désirable que les coupe-circuits électromagnétiques d’un calibre supérieur à 5o ampères soient réglables et puissent être réglés pour déclencher à une intensité inférieure au double de la normale.
- f. Au moins jusqu’à 20 ampères les coupe-
- circuits doivent être construits de manière à empêcher l’emploi erroné de fusibles trop forts (il n’y a aucun inconvénient à ce que l’emploi d’un fusible plus faible soit possible, cela peut même être désirable dans certains cas).
- g. Il est recommandé pour les coupe-circuits jusqu’à 20 ampères de ne faire usage que des calibres suivants :
- 1 — 3 — 5 — 7,5 — 10 — i5 et 20 ampères.
- h. Pour les coupe-circuits fusibles (jusqu’à 20 ampères) il est recommandable :
- i° Qu’il n’y ait aucune pièce métallique sous tension susceptible d’être touchée soit extérieurement, soit pendant le remplacement de la partie mobile (bouchon, cartouche ou fiche) ;
- 20 Que le remplacement de la partie mobile par une autre pièce métallique soit rendu aussi difficile que possible ;
- 3° Que la partie mobile (bouchon ou cartouche) elle-même soit en une seule pièce sans partie métallique apparente (couvercle) ;
- 4° Que le remplacement du fusible dans la partie mobile ne puisse être fait que par des personnes compétentes ;
- 5° Qu’il soit possible de contrôler facilement à première vue si le coupe-circuit a fonctionné ;
- 6° Qu’au-dessus de 25o volts les coupe-circuits soient construits de telle façon que les parties mobiles destinées à des tensions inférieures ne puissent s’y adapter.
- Conditions d’emploi. — a. On devra placer des coupe-circuits sur chaque conducteur partant d’un tableau ainsi qu’en chaque point des conducteurs où la section varie à moins que le coupe-circuit en tête de ligne ne protège la section la plus faible.
- b. Le calibre du coupe-circuit doit correspondre à l’intensité du courant traversant normalement le conducteur considéré, il sera au plus égal à l’intensité maxima tolérée dans le conducteur à protéger.
- c. Les conducteurs neutres ou d’équilibre des systèmes à plusieurs fils ou des circuits polyphasés, ainsi que les conducteurs intentionnellement mis à la terre, ne doivent pas comporter de coupe-circuits.
- d. Aux dérivations, le coupe-circuit doit être placé à l’embranchement même, ou raccordé à la ligne principale par un conducteur de même section que cette ligne. Dans le cas où cela ne serait pas possible on ne devra pas faire usage de coupe-circuits multipolaires sur socle commun, le raccordement ne devra pas être constitué par des conducteurs multiples et devra être protégé spécialement en l’écartant de toute matière inflammable.
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- CXVIII
- Supplément à L’Éclairage Électrique du 3 Septembre 1904
- e. Les coupe-circuits doivent être autant que possible centralisés et placés dans des endroits facilement accessibles. Leur emplacement sera toujours choisi de manière que la fusion ne puisse déterminer aucun accident.
- f. Plusieurs dérivations peuvent avoir un coupe-circuit commun ne dépassant pas 5 ampères jusqu’à ioo volts et 3 ampères au-dessus de i5o volts. Si les dérivations comprennent des fils souples raccordant des appareils transportables, et que ces derniers n'aient pas un coupe-circuit spécial, le coupe-circuit commun ne pourra être que de 3 ampères jusqu’à i5o volts et de i ampère au-dessus.
- Interrupteurs. — Spécification. — a. Les interrupteurs et commutateurs doivent être construits de telle manière qu’ils ne puissent être que complètement fermés ou ouverts sans pouvoir stationner dans une position intermédiaire. On doit pouvoir se rendre compte facilement si un interrupteur est ouvert ou fermé.
- b. Tous les contacts doivent être à frottement. Les poignées et les couvercles métalliques sont interdits.
- c. L’intensité normale et la tension limite doivent être indiquées sur l’appareil.
- Conditions d’emploi. — a. Tout embranchement principal doit être pourvu d’interrupteurs autant que possible sur chaque pôle, qu’il y ait ou non des interrupteurs spéciaux pour les différents locaux.
- b. Si le fil neutre ou d’équilibre d’un réseau comporte un interrupteur, il doit être solidaire de celui des pôles extrêmes.
- c. Lorsque la tension dépasse 200 volts alternatif ou 400 volts continu, ainsi que dans les locaux très humides quelle que soit la tension, des interrupteurs sur tous les pôles, c’est-à-dire coupant toute communication avec le réseau, sont indispensables aux embranchements principaux ainsi qu’aux appareils récepteurs consommant i kilowatt et plus.
- d. L’emploi d’interrupteurs et de commutateurs n’est toléré dans les locaux renfermant des poussières et duvets facilement inflammables ou des gaz explosibles, que si ces appareils sont d’un modèle spécial ou spécialement protégés en vue de leur mode d’emploi.
- Prises de courant. — a. Il est bon de faire précéder chaque prise de courant d’un interrupteur ; ce dernier ne doit pas manquer lorsque la tension dans la prise de courant dépasse 200 volts ou que celle-ci sert à dériver une puissance supérieure à 3oo watts. Cet interrupteur sera autant que possible à enclenchement avec la fiche.
- b. 11 est recommandable de n’utiliser que des
- systèmes de prises de courant évitant toute traction sur les conducteurs.
- Limitateurs de tension. — a. Les limitateurs de tension sont des appareils destinés à rendre inoffensif le passage accidentel de la haute tension sur des réseaux à basse tension.
- b. Ils devront pouvoir supporter sans fonctionner une tension de 25 p. 100 supérieure à la normale et fonctionner sûrement à 5oo volts pour toutes les tensions inférieures à i5o volts et au double de la normale pour les tensions supérieures.
- c. On devra munir de limitateurs de tension tous les réseaux dont une partie (machines, transformateurs, tableaux ou lignes) sera susceptible d’entrer accidentellement en contact avec de la haute tension, à moins que le réseau à basse tension n’ait déjà normalement un ou plusieurs points mis à la terre.
- Parafoudres. — a. Les parafoudres devront être appropriés à la nature du courant et à la tension de la ligne à protéger. Ils devront rester efficaces après plusieurs décharges successives et ne pas donner lieu à des court-circuits ou à des mises à la terre inopportunes.
- b. L’emplacement des parafoudres est à étudier dans chaque cas ; il sera bon d’en placer au moins à l’entrée et à la sortie des lignes aériennes principales avant tout autre appareil et de les faire suivre d’une self-induction.
- c. Les parafoudres de conducteurs à des potentiels differents auront des lignes et des prises de terre spéciales ou bien si l’on fait usage d’une prise de terre commune les conduites à cette terre comprendront des résistances non inductives.
- (A suivre.)
- AVIS
- Adjudications à Madrid (Espagne). — Moniteur Officiel du Commerce, 18 août 1904. — Il sera procédé, à la Direction générale des postes et télégraphes, à Madrid : i° le 3 septembre 1904, à l’adjudication de la fourniture de 10 tonnes de fil de bronze de 2'mm de diamètre pour lignes télégraphiques et de 70 tonnes de fil de fer galvanisé ; cautionnement provisoire 5 p. 100; 20 le 6 septembre 1904, à l’adjudication de la fourniture de 9000 m de cables télégraphiques avec accessoires, 2 000 ni de câbles téléphoniques, et 11 000 m de câbles de suspension de 7 fils d’acier ; cautionnement provisoire 5p. 100.
- Les cahiers des charges (texte espagnol) relatifs à ces deux adjudications, peuvent être con-
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- Supplément à, L’Éclairage Électrique du 3 Septembre 1904
- CXIX
- suites tous les jours non fériés, de io heures à nal du commerce extérieur, 3, rue Feydeau, à midi et de 2 heures à 5 heures, à l’Office natio- Paris. L. D.
- BIBLIOGRAPHIE
- Il est donné une analyse biblio
- graphique des ouvrages dont deux exemplaires sont envoyés à la Rédaction.
- La transmission électrique de l’énergie dans
- les pays industriels de houille noire, par R.
- Swyngedauw, professeur-adjoint à la Faculté des
- Sciences, chargé de l’enseignement électrotechnique à
- l’Université de Lille. I11-8 de i44 pages, avec 44 figures.
- Prix 5 fr. Voe Ch. Dunod, éditeur, 49, quai des Grands-
- Augustins, Paris, VIe.
- De tous côtés, dans les régions des Alpes, la houille blanche des cascades est convertie en énergie électrique et transmise aux industriels souvent à des prix minimes, incomparablement plus bas que l’énergie mécanique fournie par la machine à vapeur ou le moteur à gaz.
- Est-il possible de réaliser, dans les pays industriels de houille noire, des transmissions électriques d’énergie dans des conditions économiques comparables à celles des pays de houille blanche ?
- Comment et dans quelles conditions peuvent-elles se réaliser ?
- L’importance de ces problèmes ne peut échapper à tous ceux qu’intéresse la vie économique et sociale des régions industrielles de houille noire.
- L’auteur a examiné ces questions dans ce livre, surtout au point de vue économique. La partie électrique, au contraire, a été réduite à sa plus simple expression et ne contient que les notions essentielles sur l’énergie et le courant, pour permettre aux industriels et aux ingénieurs qui ne sont point spécialistes en électricité, de comprendre le fonctionnement d’un transport d’énergie.
- Les deux premières leçons comprennent l’exposé élémentaire des lois qui régissent les échanges d’énergie et les lois fondamentales des courants.
- Dès “la troisième leçon, on trouve l’exposé élémentaire des courants polyphasés et du fonctionnement des moteurs à champ tournant.
- La quatrième leçon développe, avec un grand nombre de documents économiques à l’appui, les avantages généraux et économiques des transmissions électriques sur les transmissions mécaniques et l’étude en détail de la question du prix de revient de l'énergie dans les grandes usines centrales.
- Les trois leçons suivantes abordent les pertes d énergie, les hautes tensions et les accidents et appareils de protection des lignes.
- La huitième aborde, d’une façon originale et neuve, les conditions les plus profitables de la transmission électrique de l’énergie, en général.
- La neuvième donne un devis détaillé d’un transport électrique d’énergie de grande puissance et la comparaison avec le transport du charbon et avec le prix de revient de l’énergie des stations hydroélectriques.
- Une dernière leçon est consacrée à l’examen des conséquences économiques et sociales des transports
- d’énergie par les grandes usines centrales alimentant toute une région industrielle. De nombreuses données économiques complètent ce travail.
- Les nouveaux générateurs de vapeur à niveaux d’eau multiples et indépendants, par J. van Oosterwyck, ingénieur. Brochure in-4 de 32 pages, avec 77 figures. Prix 3 fr. Vve Ch. Dunod, éditeur, 49, quai des Grands-Augustins, Paris, VIe.
- Le travail de M. J. van Oosterwyck étudie les lois et principes de la vaporisation, la formation des bulles de vapeur, la forme et le chemin des bulles de vapeur, les mouvements d’une masse d’eau en ébullition, les causes de ces mouvements, l’influence de la surface libre d’évaporation.
- Les divers types fondamentaux des chaudières actuelles y sont examinés consciencieusement : les chaudières à bouilleurs, les chaudières à foyer intérieur, à tubes Galloway, à tubes de fumée, les chaudières multitubulaires, les tubes Field, les vaporisations apparentes et réelles, les entraînements d’eau, les générateurs à niveaux d’eau multiples et indépendants. L’application rationnelle des principes de la vaporisation vient ensuite. L’auteur examine aussi ce qui se passe dans les générateurs lorsqu’on les alimente, le mode de formation de la vapeur, le chemin parcouru par la vapeur pour arriver au dôme, les avantages de la suppression des joints dans les générateurs de vapeur. La brochure se termine par une étude du chauffage naturel et mécanique et l’examen des causes diverses d’explosion de chaudières avec le moyen de les prévenir.
- La transmission électrique de la force dans les usines et ateliers, par R. Swyngedauw, professeur-adjoint à la Faculté des Sciences de l’Université de Lille. In-8 de 44 pages. Prix 2 fr. Vve Ch. Dunod, éditeur, 49. quai des Grands-Augustins, Paris, VIe.
- L’auteur s’est proposé, dans cet opuscule, d’étudier avec de nombreuses données d’exploitation les avantages généraux et économiques de la transmission électrique de la force, dans les usines et ateliers, sur les transmissions mécaniques.
- L’étude très documentée des conditions économiques de la production de l’énergie fait ressortir la très grande supériorité des transmissions électriques de la force pour de grandes usines centrales d’une puissance de plusieurs dizaines de mille chevaux, distribuant de l’énergie aux usines et ateliers de toute une région industrielle.
- Un chapitre très intéressant étudie les conséquences économiques et sociales de cette transformation. L’ouvrage est complété par de nombreux tableaux et résultats d’exploitation.
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 3 Septembre 1904
- La Pratique des Machines à bois, par Per Sidén, directeur de scierie. Un vol. gr. in-8, de 34o pages, avec 28 ligures. Prix i2,5o fr. Vve Ch. Du-nod, éditeur, 49» quai des Grands-Augustins, Paris, VIe.
- L’ouvrage de M. Per Sidén sur les machines à bois est un des plus complets et des plus précis de ceux publiés jusqu’ici sur la question. Il convient particulièrement aux ouvriers et aux débutants qu’il renseignera de la façon la plus claire et initiera à la pratique des machines servant à travailler le bois et à leurs accessoires. Les praticiens y trouveront aussi une foule de renseignements précieux.
- Le développement de l’industrie du bois, les progrès réalisés dans cet ordre d’idées depuis quelques années,.les derniers perfectionnements du matériel mécanique spécial sont longuement étudiés dans ce livre. Se plaçant sur le terrain de la pratique courante, M. Per Sidén donne tous les détails du maniement et de l’entretien des machines à bois, dont certaines sont si délicates.
- L’auteur, qui est de nationalité Scandinave, a étudié les machines à bois les plus diverses dans plusieurs pays et dans les meilleures maisons, et c’est le résultat de sa grande expérience qu’il livre au public. Son livre, en dehors des machines spéciales dont il s’occupe, donne aussi des renseignements sur les questions essentielles intéressant le conducteur de machines et le chauffeur pour le bon fonctionnement des moteurs à vapeur et générateurs.
- Une étude des machines à bois présentées aux dernières expositions termine cet ouvrage qui rendra un véritable service, non seulement à ceux qui sont chargés de conduire et d’entretenir l’outillage, mais aussi aux constructeurs.
- JD1' J. Frick’s physikalische Technik, par le Dr Otto Lehmann, professeur de physique à l’Ecole technique de Carlsruhe. 2 volumes édités par Frédéric Vieweg et Sohn.
- Ce livre est destiné à servir de manuel pour les conférences expérimentales et pour l’établissement d’appareils de démonstration simples. Le père de l’auteur, J.-X. Lehmann, était un disciple de Frick au lycée de Fribourg et fit étudier en détail à son fils les méthodes et l’enseignement de ce physicien.
- La première partie de l’ouvrage d’Otto Lehmann, dont vient de paraître la édition remaniée et considérablement augmentée, contient la description de l’installation d’un institut de physique et les méthodes à suivre.
- Le premier chapitre a trait à la construction des bâtiments de l’institut.
- Le second chapitre est consacré à la description de la grande salle des conférences, son architecture, les tableaux, le matériel d’expérience, les canalisations d’eau, de gaz, d’air comprimé, d’électricité, les
- électromoteurs et les transmissions, les machines à courant continu, à courant alternatif et à courants triphasés, les installations galvanométriques et électrométriques, téléphoniques et acoustiques, les appareils de projection, l’éclairage, etc.
- Le troisième chapitre contient la description du local où l’on prépare les expériences et de la salle des travaux.
- Le quatrième chapitre traite des locaux affectés au dessin, aux calculs et à l’administration.
- Enfin, le cinquième chapitre décrit les ateliers et locaux destinés à la mécanique, à la chimie et au magasin.
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- De la Législation française sur les brevets d’invention, par Ch. Thirion, ingénieur des Arts et Manufactures, et J. Bonnet, docteur en droit, ingénieur des Arts et Manufactures, tous deux conseils en matière de propriété industrielle. Un volume grand in-8° 3,5o fr. (Société de publications concernant la Propriété industrielle, Berlin et Cie, 56, rue des Francs-Bourgeois, Paris (3e).
- Ce livre est un traité à la fois théorique et pratique de la législation française sur les brevets d’invention dans son état actuel.
- Heureusement servis par leur double qualité de docteur en droit et d’ingénieurs et par l’expérience acquise dans la profession qu’ils exercent, les auteurs, dans une langue claire, sous une forme condensée, et sans renoncer à être aussi complets que les traités plus étendus, exposent, en la commentant, la loi qui régit la matière. Des exemples nombreux, puisés dans l’abondante jurisprudence accumulée depuis soixante ans et choisis soigneusement parmi les plus topiques, les plus simples et les plus faciles à saisir, viennent corroborer et préciser, en les rendant aisément intelligibles, les formules abstraites des textes.
- Cet ouvrage peut être lu avec fruit par les juristes qui veulent s’initier à une branche du droit toujours négligée dans l’enseignement de notre Université. Mais il sera surtout indispensable aux inventeurs, aux industriels et aux commerçants qui ont besoin de connaître les conditions de la protection légale des inventions et qui abordent cette étude sans une préparation juridique.
- Sans doute la lecture de ce livre ne peut suppléer qu’imparfaitement aux avis que les intéressés doivent nécessairement demander à des spécialistes éclairés pour la sûre conduite de leurs affaires; ils trouveront du moins, dans le volume qui leur est présenté, des éléments d’appréciation suffisants pour prendre en connaissance de cause les déterminations qu’ils jugeront convenables, et des arguments assez sérieux pour fortifier leur conviction dans les conjonctures douteuses.
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- L'Éclaira.
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- L'ÉNERGIE
- La reproduction des articles de L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE est interdite
- SOMMAIRE
- Pac^tta
- GUILBERT (C. F.). — Sur la puissance relative des commutatrices........................ * 4oi
- LIAGRE (C.). — Les électrodes auxiliaires dans les accumulateurs au plomb ...................... 406
- PATAUD (H.). — Nouvelles installations électriques de la Compagnie des chemins de fer de l’Ouest
- en gare des Batignolles et dépendances (fin)............................................ 4x3
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIDUE
- Transmission : Détermination de la chute de tension inductive dans les lignes parallèles à courants triphasés (Contribution à l’étude des effets d’induction qui se produisent dans les mesures faites sur les installations triphasés), par Léo Lichtenstein........................................... 42°
- SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- Institution of Electrical Engineers : Le « City and South London Railway ». Résultats pratiques du système à 3 fils appliqué à la traction...................................................................
- 435
- SU PPLÉIWENÎ
- Echos et nouvelles.............................................................................. cxxii
- Littérature des Périodiques........................................................................
- Vient de Paraître :
- L’Électricité dans les Mines en Europe
- Par Emile GUHRINI
- 2e EDITION. — Brochure in-8° de 46 pages, illustrée de 30 Photographies. — 2e EDITION
- I»«IA ; &
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- ÉCHOS ET NOUVELLES
- La centrale a moteurs à gaz de Laar.
- Un exemple remarquable de centrales à moteurs à gaz est fourni par l’usine de la Société anonyme des usines et fonderies « Phoenix, » à Laar, près de Ruhrort. Cette centrale comporte 3 moteurs à gaz Nurnberg i ooo IIP., marchant à ioo tours par minute et couplés directement à des alternateurs triphasés. Elle comporte en outre deux moteurs à simple effet de 800 HP, marchant à 24° tours par minute et entraînant également des alternateurs triphasés. Les moteurs sont alimentés de gaz de hauts fourneaux.
- L’équipement électrique des nouvelles usines de chemin de fer de Queensland, à Ipswich (Australie).
- Les applications industrielles faites depuis quelque temps en Europe ont leur retentissement jusqu’en Australie. C’est ainsi que la compagnie anglaise Westinghouse a récemment achevé à Ipswich, Queensland, l’équipement électrique des nouvelles usines de chemin de fer du gouvernement. La centrale est particulièrement bien conçue. Elle est divisée en deux salles. La salle des machines renferme trois groupes électrogènes de 200 kilowatts composés chacun d’une machine compound à simple effet reliée directement à un alternateur biphasé.
- La salle des chaudières renferme quatre génératrices de vapeur ayant chacune 2 823 pieds carrés de surface de chauffe et capable d’évaporer normalement 7 38o livres d’eau par heure à 1 5o livres de pression. Les chargeurs sont mécaniques. La grille a une surface de 65 pieds carrés. La commande est faite par une machine à vapeur 4,5,; X 4" à simple effet et deux cylindres.
- La tension des alternateurs est de 220 volts avec 60 périodes.
- I/excitatrice consiste en une dynamo de 17,5 kilowatts couplée directement avec une machine a vapeur 8,5/; X 8” faisant 35o tours par minute. Elle sert pour les trois groupes alternatifs.
- La distribution est souterraine et embrasse i4 ateliers couvrant 5 acres.
- E. G.
- Nouvelle machine a vapeur.
- En ce moment où les turbines à vapeur sont a la mode, il est assez remarquable de voir surgir une nouvelle machine à vapeur à piston. Le lait vient pourtant de se produire : la nouvelle machine est du système Lefèvre et comporte 4 cylindres à simple effet placés en croix et dans un même plan normal à l’axe de rotation de l’ar-
- bre. Les 4 pistons correspondants sont attelés directement à un bouton de manivelle unique par des bielles dont les têtes forment des segments assemblés autour de ce bouton par deux colliers. Les axes des 4 cylindres forment entre eux des angles de 90°. Trois cylindres ont le même diamètre. Le cylindre inférieur a un diamètre double. Tous sont pourvus d’un tiroir cylindrique de distribution, auquel le mouvement est communiqué par un excentrique commun assemblé par une oreille et un boulon avec le bras voisin de la manivelle motrice.
- Cette machine permet sans modification de la pression de vapeur ni de la vitesse de rotation, de marcher soit à triple expansion avec introduction unique, soit à double détente et double introduction, soit à double détente encore mais triple introduction, ce qui donne une puissance triple de celle qu’on réalise avec la première marche. Chacune de ces marches est soumise à l’action régulatrice d’une valve équilibrée à papillon, placée sur la conduite de vapeur en avant du régulateur à grande vitesse : celui-ci est commandé par des engrenages coniques et un arbre intermédiaire.
- Pour une puissance de 5o IIP., le nombre de tours est de 675 sans condensation Cette machine peut évidemment rendre de grands services, notamment en automobilisme. E. G.
- Emploi de vapeur surchauffée et de chaudières de rechauffe avec les machines compound de grandes dimensions. Lionel S. Marks.
- Street Railway.
- Cet article est un résumé de 28 essais differents faits sur neuf unités verticales, h grande vitesse, cross compound, à connexion directe avec manivelle surplombante et variant en capacité de 750 à 2 5oo chevaux de force, pour déterminer l’action des machines sous des charges différentes, sous les deux conditions, avec chemise et rechauffe et sans chemise ni réchauffe. Les conclusions de l’auteur sont : enchemiser les cylindres de haute pression n’a guère de valeur lorsqu’on emploie de la vapeur modérément surchauffée (ioo° F.) ;'réchauffer est probablement une source de perte à moins que cela 11e surchauffe la vapeur du receveur d’au moins 3o° Far. et n’est réellement efficace que si cela surchauffe d’environ ioo° Far. ce qui peut produire alors une économie de 6 à 8p. 100 sur la chaleur totale employée par cheval de force indiqué ; enchemiser le cylindre de basse pression semble laisser à désirer lorsque la sur-
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- Compagnie Française pour l’Exploitation des Procédés
- THOMSON-HOUSTON
- CAPITAL : 40 MILLIONS
- Siège social : 10, rue de Londres, PARIS
- TELEPHONE : 158.11 — 158.81 Adresse télégraphique : ELIHU-PARIS
- Traction électrique
- Eclairage électrique Transport de force
- Matériel de Mines
- INTERRUPTEURS A HUILE THOMSON-HOUSTON
- Les interrupteurs a huile Thomson-Houston sont établis en vue des tensions les plus élevées et des charges les plus considérables; leur excellent fonctionnement est aujourd’hui démontré par des milliers d’applications diverses.
- Ils sont de quatre types différents que l’on utilise suivant la nature et l’intensité du courant maximum pour lequel on les emploie :
- Modèle F, forme I, pour charges de 850 à 1 250 kw, triphasées sous une tension inférieure à 3 500 volts.
- Modèle F, forme F, pour charges ne dépassant pas 3 500 kw en triphasé, sous inférieure à 6 500 volts.
- une tension
- Nos interrupteurs peuvent être établis pour être manœuvres de différentes façons :
- 1° Pour être placés directement sur le tableau et manœuvres à la main au moyen d’un levier;
- 2° Pour être placés à distance du tableau et commandés par ceux-ci. Il est alorÿ manœuvré par l’intermédiaire d’un système articulé au moyen d’une poignée placée sur le tableau;
- 3° Pour être commandés automatiquement, comme le montre la figure ci-contre, au moyen d’un déclencheur qui peut être diversement disposé, suivant que l’appareil est monté au dos du tableau ou à distance.
- Modèle F, forme K, pour charges de' 7 000 kw en triphasé, sous une tension inférieure ou égale à 15 000 volts.
- Modèle F, forme H, qui peut être, sur demande, établi pour toutes charges et tensions.
- L’interrupteur forme H, pour installations de très grande puissance, n’est commandé à la main que dans des conditions très rares; il est généralement actionné à distance au moyen d’un courant électrique ou de l’air comprimé.
- Ateliers de Construction, 44, rue des Volontaires, PARIS
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- Hy IV
- Supplément
- m
- n
- cidirctge Electrique
- chauffe est efficace; la vibration en deçà des limites ordinaires de rapport entre le jeu du piston et le diamètre dans les machines de grandes dimensions de même force lorsqu’elles emploient de la vapeur modérément chauffée n’a pas d’effet marqué sur l’économie de la machine.
- Remarques pratiques pour la construction des tramways interurbains, A.-B. Herrick.
- Street Railwciy.
- L’auteur discute les nouveaux problèmes qu’a posés le développement des réseaux urbains en réseaux interurbains. Il croit que le trôlet n’est pas un bon moyen de prendre une forte quantité de courant pour les grandes vitesses et qu’il est possible de beaucoup améliorer le système actuel de troisième rail. Il suggère que les sabots collecteurs soient placés sur le toit des voitures et que le courant soit pris à un troisième rail léger placé sur des supports élevés à une hauteur de a,5o m au-dessus des rails de roulage et assez sur le côté pour prévenir tout danger pour les voyageurs. L’auteur dit aussi que les fils employés sur les voitures interurbaines sont généralement trop petits, car leur grosseur est généralement calculée d’après le courant moyen que prennent les moteurs, et que la plupart des ennuis que l’on éprouve avec les moteurs et les eontrollers sont dus au fait que le voltage sur la ligne près des sous - stations atteint quelquefois 700 ou 780 volts, tandis que l’équipement exige un service de 55o à 65o volts. Après avoir abordé les questions du contrôle par unité multiple, de la distribution des feeders et du danger de placer des courbes au bas de fortes pentes, l’auteur passe aux systèmes des signaux électromagnétiques et déclarent que bien que parfaits en théorie, ils ne fonctionnent pas si bien dans la pratique par la raison que la vitesse a laquelle ces aimants doivent travailler ne donne pas assez de temps pour saturer les armatures, et s’ils sont enroulés pour fonctionner lorsque la voiture va à une certaine vitesse, ils seront brûlés si la même énergie est appliquée lorsqu’il arrive à une voiture de s’arrêter à un point-signal.
- Il suggère que lorsque l’on emploie deux fils de trôlet, isolés chacun l’un de l’autre on peut imaginer un système de coupe-courant de manière à ce que lorsque la voiture prend du courant d’un fil de trôlet, la connexion entre l’autre fil et le feeder soit ouverte, ce qui rendrait impossible les rencontres entre les points de signaux.
- Pratique d’essieux et de rails. Par un ingénieur allemand. Street Railway.
- L’auteur décrit quelques essais remarquables de torsion avec des essieux d’acier crucible et d’acier nickelé pour service de tramways, essais qui démontrent la grande supériorité de l’acier nickelé. L’auteur discute ensuite l’usage de bandes de roues en fer refroidi et en acier nickelé et déclare que les bandes en acier nickelé durent beausoup plus longtemps. On ne peut pas s’en servir cependant sur tous les tramways d’Allemagne, parce que beaucoup d’entre eux emploient encore les rails comparativement tendres faits du premier acier Thomas. L’auteur dit aussi que les rails du service des tramways n’ont pas duré si longtemps qu’on s’y attendait à cause de la difficulté des réparations, du nombre excessif de courbes, de l’usure occasionnée par le patinages des roues, etc.
- Accidents de tramways; leurs causes, leur prévention et leurs règlements. Henry W. Brooks, Jr. Street Railway.
- L’auteur après avoir donné des statistiques sur les accidents de tramways et le pourcentage de leur coût par rapport aux recettes brutes, divise les causes d’accidents en cinq groupes, savoir : défauts dans l’art de l’ingénieur et les projets, équipements défectueux, négligence des employés, négligences contributoires et causes imprévues, telles qu’éboulements, inondations, attentats criminels, etc. Il conseille d’étudier par elle-même chaque classe d’accidents et donne ce qu’il considère être le remède approprié pour chacune. L’article se termine par quelques remarques sur la meilleure manière de donner suite aux réclamations provenant d’accidents.
- LITTÉRATURE DES PÉRIODIQUES
- Méthode pour déterminer en cours d’exploitation la résistance d’isolement de chacun des conducteurs des installations à courant continu à plusieurs fils. Sahulka. Elektrotech-nische Zeitschrift, 26 mai.
- Dans les installations à courant continu à
- plusieurs fils avec conducteur neutrë isolé, la résistance d’isolement totale de l’installation par rapport à la terre peut être déterminée par les méthodes de Frisch ou de Frôlich, ou avec le pont de Wheaststone, mais ce n’est que dans les installations à deux fils qu’il est possible de
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- CXXl
- Supplément à L'Éclairage Électrique du 10 Septembre 1904
- Westinghouse
- Usines
- au
- Havre.
- Compteurs
- Westinghouse
- pour
- Courants alternatifs, monophasés et polyphasés.
- Ces Compteurs sont du type à induction; ils se construisent pour tous voltages, toutes fréquences et toutes puissances. Précision de l’énergie à toutes les charges qu’elles soient non inductives ou inductives.
- Grande sensibilité. Fermeture hermétique. Pertes à vide négligeables.
- Usines
- à
- Sévran.
- Société Anonyme Westinghouse
- (Capital 20.000.000 de francs)
- Boulevard Sadi-Carnot, Le Havre.
- Siège Social : 45, rue de l’Arcade, Paris.
- Paris, 45, rue de l’Arcade.
- Lille, 2, rue du Dragon.
- Lyon, 31, rue Ferrandière. Toulouse, 58, bd de Strasbourg.
- Agences à :
- Usines
- au Havre et à Sévran
- Bordeaux, 9, Cour de Gourgues. Marseille, 43, tue du Paradis. Saint-Etienne, 19, rue Gambetta. Nancy, 20, rue Grandvillè.
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- CXXV1
- Sapplément à L’Éclairage Électrique du 10 Septembre 1904
- connaître les défauts d’isolement de chaque conducteur par rapport k la terre. Dans les installations a plusieurs fils un contrôle de la différence de potentiel entre chacun des conducteurs et la terre ne donne que des indications incertaines sur la résistance d’isolement de chaque fil, et les défauts ne peuvent pas être déterminés avec les méthodes connues. D’ailleurs les mesures ne peuvent pas être effectuées pendant l’exploitation dans des installations étendues, parce qu’il est impossible de faire débrancher tous les compteurs et les appareils d’utilisation.
- La méthode que nous allons décrire permet de mesurer pendant le fonctionnement les défauts d’isolement de chacun des conducteurs d’un système à plusieurs fils ; cette mesure est très intéressante, car elle permet de connaître dans quel état sont les différents fils et quelle est la valeur des pertes de courant. Le principe de la méthode est le suivant : on donne deux valeurs différentes a la différence de potentiel partielle d’une des branches du circuit, et, en même temps, par une modification du défaut d’isolement entre l’un des inducteurs et la terre, on rend nul le potentiel du conducteur neutre de façon qu’il ne passe plus de courant entre lui et la terre, ce que l’on constate avec un galvanomètre. Les deux valeurs auxquelles on porte la différence de potentiel partielle peuvent ne différer que très peu, la mise à la terre d’un conducteur extérieur est ainsi évitée et la mesure peut être effectuée pendant le fonctionnement de l’installation. Dans un système k 3 fils, il suffît de donner k l’une des différences de potentiel partielles deux valeurs différentes ; dans un système k cinq fils toutes les différences de potentiel partielles doivent être modifiées.
- Les méthodes précédentes applicables aux installations k deux fils nécessitent une batterie
- Fig. i.
- auxiliaire et obligent k annuler l’un après l’autre le potentiel des deux inducteurs. Ces méthodes, dans les installations k plusieurs fils, n’indiquent pas le défaut d’isolement des conducteurs individuels, mais seulement le défaut d’isolement de l’installation totale. En outre il
- faut encore employer une batterie auxiliaire et amener l’un après l’autre au potentiel zéro les deux conducteurs extérieurs, ce qui présente de graves défauts.
- Au contraire notre méthode ne nécessite pas de batterie auxiliaire et les potentiels des differents conducteurs sont k peine modifiés.
- Nous allons donner un exemple de cette méthode pour une installation k 3 conducteurs et pour une installation k 5 conducteurs.
- Système à 3 conducteurs. — Dans la figure i les 3 conducteurs sont figurés par des points Lt L2 Ls : V1 V8 V3 représentent les potentiels de ces points par rapport k la terre ; f f2 f3 les résistances des défauts d’isolement des différents conducteurs par rapport k la terre.
- Supposons que Lt soit le conducteur extérieur positif et L3 le conducteur extérieur négatif ; soient e1 = Vi — V2, e2 = V2 — V3 les différences de potentiel partielles. En temps normal celles-ci doivent être égales ; dans ce qui suit nous garderons toujours les notations ei et e2 pour pouvoir appliquer immédiatement les formules au cas où ces différences de potentiel sont inégales, ou bien au cas où l’une d’elles est modifiée. Le galvanomètre représenté dans la figure 1 ainsi que la résistance w± seront provisoirement supposés non branchés.
- La résistance totale d’isolement F de l’installation peut être déterminée par l’une des méthodes connues. Comme on le voit dans le paragraphe relatif au système k 5 conducteurs, on peut, avec l’aide des méthodes et formules connues, déterminer la vraie valeur de F même dans le cas où les différences de potentiel partielles ne sont pas égales. La valeur de F peut donc être obtenue par l’une de ces méthodes ; on a :
- Supposons qu’un galvanomètre G soit intercalé entre le conducteur neutre et la terre, avec une résistance en série tant que le potentiel du conducteur neutre n’est pas voisin de zéro : soit g la résistance du galvanomètre. Lorsque par hasard les défauts d’isolement se produisent de telle façon que le potentiel du conducteur neutre soit égal au potentiel de la terre, c’est-à-dire nul, le courant passant du conducteur extérieur Lj k la terre doit être égal au courant passant de la terre au conducteur extérieur L3. Comme dans ce cas les résistances doivent être entre elles comme la différence de potentiel, on a :
- £l —A —_L • _L
- *2 A fs ' fi
- Lorsque le conducteur neutre a un certain
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- C XXVII
- Supplément à L’Éclairage Électrique du 10 Septembre 1904
- potentiel par rapport à la terre, par exemple un potentiel positif, on peut placer entre le conducteur extérieur qui a un potentiel de même signe par rapport à la terre (L, dans le cas présent) et la terre, une résistance choisie de telle façon que le potentiel du conducteur neutre devienne nul, ce que l’on voit au moyen d’un galvanomètre. Dans ce cas, au lieu de /*, il laut introduire la résistance composée de /) et
- de wv c’est-à-dire remplacer — par l’expres-
- fi
- On a alors l’équation généralisée :
- — — fz
- (*)
- Cette équation se réduit à la précédente au cas où nq = oo , c’est-à-dire lorsqu’aucune résistance auxiliaire n’est intercalée.
- Si maintenant l’on modifie la différence de potentiel partielle entre et L2 et qu’on lui donne la valeur il faut, au lieu de la résistance de compensation nq, choisir une autre résistance w\ pour ramener à zéro la valeur du potentiel de l’inducteur neutre ; on a l’équation :
- e\ ___ i
- ~~ fs
- (3)
- des deux équations nous tirons :
- [
- et, pour la valeur de la résistance du défaut /) :
- ei e'i
- j_ _ <vx (4)
- fi e'i ei
- Par substitution dans les équations 2 et 3 on obtient la valeur de la résistance du défaut/),.
- fs
- (5)
- De l’équation (i) on tire la valeur de la résistance f*.
- fz F fi fz
- (6)
- Si, lors du second essai, lorsque la différence de potentiel partielle entre L, et L2 a été portée à la valeur e\, la différence de potentiel partielle entre L2 et L3 n’avait plus été égale à e2, mais avait pris la valeur e'2, il aurait fallu introduire dans la formule (3) e'2 au lieu de e2 : on aurait obtenu alors pour/) la valeur :
- e^e\ e\e2
- JL— >vi w'i (?)
- fi e'le2 — eie>2
- Les équations 5 et 6 restent les mêmes ; il est inutile que la différence de potentiel partielle e2 reste constante pour que l’on puisse déterminer les résistances des défauts.
- Les formules indiquées sont valables en général lorsqu’une différence de potentiel partielle a été amenée à deux valeurs différentes el e/, mais, pour cela, on suppose que la résistance qui permet d’établir la compensation du potentiel du conducteur neutre est toujours connectée au même conducteur extérieur. Cela évite une connexion et permet de faire très rapidement la mesure. Pour remplir cette condition, il suffit de commencer la mesure lorsque les différences de potentiel ont les valeurs les plus basses, par exemple les valeurs normales
- e2. Si le conducteur neutre est positif par rapport à la terre, la résistance de compensation doit être reliée au conducteur extérieur positif ; lorsqu’on élève la différence de potentiel partielle entre ce conducteur extérieur et le conducteur neutre à la valeur e/, la résistance de compensation reste connectée au conducteur extérieur positif. Si le conducteur neutre avait été primitivement négatif par rapport à la terre, on aurait relié la résistance de compensation au conducteur extérieur négatif et on aurait déterminé en premier la résistance du défaut f3.
- On peut toutefois employer aussi le moyen auxiliaire suivant si l’on veut relier la résistance de compensation à un conducteur extérieur déterminé et augmenter ou diminuer à volonté la différence de potentiel partielle correspondante à ce conducteur sans être obligé de déconnecter et de reconnecter à un autre conducteur la résistance de compensation. Par exemple, si le conducteur neutre est négatif par rapport à la terre à l’état normal et si l’on veut relier à Lx la résistance de compensation et déterminer en premier lieu /), on branche entre le conducteur L3 et la terre une résistance r
- Terre
- Fig. 2.
- (fig. 2) choisie de telle façon que, même pour la plus faible des deux valeurs e/, le conducteur neutre soit positif par rapport à la terre. En désignant comme précédemment par les valeurs de la résistance de compensation correspondantes aux valeurs e, e/, on obtient,
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- CXXVIII
- Supplément à L’Éclairage Électrique du 10 Septembre 1904
- au lieu des équations 2 et 3, les équations :
- De ces deux équations et de l’équation (4) on tire la valeur de f.
- Ji_________e\_
- I w\ (10)
- fi ~ e'l — ei
- La valeur de r disparaît complètement des formules, de sorte qu’il est tout à fait inutile de la connaître.
- On n’a besoin de la valeur de r que si l’on veut déterminer, d’après l’équation 8, la valeur de f9 :
- JL = ( 1 . ____i
- fs C2 \fi wi) r
- (”)
- La valeur de se déduit aussi de la formule 6.
- Cette modification de la méthode permet aussi de déterminer les résistances des défauts
- et fs indépendamment et séparément l’une de l’autre, car, en branchant la résistance r sur l’un des conducteurs extérieurs, on peut à volonté rendre le conducteur neutre positif ou négatif par rapport à la terre, et l’on peut employer ainsi la méthode pour déterminer d’abord puis f2. Cette modification présente encore un autre avantage : les résistances de compensation sont du même ordre de grandeur mais plus grandes que les résistances des défauts. Dans des installations très bien isolées les résistances de compensation devraient avoir des valeurs très élevées. Pour pouvoir, dans tous les cas, opérer avec une boîte de résistance de 5o 000 ohms ou de 100000 ohms, il suffit de brancher, comme cela a été indiqué, une résistance auxiliaire r sur l’un des conducteurs extérieurs, ce qui abaisse la valeur de la résistance de compensation nécessaire.
- La méthode décrite est applicable pour toute installation à 3 fils, que les résistances des défauts soient faibles ou élevées : on se sert toujours du même galvanomètre. La résistance de compensation doit être du même ordre de grandeur que les résistances des défauts d’isolement, ou que la résistance de défaut du conducteur extérieur convenablement modifiée par l’introduction d’une résistance r. Lorsqu’on fait la mesure sur de très grandes installations, la résistance de compensation doit pouvoir laisser passer des courants du même ordre de grandeur, quoiqu’un peu plus faibles, que des courants passant par les défauts d’isolement. Cette
- condition relative à la résistance de compensation est facile à remplir.
- Pour faire la mesure, on peut abaisser et élever de quelques centièmes de la valeur normale la différence de potentiel partielle que l’on modifie, et déduire dans les deux cas des valeurs de la résistance de compensation la résistance du défaut d’isolement, ou bien l’on peut faire la mesure avec la différence de potentiel partielle normale, puis avec une différence de potentiel plus élevée et une autre plus faible. Les chiffres obtenus en prenant la différence de potentiel normale et la plus haute, puis la différence de potentiel normale et la plus basse donnent pour le défaut d’isolement deux valeurs dont on prend la moyenne. Comme, d’une façon générale, la différence de potentiel ne doit pas être trop modifiée, il est bon d’employer la première façon d’opérer.
- D’une manière générale il est rare qu’on recoure à l’emploi d’une résistance auxiliaire. Lorsque, pour la différence de potentiel partielle <?, la résistance de compensation w est reliée à L1 et que, pour la différence de potentiel partielle e/ la résistance de compensation wl devrait être reliée à L3, on a l’équation
- De cette équation et de l’équation (2) 011 tire la valeur de f.
- _£2____£i_
- 1 _ w3 «’j (ia)
- TT” e'i — ei
- Les valeurs de f-6 et de fx se déduisent aussi dans ce cas des équations 5 et 6.
- Pour trouver les courants dérivés des
- conducteurs LjL2L8 par les défauts d’isolement /1/2/3, ^ suffit de mesurer au moyen d’un voltmètre électrostatique les potentiels V1V3 du conducteur extérieur par rapport à la terre ; comme les résistances des défauts sont connues, les courants sont également connus :
- Le courant va du conducteur extérieur positif vers la terre ; le courant i3 va de la terre au conducteur extérieur négatif. Le courant passant du conducteur neutre à la terre est égal à la différence entre les courants il et iH
- Dans la formule les termes ont même signe parce que V3 est négatif.
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- Supplément a L’KcLairage^Electrique du 10 Septembre 1904
- CXX1X
- Exemple. — Dans une installation à 3 fils, les différences de potentiel partielles étaient 123 volts dans les deux branches. En reliant le galvanomètre au conducteur on a vu que ce dernier était positif par rapport à la terre : la résistance de compensation a donc été connectée au conducteur extérieur positif'et à la terre. En abaissant la différence de potentiel partielle à la valeur = ii4 volts, on avait w± = 21 280 ohms; en l’élevant à la valeur e\= i3i volts, = 5o88o ohms. La différence de potentiel partielle est restée invariable pendant l’expérience. Le galvanomètre avait une résistance de 1 000 ohms ; il permettait de déceler une variation de 10 ohms sur la valeur de la résistance de compensation. Tant que le potentiel du conducteur neutre n’était pas à peu près nul, une résistance de quelques milliers d’ohms fut mise en série avec le galvanomètre. Des formules 4 et 5 on tire ;
- 114 i3i
- 1 11 280 5o 880
- T= ^7
- fL = 61x0 ohms
- f3 — 5 120 ohms.
- La résistance d’isolement totale de l’installation, déterminée par la méthode de Frolich, était F = 1 475 ohms.
- En se servant de cette valeur, on trouve d’après l’équation 6 :
- f.2— 3 i3o ohms,
- [A suivre.)
- La mise a la terre du point neutre dans les installations à courants triphasés, considérée au point de vue de la perte de puissance dans le diélectrique des câbles. P. Humann. Eleetro-technische zeitschrift, 5 mai.
- C’est un fait connu depuis longtemps que dans les installations à courants triphasés avec point neutre à la terre il se produit beaucop moins de perturbations dans l’exploitation que dans les installations où le point neutre n’est pas à la terre. Outre la grande sécurité qu’elle donne contre les court-circuits, la mise à la terre du point neutre a encore l’avantage que chaque défaut particulier devient aussitôt visible dans le système tandis, que lorsque le point neutre est isolé, un défaut reste fréquemment ignoré et ne se révèle que lorsqu’il s’en produit un second sur une phase voisine.
- De plus l’installation d’appareils de sécurité contre les surtensions qui peuvent se produire lors des ouvertures ou fermetures brusques de circuits, lors des court-circuits ou lors de fortes
- oscillations de charge est beaucoup plus facile et d’une efficacité beaucoup plus grande que lorsque le point neutre est isolé et que par conséquent les différences de potentiel par rapport à la terre sont indéterminées.
- Mais le point le plus intéressant est la diminution de la perte par hystéréris diélectrique lorsque le point neutre est a la terre.
- Dans les réseaux étendus à câbles alimentés sous haute tension, cette perte est loin d’être aussi faible qu’on l’admet en général : il faut remarquer qu’elle existe en tout temps, que le réseau débite ou ne débite pas de courant.
- Les mesures dont les résultats sont indiqués ci-après sont de nature à éclairer un peu cette question. Le câble essayé était un câble à haute tension à trois âmes de 3 >< 25 mm'2 de section de centre, de 890 m de longueur, isolé par une couche de 6,8 mm de papier imprégné entre conducteurs et entre conducteurs et plomb.
- La bobine de tension du wattmètre était en série avec une résistance non inductive de 60 000 ohms. La fréquence, dans toutes les mesures, était 53 périodes par seconde.
- La constante du wattmètre fut déterminée en introduisant, à la place du câble une résistance non inductive constituée par un certain nombre de lampes à incandescence en série. Lorsqu’on emploie un grand nombre de lampes à incandescence en série sur un courant à haute tension, on observe fréquemment que quelques filaments de carbure entrent en mouvement violent et se brisent : ce phénomène est entièrement évité si l’on entoure l’ampoule de verre d’une feuille d’étain reliée à l’un des pôles de la lampe.
- En tenant compte de toutes les corrections nécessaires, on trouve les valeurs suivantes :
- Soient J l’intensité de courant en ampères ;
- Accumulateurs
- FULMEN
- POUR
- TOUTES APPLICATIONS
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- à CLICIh, 18,quai de.Clichy
- Adresse télégraphique : FU LMEN-CLICHY
- Téléphone : 511.86
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-
-
-
- E la diflérence de potentiel en volts ; W la perte en watts.
- Conducteur î mesuré par rapport aux et 3 et à l’enveloppe. conducteurs 2
- J E W
- 0,243 5 600 24,7
- 0, 282 6 400 29>9
- o,3i8 7 200 4o, 1
- o,353 8 000 5o
- 0,389 8 800 64,9
- o,43 9 600 79>8
- Conducteur 2 mesuré par rapport aux et 3 et à l’enveloppe. conducteurs 1
- 3 E W
- 0,246 5 600 22,7
- 0,275 6 4oo 3o,3
- o,317 7 200 3g>7
- o,35 8 000 5o,3
- o,389 8 800 61,8
- 0,426 9 600 77,2
- Conducteur 3 par rapport aux conducteurs 1 et 2 et à l’enveloppe.
- J E W
- 0,242 5 600 24,7
- 0,281 6 400 3i,9
- 0,3x9 7 200 39,4
- o,353 8 000 53,1
- 0,39 8 800 65,2
- 0,429 9 600 82,1
- Prenons la moyenne des trois mesures qui précèdent et calculons quelques autres valeurs.
- La 4e colonne du tableau suivant donne en Wq les pertes par kilomètre.
- La 5e colonne indique le cosinus de l’angle de décalage entre le courant et la tension; la colonne 6 donne une constante calculée avec les résultats de mesures ; cette constante est déterminée par la relation :
- L - —W~~-
- On a alors, pour la mesure d’un conducteur par rapport aux deux autres et à l’enveloppe de plomb :
- J E W w, cos 0 C
- 0,244 5 600 24 27 0,0176 0,86
- 0,279 6 400 3o,7 34,5 0,0172 0,842
- o,3i8 7 200 39,7 44.6 0,0173 0,86
- o,352 8 000 5i, 1 57,5 0,0181 0,898
- 0,389 8 800 64,0 72,0 0,0187 0,928
- 0,428 9 600 79,7 89,5 0,0194 0,972
- La constance d’isolement d’un conducteur par rapport aux deux autres et à l’enveloppe, mesurée après une minute, était 21 000 megohms par kilomètre et la capacité 0,15 microfarad par kilomètre. »
- La constante moyenne calculée d’après le tableau précédent est
- C 0,893.
- Le tableau suivant rassemble les résultats de mesure de deux conducteurs par rapport au troisième et à l’enveloppe de plomb.
- Conducteurs 1 et 2 par rapport au conducteur 3 et à
- l’enveloppe.
- 3 E W
- 0,383 5 600 38,7
- o,44 ♦ 6 400 5o,7
- o,494 7 200 63,9
- o,551 8 000 8o,5
- 0,607 8 800 101,4
- 0,661 9 600 121,6
- Conducteurs 2 et 3 par rapport au conducteur 1 et à
- l'enveloppe.
- 3 E W
- o,388 5 600 39,2
- 0,443 6 400 5o, 5
- 0,498 7 200 65,6
- o,553 8 000 80,8
- 0,612 8 800 x 02,7
- 0,672 9 600 125,4
- Conducteurs 1 et 3 par rapport au conducteur 2 et à
- l’enveloppe.
- J E W
- 0,387 5 600 39,6
- o,443 6 400 5i ,2
- 0,496 7 200 67,6
- 0,55>4 8 000 83,6
- 0,611 8 800 i°3,7
- 0,67 9 600 12 5,8
- Les valeurs moyennes et les valeurs que l'on en déduit sont nommées dans le tableau suivant:
- J E W cos 0 G
- o,386 5 600 • 39,2 44 0,0181 x, 4
- 0,442 6 400 5o,8 57,1 0,0x79 1,39
- 0,496 7 200 65,7 73,8 0,0184 1,43
- 0,553 8 000 81,6 9G7 0,oi85 i,43
- 0,61 8 800 102,6 115,2 0,0191 1,48
- 0,668 9 600 124,3 i3g,7 0;0I92 i ; 5 2
- La constante moyenne déduite des valeurs de ce tableau est C= i,45.
- La résistance d’isolement par kilomètre était de i5ooo megohms et la capacité de 0,242 microfarad.
- Finalement on mesura les trois conducteurs par rapport a l’enveloppe et l’on trouva la valeur suivante :
- .1 E YV Wx cos 0 C
- 0,446 5 600 45,5 5i, 1 0,0182 i,63
- 0,512 6 400 59 66,3 0,018 1.62
- 0,577 o‘64i 7 200 7 5 84,5 0,0181 x,63
- 8 000 9$ iq6,7 o,oi85 1,66
- 0,707 8 800 118,2 i32,8 0,019 1,72
- o,77ï 9 600 141,3 159,0 0,0191 1,72
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-
-
-
- La constante est en moyenne : C = i,66.
- La constante d’isolement de tous les conducteurs par rapport à l’enveloppe était 12 5oo meg-ohms par kilomètre et la capacité 0,204 micro-larads.
- Les valeurs de la capacité et de la constante sont résumées dans le tableau suivant :
- 1 conducteur par rapport aux deux autres et à l enveloppe
- Capacité.. o,i5
- Constante. o, 8g3
- a conducteurs Les 3 conducteurs par rapport par rapport à l’autre et à à l’enveloppe l’enveloppe
- 0,24a 0,284
- i,45 1,66
- Ces chiffres ne donnent rien à première vue, mais si on multiplie par 6,67 les valeurs de la capacité et par 1,12 les valeurs de la constante on trouve que : les capacités sont dans le rapport 1 à 1,61 à 1,89 et les constantes dans le rapport 1 à 1,62 à 1,86.
- De ce résultat on pourrait conclure que la perte de puissance par hystérésis diélectrique pour une même constitution des matériaux employés comme isolants est proportionnelle aux capacités, à condition qne la tension par millimètre d’épaisseur d’isolant ne soit pas trop considérable.
- Comparons, d’après ces résultats, les pertes
- dans le cas où, pour une exploitation à courants triphasés, le point neutre est à la terre, et dans le cas où une phase est à la terre : ce dernier cas se rencontre facilement en pratique.
- Nous avons les relations suivantes :
- i° Conducteur par rapport aux autres et à l’enveloppe :
- o, 1 0 — A —|— 213
- 20 Deux conducteurs par rapport au troisième et à l’enveloppe :
- 0,242 = 2A -f- 2B
- 3° Les trois conducteurs par rapport h l’enveloppe :
- 0,284 3A
- On déduit .
- de (1) et (2)
- i A = 0, ,o92
- 3) t B = 0 ,029
- de (1) et (
- v' A = 0, .0947
- ( B = 0. ,0277
- de (2) et (3)
- 1 A = 0 >0947
- i b = 0, , 0263
- En moyenne il vient :
- A = 0,0938 B — o,ot8i
- CHEMINS DE FER DU NORD
- TRAINS DE LUXE
- TOUTE L’ANNÉE
- Nord-Express. — Tous les jours entre Paris et Berlin avec continuation une fois par semaine de Berlin sur Varsovie et trois fois par semaine de Berlin sur Saint-Pétersbourg.
- (A l’aller ce train est en correspondance à Liège avec l’Ostende-Vienne).
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- (En correspondance à Brindisi avec le paquebot de la malle de l’Inde).
- Calais-Marseille-Bcmbay-Express. — Une fois par semaine de Londres et Calais pour Marseille (quai de la Joliette) en correspondance avec les paquebots de la Compagnie Péninsulaire et Orientale à destination de l’Egypte et des Indes.
- L’HIVER SEULEMENT
- Calais Méditerranée-Express. — De Londres et Calais pour Nice et Vintimille.
- Train rapide quotidien entre Paris-Nord, Nice et Vintimille composé de voitures de lte classe, lits-salon et slceping-car.
- L’ÉTÉ SEULEMENT
- Engadine-Express. — De Londres et Calais pour Coire, Lucerne et Interlaken.
- CHEMIN DE FEU D’ORLÉANS
- CARTES ÏTABONAEMENTS
- TRIMESTRIELS
- Délivrés pour la saison d*Eté.
- Eu vue de faciliter pendant la saison d’été les relations de Paris avec la Banlieue, la Compagnie d’Orléans délivrera, à partir du 13 juillet, des cartes d’abonnements trimestriels de toutes classes, à prix réduits.
- Le délai extrême de validité de ces cartes expirera le 31 octobre.
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-
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- CXXX1I
- Supplément à L'Éclairage Électrique du TT) Septembre 1904
- Calculons la constante correspondante que nous désignerons par A' et B'.
- i° Lorsqu’un conducteur est mesuré par rapport aux deux autres et à l’enveloppe :
- A' — 0,0938 = o,558
- ’ y o, i5
- 20 Lorsque l’on mesure deux conducteurs par rapport au troisième et à l’enveloppe :
- A' — o, og38 —— — o, 562 v 0,242
- B'='0,0281 ——— =0,168 “• 0,242
- 3° Lorsque l’on mesure les trois conducteurs par rapport à l’enveloppe :
- ,, CO B66 E,
- A' = 0,0938-----— =0,549
- o, 204
- tw o I’66 cr
- B'= 0,0281 -----—- =0,164
- 0,284
- On en tire les valeurs moyennes :
- A' = o,556 B' = o,i65.
- Si par exemple le câble doit être alimenté avec des courants triphasés à 5 000 volts composés, en trouve comme perte de puissance totale :
- a. Avec point neutre à la terre :
- Wsooo = 3A'io-s ^ 2 + 3B'io-«5ooo2
- Wg000 — 0,9 + 12,4 = 26,3 watts par kilomètre,
- b. Lorsqu’une phase est à la terre :
- W'goro = 2A'io-6 5ooo2 -f 3B'io“6 5ooo2
- W'gooo ^ 27H-12 j4 — 4°j 2 watts par kilomètre.
- Une mesure directe de cette perte de puissance avec courants triphasés est incertaine ; le calcul doit donner des résultats très proches de la réalité.
- Si l’on alimente ce câble avec des courants
- triphasés à 10000 volts, on trouve :
- W100oo = 55,8 -f- 49,5 = io5,3 watts par kilomètre.
- W'ioooo= 111 +49*5 = i6o,5. »
- Si l’on veut avoir une signification frappante de ces résultats, on peut calculer les sommes que représentent annuellement ces pertes. Pour 100 km du câble indiqué avec point neutre à la terre et 5 000 volts comme tension d’alimentation, on perd par an 23 o38,8 kilowatts-heure, Avec une phase à la terre, cette perte s’élève à 35 215,2 kilowatts-heure.
- Si l’on suppose une tension d’alimentation de 10000 volts, les chiffres sont beaucoup plus élevés. On voit donc qu’en reliant a la terre le point neutre dans les installations à courants triphasés, non seulement on augmente la sécurité d’exploitation, mais on diminue aussi les pertes de puissance dans le diélectrique.
- B. L.
- Ecole Brêguet.
- C’est le nom de la nouvelle Ecole d’Electri-cité qui vient d’être créée 81, 83, rue Fal-guières, à Paris (XVe). Cette Ecole a pour but de prendre les jeunes gens (internes, demi-pensionnaires ou externes surveillés) dès le début des études scientifiques et de les conduire jusqu’aux connaissances théoriques et pratiques pour faire un bon technicien dans la pratique industrielle. Bien que l’enseignement complet doive durer quatre ans, au bout de deux années il sera possible d’obtenir un diplôme permettant d’affronter plus rapidement certaines carrières industrielles. Les nombreuses relations du Conseil d’administration et du comité de patronage de l’Ecole seront d’ailleurs d’une grande utilité aux bons élèves pour la recherche des situations. Avec la valeur du personnel enseignant, cette Ecole formera certainement d’excellents sujets et il faut espérer qu’elle s’élèvera rapidement en Franee à la réputation des Ecoles similaires de l’étranger.
- A. B.
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-
- Tome XL,
- Samedi 17 Septembre 1904.
- Il* Année. — N» 38
- ique
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Électriques — Mécaniques — Thermiques
- L’ÉNERGIE
- La reproduction des articles de L'ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE est interdite
- SOMMAIRE
- Pag es
- SCHOOP (M.-U.). — Accumulateurs Jungner-Edison...................................................... 44i
- ROSSET (G ). — Une pile étalon pour laboratoires industriels. ...................................... 449
- REYVAL (J.). — La traction à contact superficiel ....................................... 4&3
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- Diagramme et essai de moteurs à courants triphasés, par Hugo Grob.................. 456
- Sur la chute de tension dans les générateurs à courant alternatif, par Behn-Eschenbubg.. 467
- SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- Institution of Electrical Engineers : Traction électrique par courants alternatifs . . . ... . . . ! . 473
- SUPPLÉMENT
- Echos et nouvelles .... Littérature des Périodiques
- Congrès..................
- Note.....................
- CXXXIV
- CXXXVII
- GXXXIX
- CXLII
- VIENT DE PARAITRE
- Éditions de « L’Éclairage Électrique »•
- L’ELECTRICITE EN AGRICULTURE
- Par Émile GUARINI
- Conférence faite à la Société Centrale d’Agriculture de Belgique
- Brochure in-4° de 14 pages. Prix, 1 fr. 25
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- • CXXXIV
- Supplément à L’Eclairage Electrique du 17 Septembre 1904
- ÉCHOS ET NOUVELLES
- La centrale électrique de Rotterdam.
- Parmi les grandes centrales européennes, il en est peu d’aussi dignes d’attention que celle de Rotterdam dans les Pays-Bas, quoiqu’elle soit assez peu connue. Cette centrale destinée à fournir le courant pour l’éclairage de la ville et la commande des nombreuses grues du port est bâtie d’après le système à 5 conducteurs dû â Siemens et Halske.
- La chaufferie comporte deux chaudières tubulaires E. Willmann d’une surface de chauffe de 220 m2 chacune. Elles sont construites pour une pression de i3 kgr par centimètre carré. Une troisième chaudière de 200 m2 de surface de chauffe a été peu après annexée. L’eau est fournie par deux pompes de 4 000 litres de débit par heure actionnées par la machine de condensation.
- La réserve est constituée par une pompe Worthington de 6000 litres de débit par heure. j La salle des machines comporte deux machines Willans de 170 HP à 35o tours par minute.. Chaque machine est pourvue de deux séries de 3 cylindres superposés. Elles sont à simple effet.
- A ces machines sont couplées directement des dynamos de 112 kilowatts sous une tension de 300 à 700 volts.
- 1 Une troisième machine à vapeur de 260 HP est accouplée avec une dynamo de 170 kilowatts.
- Enfin, on a installé récemment deux machines à vapeur Willans respectivement de 260 et 5oo HP effectifs couplées directement à des dynamos a circuit dérivé de 5oo à 700 volts.
- Le tableau de distribution est placé sur une galerie d’où on domine toutes les machines. Il a fallu y tenir compte des conditions spéciales où se trouvent les deux sous-stations dépendant de la centrale principale. La première, dite sous-station A fonctionne, en effet, principalement le soir, l’autre, la sous-station i?, le jour ; l une sert surtout à l’éclairage, l’autre à la force motrice des grues du port.
- La sous-station A est à 1 900 m de la centrale ; elle comporte, outre la batterie et les appareils de mesure et de distribution, deux dynamos doubles servant a régler le courant de charge, ou bien, couplées entre elles, desservant au cas de refus de la batterie, la distribution â 5 fils.
- La sous-station B est identique comme plan. Elle est a 3 100 m de la centrale et sur la rive gauche de la Meuse, tandis que la sous-station A est sur la rive droite. Le nombre de grues desservies est de 20 comportant 46 électromoteurs. Le nombre total de lampes de 16 bougies est de
- i4 4°o, celui des électromoteurs de 141 avec une force totale de 1 543 HP.
- E. G.
- Transformateurs de « The electrical Company, Limited » de Londres.
- Cette compagnie construitdes transformateurs, monophasés et triphasés, de différents types, pour une fréquence de 5o à 75 périodes par seconde, soit 6000 à 9000 alternances par minute. En réduisant la fréquence, on diminue la puissance et, en même temps, on fait décroître le rendement.
- Le refroidissement des enroulements est assuré par l’immersion des bobines dans un bain d’huile ; l’huile employée est de qualité éprouvée ; la chaleur n’en altère pas les propriétés; ce liquide est un excellent isolant. L’huile est formée, en quantité suffisante, pour le montage, en même temps que les autres parties des transformateurs livrés. Il est spécialement recommandé de ne faire usage que du liquide que donne la maison de construction et qui n’a été admis qu’après des essais multiples et soigneux. Le niveau que doit atteindre l’huile dans l’appareil est indiqué sur celui-ci. On s’assure, avant de monter le transformateur que les constituants n’ont pas été atteints par l’humidité ; au besoin, on les dessèche en faisant passer un courant électrique dans les fils des bobines. La caisse et le transformateur doivent être bien propres. Les étuis protecteurs sont hermétiques et permettent même de placer les transformateurs au dehors. L’entretien se borne à la vérification du niveau de l’huile ; on doit veiller à ce que le liquide isolant ne puisse s’écouler par aucune ouverture.
- Tous les appareils sont soumis à des expériences sévères au point de vue de l’isolement ; la vérification se fait avec des voltages de beaucoup supérieurs aux tensions que doivent normalement supporter les transformateurs essayés.
- On distingue les transformateurs à noyau central et ceux dont le fer est à l’extérieur.
- Les transformateurs monophasés du second type ont le noyau formé de bandes d’un fer possédant d’excellentes propriétés magnétiques ; ces bandes sont isolées les unes des autres et maintenues au moyen de crampons et de boulons extérieurs, laissant le noyau intact, et disposées de façon à éviter toute perte d’énergie.
- Les bobines sont enroulées en sections; des cales ménagent des espaces permettant la circu-
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- Supplément à L'Eclairage Electrique du 17 Septembre 1904
- cxxxv
- Compagnie Française pour l’Exploitation des Procédés
- SON-HOUSTON
- CAPITAL : 40 MILLIONS
- Siège social : 10, rue de Londres, PARIS
- TELEPHONE : 158.11 — 158.81 Adresse télégraphique : ELIHU-PARIS
- Traction électrique
- r waKœai^aBmuamafiUMBœœugaeaessaaar^rmMmmua^JnJKaBaiairiiëwmMMMiixsxitiasaaxsiHÊammubasimKm.
- Éclairage électrifgue Transport «le force
- g»iÆ«a«agKoaBBsBW3BCaiaMW3îgtgga»aa3aiMag|ll I1IIWMHII.'>»|'>>|IH ll'H.JHIU 3cca
- Matériel «le Mines
- INTERRUPTEURS A HUILE THOMSON-HOUSTON
- Les interrupteurs à huile Thomson-Houston sont établis en vue des tensions les plus élevées et des charges les plus considérables; leur excellent fonctionnement est aujourd’hui démontré par des milliers d’applications diverses.
- Ils sont de quatre types différents que l’on utilise suivant la nature et l’intensité du courant maximum pour lequel on les emploie :
- Modèle F, forme I, pour charges de 850 à 1 250 kw, triphasées sous une tension inférieure a 3 500 volts.
- Modèle F, forme F, pour charges ne dépassant pas 3 500 kw en triphasé, sous une tension inférieure à 6 500 volts.
- Modèle F, forme K, pour charges de 7 000 kw en triphasé, sous une tension inférieure ou égale à 15 000 volts.
- Modèle F, forme H, qui peut être, sur demande, établi pour toutes charges et tensions.
- Nos interrupteurs peuvent être établis pour être manœuvres de différentes façons :
- 1° Pour être placés directement sur le tableau et manœuvres à la main au moyen d’un levier;
- 2° Pour être placés à distance du tableau et commandés par ceux-ci. 11 est alors manœuvré par l’intermédiaire d’un système articulé au moyen d’une poignée placée sur le tableau;
- 3° Pour être commandés automatiquement, comme le montre la figure ci-contre, au moyen d’un déclencheur qui peut être diversement disposé, suivant que l’appareil est monté au dos du tableau ou à distance.
- L’interrupteur forme II, pour installations de très grande puissance, n’est commandé à la main que dans des conditions très rares; il est généralement actionné à distance au moyen d’un courant électrique ou de l’air comprimé.
- Ateliers de Construction, 44, rue des Volontaires, PARIS
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 17 Septembre 1904
- lation de l’huile, qui sert de réfrigérant ; ce liquide ne nuit pas à l’isolement des conducteurs lequel peut supporter une augmentation considérable de température ; l’échauffe ment ne dépasse pas, après un fonctionnement à pleine charge d’une durée de 24 heures, dans les conditions normales, une quarantaine de degrés C. à la surface de l’huile ; dans les bobines, il est supérieur à ce chiffre de quelques pour cent seulement. D’ailleurs, le transformateur peut subir des surcharges de 60 p. 100 sans qu’il en résulte de dommages, pourvu, bien entendu, que cet état de choses ne soit que temporaire.
- Les extrémités des fils à haute et à basse tension sont montés sur des panneaux terminaux distincts, situés de part et d’autre du transformateur ; les câbles, dont on peut, le cas échéant, augmenter la longueur pour faciliter l’établissement des connexions, sont fixés au moyen de montures de porcelaine.
- Les réservoirs à huile sont parfaitement hermétiques ; pour les appareils de petites dimensions, on les fait en fer fondu ; pour les grands transformateurs, on constitue les récipients Y au moyen de fer ondulé.
- On construit des transformateurs de ce type pour des puissances jusqu’à 5o kilowatts.
- Les transformateurs d'une puissance de 1 kilowatt ont un rendement, à pleine charge, de q3 p. 100 ; leur poids total est de 170 livres anglaises, leur prix de 3y5 fr. Ceux de 5o kilowatts pèsent 2 690 livres, leur prix s’élève à 3o5o fr environ ; le rendement en est beaucoup meilleur; il atteint 97,8 p. 100 en pleine charge.
- Dans les transformateurs monophasés à noyau intérieur, le noyau est la seule partie qui diffère de façon caractéristique de celles du modèle précédent.
- On emploie ces transformateurs pour des puissances supérieures à 5o kilowatts.
- L’accroissement maximum de température, dans le voisinage de la surface de l’huile, est de 45° C. après un fonctionnement de plus de 20 heures.
- Quant aux transformateurs triphasés, ils sont à noyaux centraux. On en distingue différents types, selon les usages auxquels ils sont destinés. Les types courants sont rangés en 4 séries, d’après les puissances et les voltages qu’ils sont susceptibles de donner.
- A part, les différences caractéristiques se rencontrant d’ordinaire entre appareils pour courants monophasés et pour courants triphasés, ces transformateurs ont des dispositions analogues à ceux précédemment décrits, pour ce
- qui concerne les noyaux, carcasses, enroulements, isolants, etc.
- On s’est efforcé d’obtenir le rendement le plus favorable possible et de construire des appareils offrant toutes les garanties voulues au point de vue de la sécurité, pour les charges et tensions auxquelles ils sont destinés.
- i° Transformateurs destinés aux puissances entre 1 et 65 kilowatts.
- Les appareils de 1 à 3 peuvent être employés pour des voltages atteignant 4000 volts ; les autres peuvent avoir des enroulements susceptibles de supporter des tensions de 6 000 volts.
- De 1 jusqu’à 10 kilowatts, le bobinage se fait de façon concentrique ; de 10 jusqu’à 65, on assure toute sécurité en faisant les bobines en plusieurs sections.
- 20 Transformateurs de grande puissance (entre 70 et 5oo kilowatts) et pour des tensions pouvant aller jusqu’à 10000 volts.
- 3° Transformateurs pour voltages faibles ou moyens (jusqu’à 3 000 volts).
- Ils sont identiques au type décrit sous le i° et servent pour des charges de 1 à 52 kilovolts-ampères; les enroulements sont tantôt concentriques, tantôt en sections différentes.
- 4° Transformateurs pour voltages élevés (jusqu’à 10000 volts) et pour des puissances de 5 à 5o kilowatts.
- Dans tous ces transformateurs (i°, 20, 3°, 4°) Réchauffement ne dépasse pas celui qui a été mentionné précédemment.
- Voici quelques renseignements quant au rendement et au poids approximatifs.
- PUISSANCE
- TYPE en kilowatts. RENDEMENT POIDS TOTAL
- i° (ADO) I 92,5 kgr 160
- id 65 97 A —
- 3o (BDO) I 9°,5 9°
- 3° (BDO) 5a 97>2 1 3oo
- 4° (CDO) 5 93,2 425
- id 5o 96,9 1 400
- E. G.
- Pile Mesco.
- Malgré le discrédit où elles sont tombées depuis l’invention des générateurs électriques, les piles continuent à être l’objet de nombreuses recherches. Aussi bien y a-t-il des applications où elles sont presque indispensables. Aujourd’hui c’est une pile américaine, la Mesco, qui vient se recommanderpour sonneries, téléphones, télégraphes, allumoirs, éclairages de courte durée, petits moteurs intermittents, bobines d’induction, allumage des moteurs de motocycles
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 17 Septembre 1904
- CXXXVII
- et automobiles, et en général pour tous les usages n’exigeant pas un courant permanent.
- La pile Mesco, introduite en Europe par M. Helsmoortel, d’Anvers, donne 209 200 joules utilisables par kilogrammes, chiffre assez considérable si on le compare aux chiffres suivants représentant les énergies spécifiques en joules par kilogramme de divers autres éléments :
- Pile Daniell vase poreux en parchemin. . i3oooo
- — Leclanehé à deux plaques agglomérées 35 i3o
- — Tissandier........................ 90 000
- — Renard............................i5oooo
- Accumulateur Planté (spirale)........... r5 000
- — Faure (modèle 1881). . . . 25 000
- — FSV (modèle éclairage 1888). 43 55o
- — FSV (modéleïram Car 1888) 62 790
- — CDB (modèle 1887) .... n3 44o
- — Plomb sulfate zinc (1888) . 33 75o
- — Reynier (1889)..............108 000
- Le service technique des télégraphes à Bruxelles a récemment mis la Mesco à l’essai. Voici les résultats qu’il a obtenus :
- « A. — Circuit ouvert. — Au début de cet essai l’élément accuse une force électro-motrice de 1,4 volt et une résistance intérieure de o,45 ohm.
- « B. — Circuit fermé. — Un élément a été fermé sur une résistance pendant 5 minutes chaque demi-heure. Cet essai a été arrêté au moment où après 1 700 heures la force électro-motrice est tombée à circuit ouvert à 0,8 volt. Courant débité 63 watts-heure (chiffre moyen, l’essai ayant été effectué isolément sur 2 éléments). »
- Les éléments expérimentés sont du type usuel cylindrique hauteur 170 mm, diamètre 67 mm, poids 85o gr, soit environ 7/8 kgr (gaine amovible comprise). Cette charge produit donc 63x3 600= 226800 Joules. Ce qui représente 2Ù9200 joules par kilogramme de batterie sèche Mesco.
- Ce chiffre donne idée de la valeur exacte de cette pile.
- E. G.
- LITTÉRATURE DES PÉRIODIQUES
- Méthode pour déterminer en cours d’exploitation la résistance d'isolement de chacun des conducteurs des installations à courant continu à plusieurs fils. Sahulka. Elektrotech-nische Zeitschrift, 26 mai (suite).
- Système à 5 conducteurs. — Avant de chercher les formules qui, dans ce cas, permettent de trouver les résistances des défauts d’isolement des différents fils, il est nécessaire d’établir au
- a, L,
- VHI rt-hi— V(l V Il —
- if i îfz ; if, I •A
- ït. ; h 1
- *«>2 ’H
- Terre Fig. 3.
- iJS
- ' vr
- ' / U'L'L
- préalable les formules qui donnent les potentiels de chaque conducteur par rapport à la terre lorsque les différences de potentiel partielles sont inégales.
- On aurait pu opérer de même pour le système à 3 fils, mais, dans ce cas, il était possible d’obtenir directement les formules nécessaires. Désignons (fig. 3) par V15 V2, Vs, V4, V8, les potentiels des différents conducteurs, par/j, f, f, ft, f& les résistances que présentent les défauts d’isolement, et par iff3ikL les courants dérivés
- des conducteurs vers la terre : soient e1, et, e3, e,t les différences de potentiel partielles. D’après les lois de Kirchhoff, nous avons les équations suivantes :
- h + h 4" *3 “H h “h h — °-
- hfi *2/2 — ei
- hfi — hfs = ei +
- hh — hh — ei + e2 + e3-
- hfi — hfs ~ ei + ei 4~ ez +
- L’isolement total F de l’installation est déterminé par la formule :
- 1
- Y
- ——I-------U —-
- fi ^ fa ^ U
- Si l’on multiplie par fffff et si l’on substitue dans la première équation les valeurs de i>fr> 4/â’ hfk-> 4/a> 011 obtient la valeur de'q/, qui est égale au potentiel En introduisant cette valeur dans les autres équations et en employant la formule i3, on trouve les valeurs de i2f = Y,,
- 4/3 = V3, i. f = V4, i,-f = ^5 qui sont :
- 1_|. h fa + U
- +-------~jx---J-7 ih)
- V —î | e2 I elJre 3 , e2+e3 + e4~]. 1 / K4
- D-[-y + x + -7r + —%—J f (,0)
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 17 Septembre i904
- iïL±ii_£4 + A + -fï+£i1 ;'-L (l6)
- fi h h f« I F
- ( gj. ~h p2 ~f~ e:>) _ ie2 ~t~ es) _^3 | J J_ / j
- fi U A A JF 1 7'
- (<?i + e2 + e3 + e4) (e2 + e3 + e,t)
- A • A
- <*>
- La loi à laquelle obéissent les expressions de ces valeurs est facile à voir sur les formules. Le numérateur est composé de termes correspondant aux résistances d’isolement des différents conducteurs à l’exception de celui dont on cherche le potentiel : le dénominateur commun est toujours la valeur réciproque de la résistance d’isolement totale. Les différents termes du numérateur sont toujours égaux au produit de la valeur réciproque de la résistance d isolement et de là différence de potentiel entre le conducteur correspondant et le conducteur dont on cherche le potentiel. Les termes relatifs aux résistances d’isolement placés à gauche du conducteur considéré sont négatifs ; les termes relatifs aux résistances d’isolement placés à droite sont positifs.
- D’après les expressions des potentiels, on voit facilement que les formules valables pour les méthodes de Frish ou de Frôlich restent aussi exactes de la même manière lorsque les différences de potentiel partielles sont différentes. Si par exemple, en appliquant la méthode de Frôlich, on intercale un voltmètre de résistance^ entre le conducteur extérieur gauche et la terre, les potentiels varient, parce que, au lieu de la
- valeur , il faut introduire la valeur ( ——|—— ).
- Si, dans la formule de Y1? on désigne, pour plus de simplicité, le numérateur par z, le potentiel que prend le conducteur extérieur après introduction du voltmètre, est donné par la formule :
- V', =
- T +
- Si l’on branche en parallèle avec le voltmètre la résistance uq lé potentiel prend la valeur :
- ^+4 + -^-
- Des deux équations l’on tire pour la résistance d’isolement F la formule connue :
- (I9)
- F (VY-Y'J g La résistance d’isolement totale peut donc être
- déterminée d’une façon exacte au moyen de cette formule même lorsque les différences de potentiel partielles n’ont pas exactement la même valeur, ce qui est rarement le cas.
- Nous allons voir maintenant comment la résistance des défauts d’isolement de chaque conducteur d’un système à 5 fils peut être déterminée pendant l’exploitation.
- Dans ce but on connecte, comme le montre la figure 4, le galvanomètre entre le conducteur du milieu et la terre.
- Pour que l’on puisse déterminer les résistances fl et des conducteurs positifs et L2, il faut que le conducteur du milieu soit positif par rapport à la terre et cela aussi bien lorsque
- Terre
- Fig. 4.
- la différence de potentiel entre les conducteurs LjLa est amenée aux deux valeurs différentes e^e\ que lorsque la différence de potentiel entre les conducteurs L2L3 est amenée aux valeurs e2e'2. Si le conducteur du milieu n’est pas positif par rapport à la terre, on branche, comme le montre la figure 4» entre l’un des conducteurs négatifs et la terre, par exemple entre L4 et la terre, une résistance auxiliaire r choisie de telle façon que le potentiel du conducteur moyen soit positif par rapport à la terre dans les cas indiqués. On n’a pas besoin de connaître la valeur de r car ce terme disparaît des formules. La compensation du potentiel du conducteur moyen peut être effectuée en montant une résistance en parallèle avec les résistances de défaut et /2.
- Pour éviter de refaire les connexions, on peut, aussi bien pour la mesure de que pour la mesure de effectuêr la compensation par une résistance m2 montée en parallèle avec f%.
- On obtient deux valeurs différentes w%w'^ de la résistance de compensation, correspondantes aux deux valeurs eKe\ auxquelles on porte la différence de potentiel entre les conducteurs LtL2. La formule 16 doit être modifiée en introduisant
- au lieu de l’expression --------1--— , au lieu
- t-î r fi ' :
- de -j- la valeur ~
- valeur —|- —------f
- L w
- -1—— , et au lieu de —la 1 r ’ F
- Comme le potentiel du
- conducteur moyen est amené à zéro, le dénominateur disparaît dans la formule et l’on obtient
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- les relations suivantes correspondant aux valeurs e^'\ auxquelles est amenée la différence de potentiel entre les conducteurs L,L„ :
- 1 2
- !îlA4A]+e,,|j:+ÿ]
- h(es + e.O -j- —o.
- 15
- Si, pendant les deux expériences, les différences de potentiel e2e3e4 restent constantes, les termes en ffjfz disparaissent à la soustraction des deux équations et l’on obtient la valeur de :
- Si l’on ramène la différence de potentiel entre L4L2 a la valeur primitive e1, et si l’on amène la différence de potentiel entre L2L3 à la valeur eQ il faut une résistance w"% reliée à L2 pour produire la compensation du potentiel du conducteur neutre. L’équation 16 donne dans ce cas la relation :
- -(*
- +-y i - +~ïk]+e3 (i+v)
- + (*3 + e*) t~°-
- h
- En soustrayant cette équation de la première des deux qui précèdent, on obtient l’équation :
- fi e'i ei fl
- Comme, d’après la formule (20), la valeur de est déjà connue, il est facile de déterminer celle de fl.
- Pour trouver les résistances des défauts on branche la résistance auxiliaire r entre L2 et la terre, ou on lui donne une valeur telle que, aussi bien lorsqu’on amène la différence de potentiel entre Li et L5 aux valeurs e!te'k que lorsqu’on amène la différence de potentiel entre L3 et L4 aux valeurs e.Ae\, le conducteur du milieu soit toujours négatif par rapport à la terre. La résistance de compensation qui était précédemment reliée à L2 est maintenant branchée entre L, et la terre. Soient w,t la valeur de la résistance de compensation correspondante aux valeurs e e de la différence de potentiel, nQ celle de la résistance correspondante aux valeurs eAe'v w"4 celle de la résistance correspondante aux valeurs c'3e4 ; on trouve pour les formules analogues à celles qui donnent pour :
- A
- (a3)
- En employant la formule i3 on obtient encore, si la résistance totale d’isolement de l’installation est connue, la valeur fs de la résistance d’isolement du conducteur neutre.
- Des valeurs des résistances des défauts d’isolement et des potentiels des différents conducteurs par rapport à la terre, on déduit les valeurs des courants de pertes :
- V. . V,
- h=—jr~ h= -J- • • etc-
- CONGRÈS
- Treizième Assemblée générale (Vienne 1904).
- Forme et tension de courant pour chemins de fer d’intérêt local, par M. Pforr, ingénieur en chef de l’Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft, Berlin.
- i° Quelle est la forme du courant la plus favorable à l’exploitation de réseaux de chemins de fer d’intérêt local, dont l’étendue ne permet pas une alimentation économique et rationnelle par une usine unique à courant continu ?
- a. Au point de vue du coût de transport de l’énergie ?
- h. Au point de vue de l’équipement électrique des lignes et des appareils de prise de courant?
- c. Au point de vue des moteurs des voitures ?
- d. Au point de vue de l’influence sur les installations étrangères voisines ?
- 20 Quelle limite de tension convient-il d’admettre :
- a. Dans les circuits aériens?
- b. Dans les circuits des voitures ?
- Lorsque l’on procède à l’étude d’une ligne de
- chemin de fer, deux points doivent être, en général, pris en considération : la réalisation d’un service approprié et les frais d’exploitation.
- Les conditions que doit réaliser une bonne exploitation sont connues : transports plus ou moins importants, avec pertes de temps réduites à un minimum ; ponctualité dans l’horaire et pour les voyageurs, commodité pendant le voyage. Ces conditions peuvent être réalisées que l’on fasse usage, soit de la traction par locomotives à vapeur, soit de la traction électrique employée communément jusqu’à ce jour, c’est-à-dire de la traction électrique à courant continu à la tension de 5oo volts avec adduction du courant au-dessus ou à côté de la voie.
- Ces deux systèmes de traction ne sont cependant guère parfaits : la traction à vapeur, en effet, rend difficile un transport économique par
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 17 Septembre 1904
- petites masses ; d’un autre côté, la traction électrique, telle qu’elle est employée aujourd’hui, ne permet pas un transport économique de masses importantes à de grandes distances. De plus, la traction à vapeur présente l’inconvénient de ne pas donner au voyageur toute la commodité désirable par suite des ennuis que lui cause la fumée de la locomotive et le mauvais éclairage des voitures. Sous ce dernier point de vue, la traction électrique est parfaite.
- On a cherché à remédier, pour ces deux systèmes de traction, aux inconvénients signalés. On a notamment repris l’ancienne automotrice à vapeur, on l’a perfectionnée et on a mis à l’essai un service par voitures isolées. Les électriciens, de leur côté, ont essayé de résoudre le problème par l’emploi de voitures à accumulateurs, mais les essais auxquels il fut procédé n’ont conduit jusqu’ici à aucun résultat bien positif.
- Le peu de succès de ces essais résulte de ce que l’on n’est pas encore parvenu à construire sous de petites dimensions un générateur et un moteur à vapeur d’un rendement suffisamment économique ; d’un autre côté, de ce que les accumulateurs ne sont guère appropriés pour remorquer des poids lourds et qu’ils réclament d’autre part un entretien trop minutieux.
- Une nouvelle voie devait être suivie : les électriciens y sont entrés depuis peu d’une façon très énergique.
- La caractéristique principale de la traction électrique réside dans le fait que l’énergie nécessitée pour la propulsion des véhicules n’est pas engendrée dans la voiture même, mais dans des machines fixes. Une ligne qui ne justifierait pas cette façon d’engendrer l’énergie, ne peut être convenablement exploitée à l’électricité ; tel serait, par exemple, le cas d’une voiture isolée ou d’un nombre réduit de voitures circulant sur une longue ligne. Une économie ne peut être réalisée par le fait de la centralisation de la production de l’énergie que si l’on peut compter sur une importante consommation ; dans ce cas, en effet, on pourra établir de grandes unités travaillant économiquement et ne réclamant pour leur service qu’un personnel peu important ; cette économie sera d’autant plus grande que le nombre de voitures reliées sans trop grands frais à l’usine génératrice sera élevé.
- O
- Les lignes d’intérêt local rendent parfois la réalisation de cette condition difficile à l’électricien ; en effet, ces lignes sont en général très étendues et leur trafic est beaucoup moins important que celui des tramways ; aussi est-il souvent nécessaire d’envoyer le courant à de grandes distances avant que l’on puisse alimenter simultanément un nombre suffisant de voitures par
- la station génératrice. La solution de ce problème n’est guère possible, si l’on fait usage du courant continu à la tension communément employée de 5oo volts : la dépense qu’occasionnerait l’installation des feeders serait par trop importante et, quoiqu’il en soit, on ne pourrait éviter une perte importante de l’énergie produite.
- Si l’on comprend par équipement d’adduction du courant, l’équipement proprement dit *de la ligne, les feeders, les conducteurs de retour et, le cas échéant, les.sous-stations, les survolteurs et les batteries-tampons, on peut admettre que, pour les frais d’établissement d’une ligne de tramway électrique ordinaire, la dépense occasionnée par l’équipement d’adduction représente de 20 à 3o p. ioo de la totalité des installations électriques, c’est-à-dire y compris l’usine de force et le matériel roulant. Dans certaines circonstances, cette dépense pourrait être trois ou quatre fois plus élevée s’il s’agissait d’une ligne vicinale établie pour le courant continu à 5oo volts. Ceci explique suffisamment comment il se fait que la traction électrique n’a encore guère eu de progrès à enregistrer pour l’exploitation des lignes vicinales.
- La façon de remédier à cet inconvénient est caractérisée par la nature même du problème à résoudre. Une installation d’adduction du courant sera d’autant moins coûteuse que l’intensité de courant à transporter sera plus réduite. Or, comme tout travail peut, en faisant varier la tension, être transporté soit sous une grande intensité, soit sous une petite intensité, il suffira d’augmenter la tension du courant pour obtenir une installation moins coûteuse. On a déjà cherché à augmenter la tension dans les installations où la tension communément employée ne permettait cependant plus d’arriver à une exploitation économique ; la tension a été portée à 65o volts, sans qu’il fut pour cela nécessaire d’apporter de grands changements à l’équipement électrique.
- Ce n’est cependant qu’en augmentant considérablement la tension, que l’on peut prétendre résoudre le problème d’une façon avantageuse. Avant d’exposer les nouveaux modes de traction aujourd’hui à l’essai, nous croyons bien faire d’étudier ce point d’une façon plus approfondie.
- Lorsqu’il s’agit de transporter une quantité d’énergie déterminée, la section des conducteurs et la perte de travail étant données, les distances auxquelles cette quantité d’énergie peut être transportée, augmente avec le carré de la tension. Par contre, si l’on détermine à l’avance non plus la section des conducteurs, mais bien le poids du cuivre des conducteurs, les
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- distances augmentent plus qu’en rapport direct de la tension. Les conditions ne sont naturellement pas aussi simples quand il s’agit d’une ligne de chemin de fer électrique, mais nous n’en voyons pas moins quelle est l’influence que peut avoir une augmentation dans la tension du courant. Pour une même dépense de cuivre, l’on pourra donc doubler dans toutes les directions la zone d’action d’une usine génératrice en doublant la tension du courant utilisé.
- Mais les dépenses nécessitées par l’équipement d’adduction ne résident pas seulement dans le prix du cuivre mis en œuvre : celui-ci, en effet, ne représente qu’un tiers ou même un quart des dépenses totales ; la plus grande partie des dépenses doit être attribuée aux poteaux et au matériel isolant ; or, cette quotité augmente d’une façon proportionnelle à la longueur de la ligne. Pratiquement donc une tension double ne permet pas un transport de force à une distance double ; cette distance est en réalité beaucoup moindre.
- D’un autre côté, les lignes d’intérêt local se différencient des tramways urbains, non seulement par les distances plus grandes, mais aussi par la quantité d’énergie beaucoup plus importante nécessitée par la traction de trains considérablement plus lourds. Supposant le cas le plus simple, celui d’un train isolé roulant sur la ligne, on verra que pour la même quantité de cuivre, la distance limite à laquelle le transport de la force peut être efficacement opéré, diminue d’autant plus que l’intensité du courant nécessitée augmentera.
- Il résulte donc de ces quelques considérations que pour les lignes de chemins de fer d’intérêt local, il est nécessaire de faire usage d’une tension beaucoup plus élevée, si l’on désire obtenir pour ces exploitations des résultats aussi économiques que dans le cas de tramways urbains. Aussi trouvons-nous que toutes les lignes d’intérêt local, pour autant qu’elles ne présentent pas un caractère analogue à celui des tramways, sont établies pour un transport de force à haute tension ; nous citerons notamment les nombreuses exploitations interurbaines de l’Amérique.
- Aussi longtemps que l’équipement électrique des voitures n’était possible que moyennant le moteur à courant continu à ooo volts, il était nécessaire de transformer le courant à haute tension en courant continu à 5oo volts, ce qui naturellement nécessitait un supplément de dépense énorme, tout aussi bien dans l’installation que dans l’exploitation. A cet état de choses venait s’ajouter la particularité qu’il n’est pratiquement possible de diminuer la tension du
- courant continu, qu’en faisant usage d’un groupe moteur générateur d’où, non seulement pertes importantes d’énergie, mais supplément de surveillance et d’entretien.
- La transformation de la tension du courant alternatif se fait, comme on sait, beaucoup plus simplement : il suffit en effet de deux enroulements fixes pour obtenir une augmentation ou une diminution de la tension ; aucune surveillance n’est ici nécessaire et, en outre, les pertes de force sont très réduites. Le courant alternatif paraissait donc la forme de courant la plus appropriée pour le transport de la force.
- Aussi a-t-on cherché depuis longtemps déjà à utiliser le moteur à courant alternatif comme moteur de traction. Nous irions certes trop loin, s’il nous fallait ici examiner tous les types de moteurs à courant alternatif; qu’il nous suffise de considérer d’une façon générale les moteurs à courant monophasé et les moteurs à courant polyphasé.
- Le courant alternatif monophasé n’exige que deux fils conducteurs ; le courant polyphasé, par contre, en réclame plusieurs, suivant le nombre des phases des moteurs. Parmi les courants polyphasés, c’est le courant triphasé, dit aussi à champ tournant, qui réclame le moins de conducteurs, soit trois conducteurs ; le courant passe alternativement ici dans l’un des conducteurs pour retourner par les deux autres ; il se produit de la sorte un véritable champ tournant.
- C’est naturellement au moteur nécessitant le moins de fils conducteurs que la préférence devra être accordée au point de vue de l’application à la traction. Jusque dans ces dernières années, l’on ne connaissait aucun moteur monophasé capable de démarrer en charge ; le démarrage en charge n’était possible qu’avec un moteur triphasé. Ce qui précède explique comment il se fait que les premiers essais de traction auxquels il fut procédé par les courants alternatifs à haute tension, furent des essais de courant triphasé, tels le chemin de fer de Burgdorf à Thun, le chemin de fer de la Yalteline, les essais du chemin de fer à grande vitesse à Zos-sen.
- Ce n’est que tout récemment seulement qu’il a pu être construit un moteur à courant monophasé pouvant être utilisé dans le service de la traction : ce moteur est aujourd’hui utilisé sur la ligne des chemins de fer de la Prusse, de Niederschôneweide à Spindlersfeld, ouverte à l’exploitation depuis le 4 juillet de cette année, et sur la ligne de la vallée de la Stubai, ligne inaugurée récemment.
- L’industrie des transports sur les lignes d’in-
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- térêt local se trouve aujourd’hui devant une phase d’applications toute nouvelle, et nombreux sont déjà les essais auxquels il a été procédé dans cette voie ; mais en même temps, on cherchait à perfectionner la traction à courant continu en la rendant susceptible d’être alimentée à haute tension. Parmi ces derniers essais, nous citerons la ligne de Saint-Georges-de-Ca-miers - La Mure, établie par Thury en courant continu pour une tension de 2 4°° volts. Le principe du système de traction utilisé sur cette ligne consiste simplement à la mise en série de quatre moteurs à 600 volts. Mais, comme une interruption dans ce courant à haute tension, interruption nécessitée par le réglage des vitesses, pouvait présenter un certain danger, Thurv dut se résoudre à abandonner le retour du courant par le rail et à établir un fil aérien spécial. Il lui était ainsi possible d’établir une relation entre les deux moteurs moyens et la terre, et, de cette façon, de diviser la tension de 2 4oo volts ; il n’y avait donc, par rapport à la terre, que deux tensions de 1 200 volts, dont l’une était positive dans un conducteur et négative dans l’autre. Cette tension était interrompue moyennant des interrupteurs à huile.
- Voyons maintenant quelle est, au point de vue de la traction électrique sur les lignes d’intérêt local, la valeur des nouveaux systèmes mis à l’essai.
- Comme la réalisation pratique de tous ces nouveaux systèmes date déjà de quelque temps, sans que rien de défavorable se soit fait jour à leur égard, il nous suffira de comparer ces différents systèmes au point de vue économique seulement. Cependant, comme les réseaux de chemins de fer d’intérêt local présentent entre eux de très grandes différences, tant au point de vue de leur étendue qu’au point de vue de leur caractère, il ne nous sera pas possible de chiffrer notre étude ; aussi, nous bornerons-nous à montrer d’une façon toute générale quels sont les avantages et les inconvénients de ces différents systèmes.
- Comme nous l’avons vu, la traction électrique sur les lignes d’intérêt local réclame une tension beaucoup plus élevée que dans le cas de lignes de tramways.
- Le courant triphasé et le courant monophasé permettent d’établir l’usine génératrice pour n’importe quelle tension ; d’autre part, pour transformer le courant à haute tension et le rendre propre à être amené à l’équipement des voitures, il n’est pas nécessaire d’établir des installations spéciales coûteuses et réclamant une surveillance active, ce qui n’est pas le cas pour le courant continu ; on est donc en droit
- d’envisager ces deux systèmes de traction comme étant, d’une façon générale, les plus économiques.
- Nous croyons bien faire en comparant d’abord entre eux ces deux systèmes avant de porter notre comparaison sur le système de courant continu à haute tension.
- (A suivre).
- NOTE
- Instructions sur le montage des installations électriques jusqu’à 600 volts (suite et fin).
- Récepteurs. — Lampes à incandescence et douilles. — a. Dans les douilles des lampes à incandescence les parties conduisant le courant doivent être montées sur des supports isolants, incombustibles et inaltérables à la chaleur ; l’é-bonite et les produits en bois comprimé ne peuvent donc pas servir.
- û. Les parties conduisant le courant seront protégées contre tout contact extérieur par des enveloppes qui, ainsi que les clefs des douilles à clef, seront bien isolées des parties conductrices. Les douilles à baïonnette doivent être cloisonnées au-dessus de ido volts.
- c. Dans les locaux où il peut se produire une explosion par inflammation de gaz, poussières ou de fibres, les lampes à incandescence doivent être munies de globes hermétiques recouvrant aussi les douilles ; les lampes à incandescence à air libre (Nernst) ne peuvent y être tolérées. Dans les locaux contenant des matières inflammables ces dernières lampes doivent être munies d’un dispositif empêchant la chute de particules incandescentes.
- d. Les lampes à incandescence qui pourraient venir à toucher des matières inflammables doivent être pourvues de globes ou de treillis protecteurs, rendant impossible le contact immédiat des lampes avec ces matières. Les globes et tulipes en celluloïd ou autres matières facilement inflammables sont interdits.
- e. Dans les locaux humides et mouillés on ne doit pas employer de douilles à clef. Dans les locaux mouillés ainsi que dans ceux où il peut se dégager des vapeurs, les douilles doivent être en porcelaine ou matière similaire non hygros-copique et les lampes et douilles recouvertes de globes hermétiques.
- Lampes à arc. — a. Les lampes à arc ne doivent pas être employées sans être munies d’un dispositif empêchant la chute de particules incandescentes.
- b. Dans tous les locaux contenant des matières facilement inflammables le globe simple n’est plus suffisant et il faut :
- Soit 2 globes (arc en vase clos) ;
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- siïïBBinras
- V XL III
- Soit i globe et un cendrier ;
- Soit un abat-jour métallique renversé (arc renversé).
- c. Dans les locaux contenant des poussières ou duvets facilement inflammables, les arcs a feu nu ne peuvent être tolérés, c’est-à-dire que les arcs semi-directs ou renversés doivent être couverts.
- d. Dans les locaux où des explosions par inflammation de gaz ou de poussières sont à craindre, ainsi qu’à proximité de ces locaux, l’emploi des lampes à arc est complètement interdit.
- Appareillage. — a. Pour faire l’équipement des appareils d’éclairage (lustres), on ne devra faire usage que de fil à isolation forte ou très lorte, à moins que les appareils d’éclairage ne soient eux-mêmes isolés, auquel cas on pourra employer jusqu’à i5o volts des fils à isolation moyenne.
- b. Si les fils doivent être passés à l’intérieur des appareils, lés ouvertures et les canaux destinés à les recevoir devront être suffisamment larges et dépourvus d’arêtes vives de manière à ne pas endommager l’isolant pendant le montage.
- c. Lorsque les fils sont fixés extérieurement, ils doivent être attachés de manière à ne pas
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- Arrivées j London-Bridge . .
- , a. v Victoria..............
- Londres ;
- DéParts ) London-Bridge. . .
- r i \ Victoria . . . .
- Londres ;
- Arrivées à Paris-Saint-Lazare.
- 10 h. 20 m. 9 11. S.
- 7 li. s. 7 h. 40 ni.
- 7 h. s. 7 h. 50 ni.
- 10 li. m. 9 h. s.
- 10 h. m. 8 h. 50 s.
- 6 h. 40 s. 7 h. 15 m.
- Les trains du service de jour entre Paris et Dieppe et vice-versa comportent des voitures de lre et de 2e classes à couloir avec water-closets et toilette ainsi qu'un wagon-restaurant ; ceux du service de nuit comportent des voitures à couloir des trois classes avec water-closets et toilette. La voiture de lre classe àcou-loir des trains de nuit comporte des compartiments à couchettes (supplément de 5 fr. par place. Les couchettes peuvent être retenues à l’avance aux gares de Paris et de Dieppe moyennant une surtaxe de 1 fr. parcouchette.
- La Compagnie de l’Ouest envoie franco, sur demande affranchie, un bulletin spécial du service de Paris à Londres.
- pouvoir se déplacer et à ne pas être détériorés par les ligatures ou par l’usage.
- d. Les globes protecteurs des lampes à incandescence et à arc doivent être disposés de manière à empêcher l’entrée et l’accumulation de l’eau.
- e. On ne peut tolérer l’utilisation des conducteurs pour la suspension des lampes que si le poids total de la lampe et de l’abat-jour est inférieur à 5oo gr. Les points de raccordements et de ligatures ne doivent en général avoir à supporter aucune traction ni au point de suspension ni à la douille. Dans le cas d’un fil porteur ce dernier doit être plus court que les conducteurs et les décharger. Il est interdit d’employer comme fils porteurs de petits câbles en fer ou acier retordus avec les conducteurs.
- f. Les lanternes des lampes à arc doivent toujours être isolées à leur point de suspension.
- g. Pour des tensions supérieures à 200 volts alternatif et 4oo volts continu les appareils d’éclairage pourront être isolés s’ils ne peuvent être desservis que par des personnes isolées de terre (plancher en bois). Au contraire ils devront être mis à la terre dans les autres cas et en particulier dans les locaux humides et à l’extérieur lorsqu’ils sont accessibles.
- A moins d’être installés dans des locaux très secs et très isolants les treuils des lampes à arc devront toujours être mis à la terre au-dessus des tensions précitées.
- h. On doit éviter autant que possible de faire servir les mêmes appareils au ^az et à l’électricité. Si les appareils mixtes sont inévitables, ils devront remplir les conditions suivantes :
- iü La résistance d’isolement entre la masse de l’appareil et la conduite de gaz sera d’au moins 5oo 000 ohms.
- 2° Les douilles des lampes à incandescence seront elles-mêmes isolées de l’appareil.
- 3° Les fils seront placés de telle façon qu’ils ne puissent être endommagés par la chaleur du gaz.
- Rhéostats et bobines de self-induction. —
- a. Les matériaux employés à la construction, à la protection et à la pose des rhéostats et appareils de chauffage doivent être incombustibles et inaltérables à la chaleur.
- b. Les rhéostats et bobines de self-induction dont l’échauffement peut dépasser 3o° C doivent être établis de manière qu’il ne puisse y avoir de contact des parties chaudes avec des matériaux inflammables ; l’échauffement des parties voisines combustibles ne doit pas être supérieur à 5o° C.
- c. Ces appareils devront toujours être suffisamment ventilés pour éviter un échauffement
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- anormal. Quand ces appareils seront montés contre un mur ou une cloison non incombustible ils devront toujours être écartés d’au moins io cm de la paroi.
- d. L’emploi de rhéostats n’est toléré dans les locaux renfermant des poussières et des duvets facilement inflammables ou des gaz explosibles que si ces appareils sont d’un modèle spécial ou spécialement protégés en vue de leur mode d’emploi.
- e. Les rhéostats à refroidissement d’huile devront être écartés de tous matériaux combustibles et placés de façon que dans le cas de débordement et d’inflammation l’huile enflammée ne puissent s’épandre.
- Moteurs. — a. L’installation des moteurs doit remplir les conditions des paragraphes i et 2.
- b. Ils seront en général munis d’interrupteurs sur tous les pôles, le rhéostat de démarrage pouvant faire office d’interrupteur. Si la tension dépasse 200 volts alternatif et 4oo volts continu, cette condition est obligatoire et doit être observée de telle façon qu’une fois le courant coupé aucune partie du moteur ne soit plus sous tension.
- c. Si les moteurs sont protégés par des coupe-circuits spéciaux, ces coupe-circuits devront se trouver après les interrupteurs à moins qu’il ne soit possible de remplacer les fusibles sans toucher à un conducteur sous tension.
- Isolement de l’installation. — a. Toute partie d’une installation pouvant être séparée de l’ensemble par la manœuvre d’un interrupteur ou l’enlèvement d’un fusible, devra présenter, tant par rapport à la terre qu’entre deux conducteurs de polarités ou de phases différentes, une résistance d’isolement, exprimée en ohms, au moins égale à
- E
- 20 OOO y ,
- E étant la tension de régime en volts, et I le courant normal en ampères circulant dans la partie considérée.
- Cependant un seul récepteur ne pourra jamais compter pour plus de 20 ampères.
- b. Les parties d’une installation qui se trouvent dans des locaux mouillés (brasseries, teintureries, etc.) devront au moins avoir un isolement 10 fois moindre que celui indiqué par la formule précédente.
- c. Lorsqu’il s’agit d’installations neuves, il faut mesurer non seulement l’isolement des conducteurs par rapport à la terre, mais aussi l’isolement entre eux des conducteurs de potentiel différent ; la mesure doit se faire : l’appareillage et les fusibles mis en place, les interrupteurs étant fermés. Dans ces conditions, les résistances d’isolement doivent satisfaire à la formule ci-dessus.
- d. Les lignes aériennes devront présenter une résistance d’isolement, exprimée en ohms, au moins égale à
- 10 000 E
- par kilomètre de ligne simple.
- e. Toutes les mesures d’isolement doivent être effectuées de préférence à la tension de marche. Cependant la tension d’essai pourra atteindre le double de la tension sans jamais le dépasser.
- Affiches. — a. Dans toutes les installations industrielles dont la tension dépasse 200 volts alternatif et 4oo volts continu, ainsi que dans les locaux industriels très mouillés, on mettra aux endroits appropriés des tableaux en caractères bien visibles, avertissant qu’il est dangereux de toucher aux conducteurs et appareils électriques.
- b. De même on affichera des instructions sur le mode de traitement des personnes foudroyées par le courant électrique.
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- Tome XL.
- Samedi 24 Septembre 1904.
- Il* Année. — N* 39
- REVUE HEBDOMADAIRE DES TRANSFORMATIONS
- Éleetriques — Mécaniques — Thermiques
- L’ÉNERGIE
- La reproduction des articles de L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE est interdite
- SOMMAIRE
- Pages
- REYVAL (J.). — Progrès récents idéalisés dans les moteurs-série à courants alternatifs monophasés. 48i BREYDEL. (A.). —L’énergie radio-active ........................................................ 492
- REVUE INDUSTRIELLE ET SCIENTIFIQUE
- Génération et Transformation : Diagramme et essai de moteurs à courants triphasés (suite), par Hugo Gkob. 498
- Eclairage : La lampe à vapeur de mercure Bastian................................... 5og
- Traction : Système de chemin de fer électropneumatique de Sahulka............................ 5og
- Trains à unités multiples Westinghouse................................................... 5io
- , SOCIÉTÉS SAVANTES ET TECHNIQUES
- Choix de la vitesse des moteurs à courants continu ou alternatifs, suivant la nature du courant adopté. . . . 5i4
- TABLES DU TOME XL (SUPPLÉMENT COMPRIS)
- Table méthodique des matières . . . .................................................... 019
- Table des noms d’auteurs................................................................ 525
- SUPPLÉMENT
- Echos et nouvelles.
- CXLVI
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- CXLVI
- Supplément à L'Éclairage Électrique du 24 Septembre 1904
- ÉCHOS ET NOUVELLES
- THÉORIES ET GÉNÉRALITÉS
- Fixation de l’azote de l’air. Electrical World, t. XLIII, p. 369.
- L’intérêt qui s’attache à l'entreprise de MM. Bradley et Lavejoy, au Niagara, a suscité de nombreuses tentatives dans cette voie.
- MM. von Kowalski et Moscicki, de Fribourg (Suisse) ont fait breveter un système de fixation de l’azote dont les résultats paraissent assez concluants. Leur appareil se compose d’un transformateur, au secondaire duquel sont branchés en dérivation une bobine de self-induction principale, puis un certain nombre de self-inductions disposées en groupe, chacune étant en série avec une capacité et un excitateur. Ce dernier laisse passer un arc qui accomplit l’absorption de l’azote en donnant des composés nitriques. Ces expérimentateurs employaient une tension de 5oooo volts dans le secondaire du transformateur ; dans les excitateurs la fréquence de la décharge était de 6 000 périodes environ par seconde, pour 5o périodes dans le primaire. Dans les dérivations de travail le courant est de o,o5 ampère ; le rendement est de 35 gr d’acide nitrique par cheval-heure. On a trouvé que la fréquence dans les circuits de travail doit être comprise entre 6000 et 10000 périodes. Ce résultat s’obtient en constituant ces circuits par une self-induction en série avec une capacité convenable; un certain nombre de tels circuits sont réunis sur une self-induction unique qui a pour objet d’empêcher la propagation des courants oscillatoires en dehors des circuits de travail. La grande self-induction placée en parallèle sur le secondaire du transformateur avec les divers groupes a pour objet d’éliminer la composante déwattée dans le circuit secondaire.
- P.-L. C.
- Sur la théorie de la polarisation galvanique et la conduction unipolaire. U. Grassi. Gazz. Chim. Ital., t. XXIII,
- De la formule générale de l’intensité Iv du courant dans une direction quelconque v dans un élément galvanique de potentiel © ayant les deux électrodes du même métal M et deux électrolytes MR et XR
- ‘• = -dRli^-M(u+v)4y'
- (où £ est le farad (965400 C. G. S.), R la constante des gaz et où on a posé : U = uc -j- u’c’ ;
- V = vcn ; u, u\ c étant les mobilités des ions
- H- + —
- M, X, R, et c, c', c" leurs concentrations), l’auteur, en introduisant une fonction <ï> déterminée par un nombre suffisant de conditions expérimentales spéciales, déduit une formule générale pour l’intensité spécifique du courant dans la direction normale aux électrodes :
- où t est l’élément du volume V occupé par la solution, E la différence des potentiels des deux électrodes. Cette formule peut (suivant l’auteur) donner une explication de plusieurs phénomènes de conductibilité unipolaire.
- GÉNÉRATION ET TRANSFORMATION
- Régulation des moteurs à courant alternatif, The Electrician.
- Un brevet anglais a été pris par MM. W. Lah-meyer et Cie pour la « Régulation des moteurs asynchrones, à courant alternatif ou triphasé et des convertisseurs rotatifs ». Il s’agit de régulariser la vitesse des moteurs en insérant des bobines inductives dans le circuit du rotor, au lieu de coûteuses résistances, comme celles que l’on emploie actuellement. L’effet des bobines inductives est réglé par la variation de la réluctance du champ magnétique des bobines. On y arrive en saturant plus ou moins ce champ par un nombre variable d’ampères tour de courant continu. Leur nombre est réglé, soit à la main, soit automatiquement, afin de maintenir une vitesse constante du moteur. La méthode suivante est une méthode purement électrique de réglage automatique de la vitesse : la bobine inductive, placée en série avec l’induit, est en outre en série avec deux bobines auxiliaires, qui sont en opposition. L’une est toujours alimentée par du courant continu à tension constante, tandis que l’autre reçoit du courant d’une petite génératrice de courant continu, commandée par le moteur.
- Si, maintenant, le moteur dépasse sa vitesse normale, le voltage de la génératrice auxiliaire à courant continu, qu’il commande, s’élèvera, et l’aimantation de la bobine, qui est excitée en permanence, croîtra également.
- La perméabilité du circuit magnétique de la bobine inductive croîtra en conséquence, et l’action sera de plus en plus prononcée ; la vitesse du moteur diminuera donc, et, si l’en-
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 24 Septembre 1904
- ÜXLVIÏ
- Compagnie Française pour l’Exploitation des Procédés
- THOMSON-HOUSTON
- CAPITAL : 40 MILLIONS
- Siège social : 10, rue de Londres, PARIS
- TELEPHONE : 158.11 — 158.81 - Adresse télégraphique ; ELIHU-PARIS
- Traction électrique
- Eclairage électrique Transport de force
- Matériel <le Mines
- INTERRUPTEURS A HUILE THOMSON-HOUSTON
- Les interrupteurs à huile Thomson-Houston sont établis en vue des tensions les plus élevées et des charges les plus considérables; leur excellent fonctionnement est aujourd’hui démontré par des milliers d’applications diverses.
- Ils sont de quatre types différents que l’on utilise suivant la nature et l’intensité du courant maximum pour lequel on les emploie :
- Modèle F, forme I, pour charges de 850 à 1 250 kw, triphasées sous une tension inférieure à 3500 volts.
- Modèle F, forme F, pour charges ne dépassant pas 3 500 kw en triphasé, sous inférieure à 6 500 volts.
- Modèle F, forme K, pour charges de 7 000 kw en triphasé, sous une tension inférieure ou égale à 15000 volts.
- Modèle F, forme H, qui peut être, sur demande, établi pour toutes charges et tensions.
- une tension
- Nos interrupteurs peuvent être établis pour être manceu-vrés de différentes façons :
- 1° Pour être placés directement sur le tableau et ma-nœuvrés à la main au moyen d’un levier;
- 2° Pour être placés à distance du tableau et commandés par ceux-ci. Il est alors manœuvré par l’intermédiaire d’un système articulé au moyen d’une poignée placée sur le tableau;
- 3° Pour être commandés automatiquement, comme le montre la figure ci-contre, au moyen d’un déclencheur qui peut être diversement disposé, suivant que l’appareil est monté a« dos du tableau ou à distance.
- L’interrupteur forme H, pour installations de très grande puissance, n’est commandé à la main que dans des conditions très rares; il est généralement actionné à distance au moyen d’un courant électrique ou de l’air comprimé.
- Ateliers de Construction, 44, rue des Volontaires, PARIS
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- CXLV1II
- Supplément à L'Éclairage Électrique du 24 Septembre 1904
- semble est bien réglé, la vitesse sera ramenée à sa valeur normale. Si la vitesse du moteur diminuait, les actions inverses se feraient sentir.
- L. M.
- La centrale de Braïla.
- La Roumanie commence à élever de grandes centrales. Elle en possède déjà deux remarquables, l’une à Bucharest, l’autre à Braïla. La première est encore en construction. La seconde est en pleine activité. Cette centrale fournit le courant continu à une ligne de tranmways de 24,5 km de longueur et alimente un réseau d’éclairage. Le service est fait par 20 voitures motrices et 4 remorques. La salle des machines contient 3 dynamos Ilélios dont les induits, servant de volants, sont calés directement sur les arbres des machines à vapeur verticales com-pound.
- Chacun des groupes générateurs peut fournir 25o HP. La couronne portant les inducteurs est venue de fonte avec deux patins permettant son assise sur deux socles parallèles à l’arbre de la machine ; sous chaque patin est fixé un écrou entraîné par un arbre fileté commandé lui-même par un volant à main. Ce dispositif de translation, en déplaçant tout le système inducteur parallèlement à l’axe, rend l’induit accessible pour les visites et les réparations éventuelles ; un démontage long et pénible est ainsi évité.
- E. G.
- pour l’éclairage. La même société fait encore bâtir une troisième centrale à environ 100 km de Bilbao, à Leizaran (1.8 km de San Sébastian) qui sera prochainement mise en service. Cette centrale est également prévue pour une tension de 3o 000 volts et une production d’environ 4000 HP. On projette de transporter une grande partie de cette énergie à Bilbao.
- E. G.
- La centrale de Saint-Pétersbourg.
- La centrale de Saint-Pétersbourg, dont on s’est beaucoup occupé, estl’une des plus grandes stations municipales du continent européen. Le réseau a une longueur totale de 335 km et le poids des câbles posés est d’environ 2 5oo 000 kgr. y groupes électrogènes à vapeur sont installés dans la salle des machines pour la production de courants alternatifs monophasés. Ceux-ci engendrés directement à 3 000 volts par les dynamos-volants, alimentent le réseau à haute tension par l’intermédiaire d’un tableau de distribution.
- Chaque groupe électrogène est constitué par une machine à vapeur horizontale compound de 1 000 à 1 200 chevaux actionnant une dynamovolant. Le système inducteur de la génératrice est calé sur l’arbre même de la machine à vapeur, lequel porte également en bout l’excitatrice à 8 pôles. La tension est réduite de 3 000 à 110 volts par des postes de transformation établis en des centres convenablement choisis.
- E. G.
- La centrale de Quintana.
- On vient de mettre en activité la centrale Quintana-Martin-Galindey, distante de 78 km de Bilbao. Elle appartient à la Societa Hidvo elec-trica Iberiva, à Bilbao et a été établie par Sie-mens-Schückert. La station primaire comporte des turbines de 1 000 HP. chacune, à 3y5 tours par minute pour la commande de moteurs triphasés de 3 000 volts. La tension du courant est élevée à 3o 000 volts. L’usine est installée pour une production d’énergie d’environ 4000 HP. et fournira plus tard du courant à Bilbao, con-curramment avec la centrale de Puentelarria, encore en construction, et distante de 70 km. Cette dernière centrale se construit pour une tension de 3oooo volts et une production de 6000 HP. A Bilbao, où les deux lignes se rencontrent, on a construit une station de trans-lormation où la tension est réduite de 3o 000 à 3 000 volts. En vue d’aggrandissements ultérieurs, cette station est prévue pour une puissance de 10000HP.
- La ville de Bilbao a un grand besoin d’énergie électrique, tant pour diverses industries que
- ÉCLAIRAGE
- Essais sur des arcs électriques entre électrodes métalliques. El. Rewiev.
- Wiedon a fait des essais sur des électrodes en cuivre de 6 mm de diamètre. Avec deux ampères sous 45 volts et un arc d’environ 3,5 mm de longueur, les électrodes ont présenté un accroissement de poids de 0,012 gr à l’anode, et une diminution de poids de 0,322 gr à la cathode après deux heures de fonctionnement. Lorsque le courant atteignait 5 ampères, les variations de poids quintuplaient. Après refroidissement il se produisit sur les deux électrodes une augmentation de poids due à l’oxydation. Après réduction de l’oxyde il fut établi que la cathode avait diminué de 0,013 gr. Ces essais et cinq autres semblables montrent que la loi de Faraday n’est pas valable.
- Des arcs sous des différences de potentiel atteignant 5oo volts entre électrodes de cuivre dans l’hydrogène ont présenté des phénomènes différents suivant la différence de potentiel. Avec 3oo volts et moitié ampère l’arc n’est pas
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- Supplément h L'Éclairage Électrique du 24 Septembre 1904
- CXLIX
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 24 Septembre 1904
- CL
- éclairant et présente au spectroscope les raies cîu cuivre et de l’hydrogène. Avec 70 volts on obtient un arc de la teinte caractéristique verte du cuivre. Lorsque l’arc est disposé horizontalement dans l’hydrogène, il se produit à la pointe de l’électrode négative une augmentation considérable de volume, due probablement à l’hydrogène occlus. Lorsque les électrodes étaient refroidies sur une circulation d’eau, la perte de poids à la cathode et l’augmentation de poids à l’anode étaient égales.
- Des électrodes de charbon de 6 mm de diamètre donnent sous 180 volts dans l’hydrogène un arc de 4*5 mm de longueur. L’arc n’est pas éclairant et consiste seulement en décharges par étincelles. Il se produit des carbures d’hydrogène. B. L.
- Lampe à arc à magnètite, El. World Engineer. 21.
- Steimnetz a réalisé un nouveau type de lampe à arc. Les conditions que doit remplir une lampe à arc sont : longue durée, rendement élevé, lumière blanche. La lampe à arc à flamme dans laquelle le charbon positif contient certaines substances, a bien un rendement élevé mais la durée est courte et la lumière est colorée. Les électrodes d’un arc à l’air libre ne doivent pas contenir de charbon. Le corps dont elles sont constituées doit remplir les conditions suivantes : i° il doit à l’état solide être bon conducteur et ses vapeurs doivent conduire l’arc ; 20 il doit être incombustible pour avoir une longue durée; 3° le rendement doit être élevé.
- On a trouvé dans la magnètite, oxyde noir ordinaire de fer, un corps remplissant tout à fait ces conditions. L’électrode négative est constituée par de la magnètite et l’électrode positive par du cuivre. On peut mélanger à la magnètite de l’oxyde de titane ; des bâtons de 20 cm de long ont une durée de i5o à 200 heures. On obtient les électrodes en remplissant de poudre de magnètite un mince tube de fer.
- B. L.
- TRACTION
- Les usines de force dé la Compagnie de tramways de la Nouvelle-Orléans. (Street Railway.)
- La Compagnie de tramways de la Nouvelle-Orléans qui s’occupe en dehors de ses lignes de tramways de fournir la force motrice etl’éclairage, tire à présent sa force motrice de sept usines qui fournissent un total d’environ 29 000 chevaux de fo rce. Comme ses usines avaient été construites , avant la consolidation des anciennes Compagnies d’éclairage et de tramways de la Nouvelle-Orléans, elles ne sont uniformes que sous un seul
- rapport qui est que presque toutes les chaudières employées sont arrangées de manière à employer le pétrole comme combustible. La principale usine pour l’éclairage comprend des chaudières tubulaires de 44°° chevaux, cinq petits générateurs de courant continu pour le système de distribution à 3 fils et trois alternateurs de 2 3oo volts et 60 périodes. On emploie des condenseurs à jet. L’un des alternateurs de 5oo kilowatts va être remplacé par une unité de 2y5 volts à courant continu de la même capacité. La seconde usine est celle pour les tramways et elle est située près de l’usine d’éclairage de South Peters Street qui lui fournit la vapeur. Les appareils générateurs consistent en une machine verticale cross compound en connexion directe avec un générateur de courant continu de 1 5oo kilowatts et deux autres machines en connexion avec des générateurs de courant continu de 2 230 kilowatts et 5j5 volts. Une autre usine de tramways est l'usine St. Charles qui contient un générateur de 600 chevaux et trois autres générateurs de 3oo chevaux et 55o volts. Les chaudières ont une capacité totale de 1 Doo chevaux. L’usine de l’avenue Napoléon est la troisième usine de tramways; elle comprend quatre unités à courroies de 200 kilowatts. La quatrième usine de tramways contient un appareil générateur de 1 2y5 II.P et deux autres de 45o H.P. L'usine de South Peters Street est la plus importante et comprend divers équipements ayant une capacité totale de 4y^° H.P.
- Usine de iorce de Kinsgbridge de la New-York City Railway Co. (Street Railway.)
- Cette usine contient huit générateurs triphasés de 3 000 kilowatts, 25 périodes et 6 600 volts, avec des machines Corliss verticales. On emploie les deux tirages, naturel et forcé. Une caractéristique de cette usine est la manière d’arranger les unités de force en quatre groupes de quatre chacun, chaque groupe ayant ses propres chaudières, cheminée, économiseur, tirage forcé auxiliaire, etc. On voit par cela même que l’ensemble de l’usine comprend en quelque sorte quatre usines distinctes qui peuvent fonctionner soit ensemble soit séparément. L’une des particularités les plus importantes consiste en l’emploi d’un équipement central de condensation d’une grande capacité, pourvu de condenseurs barométriques au lieu de plusieurs petites unités séparées. Dans cette usine toutes les machines auxiliaires sont actionnées par la vapeur, l’emploi de l’électricité ayant été abandonné pour cet usage, et la vapeur d’échappement de ces machines auxiliaires sert à chauffer l’eau d’alimentation, toute cette vapeur étant condensée dans la chaufferie.
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- Supplément à L'Éclairage Électrique du 24 Septembre 1904
- CIA
- Un nouvel et important atelier de réparations pour tramways à JPortland, Maine. (Street Railway.)
- Ce nouvel atelier de réparations construit pour la Portland Railway Company a en chantier environ 221 voitures. Les ateliers de peintures, de montage, de charronnage, la forge et la fonderie de cuivre sont tous dans des batiments à un seul étage. Les sections pour le magasin et l’atelier des machines qui sont placées aux coins de rues du bâtiment entier sont à deux étages. L’étage au-dessus du magasin est occupé par des bureaux, l’étage au-dessus de l’atelier des machines sert aux travaux de tapisserie et à l’enroulement des armatures et des champs. Toutes ces sections sont séparés l’une de l’autre par des murs incombustibles et on s’est attaché d’une manière générale à éviter la propagation d’un incendie.
- Résultats financiers de l’exploitation des tramways électriques en Allemagne. (Street Railway.)
- L’exploitation des tramways électriques s’est trouvée être en Allemagne beaucoup plus coûteuse qu’on ne s’y attendait lorsqu’on a inauguré l’électrification; ce surplus de frais étant dû principalement aux prix plus élevés de la force motrice, de l’entretien des voies et du matériel roulant, aux salaires, aux coûts des accidents et aux réparations du pavage. Le seul facteur favorable qui a permis h la plupart des compagnies de continuer leur exploitation sans pertes a été l’augmentation inattendue du trafic. Quant à la question de la possession municipale contre la possession privée, la fièvre de municipalisation s’est calmée, grâce aux résultats obtenus sur la plupart des lignes municipales comparés à ceux qu’obtenaient les compagnies privées sous des conditions similaires.
- Développement des tramways électriques dans l'Extrême-Orient.
- En dépit de la population dense de l’Extrême-Orient, il n’y a actuellement que six tramways électriques en exploitation en dehors de ceux du Japon. Un certain nombre de villes ont cependant fait des arrangements pour l’installation de lignes électriques et d’autres se proposent de le faire en moins d’un an, de sorte qu’il est probable que le nombre des lignes électriques de l’Orient sera considérablement augmenté. Les lignes électriques déjà en exploitation ont donné des résultats satisfaisants au point de vue financier bien que la longueur des voies soit bien inférieure à celle de villes de population semblable en Europe ou en Amérique. Les fonctionnaires des compagnies sont généralement des Européens ou des Américains qui reçoivent des traitements supérieurs à ceux qu’ils toucheraient
- chez eux, mais la majorité des employés est composée d’indigènes qui travaillent pour les très petits salaires usuels à leur pays. Dans presque toutes les villes, les voitures sont divisées en deux classes, car les Européens et les indigènes de haute caste ne veulent pas coudoyer le peuple. Les voyageurs de première classe ont généralement leur place dans la voiture automotrice et les autres dans la voiture de remorque. Le réseau de Bombay appartient à une compagnie américaine; les réseaux de Madras et de Calcutta appartiennent à des capitalistes anglais; les lignes de Colombo à Ceylan et de Madalay dans le Burmah ont aussi été construites par des ingénieurs anglais, tandis qu’une corporation danoise se servant d’appareils américains possède le réseau de Bangkok. Une compagnie anglaise est en train de construire un réseau très complet à Singapore. La ville de Séoul, capitale de la Corée est également dotée d’une courte ligne électrique que possède une compagnie américaine et qui est surtout équipée avec des appareils américains.
- Le courant continu et le courant monophasé pour la traction. Electrical Review, Londres, t. LIV, p. 698 et suiv.
- La principale objection que l’on oppose à l’emploi de l’électricité pour la traction consiste dans la difficulté d’obtenir une charge,
- O ’
- même approximativement, uniforme aux sous-stations avec du courant continu à 6oo-65o volts. Cette tension relativement basse empêche de séparer les sous-stations qui ne travaillent qu’au moment des . passages des trains. La solution qui se présente naturellement est d’opérer avec des voitures isolées ; on augmente bien ainsi le coefficient économique, mais, toutes choses égales, on augmente de 100 à 200 p. 100 l’énergie par tonne-kilomètre. De plus, les dangers et la complication de service de 6 voitures à 5 minutes d’intervalle ne sont pas à comparer à ce qui a lieu pour un train de 6 voitures toutes les demi-heures. L’emploi des courants alternatifs a fourni une nouvelle solution, grâce au moteur monophasé à collecteur, et à la flexibilité de sa vitesse qui faisait défaut aux moteurs à courants alternatifs. Mais en doublant ou triplant la tension avec du courant continu, on en étendrait notablement le champ d’action. On emploierait alors sur les voitures plusieurs moteurs ou plusieurs collecteurs en série; le problème des coupleurs est jusqu’à un certain point simplifié par la réduction du courant grâce à l’élévation du voltage. En outre, les pertes dans les résistances de réglage, avec des trajets interurbains à arrêts peu fréquents ne réduisent pas sensiblement le rendement.
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- CL II
- Supplément à L’Eclairage Électrique da 24 Septembre 1904
- L’extension de l’emploi du courant continu aux services interurbains ne semble pas absolument condamnée. Mais il est assez curieux de voir les partisans du courant alternatif affirmer leur confiance dans l’application du moteur monophasé h collecteur aux trains suburbains à trafic intense, domaine qui semblait réservé au courant continu. A tension égale, le collecteur du moteur monophasé est plus grand ; on ne peut guère y dépasser 5oo volts, et la commutation n’est pas meilleure que pour le continu. Les types les plus récents ont une paire de balais supplémentaires en court-circuit. Les spires des inducteurs ont un voltage par tour plus élevé, ce qui rend plus dangereuse une rupture de l’isolation. Les pertes intérieures sont de i5 à 35 p. ioo supérieures à celles du moteur à courant continu. Pour des rapports de transformation donnés, le rendement s’abaisse rapidement, dans le moteur compensé, en dehors de certaines limites assez restreintes de la charge. L’auteur donne des diagrammes qui mettent en lumière cette infériorité du moteur monophasé à collecteur. D’après les comparaisons qui ont été faites par divers auteurs, il est a peu près établi que ce n'est qu’avec 3 ooo volts comme tension de distribution que le moteur monophasé commence à présenter quelque supériorité sur le moteur continu h 6oo volts.
- P.-L. C.
- DIVERS
- Chaudière électrique Harry Hill. FAectricol Review (N.-Y.), t. XLIY, p. 5ai.
- Dans le fond d’un récipient passent deux prises de courant isolées ; sur ce même fond repose une plaque de porcelaine pourvue de rainures où peut glisser la queue d’une tige portant des électrodes. Entre les électrodes de noms contraires, l’eau s’échauffe par le passage du courant, et il s’établit des courants de convexion amenant l’échauffement de toute la masse. L’é-chauffement de l’eau peut être réglé à volonté en enfonçant plus ou moins une des électrodes dans son support, de façon à faire varier les surfaces des électrodes en regard.
- P.-L. C.
- Séparation magnétique des minerais. Elec-triccd Review (N.-Y.), t. XLIY, p. 5ai.
- Thomas A. Edison propose de traiter les minerais de nickel en soumettant la pyrrhotite magnétique et les composés non magnétiques du nickel h l’action d’un séparateur magnétique. En raison de la faible proportion de sulfures ou autres composés non magnétiques du nickel existant dans certains minerais très magnétiques, cette séparation offre quelques difficultés ; la masse magnétique reste agglomérée soiis l’effet
- de l’induction, et les particules non magnétiques restent emprisonnées dans la niasse. Cette difficulté se présente d’ailleurs toutes les fois que la proportion des corps non magnétiques à séparer de la masse est relativement faible. Le minerai est d’abord réduit en poudre très fine ; pratiquement il suffit que la poudre puisse passer dans un crible ayant quatre mailles par millimètre. On ajoute à la masse une certaine quantité de poussière non magnétique, de préférence du sable quartzeux, dont les grains devront avoir un tiers de millimètre environ. La proportion de substances non magnétiques peut varier de 2 à y fois la masse h traiter. On mélange soigneusement et on soumet à l’action du séparateur. Les particules magnétiques se séparent aisément ; la séparation des particules non magnétiques du minerai et du sable quartzeux se fait dans un crible, grâce à la différence de grosseur des grains.
- P.-L. C-
- Sur la résistance de passage des balais en charbon.
- Cette question, déjà étudiée par Arnold, Dett-mar, Hellmund a fait l’objet d’une conférence de Schenkel, dans laquelle cet auteur donne le résultat des recherches faites dans le laboratoire du professeur Weber.
- Schenkel a mesuré la résistance de passage entre deux balais de charbon et une bague en bronze tournant aune vitesse uniforme.
- i° Pour une pression constante des charbons (q = 0,08 kgr/cm2), une vitesse de rotation constante (*>=7,5 minute-seconde), la courbe de la résistance en fonction de l’intensité de courant est approximativement une hyperbole Uv = constante.
- 20 Pour une densité de courant et une pression de balais constantes, la résistance est à peu près indépendante de la vitesse de rotation de la bague lorsque cette dernière est bien centrée. Pour un excentrage même très faible, on remarque un fort accroissement de la résistance w pour un faible accroissement de da vitesse v (parce que les balais sautent).
- 3° La résistance en fonction de la pression des balais est représentée par une courbe analogue à (1). La formule analytique est ici q (wt -f-ete) = cte où q est la pression, obtenue dans les essais par des poids. Une pression plus forte offre l’avantage de diminuer la résistance, mais a l’inconvénient d’augmenter les frottements mécaniques.
- De plus l’influence de la température a une certaine importance, mais le phénomène Peltier n’intervient que très peu. La partie principale de la résistance est due à l’intervalle d’air situé
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- Supplément à L’Éclairage Électrique du 24 Septembre 1904
- CLI1I
- entre les charbons et la bague et incomplètement rempli par les particules détachées de ces deux corps.
- E. B.
- Traitement des sables magnétiques ferrifè-res; perfectionnements du procédé d’agglomération électrique Ruthenburg. Québec. Opérations minières dans la province de Québec pour l’an
- 1903, p. 6. 1904.
- L’utilisation des sables canadiens si abondants et dont nous avons déjà parlé continue à susciter l’attention.
- La concentration magnétique se heurte à une difficulté, celle de la concentration des sables mouillés.
- Le procédé de Ruthenburg, amplement décrit et connu, est beaucoup plus avantageux; l’auteur a perfectionné son procédé et arrive à fritter (agglomérer) une tonne de minerai avec une dépense de û5o kilowatts-heure. En outre, il 11’est plus nécessaire de refroidir les électrodes par un courant d’eau ; l’agglomération peut être transformée partiellement en réduction si l’on a soin de mêler au sable à agglomérer du charbon en poudre ; enfin on peut achever cette réduction ou tout au moins l’avancer considérablement en faisant passer au travers de la masse agglomérée, qui se trouve encore à une tempé-
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- rature voisine de l’arc électrique, un courant de gaz réducteur, oxyde de carbone et hydrogène par exemple, ce qui représente la composition d’un gaz de gazogène. De la sorte on utilise en partie la chaleur dépensée pour l’agglomération.
- En ce qui concerne l’utilisation des minerais de fer titanes dont le Canada possède également des gisements d’une richesse extraordinaire, les essais de concentration magnétique permettent d’espérer dans un prochain avenir une solution satisfaisante.
- L’analyse du minerai brut (qui contient 42,5 p. 100 de fer métallique) est la suivante :
- Oxydes ferreux et ferrique. , . . 55,6a p. 100
- Bisulfure de fer.................... 0,90 »
- Alumine............................. 7,24 »
- Acide titanique.....................26,49 »
- Silice, chaux, magnésie............. 9,01 »
- La concentration a été opérée par le séparateur Wetherill, qui permet une séparation assez aisée de Vilmènite, le minéral qui renferme le titane ; la séparation est plus ou moins complète suivant le degré de broyage ; à la finesse de 3o mailles le concentré contenait : fer 53,36 p. 100, acide titanique, 19,19; — à la finesse beaucoup plus avancée de 100 mailles, la teneur était : fer 49>9 P* 100, acide titanique 20,6.
- Ces teneurs en titane sont encore trop fortes pour permettre de fondre ces concentrés au haut fourneau; mais l’on peut espérer arriver à opérer par la même voie magnétique une séparation plus parfaite.
- CONGRÈS DE VIENNE
- Forme et tension de courant pour chemins de fer d’intérêt local par M. Pforr {suite).
- Nous ferons tout d’abord remarquer que le
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- CLIV
- Supplément a L'Éclairage Électrique du 24 Septembre 1904
- courant triphasé réclame un conducteur de plus que le courant monophasé, ce qui de prime abord le rend plus coûteux. Par contre, les partisans du courant triphasé font remarquer que l’entretien du courant triphasé est plus économique en ce sens qu’il ne comporte pas de collecteur.
- Les collecteurs ont été, en effet, à l’origine l’un des points délicats de la traction électrique ; l’inconvénient du collecteur a cependant bientôt disparu pour la traction à courant continu depuis qu’on est parvenu à y éviter le désagrément des étincelles nuisibles. D’ailleurs il n’y a aucune différence entre l’entretien du collecteur du moteur à courant continu et celui des anneaux du moteur à courant alternatif.
- En ce qui concerne le prix de l’équipement des voitures, il n’y a pour ainsi dire presque pas de différence entre le courant triphasé et le courant monophasé ; il n’en est plus de même si l’on envisage l’équipement de la station génératrice.
- Le moteur h courant triphasé présente certaines propriétés analogues à celles des moteurs à courant continu avec circuits établis en dérivation. De même que ce dernier, le moteur triphasé a une tendance à marcher toujours à la même vitesse, quelle que soit l’inclinaison des rampes à gravir; c’est là naturellement un grand inconvénient, car ainsi la consommation de courant est, sur les parties de ligne en rampe, beaucoup plus importante que sur les parties de ligne en palier.
- Le moteur monophasé, au contraire, possède, tout comme le moteur de traction à courant continu en série communément employé, l’avantage de fonctionner à une vitesse moindre lorsqu’il doit suffire à un effort de traction plus important. La consommation d’énergie en rampe n’augmente donc pas dans les mêmes proportions que dans le cas du courant triphasé. Il en résulte pour l’usine génératrice une charge beaucoup plus uniforme ; dans le cas du courant monophasé, l'usine génératrice peut donc être moins importante que dans le cas du courant triphasé.
- Si l’on passe à l’examen de la consommation des deux systèmes de moteurs, on trouvera ici aussi une différence en défaveur du moteur triphasé, en ce sens que le réglage s’obtient au démarrage au moyen de l’intercalation d’un jeu de résistances, ou bien moyennant la connexion en cascades ; le démarrage du moteur triphasé occasionne donc de grandes pertes d’énergie. Pour le moteur monophasé au contraire, les pertes au démarrage sont très peu importantes, car le réglage s’obtient ici au moyen du transformateur.
- Enfin, le moteur monophasé possède encore une qualité très précieuse, qui fait défaut au moteur triphasé : celle de permettre une perte de tension dans des limites beaucoup plus grandes ; le moteur triphasé, au contraire, s’arrête dès que la tension diminue quelque peu.
- Quant aux autres particularités de traction, les avantages et inconvénients de ces deux systèmes de courant restent les mêmes. Il en est ainsi en ce qui concerne la récupération de l’énergie dans les descentes ; les deux systèmes de traction permettent en effet cette récupération.
- De ce qui précède, il résulte que, comparé au moteur monophasé, le moteur triphasé ne présente que des désavantages; aussi, l’éliminerons-nous dans la suite de notre étude comparative.
- L’emploi du moteur triphasé comme moteur de traction ne se justifie que dans des cas tout à fait particuliers, comme par exemple lorsqu’il s’agit d’utiliser une usine triphasée existante et que les frais de traction ne jouent pas un rôle important dans l’exploitation.
- Il nous reste encore à comparer entre eux le moteur à courant monophasé et le moteur à courant continu sous haute tension. Cette comparaison n’est plus aussi simple et nous devrons ici traiter d’abord quelques particularités spéciales à-ces deux systèmes.
- Le seul moteur à courant monophasé essayé jusqu’ici en service normal est le moteur du système Winter-Eichberg. Plusieurs autres systèmes ont été également expérimentés soit dans un laboratoire, soit sur une ligne d’essais ; notamment les moteurs du système Lamme et du système Finzi. Ces deux derniers systèmes possèdent entre eux une assez grande analogie. Si l’on suppose un moteur de traction à courant continu, alimenté par un courant alternatif, on aura, dans ses grandes lignes, le principe de ces deux nouveaux systèmes de moteur : le courant passe d’abord dans le champ, puis par les balais dans l’induit.
- Tout autre est le moteur Winter-Eichberg. Dans ce moteur, un courant spécial passe par le stator et un autre, dérivé du premier moyennant un transformateur passe par le rotor. La tension dans le rotor est, par là même, indépendante de la tension dans le champ ; il est dès lors facile de régler la vitesse du moteur en faisant passer du transformateur dans le rotor une tension plus ou moins élevée. Outre les balais qui transmettent le courant au rotor, le moteur comporte également une paire de balais fermés en court-circuit.
- Lorsque dans la suite nous parlerons du moteur à courant monophasé, nous aurons toujours en vue le système de moteur de cette catégorie ;
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- Civ
- Supplément à L'Éclairage Électrique du 24 Septembre 1904
- les autres systèmes ne nous sont pas suffisamment connus pour que nous puissions les comprendre dans notre étude.
- La comparaison entre le moteur monophasé et le moteur continu n’est en faveur du courant continu qu’aux points de vue du rendement et du poids seulement. Le moindre rendement du moteur monophasé résulte de ce que, h part l’excitation du champ magnétique qui s’opère dans l’enroulement du rotor, les courants utiles sont ici obligés de traverser le stator et le rotor, alors que dans le moteur continu, le champ est excité dans l’inducteur avec des pertes relativement minimes ; quant au courant utile, il est consommé dans l'induit seul. Il en résulte donc que pour le moteur monophasé les pertes par effet Joule sont à peu près doubles que dans le cas d’un moteur à courant continu, ce qui correspond à une diminution de rendement d’environ 4 à 5 p. ioo. Il y a également lieu de prendre en considération la circonstance que le moteur établi pour 4<> ou 5o périodes conduit à une augmentation des pertes dans les noyaux (hystérésis et courants de Foucault) ; ces pertes sont à peu près les mêmes que dans le moteur continu quand le moteur monophasé est établi pour un nombre depériodes variant entre 16 et a5.
- Le plus mauvais rendement d’un côté et sous certains rapports l’utilisation plus défavorable de l’emplacement du moteur de l'autre, conduisent, comme la démontré la réalisation de plusieurs types de moteurs, à une augmentation de poids variant entre io et 20 p. 100 suivant le nombre de périodes ; cette augmentation de poids sera d’autant plus grande que le nombre des périodes est plus élevé.
- Par contre, le moteur continu réclame au démarrage un réglage au moyen de résistances, tandis que le moteur monophasé est simplement réglé par le transformateur, d’où perles élevées dans le premier cas et sans grande importance dans le second. Le moindre rendement des moteurs monophasés est donc en grande partie compensé par le meilleur réglage du moteur, de sorte que sous ce point de vue, on ne peut pratiquement pas parler d’une grande différence entre les moteurs monophasés et les moteurs à courant continu.
- Le régulateur de marche du moteur monophasé est analogue à celui du moteur continu pour une tension de 5oo volts, tout aussi bien au point de vue de la disposition intérieure qu’au point de vue du volume même de l’appareil. Il en est de même en ce qui concerne les autres organes de l’équipement, comme appareil de prise de courant, interrupteurs, paratonnerres.
- Lorsque le courant alternatif doit développer une grande puissance, ou bien s’il s’agit d’opérer d’un seul point la commande d’un train formé de plusieurs voitures automotrices, le régulateur de marche peut, tout comme pour le courant continu, se subdiviser en un grand nombre de touches de contact desservies électro-magnétiquement ; c'est d’ailleurs ce que prouve l’installation de Spindlersfeld.
- En ce qui concerne spécialement les appareils de commande du moteur monophasé, il n’y a pour ces appareils aucune différence que la ligne soit alimentée à 5oo volts ou à 10 000 volts : en effet, le réglage ne s’opère pas dans le circuit à haute tension, mais dans un circuit spécial dérivé au courant à haute tension et réduit à l’aide d’un transformateur à une tension de 200 volts seulement.
- Pour les installations à courant continu, la plus haute tension que l’on ait pu jusqu’ici desservir avec les appareils ordinaires est celle du chemin de fer élevé de Berlin (800 volts). Thury, qui utilise une tension de 1 200 volts, a dû se résoudre à employer des interrupteurs à huile, interrupteurs qui naturellement réclament beaucoup plus de place que les interrupteurs ordinaires et sont aussi d'un prix beaucoup plus élevé. La commande de ces régulateurs de marche à tension élevée n’est d’ailleurs pas sans danger et il y a lieu d’éviter que le public vienne à toucher ces appareils, comme dans le cas soit d’un système à courant continu à 5oo volts, soit d’un système à courant monophasé. À ce point de vue donc le courant monophasé doit être de beaucoup préféré au courant continu à haute tension.
- Une fois ces considérations techniques établies, nous pouvons diviser les réseaux de chemins de fer d’intérêt local en deux grandes catégories : la première comprendra les installations ou il est encore possible d’établir les usines génératrices de r 200 volts ou moins et d’opérer à cette tension le transport du courant : ce seront en général les lignes sur lesquelles ne circulent que des trains légers et dont les points terminus ne sont éloignés que de 12 à i5 km de l’usine génératrice. La seconde catégorie comprendra les réseaux où une tension supérieure à 1 200 volts s’impose à l’usine génératrice, pour opérer d’une façon économique le transport de la force aux differents points du réseau : ce sont les réseaux de grande étendue sur lesquels circulent des trains lourds.
- Considérons maintenant, au point de vue économique, la façon de se comporter des deux systèmes.
- Pour le courant monophasé la chose est
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- CL VI
- Supplément à L’Éclairage Électrique du 24 Septembre 1904
- simple, car l’on pourra sans inconvénient amener directement le courant à haute tension à l’appareil de prise de courant ; on évitera naturellement de conduire dans l’équipement des voitures des tensions supérieures à 6000 volts, afin de permettre l’emploi de cables suffisamment résistants. Il est du reste rare que l’on soit obligé de se servir pour les lignes d’intérêt local d’une tension supérieure à 6000 volts, et si d’ailleurs la chose devenait nécessaire, il serait toujours facile de tourner la difficulté au moyen de transformateurs fixes et ce, sans grands frais.
- Pour le courant continu, au contraire, il serait indispensable d’établir des stations transformatrices, lesquelles demandent toujours une surveillance ainsi qu’un entretien plus ou moins considérable, et ne travaillent d’ailleurs qu’à un coefficient de rendement peu élevé. Par contre, le courant continu présente l’avantage, peu considérable il est vrai, de permettre l’utilisation des batteries tampons et de pouvoir réduire ainsi l’importance à donner à l’usine génératrice.
- En ce qui concerne les dépenses nécessitées par l’équipement de la ligne, il n’y a pas de diffé rence entre les deux systèmes. L’équipement des lignes à haute tension est, il est vrai, tout autre que dans le cas d’une ligne à tension moyenne ; mais le coût n’en est pas plus élevé. Il a même été reconnu que le mode de suspension par chaînette, — mode de suspension employé dans les lignes à haute tension, — permet un plus grand espacement entre les poteaux et occasionne ainsi un coût de premier établissement moindre que celui des systèmes de suspension ordinairement employés jusqu’aujourd’hui. Le système de suspension pouvant cependant être également utilisé dans le cas d’une ligne à courant continu, il en résulte que sous ce rapport le courant continu et le courant monophasé s’équivalent.
- Si nous comparons maintenant d’un côté le surplus des dépenses nécessitées pour le courant continu par l’établissement des sous-stations, d’un autre côté le surplus des dépenses de
- l’équipement des voitures à courant monophasé, on arrivera à conclure que le système monophasé ne sera jamais d’un prix plus élevé que le système à courant continu ; mais, dans l’exploitation même, le courant monophasé l’emportera par suite de l’absence des sous-stations.
- On pourrait peut-être faire remarquer que le système Thury a été appliqué à la tension de 2400 volts, sans aucune sous-station. Mais, comme nous l’avons vu plus haut, ce système réclame l’installation de deux conducteurs, dont la tension par rapport aux rails est pour l’un de i 200 volts, pour l’autre de 1 200 volts. Si ce système ne réclame aucune dépense pour l’établissement de sous-stations, il en réclame cependant pour l’installation d’un second fil.
- Lorsque le réseau réclame à l’usine génératrice une tension inférieure à 1 200 volts, alors seulement le courant continu peut être avantageusement utilisé, et il le sera d’autant plus favorablement que la tension sera plus réduite. Exceptionnellement, la préférence devra être accordée au courant monophasé, si le courant pouvait être amené d’une usine à courant alternatif plus ou moins éloignée déjà existante. Dans ce cas, il serait nécessaire d’établir une sous-station de transformation pour le courant continu ; pour le courant monophasé, un transformateur suffirait.
- Lorsque, dans le système à courant continu, on est obligé d’employer une tension comprise entre 700 et 1 200 volts, il devient nécessaire d’utiliser des installations spéciales, le prix des moteurs augmente quelque peu, celui des régulateurs de marche, beaucoup plus; de plus, il en résulte un plus grand danger, tout autant pour le personnel desservant que pour les voyageurs. Le supplément de dépenses que réclame l’équipement des voitures dans le cas de la traction monophasée, n’est plus aussi important que dans le cas du courant continu à une tension moins élevée ; et, de plus, l’équipement en courant monophasé olFre une plus grande sécurité. La solution à donner au problème doit être étudiée dans chaque cas particulier.
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