La Lumière électrique
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d‘Électricité
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- APPLICATIONS DE L’ÉLECTRICITÉ LUMIÈRE ÉLECTRIQUE — TÉLÉGRAPHIE ET TÉLÉPHONIE SCIENCE ÉLECTRIQUE, ETC.
- TOME QUARANTIÈME
- PARIS
- AUX BUREAUX DIJ JOURNAL
- 31 BOULEVARD DES ITALIENS, —
- 1891
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d’Electricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- directeur i Dr CORNÉLIUS HERZ
- XIII* ANNÉE (TOME XL) SAMEDI 4 AVRIL 1891 No 14
- SOMMAIRE. — L’éclairage électrique à Paris; Frank Géraldy. — Sur la différence entre l’électrodynamique de Helmhollz et celle de Maxwell ; Bernard Brunhes. — Chemins de fer et tramways électriques ; Gustave Richard. — Les postes de commande du block-système des gares de chemins de fer; E. Zetzsche. — Chronique et revue de la presse industrielle : Accumulateurs et transformateurs, par M. F. Ross. — Les télégraphes et téléphones d’Autriche-Hongrie en 1888. — Ampèremètres et voltmètres Weston. — Système de réglage automatique pour des condenseurs à eau, par M. J. Macbride. — Revue des travaux récents en électricité : Sur la production magnéto-optique de l’électricité, par le professeur A. Gray. — De l’influence prépondérante des premières quantités d’électrolytes sur la force électromotrice d’un couple voltaïque, par le D' G. Gore. — Variations de volume des diélectriques, par M. D. Bos. — Bibliographie : Annuaire anglais de l’industrie électrique pour 1891. — Histoire d’un inventeur, par M. G. Barrai ; Paris, G Carré, éditeur. — Faits divers.
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE A PARIS
- LA SOCIÉTÉ D’ÉCLAIRAGE ET DE FORCE PAR L’ÉLECTRICITÉ A PARIS (J)
- Le système de distribution électrique à deux fils qui a été adopté par la Société d’éclairage et de force, comme nous l’avons dit, suppose que les feeders maintiendront un potentiel constant à leur point d’arrivée sur le réseau de distribution; à cet effet le potentiel au départ de ces feeders doit varier suivant l’intensité qu’ils apportent, suivant leur longueur et leur résistance. II faut donc un réglage à l’usine, ainsi que cela a lieu, du reste, pour tous les systèmes de distribution avec feeders.
- Nous avons dit qu’à l’origine de ses travaux, lorsqu'elle eut à éclairer un groupe de théâtres, la Société trouva un avantage très grand dans l’emploi des accumulateurs; elle jugea ces avantages si sérieux qu’elle résolut de les conserver dans son installation générale et décida que toutes ses usines seraient pourvues d’accumulateurs. Ces appareils, fonctionnant comme organes de sécurité, devaient se trouver toujours placés en déri-
- {l).La Lumière Électrique, t. XXXIX, p. 571.
- vation sur le circuit général, de manière que si un arrêt de machine venait à se produire, ils pussent prendre immédiatement la place du générateur en défaut et fournir au débit manquant. Ils devaient en même temps servir de volant et supprimer les inégalités de potentiel qui peuvent provenir des inégalités dans le mouvement des machines.
- On leur donna en même temps la fonction d’organe de réglage. Pour cela, les derniers éléments d’accumulateurs furent reliés à des barres de commutateur, et les feeders amenés à des prises de courant permettant de les rattacher à l’un quelr, conque de ces éléments; de cette façon on détermine pour chaque feeder le potentiel de départ par le nombre d’éléments d’accumulateurs qui travaillent sur lui, et le réglage s’obtient sans difficulté en faisant varier ce nombre.
- On tira encore un autre parti des accumulateurs. Dans les fonctions qui viennent d’être énumérées, les accumulateurs apportent des avantages sans doute, mais ils conduisent à l’augmentation des dépenses de production ; il est clair, en effet, que leur présence coûte à la fois par le prix de premier établissement et par l’entretien, qui est relativement assez dispendieux. Si ces organes ne font, comme nous l’avons indiqué jusqu’ici, qu’améliorer le service sans jouer un rôle dans la pro-
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- duction de l’énergie, leur emploi peut être utile, mais il sera onéreux. 11 est possible d'opérer autrement.
- L'une des conditions mauvaises de la production de l’éclairage électrique, c’est la mauvaise utilisation du matériel machine. La durée de l’éclairage réel est d’environ cinq heures par jour en moyenne; pendant le reste de la journée il y a une consommation, mais très faible. Pendant ces cinq heures, la pleine consommation n*a lieu que pendant une durée de une heure à deux heures et demie environ, suivant les saisons. Si le service est fait directement par des machines, il faut que l’usine dispose d’un matériel capable de fournir l'intensité maxima. Ce matériel ne marchera utilement que pendant une ou deux heures; pendant cinq heures il marchera en moyenne à moitié; pendant le reste de la journée il donnera du dixième au vingtième de sa puissance. Ce matériel est donc très mal utilisé et charge l'entreprise d’un entretien et d'un amortissement sans compensation.
- La situation serait autre si l’on pouvait, comme fait l’industrie du gaz, fabriquer constamment et emmagasiner le produit pour le débiter à l’heure de la demande. Ce résultat peut être atteint pour l'électricité par l'usage des accumulateurs, mais au prix d’un inconvénient. Les accumulateurs ne rendent pas toute l’énergie qu’on leur donne; ils font toujours subir une perte qu’on évalue de 25 à 35 0/0. On réduit l'inconvénient en n'employant les accumulateurs que pour une partie du service. On est alors amené à la combinaison suivante. La puissance de l’usine en machines sera inférieure au maximum à débiter; elle en représentera une proportion déterminée, le reste sera demandé aux accumulateurs, qui n'auront alors à travailler que pendant les heures de grand débit pour compléter les machines, et pendant les heures de très petit débit pour se substituer à elles et éviter la marche dans de mauvaises conditions de rendement. Les machines, de leur côté, auront à marcher en marche pleine pendant les heures d'éclairage et de plus pendant une partie plus ou moins grande de la journée pour la charge des accumulateurs. Elles sont donc beaucoup mieux utilisées que de l’autre façon, ce qui peut compenser et au-delà la perte entraînée par l'usage des accumulateurs si la proportion entre elles et ceux-ci est convenablement choisie.
- On a résolu à la Société d’éclairage de se rapprocher du partage égal, qui semble la proportion
- la plus économique. Dans la période d’exploitation actuelle, où les usines n’ont pas encore à fournir le débit pour lequel elles ont été prévues, on a altéré cette proportion et donné une certaine prédominance aux machines. Etant assuré qu’on aurait à les établir, on a commencé par elles afin de n’avoir à supporter que plus tard la perte par rendement des accumulateurs. On a donné à ceux-ci l’importance nécessaire pour servir de volant et d’appareil régulateur.
- j'ai indiqué comment ils exercent cette fonction ; le réglage consistant à proportionner le potentiel au point d’origine d’un feeder à la charge de celui-ci, il suffît de faire travailler chaque féeder sur un nombre convenable d'éléments d’accumulateur.
- L’appareil de commutation auquel on, a été amené est représénté schématiquement dans la figure 2 en BC. L'idée essentielle est d’amener les divers éléments d’accumulateurs à des barres B courant parallèlement; de leur côté, les feeders sont amenés à des barres C, également parallèles, disposées perpendiculairement aux barres B et isolées de celles-ci. Pour relier un feeder quel’1’ conque à un élément quelconque, il suffira de prendre le point de croisement de la barre du feeder avec la barre de l’élément et de placer en ce point une pièce conductrice réunissant les deux barres. C’est le principe de ce qu'on nomme le commutateur bavarois.
- Le premier appareil installé fut effectivement disposé comme il vient d'être dit; dans les appareils plus récents on a introduit, sans changer le principe, une modification de forme. Les éléments d'accumulateurs ainsi que les feeders sont toujours réunis à deux cours de barres perpendiculaires; mais les barres des feeders font partie d'un appareil nommé commutateur de réduction qui est représenté figure 1. Cet appareil se présente sous la forme de deux barres reliées parallèlement; l'une, celle d'avant, est la barre du feeder; l’autre est composée d’une série de blocs de cuivre séparés par des blocs de matière isolante ; quand on pose l’appareil, chacun des plots de cuivre se boulonne sur une barre d'accumulateur.
- Un chariot formé de deux plaques serrées par des ressorts glisse sur ces deux barres; il est conduit par une vis à pas rapide, qu’une manivelle à volant placée au haut du système permet de mouvoir. Suivant la position de ce contact mobile, la barre du feeder se trouvera donc en relation élec-
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- trique avec un quelconque des plots isolés dont l’ensemble forme la barre postérieure et par suite avec^ün élément d’accumulateur relié à ce plot.
- Commutateur de réduction.
- Fig. 1.
- La disposition générale d’un réglage d'usine est représentée dans le schéma figure 2.
- Deux batteries d'accumulateurs sont supposées mises en jeu; elles travaillent ensemble; à cet
- effet, vers l’extrémité positive les éléments sont directement réunis deux à deux en quantité; du côté négatif les batteries sont distinctes, les derniers éléments de chacune d’elles sont reliés à deux commutateurs CC\ Ces appareils sont destinés à équilibrer les forces électromotrices des deux batteries au Cas où l’une d’entre elles, par suite d’un défaut — augmentation de résistance, légère mise en court circuit — subirait un abaissement dans sa puissance.
- Dans les stations les plus récemment installées, cette disposition n’a pas été nécessaire ; on a pu avoir des accumulateurs de dimension suffisante pour n’avoir pas besoin de mettre les batteries en quantité, la Société pour le travail des métaux, qui les fournit, ayant construit des éléments formés de quatre cents kilos de plaques actives et au-dessus.
- Les éléments formant l’extrémité positive des batteries sont reliés, comme il a été dit, aux barres de cuivre C formant le commutateur du tableau de distribution. Ces barres vont former le point d’arrivée du courant des machines ou accumulateurs,;^ le point de départ du courant des accumulateurs sur les feeders.
- Les machines MM travaillent en quantité; pour cela leurs pôles positifs sont amenés à des commutateurs de réduction C; on pourra donc au besoin faire arriver tous les courants engendrés sur le même élément, ou, si on le juge utile, les amener sur des éléments différents de manière à desservir plus directement les feeders.
- Ceux-ci viennent s’attacher sur d’autres commutateurs de réduction C et puisent leur courant au potentiel nécessaire pour leur service.
- Tous les circuits négatifs, accumulateurs, machines, feeders, sont réunis sur une même barre générale en P P. On a profité de cette disposition pour insérer sur cette barre un ampèremètre enregistreur A, qui inscrit le débit total de l’usine, et un autre ampèremètre enregistreur A",qui inscrit les débits des accumulateurs à la charge comme à la décharge.
- On a également placé sur le câble négatif des mach'nes les disjoncteurs automatiques destinés à ro,..pre le circuit au cas où, par suite d’un abaissement de voltage d’une machine, le courant tendrait à s’annuler, puis à se renverser dans cet appareil.
- La question des instruments de mesure est une des plus délicates parmi celles qui se posent dans
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- une installation de ce genre. Les conditions dans lesquelles ces instruments se trouvent placés sont particulièrement difficiles : on demande aux ampèremètres de fournir des indications suffisamment exactes, s'étendant par exemple de 20 ampères à 6 ou 700 ampères; on veut que les indications soient bien lisibles sans opération spéciale; on demande aux voltmètres de pouvoir rester constamment en circuit sans chauffer; enfin on place tous ces instruments dans un local parcouru en tous sens par de puissants courants électriques, et on leur demande de n’être pas influencés par ce champ indéterminé et variable ainsi créé autour d’eux.
- La Société avait adopté les instruments à champ magnétique fourni par un aimant permanent ayant pour force antagoniste la torsion d’un fil de métal. Ces instruments sont très sensibles et très précis. Employés comme voltmètres, ils se placent directement en circuit; employés comme ampèremètres, on les place en dérivation sur une résistance connue insérée dans le circuit de manière à dériver une petite fraction du courant.
- La valeur de ces instruments était bien connue des ingénieurs de la Société, qui les avaient employés uniquement pendant les. expériences de transport entre Creil et Paris. Employés dans la première installation de la rue de Bondy, ils donnèrent de bons résultats; appliqués dans les usines développées, ils ont donné moins de satisfaction. Lorsque les appareils sont réunis en assez grand nombre et rapprochés dans un local restreint, ils s’influencent mutuellement; de plus ils sont troublés par les champs magnétiques engendrés par les gros courants qui les environnent. On s’en sert néanmoins, mais en les soumettant à des réglages fréquents par comparaison avec des appareils étalons, qui sont des électro-dynamomètres que l’on met à l’abri de toute influence troublante^ Dans les dernières installations on fait usage actuellement d’appareils fondés sur le principe de l’électro-dynamomètre, les appareils qui renferment du fer, si peu que ce soit, ayant tous laissé de l’incertitude, soit à cause des aimantations extérieures, soit à cause de l’hytérésis.
- On remarquera d’ailleurs que les besoins de mesurage ne sont pas les mêmes pour les machines et pour les feeders. Pour les machines, le voltage n’est nécessaire à connaître qu’au moment de la mise en marche; à partir de ce moment la vitesse et le champ magnétique étant constants, il
- ne doit pas varier. L'intensité, au contraire, dépend des demandes du réseau et doit être constamment surveillée pour éviter les surcharges. 11 suffira donc, pour les machines, d’un seul voltmètre pouvant être mis en relation successivement avec chacune d’elles. 11 est représenté en V dans la figure 2. Les ampèremètres sont montés, comme il a été dit, en dérivation sur des barres de maille-chort S formant shunt intercalées dans les câbles positifs.
- Pour les feeders, il est nécessaire de connaître continuellement le potentiel au point où le feeder vient s’attacher au réseau de distribution, ce potentiel devant comme on sait être maintenu contant. Dans cette installation, comme dans les autres fondées sur le même principe, ce potentiel est connu à l’usine au moyen de petits fils suivant le feeder jusqu’à son point d’attache. Ces fils aboutissent isolément à des voltmètres qui ne sont pas représentés par la figure.
- L’intensité versée dans chaque feeder est de moindre importance; aussi n’a-t-on installé dans les usines actuelles qu’un ampèremètre, figuré en A' figure 2, qui peut se brancher sur un quelconque des shunts S insérés dans les câbles de départ des feeders. On tend aujourd’hui à augmenter ce mesurage en donnant un ampèremètre à chaque feeder; leur intensité relative n’est en effet sans importance que dans la période initiale, où, l’usine étant loin de sa pleine marche, on est assuré qu’ils seront tous peu chargés : quand l’intensité totale augmente, sa bonne répartition sur les conducteurs devient plus nécessaire, afin de réduire au minimum les pertes de charge; il y a donc lieu d’exercer sur cet élément une surveillance plus exacte, et la multiplicatien des instruments de mesure est indiquée.
- Les appareils de réglage et de surveillance compris dans cet ensemble, c’est-à-dire le commutateur général et les instruments de mesure, sont réunis dans la chambre de réglage et forment un tableau qui a reçu diverses formes, suivant les dispositions locales. Généralement les commutateurs de réduction sont rangés sur une paroi derrière laquelle courent les barres d’accumulateurs; les shunts sont alignés derrière eux sur une autre paroi; les instruments de mesure sont placés au dessus ou à côté, au point où l’on peut disposer d’un appui solide qui leur évite les ébranlements causés par le mouvement de l’usine. On a ramené 1 dans le même local les rhéostats du champ ma-
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- gnétique, que l'on place autant que possible auprès du voltmètre des machines. Les éléments de ces tableaux—commutateurs de réduction, shunt, interruption, etc. — sont toujours des mêmes modèles et sont fabriqués par quantités, de manière à en réduire le prix; on les combine ensuite et on les arrange entre eux selon les exigences de chaque usine.
- Il nous reste à donner une idée de la disposition de celles-ci.
- Nous avons dit que trois d’entre elles marchaient à la vapeur, savoir : celles de la rue de Bondy, de la rue des Filles-Dieu et du quai de la Loire, appelée habituellement usine de La Villette. La quatrième, l'usine du faubourg Saint-Denis, connue sous le nom plus bref d’usine du Nord,
- Fig. 2. — Schéma d’un tableau.
- marche par transmission de force alimentée par l'usine de Saint-Ouen ; elle possède des machines à vapeur comme secours. La cinquième, l’usine Barbés, marche uniquement par transmission de force.
- Dans toutes les installations à vapeur, on a employé la machine Desroziers. Nos lecteurs connaissent cette dynamo. Elle a été décrite avec détails dans l’année 1888, n° 35 (*). Elle se recom-
- mande par des qualités diverses, mais elle a été dans le cas actuel choisie surtout à cause de sa médiocre vitesse angulaire lorsqu’on atteint des types un peu puissants. On a pris la machine la plus forte de ce genre qui existât lors de la construction des usines, une machine de 150 chevaux environ. Le premier modèle présenté par la maison Breguet, qui construit ces machines, a un système inducteur formé de six noyaux d’électro-airhant; il tourne à 300 tours par minute. C’est celui qui fonctionne dans la rue de Bondy, où il est conduit
- 0) La Lumière Electrique, t. XXXIX, p. 401.
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- TJSI3STE IDE LA ETTE DE BONDY
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- A. Générateurs Belleville. — B. Machines dynamos. — C. Machines motrices. — D. Générateur Roser. — E. Condenseur. — F. Pompes à air. — G. Réservoirs d’eau (en communication). — H. Petits chevaux alimentaires.
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- a. Collecteur de vapeur des machines. — b. Collecteur d’évacuation des machines. — c. Arrivée d’eau froide au condenseur.— d. Détendeur de vapeur à io kilos. — /. Tuyau de vapeur des pompes à air. —g. Tuyau de vapeur des petits chevaux. — h. Tuyau de vapeur des petits chevaux sur la chaudière Roser. — k. Détendeur de vapeur à 7 kilos. '
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- USINE IDE L-A. ZRTXE DES FILLES-DIEU
- A. Générateurs BeHeville.— B. Machines dynamos. — C. Machines'motrices — G. Réservoir d’eàu.— H. Petits chevaux alimentaires.
- •Fig. 5
- F. Condensateur
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- à l’aide d'une courroie par des machines Weyher et Richemond à triple expansion marchant à 360 tours. L’emploi de la machine Desroziers évitait donc une transmission intermédiaire, tout en permettant d’employer des courroies de peu de longueur, ce que la petite dimension du terrain exigeait absolument.
- L'usine de la rue de Bondy est représentée figures 3 et 4. Comme on le voit, elle est toute en longueur, la configuration du terrain le voulait. Elle comprend trois corps distincts. M est le bâtiment des accumulateurs; il renferme également un atelier de réparations au rez-de-chaussée et un laboratoire de mesures dans les combles. N est la chaufferie; elle renferme trois générateurs A du système Belleville, et un D du système Rozer; celui-ci est un reste de l’usine ancienne. Le bâtiment P contient les machines à vapeur et les dynamos. Quatre groupes semblables renfermant chacun un moteur C et une dynamo B conduite par une courroie sont disposés parallèlement; les condenseurs, E ainsi que les pompes à air F, sont dans le même local ; les petits chevaux alimentaires H sont dans la chaufferie, les réservoirs d’eau G sont à un niveau supérieur.
- L’usine des Filles-Dieu (fig. 5) nous montre'une disposition tout à fait différente, exemple intéressant de la souplesse avec laquelle l’art de l’ingénieur se plie aux nécessités.
- Cette usine est entièrement en hauleur. On y retrouvera superposés les éléments que nous présentait juxtaposés l’usine de la rue de Bondy. En M, dans les combles, est la salle des accumulateurs ; cette partie du bâtiment renferme en même temps l’atelier de réglage et de réparation des lampes à arc et des compteurs. En N, au niveau de la voie extérieure, est la chaufferie ; le sous-sol P renferme les machines ; au même niveau, une cour couverte Q renferme les accessoires des machines, condenseurs, puits avec sa pompe. „
- Les générateurs de vapeur A sont au nombre de quatre, et du système Belleville ; le même local renferme les petits chevaux alimentaires H.
- La disposition des machines est intéressante ; on a vu que pour la rue de Bondy on avait employé un type de machine Desroziers construit par la maison Breguet, et conduit à 300 tours au moyen d’une courroie par une machine Weyher et Richemond.
- La Société désirait simplifier toute l’organisation et réduire l'espace.|La maison Breguet créa pour
- elle et avec son concours un type de machine Desroziers de 150 chevaux, à 10 noyaux inducteurs, marchant à 170 tours seulement et qui peut être relié directement à la machine à vapeur, réalisant ainsi en grande puissance et vitesse modérée ce qui avait été fait en puissance médiocre et grande vitesse par les machines desti-nées.à la marine dont on trouvera la description dans le numéro de La Lumière Electrique déjà Cité (1888, numéro 25).
- Le groupe moteur dynamo ainsi constitué est simple, élégant et d’une excellente marche. Il est analogue au groupe de 300 chevaux employé actuellement par la Société Edison que nous avons décrit à propos de l’usine de l’avenue Tru-daine ; mais ce dernier est postérieur de près de trois années. L’unité de 150 chevaux est certainement un peu trop réduite; l’unité de 300 chevaux est préférable : seulement elle n’existait pas lors de la constitution des usines dont nous parlons ; en atteignant 150, on dépassait déjà ce qui avait été fait jusqu’alors. Le progrès court vite dans l’industrie électrique.
- Les groupes des machines à vapeur C et des dynamos B sont au nombre de quatre, dont trois seulement en marche actuellement. Le tableau de distribution est dans le même local, disposé en tribune dans le coin. Les condensateurs E et les pompes F sont en avant, ainsj que les réservoirs d’eau G. Ceux-ci sont au-dessous de la partie du terrain longeant la rue, partie où s’élève une maison d’habitation contenant les bureaux des services extérieurs de la Société.
- L’usine de la Villette renferme deux groupes à vapeur dynamo semblables à ceux de l’usine des Filles-Dieu; son installation n’offre rien de remarquable. Les machines de secours placées à l’usine du Nord forment également deux groupes semblables.
- 11 resterait à décrire le système de transmission de force au moyen duquel fonctionnent les usines du Nord et du boulevard Barbés.
- Nous avons donné de ce système une description étendue dans le volume précédent de ce recueil; nous ne pouvons y revenir aujourd’hui.
- Nous rappelons donc succinctement qu’une usine puissante de 1000 chevaux placée à Saint-Ouen, quai de Seine, engendre le courant électrique sous une tension de 2400 volts; il se» distribue entre les deux stations de banlieue Asnières k et Saint-Denis, d’une part, et les deux stations de
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- Paris, d'autre part. Engendré par des machines du type Marcel Deprez à deux anneaux accouplées en quantité, il est reçu dans des machines réceptrices du même type ; chaque station met également ses machines en quantité.
- Le groupe transformateur se compose donc d’une réceptrice type Marcel Deprez actionnant des machines à lumière ; celles-ci sont à Paris des machines Edison.
- Le réglage du système s’opère en agissant sur les champs magnétiques.
- La marche est très sûre et absolument régulière.
- Les dispositions générales et électriques des installations qui viennent d’être décrites ont été étudiées par l’auteur de ces articles et M. Dumar-tin, ingénieur en chef des services électriques de la Société ; les installations mécaniques sont dues à M. Singre, chef des services mécaniques.
- Les bâtiments ont été élevés par M. Dunnett, architecte de la Compagnie du chemin de fer du Nord.
- Frank Géraldy.
- CA suivre.')
- SUR LA DIFFÉRENCE
- ENTRE
- L’ÉLECTRODYNAMIQUE DE HELMHOLTZ
- ET CELLE DE MAXWELL
- Les principes fondamentaux de l’électrodyna-mique de Helmholtz et de celle de Maxwell ont été exposés par M. Ledeboer (*). Nous nous proposons d’y revenir et d'insister sur la comparaison des deux théories, en nous inspirant des idées qu’a développées M. Poincaré dans son cours de physique mathématique du second semestre 1889-1890 (2).
- Ampère expliquait les phénomènes électrodynamiques en admettant qu’entre deux éléments de courants s’exerce une force dirigée suivant la
- (*) La Lumière Electrique, t. XXXIII, p. 157, 204, 273, 417, 504, 615.
- (*) Ce cours! publié chez M. Georges Carré, éditeur, vient de paraître. Il forme le second volume de l’ouvrage Electricité et optique de M. Poincaré.
- droite qui les joint. Une infinité de suppositions différentes expliquent également bien les phénomènes observables.
- En effet, ce que l’expérience pourra nous donner, c’est tout au plus l’action d’un circuit fermé sur une portion mobile d’un courant; on peut imaginer pour l’action exercée entre un élément du circuit fermé et l’élément mobile, de l’autre circuit une infinité d’expressions dont l’intégrale le long du circuit fermé soit nulle; la résultante de ces actions, c’est-à-dire l’action exercée par le circuit fermé total sur l’élément mobile est nulle. Ajoutons à l’action élémentaire donnée par la formule d’Ampère une quelconque de ces nouvelles actions élémentaires ; nous avons une nouvelle formulé élémentaire qui conduira aux mêmes résultats que celle d’Ampère dans tous les cas où l’expérience est possible.
- Parmi les suppositions en nombre infini qu'on peut faire sur l’action de deux éléments de courant, il y en a un groupe qui consiste à admettre que cette action dérive d’un potentiel, en d’autres termes que le travail effectué par cette action lorsqu’un des deux éléments se déplace ne dépend que de la position initiale et de la position finale. L’hypothèse d’Ampère, il est aisé de le voir, ne rentre pas dans ce groupe. L’action réciproque de deux éléments dépend évidemment de leur orientation; ses dérivées par rapport aux angles qui définissent cette orientation ne sont pas identiquement nulles, et il en est de même du travail virtuel qu’entraîne une variation infinitésimale de ces angles ; par suite, outre la force dirigée suivant la droite de jonction, il existe des couples qui tendent à faire tourner.les éléments, et dont les moments sont de l’ordre de grandeur de la force. L’action mutuelle ne se réduit donc pas à une force unique, comme dans la théorie d’Ampère. •
- F. Neumann et Weber ont donné deux expressions différentes pour le potentiel de l’action élémentaire. Le premier donne
- d* W = i i ds ds’ ——,
- r
- e étant l’anglé des directions des deux éléments ds et ds’, et r leur distance.
- Weber donne l’expression : — ----
- di W = ii> ds ds1 ( — ~-L) = — ds ds1
- \ r ds ds1 J ds ds’
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- Helmholtz a réuni ces expressions en une formule plus générale :
- » ... ...... /cos e . I — h d* r\
- d* W = »*' ds ds' (--------j—T-. ].
- \ r 2 ds ds)
- On retrouve la formule de Neumann en faisant h = i, celle de Weber en faisant k = — i.11 est aisé de vérifier d'ailleurs que le terme qui renferme le facteur indéterminé k disparaît quand on étend l'intégration par rapport à l’une des variables s ou s' à l’un des circuits fermés.
- Maxwell a considéré l'électrodynamique à un point de vue tout différent. Pour lui, tous les courants sont fermés ; les courants instantanés qui se produisent, par exemple, au moment de la décharge d’un condensateur, se ferment pour lui à travers le diélectrique. L’expérience ne pouvant jamais nous donner que des courants fermés, c’est yne recherche non seulement impraticable, mais vaine, que celle de l’action d’un élément de courant. On éprouve donc quelque surprise en voyant Helmholtz déclarer qu’on retrouve Pélectrodyna-mique de Maxwell en donnant simplement à son paramètre arbitraire k la valeur particulière o.
- 1 Nous verrons que quelques-uns des résultats de Maxwell s'obtiendraient effectivement en donnant à k cette valeur o, mais la condition h = o n’est pas suffisante pour retrouver l’électrodynamique de Maxwell. Helmholtz le fait d’ailleurs remarquer expressément non pas dans son premier mémoire : Ueber die Geseçte der Inconstanten elektrischen Strœme in hœrperlich ausgedebnten Leitern, mais seulement à la fin de son second mémoire : Ueber die Bewegungsgleicbungen der Elehtricitcet jür rubende leitende Kœrper (1). La condition k = o, ainsi que l’a mis en évidence M. Poincaré, n'est même pas nécessaire, et l'électrodynamique de Maxwell, qui ne rentre dans celle de Helmholtz que comme un « cas limite », s’en déduit d'une façon toute différente.
- Une des difficultés que présente l’étude de ces travaux est la différence des notations. Au vecteur dont Helmholtz représente les composantes par U, V, W, correspond celui que Maxwell désigne par F, G, H, mais ils ne sont pas identiques.
- Remarquons d'abord que les signes de ces quantités sont différents en apparence. Helmholtz
- (!) Helmholtz. IVissenscbaftlicbe Abhandlungen, t. I, p. 540, 543, 549, 557 et aussi 626.
- écrit le potentiel électrodynamique mutuel de deux courants
- — A * *1 J J --—p1--dsdsf. (1)
- Maxwell l’écrit :
- . ..,/•/* cos (ds, ds') ... . .
- + 11 'J J —------ds ds'. (a)
- La différence des signes vient de ce que, pour Helmholtz une force est comptée comme négative quand elle est attractive ; pour cos (ds, ds') = 1, c'est-à-dire pour des courants parallèles de même sens, le potentiel est négatif, la composante de la force suivant la droite de jonction l’est aussi, et dans ce cas on sait qu’il y a attraction. Au contraire, pour Maxwell, une force attractive est positive.
- Le coefficient A2 dans l’expression (1) vient Üe ce que Helmholtz emploie les unités électrostatiques; ^ est la vitesse de la lumière. Maxwell
- emploie les unités électromagnétiques.
- Considérons un espace à trois dimensions, parcouru par des courants, et soient u, v, w les composantes du courant en un point. Si <2? est le potentiel électrodynamique de ce système voltaïque, Helmholtz pose, par définition de U, V, W,
- 6 == — A* ISS (U« Ve + Ww) dx dy d{ (*).
- Posons une fois pour toutes ^7 = — A2 T; T sera le potentiel électrodynamique avec les conventions d’unité et de signe de Maxwell.
- Nous avons :
- T =* JJJ (Um + Vî> 4- Wai) dx dy dç. (3)
- Or, Maxwell arrive aussi à la relation :
- T = J J J + Gv + Hw) dx dy dç (*). (4)
- P) Helmholtz. IVissensch. Abhand., t. I, p. 568.— Voyez La Lumière Electrique, t. XXXI II, p. 417.
- P) Dans Maxwell figure un facteur ^ qui ne se trouve pas
- dans Helmholtz, parce que ce dernier considère le potentiel électrodynamique mutuel de deux systèmes distincts : si l’on considère, comme le fait généralement Maxwell, que l’ensemble des systèmes voltaïques ne constitue qu’un système unique, on a le potentiel de ce système par rapport à lui-même, et tous les éléments de l’intégration seraient
- chacun répétés deux fois : il faut donc multiplier par
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- *7
- Quelles diflférencës y a-t-il donc entre les deux vecteurs?
- On peut dire qu'il y en a de deux sortes.
- Si nous avons un circuit linéaire fermé, parcouru par un courant d’intensité i, et placé dans un champ électromagnétique, en remarquant que:
- u dx dy rff = i dx v dx dy dç = i dy ‘ w dx dy dç = i dç
- les équations (3) et (4) deviennent T = tj(\i dx -}- V dy W dp = i f (F dx + G dy + H dp (5)
- On en conclut non pas que U — F=V — G = W — H = 0, mais que (U — F) dx -f- (V — G) dy -f- (W — H) est une différentielle exacte dû:
- u —
- dx
- d S'
- G = V — 5= dy
- H = W-
- d{
- (6)
- Si l'égalité (5) était vraie même pour un contour d’intégration non fermé, l’identité des deux vecteurs serait une conséquence forcée. Mais dans Maxwell il n’y a pas de circuit ouvert; on ne peut donc appliquer l'équation (5) qu’à un circuit fermé, et la fonction arbitraire S reste jusqu’à nouvel ordre indéterminée.
- C’est qu’eri fait Maxwell introduit son vecteur F, G, H, qu’il appelle montent électromagnétique, d’une façon un peu différente de la manière dont Helmholtz a introduit le vecteur U, V, W.
- F est pour lui « l’impulsion totale tendant à déplacer l’électricité dans la direction O#, qui est engendrée par l’éloignement des aimants ou des courants qu’on retire du champ (*) ». F est l’intégrale par rapport au temps, changée de signe, de la composante suivant Ox de la force électromotrice :
- L’intégrale
- J (F dx -|- G dy + H dp
- étendue à tous les éléments d’un circuit fermé représente le moment électromagnétique total de ce circuit, ou le flux d’induction magnétique qui le traverse ; ce flux d’induction à travers l’élément dy d% est
- (dU dG\ , ,
- il est encore, par définition de l’induction magnétique, a dy d^ \ d’où
- ^ rfH _ rfG d y dp
- (8)
- et deux autres équations analogues. De là le nom de potentiel vecteur de l’induction magnétique donné à F, G, H.
- Pour achever de déterminer F, G, H, Maxwell pose : . :
- , dF dG d\\
- J dÿ + df = A*
- et
- F'= F
- ii
- dx’
- G'= G
- ii
- dy’
- H' = H — il.
- dx
- Les fonctions F’, G', H’ sont définies par les équations (8), auxquelles elles satisfont, et par, l’équation :
- rfF dG' dW dx dy d%
- Ce sont des fonctions uniformes qui s’annulent à l’infini : elles sont donc complètement déterminées. , :j
- Si l’on rapproche des équations (7) les équations des courants
- il
- dy
- d$
- etc- :
- on arrive aux équations
- A* F' = — 4 t. u ;
- d’où :
- (9)
- •F' =///“ dx dy dG
- G' = fff ldxdy dp _ —
- H’ =fff™dx dy d{.
- La fonction 1 ne jouant aucun rôle, dans les
- t1) A dynamical tbeoiy of the electromagnetic field (Scien-tific papers, p. 555).
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 18
- phénomènes observables, on peut, dit Maxwell, la supposer nulle^); alors F=F'; G=G', H=H', et les composantes du potentiel vecteur se trouvent ainsi complètement déterminées.
- Définies de la sorte, les composantes F, G» H, différent des composantes U, V, W de HelmKoltz, et ne se ramènent pas aux expressions données par Helmholtz en faisant h = o. On a, en effet (équations i d) (2),
- U =
- l — h cflV 2 d x
- + ISS 7 dx dyd<<
- ¥ étant
- ///(»
- dr dr dx V dy
- + w <—^j dx dy dç.
- Si l’on avait pris la théorie de Helmholtz pour point de départ, on aurait donc été conduit à prendre pour valeur de la fonction 2
- s
- — 'ï’J
- comme l’a été le vecteur a\ b, c\ on a, quel que soit S,
- a!W d\_dH dG dy dç dy d ç ’
- Mais il existe entre les vecteurs F, G, H et U, V, W une autre différence plus importante.
- L’expression (3) du potentiel électrodynamique donnée par Helmholtz n’est valable que pour un milieu dans lequel il ne se produit pas de polarisation magnétique. Dans un milieu de perméabilité J*, l’expression du potentiel doit être multipliée par [/..
- Au contraire, l’expression (4) de Maxwell convient encore aux milieux magnétiques; seulement F, G, H sont dans ce milieu |* fois plus grand qu’ils ne seraient dans le vide ; cela se conçoit, si l’on part de la définition que Maxwell donne de ce vecteur. / F dx + F dy -f- H d w représente le flux d’induction magnétique qui traverse le circuit fermé le long duquel est faite 'l’intégration ; et l’on en déduit, comme nous l’avons vu.
- mais en fait, je le répète, Maxwell a supposé £ = o, et, dans cette hypothèse, les expressions de F, G, H ne coïncident pas en général avec celles de U, V, W. La coïncidence serait rétablie en supposant ^ = o, ce qui a lieu quand tous les courants sont fermés, comme on peut aisément le vérifier : on a en effet
- du d-ô du)
- dx dy d ç — °
- et
- ///(“ r+• %+* * 20 * " *
- —f
- Mais la coïncidence est alors rétablie, quel que soit h ; et si cette condition de fermer tous les courants n’est pas remplie, elle n’est rétablie par aucune valeur de k.
- Quoi qu’il en soit, la fonction 2 n’intervient pas dans l’expression du vecteur déduit de F, G, H,
- (i) Maxwell, Electricité et Magnétisme, trad.'ranç.,t. Il, 290-91, § 616.
- (*) Helmholtz, toc. citp. 569. — Lumière Electrique, t. XXXIII, p* 419.
- a = y, a —
- dH _ dG dy d f ’
- A la vérité, Maxwell passe un peu rapidement sur ce point. Il n’insiste pas suffisamment sur ce qu'il suppose en admettant que son «moment électromagnétique » correspond au flux d’induction, et non pas au flux de force, et M. Poincaré a insisté sur ce point dans son cours. Mais il n’en est pas moins vrai qu’çn passant du vide à un milieu magnétique, F se trouve multiplié par ja, tandis que U reste le même.
- La relation entre ces deux vecteurs dans un milieu quelconque peut donc s’exprimer en définitive par
- U = F + V = G +
- dX dx’ dV dy’
- IiW = H
- . d S r dfl
- (10)
- Après avoir posé ces préliminaires indispensables pour pouvoir écrire correctement les équations de l’un des deux savants avec les notations de l’autre, abordons le point capital, les équations fondamentales d’où l’on déduit les vitesses de propagation des ondes électromagnétiques.
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- JOURNAL UNIVERSEL D‘ÉLECTRICITÉ
- >9
- Considérons les équations (19*) et (19/) de Helmholtz (’) :
- E
- E
- 5
- £
- dp dx "
- du
- dy
- d<p
- ’W
- X
- 8 =
- H:
- e
- •A*
- dU dt
- fi+x'
- t \d x d x)
- .A» ™ + A± A dt + * dt
- dt^ dt\dx dy) dx ~ V d{ dx J
- + Zi
- AjW d ü\
- ' \ dx d7 )
- E = __J. A
- ^ T V rff ,
- dç^ \dy dx)
- 00
- (12)
- Dans ces équations, applicables à un milieu susceptible à la fois de polarisation diélectrique et de polarisation magnétique,
- ?, 7i, Ç représente la polarisation diélectrique; s un coefficient qu’on peut appeler susceptibilité électrique, et qui est le rapport de la polarisation à la force électromotrice P, Q, R;
- 5 = £ P, ij = £ Q, ï = e R;
- <p le potentiel électrostatique ;
- Xj, Yj, Zj la résultante des forces électromotrices extérieures d’origine thermo-électrique, chimique, etc.;
- X, p, v, la polarisation magnétique (2);
- 0 la susceptibilité magnétique
- £ le potentiel magnétique ; apyla force magnétique extérieure;
- L, M, N des quantités qui jouent par rapport aux composantes de la polarisation magnétique le rôle que jouent U, V, W par rapport aux composantes du courant.
- L = f J j\dx dy d{,
- M = f J dx dy
- N = / JJ }. dx dy d{.
- Voici comment sont établies les équations (il) et (12).
- Helmholtz calcule séparément la composante; de la force électromotrice due à l’induction élec-j
- (') Helmholtz, toc. cit., p. 619. — Lumière Electrique, p. 504, (I et II).
- (*) Nous gardons la notation X, 1*, v. Il ne saurait y avoir de confusion avec la perméabilité magnétique (/. = 1 +4110; nous appellerons désormais cette perméabilité \y'.
- trodynamique excelle qui est due à l’induction
- d V
- électromagnétique. La première est A2 —r— ; la se-c„„d
- Si, en effet, p., v varient dans un élément de volume dx dy d%, la force d’induction qui en résulte est, suivant o x,
- “ A â [v |i ~ ^ (7)]
- et pour la force d’induction résultant de la variation de X, p, v, il faut intégrer cette expression et étendre l’intégration à toute la partie de l’espace où se trouvent des corps aimantés, ou, ce qui revient au même, à l’espace entier, puisque là où il n’y a pas aimantation, à = p= v = o.
- Ecrivons cette équation (11) dans les notations de Maxwell.
- D’abord, en unités électromagnétiques, les facteurs A2, A disparaissent de l’équation, à condition de supposer la force électrique totale P, Q, R, le potentiel électrostatique <p et la force électromotrice extérieure X, Y, Z exprimés en unités électromagnétiques :
- p
- dp _ rfU , £ (dN _ dM\ dx dt dt [d y d{ ) ' 1
- (11')
- Pour Maxwell, F, G, H est le potentiel vecteur de l’induction électromagnétique totale, comprenant à la fois l’induction due aux aimants et l'induction due aux courants.
- Or il est aisé de voir qu’ici
- rfN_£M U+dy di
- = -(.+4*6)U+^=-VU+fe-
- = — F +
- d'Z 1 dx *
- S, étant une fonction des coordonnées, égale à 2' — 2, qui disparaîtra des équations finales.
- En effet, on a, d’après les équations (12) écrites en unités électromagnétiques :
- . _ [dV dW d-A . f f dy dx) ’
- L -///; fff7 (37-7?)J<
- f-f
- •///' t4’u - 4 (33+%+lifjY-'i jt
- ASU
- Jf'f-dxdyd{=0 J j'J-y-dx dy d(
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Or
- fff^~rdxdvd< = ffy dx dv dî=
- — 4 7c U.
- Donc
- rfN dtA dy dç
- „ , d S'
- -4"eU + ^
- et deux équations analogues, où interviennent les dérivées de la même fonction U'.
- L’équation (n) est donc, en définitive, pour Maxwell :
- p
- d <f dF d* 2i Y dx dt + dx dt + 1
- (il")
- d 2
- C'est, à part cette fonction ~ qui ne joue aucun rôle, l’équation de la force électromotrice que donne Maxwell^).
- Passons aux équations (12).
- Helmholtz les a écrites en observant que la composante suivant O# de la force électromagnétique due à un courant u, v, w circulant dins l’éléfnent de volume dx dy d% est
- [+*T{7-wTy(7)] dxJy^
- et en faisant ensuite l’intégration dans tout l’espace.
- Les équations de la force magnétique dans Maxwell sont identiques à ces équations(i2). Elles s’écrivent en effet :
- et le premier membre renferme l’induction magnétique, c’est-à-dire la force multipliée par tu/; le second, le vecteur F, G, H, c’est-à-dire U, V, W multiplié par p.' (2).
- Les systèmes d’équations (11) et (12) permettent de démontrer l’existence de vitesses de propagation des ondes électromagnétiques, et de déterminer ces vitesses, à la condition d’y adjoindre l’équation qui sert à définir U :
- u =
- h- dw
- dx
- SSÈr
- dx dy dç.
- 03)
- tb Scieniific papers, § 63, p. 558. Voy. aussi l’exposé Je la théorie électromagnétique donné par M. Raveau dans la Lumière Electrique du 21 février, t. XXXIX, p. 358.
- (5) Il y a, il est vrai, entré l'équation (12') et l’équation (12) une différence de signe. Elle tient à une différence de convention sur la disposition du trièdre des coordonnées.
- L’équation correspondante de Maxwell est
- dx dy dç. (iÿ)
- Les systèmes d'équations (11), (12) et (13) sont, au fond, les mêmes — malgré une différence d’aspect qui peut dérouter au premier abord — que les systèmes (11'), (12’) et (13'). Or, nous allons le voir, on arrive en partant des équations de Helmholtz et de celles de Maxwell à des résultats différents relativement aux vitesses de propagation.
- C’est que les deux savants définissent d’une manière différente le courant dans les diélectriques, et toute la différence est là. Pour Helmholtz, le courant est la dérivée par rapport au temps de la polarisation :
- La constante diélectrique ou perméabilité diélectrique K est égale à
- K, + 4 * 1
- K0 étant le pouvoir diélectrique du vide égal à 1 en mesure électrostatique, à en mesure électromagnétique (e est ici, comme toutes les autres grandeurs, supposé exprimé en unités électromagnétiques).
- K — K. dP
- 4 TC dt
- Pour Maxwell, le courant est la variation du déplacement, et ce déplacement, tout en étant conçu comme correspondant à un état de polarisation du diélectrique, est une quantité différente de la polarisation diélectrique de Helmholtz (*). Le déplacement f, g, h est défini par
- /= — P,
- J 4 TC ’
- K ^
- h = — R ,
- 4TC
- et le courant, défini par les conditions
- _ df U dt•
- dg dt’
- dh
- dt'
- (') La Lumière Electrique, t. XXXIX, p. 352.
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-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- a pour composantes :
- K d P
- U = — —rrt
- 4 m dt *
- v =
- w =
- JC dQ 4k d/ ’
- A d R
- 4k dt ’
- Entre une théorie qui prend pour point de départ
- u = — ^ et une autre qui pose u = ,
- Ait dt 4k dt
- il est évident qu'il ne saurait y avoir accord tant que Ko, comme dans les idées ordinaires, est supposé essentiellement différent de zéro.
- Opérons le vecteur qui figure au premier membre des équations (u) par Vy, c’est-à-dire diflfé-rentions par rapport à y la composante suivant Oç par rapport à ^ la composante suivant O y, et retranchons; et de même pour les autres combinaisons deux à deux des trois équations. Supposons nu lies les forces électromotrices extérieures
- = Zi = 0; il vient :
- dR dQ /1 , N d\ 1 + 4 k 6 dX
- dy df = ] dt~ 0 dt’
- dP dR G+H 1 dX 1 + 4 k 8 du,
- di d X 1 ~dt ~ « d/’
- dQ d P G+4*) , dX i + 4 k 6 dv
- d x d y 1 dt~ 0 ~dt '
- En partant des équations (il") de Maxwell, on serait arrivé au même résultat.
- Opérons ce vecteur des équations (i i ') par S v, c’est-à-dire différentions par rapport à x la composante suivant Ox, de même pour les deux autres, et ajoutons
- rfP dQ + rfR dx ‘ d y ' d {
- — A * <? + k
- d» < dP
- (2) (14 bis)
- Pour Maxwell, cette relation est une identité,
- —x. = 0 en vertu de l’incompressibilité de l’élec-
- dt
- tricité, et l’équation de Poisson
- K A1 9 = — 4 k p,
- jointe à l’équation du flux de force :
- K /ilP , iQ , a!R\
- (1) Équations (21) de Helmholtz, p. 624. — Lumière Electrique, t. XXXIII, p. 506.
- (*) En vertu de l’équàtion (3“) de Helmholtz,
- dU dV dW______________, dy
- dx d y idç dt’
- p. 572.— La Lumière Electrique, t. XXXIII, p. 420.
- montre que le premier membre est égal au second.
- Enfin, opérons encore par V v et par S y le vecteur dy premier membre des équations ( 12) :
- /dv _ du) 1 = di *
- J \dy d{J ' dx dt
- 1 1 dA I _ d* 9
- 0 ' Ut dxj ' dy dt
- ' , M* _ dX\ d» 9
- ë1 \dx dv) a dç dt
- 05)
- Ce sont, à part les termes contenant les déri-
- d to
- véas de -JL et qui manquent dans Maxwell, les
- équations du courant électrique (sauf encore le changement de signe signalé précédemment).
- En opérant les équations ( 12) par S y, on a :
- d g dp dx dy
- o.
- Jusqu’ici nous avons pu ne pas distinguer entre la convention de Helmholtz et celle de Maxwell sur la valeur du courant dans le diélectrique.
- Voyons ce que deviennent les équations dans les deux cas.
- Pour Maxwell
- j< dP.
- 4 k dt ’
- en faisant abstraction de y, qui n’intervient point, X = ea; les équations (14) et (15) prennent alors la forme symétrique
- dR d Q dix
- dy dî * d t
- dP dR dp
- dï d x~ * d t
- dQ dP dy
- d x 'dy'"* d.
- =_k A
- dy dl dt’
- d <x dY_ KdQ-
- df dx dt »
- dp dix — K —.
- dx dî dt
- Ce sont les équations qui lient la force magnétique et la force électrique mises sous une forme qui fait ressortir toute la symétrie entre les deux ordres de phénomènes. Dans l’article déjà cité sur la théorie électromagnétique (J), ces équations
- (i) La Lumière Electrique, t. XXXIX, p. 357.
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-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 22
- (qui sont les équations (3) et (4)), sont écrites avec des signes contraires : mais ce qui est essentiel, comme l’a fait observer M. Raveau, c’est que les signes de K et de \i! dans les deux systèmes soient différents.
- En éliminant P, Q, R, on trouve :
- K«^ = A‘
- _ . • .. .d'L.dü.dv
- Ces équations, jointes a ; + ^ = °> mon-
- trent que la force magnétique se propagera par
- ondes transversales, dont la vitesse est -7=== •
- v K j*
- dans le système électromagnétique, K = -^pour
- le vide et p/ = 1 ; on retrouve donc bien la vitesse de la lumière.
- Revenons au contraire aux équations de Helm-holtz, et faisons avec X = s P.
- Opérons les équations (15) par V v ’
- d% X d1 X
- A* X = 4 « e (1 + 4 it 6) -jp = 4 it e y!
- d% X d* pi
- A* y. = 4 it e (l + 4 « 8) = 4 « e. (j.' -jjj ;
- (/i* X d^ v
- A*v-4*i(i + 4 * 9) -jjî “ 4 « * V-' -jjT»
- avec
- d X , dji , r/_v
- o.
- Les ondes transversales se propagent ici avec une vitesse égale à
- 1
- 4 n t
- Pour le vide, cette vitesse est
- 7== - v i/KZ+Z^, Vf*. 4* s. V 4 * v
- et comme s0 = o, cette vitesse est infinie.
- Opérons les équations (14) par V A :
- (1 + 4 rc 8) (K„ + 4tc eV\ ^ (!) _
- K. k ) dx\dx~*~ dy dç) *
- O + 4it 9) (K„ + 4« e)^ ^ ldi, <h\ dÇ\ m
- K, i J dy dy "* dç) '
- (1 4- 4^*» (K, + 4 ti e\ d_ r d\ dr\
- K, k ) dç\dx + dÿ dç)‘
- , A* 5 = 4«e (1 + 4 it 0)^5 -h (1
- d*i\ l
- A* ïi = 4 it s (1 -4- 4 tc 0) jjl -(- f 1
- A8 t = 4 " e (> +4*t>57i+(i
- Tandis que dans Maxwell la force électrique obéissait à la même équation que la force magnétique et se propageait de même, on a ici une force électrique obéissant aux mêmes équations que le déplacement d’une particule matérielle dans un corps élastique solide. 11 y a deux vitesses de propagation différentes : l’une pour les ondes transversales, égale comme précédemment à 1
- vy. 4^6*
- l’autre par les ondes longitudinales, égale à
- 4 /K- + 4 rc e . / K________
- V47CS. k. K. V (K — K.) K, h’
- On trouve en particulier que cette vitesse devient infinie si l’on fait k = 0.
- Un des résultats fondamentaux de Maxwell est
- l’absence d’ondes longitudinales. On conçoit que cette condition est essentielle dans la théorie électromagnétique de la lumière. Ce point paraît avoir plus particulièrement frappé M. von Helmholtz, et le fait qu’on retrouve le résultat de Maxwell, c’est-à-dire qu’on se débarrasse de l’onde longitudinale en donnant à k la valeur o, paraît être la raison qui l’a conduit à considérer la théorie de Maxwell comme un cas particulier de la sienne.
- 11 ajouté que les équations de Maxwell, même pour h = o, ne se réduisent aux siennes que « lorsque e et 0 sont infiniment grands (2) ».
- 0) Dans Helmholtz (équation 21 c, p. 625), on a entre parenthèses —O + 4 11 ftH.1. + 4” 0)^ Ici, au lieu de 1 + 471 e,
- K. 4- 4 ïr s .. ï , . .
- on a----^—, ou K. = — j parce que e est exprime en me-
- sure électromagnétique.
- (s) Helmholtz; p. 626.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÊLÈCtRlCITE
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- En effet, on peut voir que dans Helmholtz la vitesse des ondes transversales est plus grande en général que dans la théorie de Maxwell; dans le vide elle deviendrait infinie; il en est ainsi tant que e, susceptibilité diélectrique du milieu, est un nombre fini ; et il faut faire e infini pour retrouver
- la valeur -7==,. En revanche, 6 ne joue aucun rôle, vK(*
- et il ne paraît y avoir aucune raison pour le faire infini.
- Dans Helmholtz, en effet, et c'est là le point capital, les résultats auxquels on arrive ne sont pas symétriques par rapport à l’électricité et au magnétisme. Au lieu de qui intervient seul, à l’exclusion de 4*0, la quantité K n’intervient pas seule; une autre joue un rôle; c'est 4ns = K — 1 si on est dans le système électrostatique, *
- = K — dans le système électromagnétique, et
- plus généralement = K — K0, K0 étant, dans le système d’unités choisi, le pouvoir diélectrique du milieu qui est supposé impolarisable.
- Le milieu impolarisable est le vide dans les idées ordinaires; dans'les idées de. Maxwell, au contraire, le vide lui-même est susceptible de polarisation diélectrique comme de polarisation magnétique ; et si l’on veut faire rentrer la théorie de Maxwell dans celle de Helmholtz, il faudra admettre que ce n’est pas le vide qui est impolarisable, mais qu’il existe un milieu impolarisable idéal demi le pouvoir diélectrique K0 est infiniment petit.
- Mais si on maintient pour K0 le pouvoir diélectrique du vide, on voit qu’il y a une différence profonde entre l'électrodynamique de Maxwell et celle de Helrqhoîtz, différence qui se traduit par la symétrie d’un côté et l’absence de symétrie de l’autre dans les équations différentielles qui lient la,force électrique à la force magnétique; et il ne suffit pas de faire k = 0 pour passer de la théorie de Helmholtx à celle de Maxwell.
- C’est ce point qui a été mis en lumière par M. Poincaré dans son cours sur « la théorie de Helmholtz et les expériences de Hertz», lia montré de plus à quelles conditions on peut considérer la théorie de Maxwell comme un cas limite (plutôt que comme un cas particuliei) de celle de Helmholtz, et comment le principe de l’unité de la force électrique, énoncé par Hertz, revient à attribuer à K0, pouvoir diélectrique du milieu supposé par définition impolarisable, une valeur
- infiniment petite. Nous nous proposons de revenir sur cette question dans.un prochain article.
- En résumé, Helmholtz donne une expression du potentiel de l'action mutuelle de deux éléments de courant; Maxwell ne considère’[point d’action élémentaire, parce que pour lui tous les courants sont fermés. Cette condition d’avoir toujours des courants fermés s’exprime par
- du dv dw , dx dy d{ = 0
- et comme on a toujours pour un fluide quelconque
- du dj) dw dp
- dx dy ~d~7 d~t = °’
- il s’ensuit que
- d p d t
- ce qui revient à dire que l’électricité est incompressible.
- Cela explique pourquoi toutes les dérivées par rapport au temps du potentiel électrostatique
- ’-/// r**"'
- disparaissent dans Maxwell.
- Les trois systèmes d’équations fondamentaux (11), (12) et (13) de Helmholtz reviennent au même, malgré quelques différences superficielles, que les systèmes d’équations correspondants ( 11 "), (12') et (13') de Maxwell, et l’on en déduit les mêmes conséquences relatives aux vitesses de propagation si l’on fait la même hypothèse sur l’expression du courant dans le diélectrique.
- La différence essentielle entre les deux théories, entre ce que Hertz appelle « l’électrodynamique ancienne » et l’électrodynamique de Maxwell, est en définitive que dans l’une le courant est la variation de la polarisation diélectrique, dans l'autre il est la variation du déplacement.
- Et si l’on prend avec Maxwell la variation du déplacement pour valeur du courant, le h de Helmholtz disparaît de lui-même des équations.
- On ne peut donc faire rentrer la théorie de Maxwell dans celle de Helmholtz par des considérations ou par des hypothèses particulières qui soient purement électrodynamiques. Il faudra avoir recours à des considérations électrostatiques,
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- se demander quelle est la nature dé la polarisation d'un diélectrique dans les idées anciennes et dans les idées de Maxwell, et voir si l’on peut faire rentrer l’électrostatique de Maxwell dans l’électrostatique ancienne. Si on y réussit, on aura du même coup concilié deux théories électrodynamiques qui n’ont entre elles, comme nous l’avons montré, qu’une différence d’ordre électrostatique.
- Bernard Brunhes.
- CHEMINS DE FER ET TRAMWAYS
- ÉLECTRIQUES (*).
- Le système de traction électrique récemment proposé par MM. IValker et Immish se distingue en ce qu’il s’applique tout particulièrement aux tramways à câbles. Au lieu de faire circuler indéfiniment ce câble cc (fig. i et 2), on l’immobilise, et le locomoteur se remorque ou se toue sur lui par la prisé d’une poulie à mâchoires A, mue par la dynamo B. Le câble est renvoyé sur la poulie A par deux galets guides et tendeurs DE, et le véhicule l’aborde par dès galets F G, qui facilitent le passage en courbes. On gagne évidemment ainsi la force perdue par les résistances du câble mobile, et l’on évite l’usure de ce mouvement, mais on perd par la transmission électrique, l’usure et les frottements du passage du câble en D A E : a priori, le système ne paraît pas évidemment avantageux. Les poulies à mâchoires, très usitées dans les tractions minières et pour les charrues à vapeur, n’ont pas la réputation de ménager leurs câbles, et elles s’usent elles-mêmes assez vite, bien que marchant à de faibles vitesses et en n’attaquant le câble que par des courbes de grand rayon. MM. Walker et Immish font remarquer que l’on pourrait constituer la poulie A par deux disques pourvus d’électro-aimants les faisant s’attirer sur le câble; mais cela ne semble pas une simplification des mâchoires mécaniques ordinairement employées pour ce genre de poulies.
- L’armature des dynamos à marche lente de M. Hophinson attaque directement l’essieu du locomoteur. Les figures 3 et 4 indiquent comment deux de ces dynamos, à quatre pôles cccc, sont
- (i) La Lumière Electrique, 13 décembre 1890.-
- groupées sous le locomoteur avec un inducteur intermédiaire commun C. Le tout forme un ensemble très compact enfilé sur les essieux par des étoiles en bronze D d, et suspendu au locomoteur par des ressorts d.
- Les figures > et 6 représentent le détail d’un truck à trois trains articulés de Robinson. Nos lecteurs savent que ces trucks sont assez fréquem-
- Fig. 1 et 2. — Walker et Immisch (1890). Tramway électrique à câbles.
- ment employés aux Etats-Unis (*). Chacun des bogies extrêmes est articulé comme en g (fig. 6) à la traverse t du bogie médian, de manière qu’il puisse, à la fois, tourner autour de cette articulation et y glisser d’un certain jeu, et la
- Fig. 4. — Hopkinson. Vue par bout.
- caisse du locomoteur tourner autour des pivots centraux c et c' des bogies extrêmes. L’essieu du milieu ne peut pas tourner; il n’a qu’un jeu latéral, et les deux essieux extrêmes ont leurs barres a'b' conjuguées par une bielle i2, articulée en h2h3, au droit des pivots cd des bogies extrêmes. Il résulte de cette disposition que les essieux extrê-
- •' ('; La Lumière Electrique, t. XXXVIII, p. 365.
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- mes sont toujours également inclinés sur l'essieu médian qui les fait pivoter quand il joue, c’est-à-dire qu’ils s’inscrivent d’eux-mêmes radialement dans la courbe.
- Les figures 7 et 8 indiquent, avec une légère va-
- riante, comment les dynamos des bogies extrêmes peuvent avoir leur bâti suspendu directement au châssis de ces bogies par des ressorts p2, et à l’essieu par des ressorts c4 : on suit aussi très facilement sur ces figures la commande du train d’en-
- Fig. j. — Hopkinson (1890). Dynamos directes conjuguées, élevaton.
- grenages héliçoidaux qui transmet et réduit sur l'essieu le mouvement de l’armature.
- La figure 5 indique la suspension de h dynamo
- médiane d2 par des articulations à ressorts enfilées sur les tiges de suspension des dynamos extrêmes a2b2 et disposés, comme enp2, par exemple,
- Fig. 5 et 6. — Robinson (189a). Truck aiticulé, vue de côté et vue en dessous.
- (fig. 9) de manière que la dynamo intermédiaire agisse comme une sorte de balanciercompensateur équilibrant en partie les dynamos extrêmes autour de leurs essieux respectifs. L’excédant de ce porte à faux est annulé par la tension de la bielle i2) qui maintient dans la verticale les attaches a' b\ Lorsqu’il n’y a pas de dynamo intermédiaire, c’est la
- barre 13, prolongée et convenablement renforcée, qui constitue autour de l’essieu médian un véritable balancier compensateur soulageant de leurs charges les tiges de suspension, qui ne sont plus
- alors que des axes de pivotement.------
- On remarquera que, grâce à leur isolement et à leur suspension indépendante, les dynamos ne
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- transmettent pas leurs vibrations à la caisse de la voiture : condition essentielle au confort des voyageurs.
- c
- x
- Fig. 7 et 8. — Robinson. Variante, coupe longitudinale et plan.
- La caisse repose sur les bogies par des galets r (fig. 8) qui leur laissent toute liberté.
- Fig. 9. — Robinson. Détail de la suspension de la dynamo ' centrale.
- La transmission par pignons héliçoïdaux est évidemment très douce, mais malheureusement sujette à s’uset rapidement par la poussière desvoies.
- L’arrnature de la dynamo Thomson-Houston représentée par la figure 10 n’attaque pas les essieux
- Fig. 10. — Dynamo Thomson-Houston.
- du locomoteur directement, mais par un pignon en acier de 14 dents, large de 115 mm., en prise
- tj
- Fig. 11. — Van Depoele. Trolly à pivot.
- avec une roue en fonte en deux pièces, de 67 dents, qui réduit dans le rapport de 1 à 4,8 la vitesse de
- Fig. 12. — Van Depoele. Croisement, vue en dessous.
- l’essieu. Ces roues tournent dans un bain d’huile. L’armature, du type Gramme, sectionnée de manière à pouvoir facilement remplacer les bobines brûlées, et parfaitement cerclée contre la force
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- centrifuge, est entièrement protégée par les inducteurs et aussi par une enveloppe en tôle qui garantit leS paliers et les balais contre la poussière, la boue et la neige. Cette enveloppe, facile à enlever, s'est! montrée très efficace â Boston pendant les neiges de cet hiver. Les roues mo-
- Fig. 1^ — Van Depoele. Trolly dentelé.
- trices ont 750 millimètres de diamètre, de sorte .que la dynamo tourne à 548 tours par minute pour
- une vitesse de 16 kilomètres : les parties les plus basses du moteur sont à 100 millimètres dü rail.
- Ces dynamos donnent toute satisfaction sur les tramways du West-End à Boston.
- Le trolly du tramway à conducteur aérien de M. Van Depoele représenté par la figure 11 peut tourner librement autour de son pivot, ce qui permet de le retourner à volonté en abaissant son
- Fig. 14. — Van Depoele. Passage d’ün croisement par le trolly dentelé.
- galet par la corde 8. Le croisement des fils est constitué par une boîte creuse 18, suspendue au droit du croisement correspondant des voies, et disposé de manière que le galet du trolly passe facilement, en suivant le mouvement même du
- Fig. 15. — Croisement Pierce.
- car, du fil principal 3 (fig, 12) au fil de bifurcation 23, et vice versa.
- M. Van Depoele emploie parfois, au lieu de galets à joues plaines, des galets à joues dentelées (fig. 13), à dentelures assez larges pour pouvoir passer facilement d'un câble à l’autre sans appareil de croisement spécial, pourvu que le croisement des câbles soit suffisamment en arrière de celui des voies: le galet étoilé suit alors sur les câbles (fig. 14) l’aiguillage de sa voiture déjà orientée sur
- sa bifurcation. Ce galet est appuyé sous les câbles par un poids à ressort qui évite toute poussée excessive en lui permettant de suivre les dénivellations des câbles avec une pression à peu près invariable.
- Le croisement de voie de Pierre^ estjlisposé (fig. 15) de manière que l’aiguillage du trolly s’opère automatiquement par la poussée de son bandage sur les bras b de l’aiguille a.
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- Ces trollys se font parfois, comme celui de Lieb, (fig. 16) en aluminium, moins résistant, à poids égal, que le cuivre, et surtout que le fer au passage de l’électricité, l.e galet Lieb, employé sur quelques lignes du système Sprague, pèse à peu près un kilo. Son axe en acier tourne dans des portées;en
- Fig. 20. — Trolly Blades (1890).
- gaiac g, graissées par une poche d’huilep. Le courant passe du galet au locomoteur par des rondelles qu’appuient sur lui les ressorts R. Quant
- Fig. 21. — Suspension Lieb à serrage automat:que.
- au bras de ce poteau, il est librement suspendu par quatre chaînes attachées (fig. 17) aux extrémités de deux ressorts fixés au plateau P du ciel de la voiture. Le principal avantage de cette disposition est de permettre de coucher le bras sur la voiture sans grand effort et sans risque de fausser les ressorts, qui ne fléchissent que très peu à partir d’une certaine inclinaison du bras, à peu près
- médiane entre sa position normale et l’horizontale.
- Le trolly de MM. A. et M. Anderson, très usité aux Etats-Unis, a son bras maintenu parallèler ment à la voie par huit ressorts R (fig.. 18) et perpendiculairement à la voie par deux ressorts trans-
- Fig. 22. — Suspensions Pierce et Sharp (1890).
- versaux R'. La tension de ces ressorts se règle facilement par des écrous. Le bras du trolly est constitué (fig. 19) par un tube d’acier en trois sections, de diamètres croissant de 25 millimètres à la
- Fig. 23. — Suspension-raccord Short (1889).
- partie supérieure, à 40 millimètres au bas. La roue H porte un bandage de contact séparé G, maintenu entre ses deux flasques C et D serrées par leur filetage. L’axe en acier F est enveloppé d’une gaîne de cuir isolante E. Le courant est amené au locomoteur par un ressort frottant légèrement sur les flasques du galet. La monture ajourée et conique du galet est disposée de façon à ne pas se prendre dans les fils en cas de déraillement du galet.
- Le bras B du trolly de M. Blades repose sur son socle A (fig. 20) par une portée sphérique d D
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- maintenu par une embase d'dz. Les ressorts latéraux G G appuient le bras et le maintiennent par la traverse / montée sur l’écrou de réglage //'.
- La suspension des fils ou câbles des tramways aériens a donné lieu à quelques dispositions intéressantes, parmi lesquelles nous signalerons l’appareil de M. Lieb, consistant (fig. 21) en une sorte de grip dont les mâchoires sont serrées par la tension même du fil. Les attaches de MM. Pierce et Sharp (fig. 22) enveloppent au contraire entièrement le fil dans une gaînç en fer ou en acier flexible, serrée par deux vis ou par une frette centrale.
- L’attache de la Short Electric Railway C° a (fig. 23) pour objet de relier les extrémités de deux fils cc recourbées et encastrées comme en D D' E dans une pièce de fonte ou d’acier A A', dont le prolongement recouvre et guide les fils comme en B.
- Gustave Richard.
- (A suivre.)
- LES POSTES DE COMMANDE
- DU BLOCK-SYSTÈME
- DES GARES DE CHEMINS DE FER
- Le bloquage de l’entrée des gares de chemins de fer par l’emploi de clefs d’adhésion a déjà été décrit (*). Ce système, imaginé par R. Ulbricht, inspecteur général des chemins de fer saxons, permet à la personne dirigeant le trafic d’une gare importante de transmettre d’un endroit de la gare à l’employé desservant les block-signaux la permission ou l’ordre de rendre libre telle ou telle voie. Ce système a été employé avec le plus grand succès ; les erreurs dans l’émission des signaux se trouvent exclues.
- H. Hattemer, inspecteur des télégraphes à Berlin, a indiqué une disposition poursuivant le même but. Elle a déjà été introduite dans quatre gares dans le département de la direction des chemins de fer à Berlin sous le nom d e postes de commande du block- système. Elle est basée sur le même principe que la précédente, mais se trouve
- un pèu simplifiée. VOrgane des chemins de fer (!) contient une description de ce système écrite par M. L. Kohlfürst, à laquelle nous empruntons les indications qui suivent.
- Le choix de remplacement des postes de commande dans les gares est subordonné aux conditions locales. Chaque poste reçoit autant de commutateurs qu’il y a de voies d’arrivée bloquées.
- Ces commutateurs sont contenus dans une armoire en tôle, dont la porte est fermée à clef et plombée, pour empêcher toute ingérence étrangère. La figure 1 représente cette armoire pour trois arrivées, donc avec trois commutateurs
- Fig. 1
- Ui, U*, U3. A la partie supérieure se trouve la sonnerie S, à la partie inférieure le bouton d’appel D. Les commutateurs affectent la forme d’une serrure. Chacun d’eux contient un bras de con-tactj dont l’axe est relié par une ligne spéciale avec le signal de sa voie d’arrivée. A l’ordinaire, ce bras repose sur un support isolé. La ligne est donc interrompue en cet endroit, et il est impossible d’envoyer les courants qui doivent libérer la voie correspondante. Le circuit ne peut être fermé que par la personne qui possède une clef adaptée au trou / du commutateur U. En tournant cette clef dans la serrure, on met le bras en contact avec une pièce métallique et on ferme le circuit dans ce commutateur.
- Sur l’axe du bras de contact, et derrière un
- (*) L'Organe dés chemins de fer, t. XXVII, p. 183.
- (!) La Lumière Electrique, t. XXVI’ , 377 et 431.
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- regard Q, est un .disque peint en rouge ; tant que le bras de contact est au repos et la ligne interrompue, le regard est rouge, et dans la position de travail du contact il est blanc.
- Si le service extérieur de la gare est confié à un seul employé; il n’existe qu’une seule clef pour toutes les serrures de commutation. Mais lorsque le réseau; est partagé entre deux employés/les commutateurs sont munis de serrures différentes et les deux clefs ne peuvent être remplacées l’une par l’autre.
- Un semblable commutateur est installé au bureau télégraphique pour toutes les voies d’un des services ; l'employé qui doit ouvrir l’accès
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- Fig. 3
- d’une voie peut donc le faire sans quitter le bureau.
- La figure i représente le montage d’un block B dans un appareil Siemens et Halske (x) et ses communications avec le commutateur Uj du bureau de service, et avec le commutateur U2 du poste de commande N.
- La ligne Lt vient du signal de fermeture placé à l’entrée de la gare ; elle aboutit au bouton d’appel Dlf dont le contact de travail est relié à la lame fx du magnéto-inducteur J de sorte qu’en pressant sur le bouton on envoie des courants redressés dans la ligne L^ Ces courants vont au block du signal placé correspondant à l’entrée par le bouton d’appel, le block électro-aimant et la sonnerie
- à la terre, et reviennent par Ti, d et e à la lame F de l’inducteur.
- Le montage du block au bureau contient trois leviers de contact b, e et i, qui touchent, au repos, les contacts supérieurs a, d et h. Pour l’émission des courants alternatifs de l’inducteur J on doit abaisser le bouton (G dans la figure 3 de la page 380 t. XXVI11), qui fait appuyer les trois leviers b, e et i sur leurs contacts inférieurs c.getq.
- Dans le montage du block de fermeture il n’y a qu’un levier de contact, dont i’axe est en communication avec la ligne Li par l’électro-aimant et le bouton d’appel, et dont le contact de repos est à la terre par la sonnerie d’appel, et enfin dont le contact de travail est relié à la lame f2 par laquelle sont émis les courants alternatifs de l'inducteur local. Lorsqu’on presse là-bas sur le bouton d’appel, l’inducteur envoie des courants redressés dans. L,, courants qui se rendent au bureau par Dl Mj, b et a, la sonnerie Sj à la terre T*, et retournent à l’inducteur. Mais en abaissant le bouton agissant sur le levier de contact, les courants alternatifs de l’inducteur passent par l’élec-tro-aimant et le bouton d’appel dans la ligne Lx et retrouvent le même passage au block du bureau.
- Mais l’inducteur J du bureau ne peut émettre les courants alternatifs qui ouvrent l’accès de la voie que si l’employé de la gare le permet, c’est-à-dite lorsqu’il établit la communication dans le commutateur Ut ou celui du poste de commande et ferme ainsi le circuit allant de la lame F à la terre ; dans le premier cas, F est relié directement à Tx par e, g, r, ml et nx ; dans le cas où l’on a agi sur le commutateur U2, F est en circuit avec la ligne L2 par e,g,r, q, i, et à la terre T2 par la sonnerie d’appel S2 et le bouton D2.
- Pour donner l’ordre de débloquer une voie, l’employé de la. gare introduit sa clef, au poste de commande N, dans le commutateur U2, dont il ferme ainsi les contacts, ce qui fait en même temps disparaître le disque rouge, qui est remplacé par un disque blanc. Le circuit est donc fermé entre n2 et m2, et la pile p, composée de quelques éléments à électrolyte solide, envoie un courant continu dans le circuit formé par un parleur s, la terre T!àT2, par D2, S2, U2, L2,zet b. L’employé peut donc télégraphier au moyen-du taper D2 un signal de l’alphabet Morse, en même temps que le parleur, frappant sur une planchette mince en sapin, avertit l’employé du bureau.
- (') La Lumière Electrique, t. XXVIII, p. 370.
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- Chaque voie d'arrivée est désignée par une seule lettre Morse qui se trouve inscrite sur le commutateur correspondant.
- L’employé de l’appareil, ayant compris le signal, débloque la voie désignée. Les courants alternatifs envoyés à cet effet partent de /2, se rendent par c, b, Mj et Dlt dans la ligne Lu reviennent du block de fermeture en T2, et retournent par D2, S2, U2, L2, i, q, g, e en F. Donc, comme ces courants traversent la sonnerie S2 du poste de commande N, l’employé en N est assuré de l’exécution de son ordre.
- Mais s’il arrivait que le signal du parleur fût mal compris, il n’en résulterait aucun danger ; le gardien du block ne peut, en effet, envoyer des courants alternatifs s'il presse par erreur sur un bouton non désigné. L’employé en N, n’entendant pas fonctionner sa sonnerie, répéterait donc son ordre.
- ’ Nous avons déjà dit que chaque poste de commande ne comporte qu’une seule sonnerie S2 et un seul bouton D2. Tous les contacts mz appartenant aux différentes voies d’arrivée réunies dans un même service sont donc reliés entré eux, et par S2 et D2 à la terre.
- De même il n’y a qu’une seule pile p et un seul parleur s répondant à tous les postes de commande au bureau télégraphique. Pour tous les appareils compris dans un même service, il n’est besoin que d’un commutateur Ul parce que les contacts g et q de tous ces montages sont reliés par r et le commutateur Uj à la terre T.
- Nous décrirons une deuxième disposition de Hattemer, poursuivant un but analogue : savoir la sûreté des trains pendant l’arrangement de leurs voitures.
- E. Zetzsche.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Accumulateurs et transformateurs, par M. !F. Ross (*).
- Dans l’établissement des stations centrales en Allemagne, la tendance actuelle est à l’emploi
- (i) Conférence faite à l'Association électrotechnique de Berlin, le 30 décembre 1890.
- des accumulateurs. Examinons les conditions de leur application dans la pratique, et si leur emploi sur unp grande échelle peut présenter les avantages qu’on en attend au point de vue du prix de revient.
- Deux facteurs déterminent l’extension qu’il faut donner aux accumulateurs dans les stations centrales; ce sont la durée maxima de l’éclairage et le rendement des accumulateurs.
- Pour déterminer la durée maxima de l'éclairage, on fait le rapport de la quantité d’énergiç consommée dans les 24 heures de la journée ayant la plus forte consommation d’énergie à la quantité fournie pendant l’heure la plus chargée de cette journée ; en d’autres termes, on calcule le nombre d’heures pendant lesquelles il faudrait maintenir le débit horaire maximum pour atteindre la quantité d’énergie totale émise dansja journée la plus active. Ce nombre déterminede poids à donner à la partie mécanique et à la batterie d'accumulateurs de l’installation. j
- Les données statistiques relatives aux stations centrales d’électricité ne sont pas abondantes ;• il; semble donc indiqué de tenir compte de l’expérience fournie par les usines à gaz. La consommation de ggz par les moteurs et le chauffage ne joue actuellement qu’un rôle secondaire et n(ai: pas d’influence sensible sur le facteur en question.
- TABLEAU I '
- jL
- Année Ville Consommation maxima de gaz en 24 heures mèires cubes Consommation maxima . de gaz en 1 heure mètres cubes Durée maxima de l’éclairage en heures Oksrrvutiou
- 1888 Wiesbade. 14 094 1 968 7, 16
- 1888 Innsbruck 4 480 690 6,5
- 1884 Graz I I O^O 1 560 7,07 .
- 1885 Dresde ... 76 100 9 300 8,18
- 1888 Brême.... 36 140 4 100 8,8 •
- 1889 Dusseldorf 3' 9>5 3 974 8,03
- 1885 Berlin.... 587 500 16 800 8,27
- 1888 Leipzig... 75 400 10 140 7,4
- 1889 Cologne.. 83 070 9 420 8,8 sans éclair, public
- 1889 Cologne.. 6q 446 8 487 8,2
- .889 Essen..... 14 700 1 740 *,45
- 1889 Barmen... 36 050 4 500 8,01
- Le tableau 1 contient des données relatives aux usines à gaz d’un certain nombre de villes allemandes, d’importance diverse. Pour montrer que l’éclairage public n’affecte pas beaucoup la durée
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- maxima dé l’éclairage, ce nombre est donné pour Cologne avec et sans éclairage public ; l’importance de là ville est sans influence, comme les deux derniers chiffres le font voir.
- En ce qui concerne les usines d’électricité, les nombres sont assez rares ; ce qui a pu être recueilli est groupé dans le tableau II.
- TABLEAU II
- Année Ville Consommation maxima . en 2i heures ampères-heures § • i « s S ! g s S ? 8 S, ! O S U » B ri> § 2 S w i * -ES,. H * V S ja s B|i -® ^ a * Observations
- 1889 Berlin.... 128 600 12 700 10, 1
- 1889 Berlin.... 86 400 9 800 8,8 moy. de décembre
- 1889 Barmen
- 23 déc.... 5 <50 13» . 6,9 fonction, continu
- 1880 Elberfeld
- 23 déc.... 12 667 2 27O 5,5»
- Hambourg — du soir. .
- 1890 20 déc.... 28 747 3 500 8,2
- Il y a diverses conclusions très instructives à tirer de Ces tableaux, mais ce qui nous importe le
- plus, c’est de faire remarquer que dans un projet d’usine d’éclairage il faut compter sur une durée maxima d’au moins 8 heures, ou mieux de 9 heures, surtout si une grande partie de l’énergie est destinée à alimenter des électromotéurs.
- Une seconde question essentielle dans l’emploi des accumulateurs est celle de leur rendement. La plupart des projets établis dans ces derniers temps se basent sur des nombres variant entre 70 et 80 0/0; il est certainement intéressant d’examiner si de tels rendements peuvent être obtenus dans la pratique.
- La station centrale de Barmen avait procédé dans le courant de l’été 1890 à la reconstruction d’une grande partie de ses accumulateurs. En choisissant deux périodes d’exploitation à débit moyen, on trouve que les rendements relatifs à l’énergie électrique des accumulateurs étaient tombés à 37 0/0 quelques mois avant la reconstruction, et ne dépassaient pas 55,8 0/0 au mois de septembre, c’est-à-dire peu de temps après le renouvellement des plaques.
- Le rendement total de l’installation, comprenant les dynamos et les accumulateurs, était pour ces deux périodes de 66 0/0 et 79 0/0, environ un tiers de l’énergie totale étant fournie par les accumulateurs.
- TABLEAU III. — Station d'accumulateurs de Darmstadt.
- Année Mois Débit des dynamos en ampbres-houros Charge en ampères-heures Décharge en ampères-heures Rendement des ampères-heures en 0/0 Observations
- 1889 janvier 27 844 '7 935 60,6
- — février 18 374 11 826 64,3
- — mars 21 575 12 336 57.3
- — avril 26 331 11 951 45,4
- — mai 35 086 7 632 21,7
- — juin-- i 855 4 454 37,6
- — juillet' 4 465 2 333 52,3
- août 13 609 3 956 29,1 Le 24 août, achèvement de la reconstruction
- — septembre 25 393 13 243 52,1 de la batterie.
- octobre 2; 617 13 530 57,3
- novembre 143 OOO 24 389 19 O48 78,1
- — décembre 180 000 31 403 23 560 lb,0
- 1890 janvier 137 OCX) 27 912 21 173 75,8
- février 101 000 21 223 16 508 77,7
- — mars 99 000 21 327 16 807 78,8
- — avril 90 000 i9 612 16 034 81,7
- — mai 35 000 15 826 12 414 78,3
- — juin 19 000 10 304 8 579 83,2
- — juillet 22 000 10 818 9 «17 84,3
- — août 39 000 13 985 11 364 81,3
- — septembre 95 000 18 249 14 572 78,2
- — octobre 129 000 20 q6i 17 307 82,5
- novembre 196 000 29 448 20 O53 67,6 A partir du 15 novembre, 8 éléments sont
- décembre 30 '43 22 409 74,f hors d’usage.
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- Ces nombres très faibles, faisant supposer de mauvaises conditions d’exploitation, ont conduit M. Ross à examiner les résultats obtenus dans la station centrale de Darmstadt. Les nombres extraits des livres de cette station, et comprenant lés années 1889 et 1890, sont rassemblés dans le tableau III, qui donne les rendements des ampè-teS-héures.
- Par suite de courts circuits à l’intérieur des éléments, le rendement des accumulateurs de cette station était tombé jusqu’au-dessous de 22 0/0, ce qui a abaissé le rendement moyen de l’année 1889 à 53,7 0/0. Au mois d’août de cette année, on dut procéder à la reconstruction de la batterie; à partir de cette époque les rendements étaient beaucoup plus grands, et la moyenne de l’année 1890 est de 77,70/0. Rapportés aux volts-ampères ces rendements sont respectivement de 38,6 0/0 et 55,9 0/0, et seraient encore plus bas, si l’on tenait compte de la perte qui se produit dans les rhéostats de réglage placés dans le circuit.
- Très remarquable est la diminution du rendement dans les deux derniers mois de 1890 ; le rendement de l’énergie n’y est déjà plus que de 47',5 0/0, et cela 15 mois après la reconstruction de la batterie. Pourtant à Darmstadt les conditions de fonctionnement sont favorables aux accumulateurs, ceux-ci ne participant au débit total que pour 12 0/0 environ. La charge peut donc être effectuée selon toutes les règles admises, le temps est mesuré très largement, et il n’y a aucune espèce de surcharge; tandis que la capacité de la batterie est indiquée à 1100 ampères-heures, la plus forte charge, survenue le 20 décembre 1889, ne dépassait pas 919 ampères-heures.
- Nous allons maintenant rechercher jusqu’à quel point les chiffres, encore peu nombreux il est vrai, mais d’une valeur pratique incontestable, que nous venons de citer sont appelés à modifier le calcul des projets de stations centrales devant employer des accumulateurs.
- Ces projets, tels qu’ils sont établis actuellement, comptent avec une durée d’éclairage maxima dé 3,5 à 3 heures seulement, tandis que dans nos calculs nous admettons 8 et.9 heures, pour les raisons indiquées plus haut. II est permis d’admettre que pendant la journée du plus grand* débit total, le fonctionnement est concentré danà le nombre d’heures indiqué précédemment, et que tout le reste du temps peut être employé à la charge des accumulateurs. Ceux-ci se trouvent ainsi favorisés, car on ne tient pas compte de la chute de potentiel inévitable lorsqu’on charge et décharge simultanément.
- Dans aucun de ces projets on ne suppose plus de 22 heures de travail dans 24 heures, et avec1 raison, car il est dans l’intérêt du personnel de pouvoir passer en revue et nettoyer au moins une fois par jour tout le matériel. En prenant donc pour le rendement de la batterie le nombre de 70 0/0, d’une part, et d’autre part en nous rapportant aux résultats de Barmen et Darmstadt,, 50 0/0, nous obtenons pour le rapport possible de de la division du travail entre machines et accumulateurs lesvaleurscontenuesdansletableau IV.
- Ce tableau donne les résultats finaux suivants. En supposant une durée d’éclairage maxima de 8 heures et un rendement de la batterie de 70 0/0, on peut faire supporter 55 0/0 du débit total par les accumulateurs, et 45 0/0 par les machines ; avec 9 heures le rapport est 50 à 60 0/0.
- TABLEAU IV
- Rendement des accumulateurs 70 0/0 Rendement des accumulateurs 50 0/0
- Durée do l'éclairage Temps do chargo Grandeur de l’installation mécanique en 0/0 du travail total
- heures heures Durée du travail d es accumulateurs heures Durée du travail total heures Durée du travail des accumulateurs heures Purée du travail .total heures . de ['Installation mécanique eu 0/0 du truvuil total
- 3,5 OC n/1 • = ,95 16,43 20 0/0 9, =5 .'2,75 . 27,4 ç/o
- 5 7 11,9 io,9 30 OC 3 3,5 37 -
- 8 14 00 <£• 17,8 45 7,o ' >5,« 53 - .
- 9 13 °,i : 18,1 5° 6,5 ^ 35.,5 5»
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- Une municipalité qui veut construire une station de distribution espère certainement pouvoir conserver la production prévue au début pendant un certain nombre d’années; il ne semble donc pas permis, dans la comparaison du système à distribution directe par machines avec le système mixte, d’établir les calculs avec les rendements que donnent les accumulateurs neufs, mais il est recommandable de tenir compte de la diminution notable que peut subir le rendement, et de donner dès le début plus d’importance aux machines.
- La tendance actuelle est de placer les usines d’électricité en dehors de la ville proprement dite et de créer un certain nombre de sous-stations d’accumulateurs, reliées à la centrale par une canalisation de faible section, et par conséquent donnant lieu à une perte de tension assez considérable.
- . Prenons comme exemple la station de Düsseldorf, dont le projet comporte l’alimentation de 20000 lampes. On a admis les pertes suivantes dans la canalisation :
- Perte dans les câbles reliant la station centrale aux stations d'accumulateurs : 30 0/0.
- Perte dans les conducteurs principaux : 15 0/0.
- Perte dans les conducteurs secondaires, à charge maxima : 5 0/0.
- En supposant un débit maximum pendant 8 heures, et prenant pour les accumulateurs les rendements respectifs de 70 et 50 0/0, on obtient, d’après le tableau IV, pour les rendements totaux de l’installation :
- À 70 0/0 ;
- -”-’-00,o*0'”* 70 -««0)0, l„
- A 0/0.
- La partie du courant produit par les dynamos utilisée dans les lampes des consommateurs est :
- 0,70 x 0,85 x 0,95 x °;s35 — 47>2 °/° ho
- 0,70 x 0,85 x 0,95 x 0,765 = 43,3 0/0 II00
- c’est-à-dire que dans les deux cas la moitié de l’énergie totale est perdue en route.
- Si l’installation de Düsseldorf avait étééxécutée
- pour la distribution avec transformateurs, les pertes de
- 3 0/0.dans les conducteurs principaux,
- 5 0/0 dans les transformateurs,
- 5 0/0 dans les conducteurs secondaires eussent donné un rendement de
- 0,97 x 0,95 x 0,95 = 87,5 0/0, III 1
- c’est-à-dire le double du nombre précédent.
- La puissance nécessaire à la station de Düssel-; dorf est d’après ces équations de
- —:--------=—-—— = i 150 cnev.-vapeur 07,70/0
- 20 000 x 55 x 8 7 v u '
- 20 000 x 55 x 8
- ----------,—-— = 1 250
- 0,433 x 736 x 22 '
- 20 000 x 55 0,875 x 730
- i 700 —
- 73.6 IIM
- 100 III,
- toujours en ne tenant pas compte des pertes dans les dynamos.
- La partie mécanique de l’installation peut donc être dans le cas le plus favorable inférieure de 32,3 0/0 à ce qu’elle serait avec distribution directe; mais en se servant des accumulateurs il faut employer
- 1 150 x 22 = 25 300 chevaux-heures,
- tandis qu’avec transformateurs cette énergie ne serait que de
- 1 700 x 8 = 12000 chevaux-heures,
- pour permettre la même consommation.
- Voilà un résultat qui fait plus que compenser les divers avantages des accumulateurs.
- On pourrait, néanmoins, penser que la question du prix de premier établissement soit plus favorable aux accumulateurs. Mais on a acquis la certitude que le prix d’une batterie d’accumulateurs est, en général, supérieur à celui des chaudières, moteurs à vapeur et dynamos, pour la même puissance.
- On peut prendre comme moyenne le prix de 350 marks (440 francs) par cheval pour la partie mécanique, et de 400 .marks (500 francs) pour une batterie d’accumulateurs d’égale production. Il n’y a donc pas à compter sur une économie dans les frais de premier établissement.
- Les partisans des accumulateurs donnent un poids considérable à cette considération, qu’en se
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- servant d’accumulateurs, les machines sont toujours mieux utilisées, puisqu’elles travaillent à pleine charge. Ceci peut être d’une certaine importance quand on admet les grands rendements indiqués dans les projets ; mais en prenant les nombres pratiques cet argument perd toute valeur. D’ailleurs, dans la distribution directe on peut toujours prévoir un certain nombre de petites machines, de façon qu’à tout moment les diverses génératrices soient chargées le plus possible.
- Dans tous les cas, s’il y avait une différence, elle se ferait sentir par une consommation de charbon différente. Or, en prenant les deux usines deBar-men et d’Elberfeld, qui se trouvent à peu près dans les mêmes conditions, mais dont la première se sert d’accumulateurs, la deuxième alimentant directement, on trouve que pour une dépense de i centime de charbon le consommateur recevait en énergie électrique la valeur de
- n,9 centimes à Elberfeld et de 12,45 — à Barmen.
- 11 y avait donc une différence de 5 0/0 en faveur de'Barmen; mais cette différence change tout de suite de signe quand on considère les frais d’entretien que nécessitent les accumulateurs.
- Ces nombres n’ont pas la prétention d’être absolus, mais ils montrent que les avantages des accumulateurs tant prônés se réduisent à très peu de chose dans la pratique. Notre but principal est, du reste, d’attirer l’attention du public sur cette question et d’engager les directeurs des stations centrales à fournir le plus grand nombre de renseignements possible pour mettre en lumière une question donnant lieu aux opinions les plus contradictoires.
- M. Ross se. réserve pour une communication ultérieure de traiter avec plus de développement des avantages considérables que présente l’emploi des transformateurs.
- A. H.
- lies télégraphes et téléphones d’Autriche-Hongrie en 1888.
- Le département de statistique du ministère du commerce austro-hongrois a publié, en 1890 (*),
- (i) Nachrichten iiber Industrie, Handehmd J/erkehr, t,XL.
- la statistique des télégraphes et téléphones autrichiens en 1888. C’est à cette statistique que sont empruntés les renseignements suivants, résumés par le Archiv für Post und Télégraphié.
- A la fin de 1888, la longueur totale des lignes de l’Etat, des chemins de fer et des particuliers était de 40 460 kilomètres, la longueur des conducteurs de 106965 kilomètres. Les télégraphes de l’Etat avaient 26239 kilomètres de lignes et 71 742 kilomètres de conducteurs; les chemins de fer 14079 kilomètres de lignes et 34923 kilomètres de conducteurs; une société de télégraphie particulière avait 742 kilomètres de lignes et 300 kilomètres de conducteurs après le 1e1' mai 1888, une partie de son réseau ayant été cédée à l’Etat à cette date. Parmi les lignes de l'Etat, il y en avait 42,340/0 qui n’avaient qu’un conducteur; 23,84 0/0 avaient deux conducteurs; 11,56 0/0 en avaient trois ; les autres en avaient plus de trois.
- Bureaux télégraphiques. — A la fin de 1888, on avait ouvert 1788 bureaux appartenant à l’Etat, 1724 bureaux appartenant aux chemins de fer, et 19 bureaux particuliers, sciten tout 3531 bureaux de télégraphe. Le 1e1’ mai 1888, la société particulière des télégraphes de Vienne avait cédé à l’administration de l’Etat 75 bureaux et elle en avait fermé 7 autres. Il y avait en moyenne un bureau de télégraphe par 108 kilomètres carrés et 12385 habitants, soit une station de télégraphe par 85 kilomètres carrés et 6271 habitants.
- En ce qui concerne les appareils télégraphiques, il y avait à la fin de 1888, en totalité, 2 632 appareils Morse, 112 appareils Hughes et 2 transmetteurs d’Arlincourt (ces derniers à Bregenz et à Eger).
- Les bureaux de télégraphe des chemins de fer travaillaient avec 2812 appareils Morse, ceux du télégraphe particulier à Vienne avec 33 appareils Morse.
- Les télégrammes payants expédiés en 1888 par les lignes de l’Etat ont atteint en tout, près de 6 millions 1/2 pour l’intérieur (y compris la Hongrie), et pour l’extérieur le nombre de télégrammes internationaux reçus a été de 1 026261 ; le nombre de ceux arrivés a été de 1 136807.
- Comme, en outre, il a passé par l’Autriche 673 443 télégrammes internationaux, que 22860 té-
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- lëgrammes ont été échangés par les lignes télégraphiques des chemins de fer en dehors des bureaux de l’Etat, et qu’il est arrivé 528538 télégrammes de Hongrie, il en résulte que le nombre total des télégrammes payants a été de près de 7 millions 3/4, sur lesquels il y a près de 5 millions pour l’intérieur (y compris les télégrammes de et pour la Hongrie) et 2 millions 3/4 pour les communications avec l’extérieur.
- Le nombre des télégrammes réunis a été de 242 par 1000 habitants.
- Les administrations télégraphiques des chemins de fer ont perçu, en 1888, 111 413 florins ; la société particulière de Vienne a perçu 58708 florins. Quant à l’administration des postes et télégraphes autrichiens, elle a perçu pour télégrammes 4081 300 florins.
- Arrivons aux téléphones.
- En 1888 des réseaux téléphoniques ont été installés à Baden, Vœslau, Wiener-Neustadt et Neunkirchen ; ces réseaux ont été en même temps reliés à ceux de Vienne, de Reichenau et de Brünn. Le conducteur qui a relié les réseaux de Vienne et de Baden a permis, au mois d’août 1888, de rattacher au bureau central de Vienne les bureaux publics de Liesing, de Perchtoldsdorff et de Hal-tenkutgeben.
- Le droit de se servir pendant cinq minutes, dans les bureaux publics, des téléphones du réseau de l’Etat, seul ou relié au réseau privé, coûte à Vienne 20 kreutzers. Pour les réseaux privés, à Vienne, 15 kreutzers; à Prague, à Trieste, à Linz-Urfahr 10 kreutzers. Pour les communications au loin, divers tarifs sont en vigueur; ils sont compris entre 20 kreutzers et 1 florin 1/2 par 5 minutes.
- Le nombre des réseaux téléphoniques était de 28 à la fin de 18S8; 17 appartenaient à l’Etat, 11 à des sociétés particulières, La longueur des lignes téléphoniques était de 798 kilomètres pour le réseau de l’Etat, 1558 kilomètres pour les réseaux particuliers; quant à la longueur des conducteurs, elle était de 2086 et 14743 kilomètres respectivement.
- A la fin de 1888, il y avait 41 bureaux publics, dont 29 se rattachant aux réseaux de l’Etat, et 12 aux réseaux privés. Le nombre des connexions exécutées a été de 35 059 pour les bureaux de l’État et d’environ 6 millions pour les bureaux privés.
- L’Etat a perçu pour ses téléphones 31 915 florins en 1888; les frais d’installation ont été de 41 361 florins, et les frais d’exploitation de 9567 florins. Les administrations de téléphones privés ont perçu 386746 florins; leurs frais d’installation ont été de 454859 florins et leurs frais d’exploita-tion de 232 173 florins.
- C.B.
- Ampèremètres et voltmètres Weston (1890).
- Cet appareil, remarquable par un grand nombre de détails ingénieux, se compose essentiellement (fig. 1 et 2) de deux bobines : l’une fixe A, et l'autre A', mobile dans la première malgré l’antagonisme des ressorts D et G. Le courant, admis par la borne 1 (fig. 9), passe par le fil a, le bras F
- Fig. 1 et 2
- et le ressort D, à la bobine A’, d’où il sort par le ressort E, le bras G, le fil b et la borne 2. L’enroulement fixe A est, au contraire, monté en dérivation entre les bornes 1 et 2. Cette disposition n’est employée que pour les ampèremètres, où la résistance de A est très faible; pour les voltmètres les deux bobines A et Au à fils fins, sont reliés en série aux bornes 1 et 2.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- L’axe de la bobine mobile A' porte (fig. 3, 5 et 7) un disque 3, pourvu de deux taquets 8 et 9, coulissant dans les rainures courbes 6 et 7 d’un le-
- Fig. 3, 4 et 5.
- vier 5, fou sur l’axe de A* et maintenu par une poignée 13. Quand l’appareil est au repos, l’aiguille indicatrice 1 occupe la position D, indiquée en pointillé sur la figure 5 : le disque 3 est arrêté par la butée de ses deux taquets au fond des
- Fig. 6, 7 et 8
- coulisses du levier 5. 11 en résulte que, lors du passage du courant, l’aiguille ne peut tourner de D vers 1 que de l’angle déterminé par l’arc des coulisses du disque 3. Qn déplace ensuite lentement, à la main, l’aiguille 3 dans le sens de la flèche, jusqu’à ce que l’aiguille indicatrice cesse de la suivre et s’arrête ainsi sans battements et
- sans erreur de lancé au degré précis de son échelle correspondant à l'intensité ou au voltage du courant.
- Dans l’appareil représenté par les ligures 6, 7 et 8, le pivot du cadre mobile porte un disque poli 14, sur lequel appuie une rondellede cuivre 15, fixée à l’une des extrémités d’une lame flexible 16, assujettie par son autre bout à un ressort 17. Lorsqu’on presse le bouton 18, le ressort 17a ferme d’abord, par son contact avec le ressort 17, le circuit de l’appareil puis, peu à peu, à mesure que l’on déprime davantage le bouton 18, le frot-
- tement de la rondelle 15 sur le disque 14 diminue de manière à laisser le cadre mobile pivoter sous l’action du courant, mais lentement et sans lancé, jusqu’au point exact de sa graduation, où elle doit ensuite rester fixe pendant le passage du courant, après l’enlèvement complet de la rondelle 15.
- Le dispositif représenté par la figure 9 a pour objet de maintenir la résistance du circuit de l’appareil invariable malgré ses variations de température. Ces variations de température, qui peuvent influencer notablement la résistance des bobines en cuivre A A', sont indiquées par un thermomètre J, dont la bulle est au voisinage de A, et il suffit, pour effectuer la correction de température, de placer l’aiguille du rhéostat 23 sur la touche de ce rhéostat correspondant à la température in-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- diquée par le thèrmomètre : sur la touche 66, par exemple, si le thermomètre marque 6o° Fahrenheit.
- G. R.
- Système de réglage automatique pour des condenseurs & eau, par M. J. Macbride.
- Dans la fabrication du sucre, des extraits tinctoriaux et autres substances où des liquides de faible densité sont concentrés dans le vide, on emploie d’habitude un système dans lequel les condenseurs sont placés à environ 12 mètres de la surface de l’eau.
- Quelquefois on pompe directement l’eau dans le condenseur, mais la meilleure méthode consiste à pomper l'eau dans-un réservoir placé au-dessus du condenseur et à soutirer l’eau du fond du réservoir. On évite ainsi l’introduction dans le condenseur de tout l’air qui se trouve dans les pompes par suite de fuite. Les robinets commandant l’injection se trouvent sous le contrôle d’un ouvrier qui n’apporte pas toujours les soins nécessaires pour fournir la quantité d’eau appropriée à la condensation.
- Comme la quantité de vapeur employée pour l'évaporation est souvent variable, de même que la quantité de liquide, il faut fournir des quantités variables d’eau au condenseur; c’est ce que l’appareil en question cherche à effectuer automatiquement en réalisant ainsi une économie notable, aussi bien dans la dépense de l’eau pour la condensation que dans la chaleur fournie ; on réalise ainsi un vide beaucoup plus uniforme.
- La figure 1 montre le schéma de la disposition et la figure 2 le détail du thermostat ; ce thermostat est placé dans le tuyau de décharge du condenseur et se trouve dans un circuit électrique contenant une pile et un relais comme cela est indiqué sur la figure; ce relais agit sur le circuit principal dans lequel se trouve un électro-aimant commandant la soupape d’arrivée.
- En suivant les communications électriques (fig. 1), on voit que le circuit local est ouvert ou fermé par une augmentation ou une diminution de la température de l’eau de décharge; une augmentation de température ferme le circuit local, ouvre le circuit principal, et augmente l’admission de l’eau, et inversement.
- On a constaté dans la pratique que là température de la. source ne varie pas tout à fait de i° C, et que le dispositif règle complètement les diffé-
- rentes quantités de chaleur passant dans le condenseur, et lorsque l’admission de la vapeur est coupée, l'admission de l’eau dans le condenseur est également coupée.
- Le réglage est obtenu en faisant la course de l’accumulateur très longue et le mouvement du piston très lent, de façon que le piston n’atteigne jamais la fin de sa course dans l’une des directions avant qu’un changement de la température renverse le mouvement. Lorsque l’admission de la vapeur est complètement coupée, le piston atteint la fin de sa course dans une direction et
- Fig. 1
- ferme tout à fait la soupape commandant l’injection. De cette façon, la soupape laisse passer assez d’eau pour permettre la condensation lorsque la vapeur est de nouveau admise. L’appareil peut être- actionné soit par une batterie, soit par le courant d’une dynamo. Un seul élément suffit pour actionner le relais secondaire, et quatre ou six pour actionner le relais principal.
- L’auteur préfère cependant le courant d'une dynamo; le courant nécessaire à une lampe de 16 bougies avec une lampe dans le circuit comme résistance suffit pour actionner la soupape ; l’allumage et l’extinction indiquent que l’appareil fonctionne normalement. —
- Ce dispositif est également applicable â des machines à condensation, et, lorsque l’eau coûte cher, on peut obtenir le maximum de vide avec
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- de faibles quantités d'eau. La soupape de l’accumulateur est une tige cylindrique équilibrée, de 3 millimètres de diamètre et ayant une course de 6 millimètres.
- L'auteur n'a éprouvé aucune difficulté à obtenir un vide de 26 pouces avec une température dé
- 1200 F, et il croit que l'augmentation de tempé* rature n'a d’autre limite que la conservation des clapets des soupapes.
- Le thermostat se compose d’un thermomètre à mercure placé dans un tube en laiton ; le réservoir du thermomètre est directement en communica-
- Thermostat.
- Fig. S
- tion avec l’eau. L’emploi du relais est nécessaire, vu l’intensité du courant qui actionne la soupape.
- Notons encore ce qui arriverait lorsque, pour une cause ou une autre, le thermomètre viendrait à casser : le mercure serait poussé dans la partie supérieure du tube et servirait ainsi le circuit local, ce qui ouvrirait toute grande la soupape d’injection : ceci arriverait encore si la dynamo s’arrêtait ou s’il survenait quelque chose à la batterie. En tout cas, l'admission de l’eau dans le
- condenseur évite des accidents provenant d’une augmentation de la température, :
- Cet appareil réalise donc des avantagés assez importants, en réglant d’une manière automatique les proportions convenables entre les quantités de chaleur qui passent dans le condenseur et la quantité d’eau d’injection nécessaire à absorber cette chaleur à une température fixée.
- C. B.
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- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Sur la production magnéto-optique de l’électricité, par le professeur A. Gray (*),
- Dans le numéro d’octobre du Philosophical Magazine, il a été publié une note relatant quelques expériences faites par le Dr Samuel Sheldon sur l’effet magnétique de la rotation du plan de polarisation d’un faisceau lumineux traversant une hélice de fils métalliques (2).
- 11 y a quelques années j’ai fait moi-même des expériences sur ce sujet sans obtenir de résultat, et depuis, a l’Université de Galles, j’ai repris ces travaux sans arriver à mettre en évidence l’effet que je recherchais. Ma manière d’opérer était complètement différente de celle du D1' Sheldon et je suis certain qu’elle n’a échoué que parce que mes appareils étaient insuffisants pour déceler une force magnétique aussi faible que celle qui devait se produire. Mais avant de décrire mes propres expériences, je rappellerai un ou deux des raisonnements du Dr Sheldon.
- Après avoir décrit l’expérience directe de la rotation du plan de polarisation d'un faisceau de lumière sous l’infiuence d’un champ magnétique, il dit : « Puisqu’une différence de potentiel produit dans ces conditions une rotation du plan de polarisation, pourquoi, inversement, une rotation rapide du plan de polarisation ne produirait-elle pas une différence de potentiel aux bornes de la bobine?
- « Une rotation continue du plan de polarisation produirait un courant d’électricité et une oscillation de ce plan un courant alternatif. Les expé-1 riences qui ont été faites justifient cette dernière supposition ».
- Le Dr Sheldon propose alors de produire la « rotation continue » du plan de polarisation en faisant tourner le prisme polariseur, mais il abandonne cette idée à cause de la difficulté de produire et de maintenir une vitesse angulaire suffisamment grande pour obtenir un effet observable et il substitue une oscillation du nicol à la rota-
- C) Philosophical Magazine, t. XXX, p. 494; décembre 1890.
- (’) La Lumière Electrique, t. XXXVIII, p. 293, 8 novembre 1890.
- tion continue. Il me semble que cette notion « qu’une rotation continue produirait un courant continu » renferme une erreur qu'il est utile d’examiner.
- Lorsqu’un rayon de lumière polarisée rectiligne-ment est soumis à l’action d’un champ magnétique dont les lignes de force sont parallèles à la direction de propagation du rayon, le plan de polarisation se transforme dans le milieu en une surface héliçoïdale.
- Si le milieu est parfaitement isotrope, cette surface a une torsion uniforme d’un bout à l’autre de la substance à travers laquelle la lumière se propage. Si nous appelons 0 l’angle que fait le plan de polarisation de la lumière incidente avec celui de la lumière émergente, et d l’épaisseur du milieu, 0
- la torsion est Cette torsion est d’autant plus
- grande que l’intensité du champ dans le milieu est plus considérable.
- Considérons maintenant l’expérience inverse proposée par le Dr Sheldon. Au commencement le champ n’existe pas, mais un faisceau de lumière polarisée rectilignement par un nicol passe suivant Taxe d’une hélice dont les extrémités sont constituées de manière à constituer un circuit fermé. Le nicol est alors mis en rotation continue dans un certain sens. Il est évident que le plan de polarisation prendra une torsion dépendant de la vitesse de rotation.
- Si v est la vitesse de la lumière, le temps employé par le faisceau pour traverser le milieu
- sera si w est la vitesse angulaire du prisme polariseur, la torsion produite sera le quotient par l’épaisseur d de l’angle dont a tourné le polariseur
- v
- pendant ce temps, c’est-a-dire —.
- Mais tant que w est constant, cette torsion demeure constante, et c’est comme si la surface tournait d’une seule pièce dans le milieu avec une vitesse angulaire w. Je ne pense pas que ce dernier mouvement puisse donner lieu à un effet magnétique quelconque; il me paraît probable qu’il n’y a production de champ magnétique qu’au moment où la torsion est créée par la mise en marche du nicol, et au moment où elle est annulée par l’arrêt de ce nicol.
- En effet, pour qu’il y ait un courant continu, un flux continu d’induction magnétique à travers la bobine devrait avoir lieu, et un tel flux ne peut
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- être produit que par une augmentation de la torsion de la surface, c’est-à-dire par un accroissement de la vitesse de rotation.
- Par conséquent, ce qu’il est possible d’observer est un courant induit d’un certain sens lorsque le nicol est mis en mouvement et un courant induit de sens inverse lorsqu’on l’arrête; dans l’intervalle, la rotation étant uniforme, le champ reste constant et il n’y a aucun courant.
- Si les idées du D' Sheldon étaient correctes, une rotation continue du nicol produirait dans la bobine ùn champ magnétique d’intensité toujours croissante; par suite un champ magnétique aussi intense qu’on le voudrait pourrait être produit uniquement en maintenant la rotation du nicol pendant un temps suffisamment long. D’autre part, il en résulterait encore la possibilité de modifier le champ magnétique produisant la torsion ;du pl,an de polarisation dans l’expérience directe par une simple rotation de la substance autour d’un axe dirigé parallèlement à la force magnétique.
- Quant aux expériences d’oscillation, il semble possiblequ’ellespermettent d’obtenir l'effet prévu, puisque la torsion du plan de polarisation change de signe à chaque oscillation. Mais dans l’exposé que donne M. Sheldon de ses expériences, il n’est nullement montré que la « friture » qui est produite dans le téléphone par la machine motrice n’était pas confondue avec l’effet magnéto-optique. La précaution à prendre pour s’assurer qu’il n’y avait pas confusion consistait naturellement à placer un écran devant la source lumineuse, tout en maintenant la machine en mouvement et sans modifier ni le circuit ni les autres parties de l’appareil. Si dans ces conditions le son cessait, c’est que l’induction dans le téléphone était bien due au mouvement du faisceau lumineux.
- Mes propres expériences ont été faites pour vérifier l’idée suivante : le passage d’un faisceau de lumière polarisée circulairement suivant l’axe d'un solénoïde placé dans le circuit d’un galvanomètre sensible doit produire, en créant un champ magnétique, un courant d’un certain sens dans le circuit, et l’extinction du faisceau doit produire, en annulant le champ, un courant induit de sen^ contraire.
- Dans ce but j’ai produit un faisceau de lumière polarisé circulairement et j’ai étudié l’effet produit par un écran au moyen duquel on arrêtait ou laissait passer alternativement le faisceau. Comme je
- l’ai dit, dans aucune des deux occasions où il m'a été possible de faire ces expériences, je n’ai pu constater aucun effet résultant du déplacement de l’écran. Mais l’échec était dû, j’en suis certain, à l'absolue insuffisance de mon appareil pour déceler un effet magnétique aussi faible que celui qui doit se produire.
- 11 serait peut-être possible de mettre cet effet en évidence au moyen d’un dispositif plus perfectionné : en employant une bobine aussi puissante et un faisceau lumineux aussi intense que possible, en interceptant et laissant passer la lumière par un écran perforé tournant rapidement, en plaçant dans le circuit de la bobine un téléphone au lieu d’un galvanomètre.
- Mon idée qu’un champ magnétique doit se produire dans les conditions précédentes se trouve confirmée par une recherche du professeur J.-J. Thomson (1). Ce savant a montré qu’un fort faisceau de lumière solaire polarisée circulairement doit produire un champ magnétique d’intensité au plus égale à 2 x 10—18 unités C. G. S.
- Le professeur Thomson estime ce champ beaucoup trop petit pour être décelé par un instrument. Toutefois il me semble possible que le dispositif que je viens de décrire puisse donner quelque résultat; pour cette raison il me paraît digne d’un essai.
- Un dispositif semblable peut être employé, je pense, pour chercher si la torsion du plan de polarisation de la lumière ordinaire polarisée rec-tilignement produit un effet magnétique. La substance (barre de cristal ou tube contenant du sulfure de carbone) serait placée suivant les lignes de force d’un électro-aimant à armatures perforées, comme ceux qu’on emploie dans les expériences magnéto-optiques de Faraday ; autour d’elle serait disposée une bobine intercalée dans lé circuit d’un galvanomètre suffisamment sensible.
- Une action de la torsion du plan de polarisation sur le champ se manifesterait par un courant induit dans la bobine, ayant une certaine direction lorsque la lumière traverserait la substance et une direction opposée quand on intercepterait la lumière.
- Si l’effet était trop faible pour agir sur un galvanomètre, peut-être pourrait-il être décelé en produisant des interruptions successives du faisceau (*)
- (*) Applications de la dynamique à la physique et à la chimie, p. 77.
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- à l’aide d’un écran percé de trous tournant rapidement et en écoutant le son produit dans un téléphone intercalé dans le circuit de la bobine.
- De l'influence prépondérante des premières quantités d'électrolytes sur la force électromotrice
- d’un couple voltaïque, par le D' G. Gore (1>.
- Des nombres et des courbes obtenus dans un trav.ail antérieur publié par le Pbilosophical Magazine (mai 1890, p. 421) et qui a été reproduit ici (2) il résulte que lorsqu’on ajoute successivement des quantités égales d’un acide ou d’un sel à de l’eau, la première addition produit sur la valeur de la force électromotrice d’un couple plongé dans l’eau un effet beaucoup plus grand que les additions suivantes. Pensant que cet effet n’était qu’un cas particulier d’un phénomène plus général, le Dr Gore entreprit de nouvelles expériences que nous rapporterons brièvement.
- Dans ces nouvelles recherches les mesures de force électromotriçe s’effectuaient encore par la méthode d’opposition ; une pile thermo-électrique formée de fer et d’argent allemand donnait la force électromotrice de comparaison exprimée en volts, et un galvanomètre très sensible permettait de reconnaître l’égalité des forces électromotrices comparées.
- L’erreur provenant de la polarisation des électrodes était excessivement petite et par conséquent négligeable par suite des circonstances suivantes :
- i° Toutes les mesures étaient faites au moment où la compensation des forces électromotrices était parfaite, c’est-à-dire quand aucun courant ne traversait le système ;
- 20 11 était possible, avec un peu d’habitude, d’arriver presque instantanément à la compensation parfaite ;
- 30 Les métaux formant le couple n’étaient immergés que pendant un temps très court ;
- 40 Le métal positif était nettoyé après chaque opération ;
- 50 Le platine était lavé chaque fois et chauffé au rouge de temps en temps. D’ailleurs, pour s’assurer que l’énergie du couple demeurait constante, on plaçait de temps à autre ce couple dans * (*)
- (1) Philosophical Magazine, t. XXX, p. 483 à 494; décembre 1890.
- (*) La Lumière Électrique, t. XXXVIII, p. 33; octobre 1890.
- l’eâu distillée et on comparait sa force électromotrice à celle d’un couple semblable nouvellement préparé ; il n’a jamais été trouvé de différence appréciable entre les valeurs de la force électromotrice.
- Le Dl Gore commença par étudier l’effet d’additions successives de quantités égales d’eau pure sur la force électromotrice d’un couple cadmium-platine plongé dans un des acides chlorhydique, sulfurique et nitrique préalablement étendus. Pour avoir des résultats comparables entre eux, les solutions acides contenaient, pour 18 grains d’eau, un poids d’acide pur exprimé en centièmes de grain par leur équivalent ; la solution chlorhydrique contenait donc 0,365 grain de H Cl pour 18 grains d’eau ; la solution sulfurique 0,49 grain de H2S04 et la solution nitrique 0,63 grain de H A2 O3 pour la même quantité d’eau. Les poids d’eau pure ajoutés successivement étaient de 89,1 grains. Les expériences étaient faites, pour les deux premiers acides à 20°5, pour le dernier à 2i°. .
- Les résultats numériques et les courbes obtenus accusent nettement l’influence prépondérante de la première addition d’eau sur la diminution de la force électromotrice. Les effets sont cependant moins marqués que ceux qui résultent d’additions d’acide à de l’eau pure, effets qui ont été observés dans le travail antérieur déjà cité.
- M. Gore attribue ce fait à ce que, dans les nouvelles expériences, les acides sont déjà très étendus avant la première addition d’eau. Comme confirmation de cette hypothèse il a trouvé que l’effet de la première addition d’eau devient de plus en plus marqué quand.on prend des acides de moins en moins dilués.
- M. Gore a ensuite étudié l’effet d’additions d’eau pure sur la force électromotrice d’un couple zinc-platine’plongé dans une solution de chlorure de potassium contenant primitivement 25 grains de ce sel pour 77,5 grains d’eau ; il a encore observé une influence prépondérante de la première addition.
- L’action d’additions successives de chlorure de potassium à de l’eau pure a été l’objet de plusieurs séries de recherches qui ont donné au Dr Gore les valeurs de la force électromotrice d’un couple zinc-platine plongé dans une solution de chlorure de potassium dont la concentration variait depuis zéro (eau pure) jusqu’à la limite maxima (solution saturée).
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- Il a ainsi trouvé que l’addition de 0,0005 de grain de K Cl à l’eau pure et l’addition de 5 grains du sel à la solution presque saturée produisaient, l’une et l’autre, une augmentation de la force électromotrice d’environ 0,01 volt ; ainsi un même effet est produit par une quantité de sel 10000 fois plus petite dans le premier cas que dans le second ; l’effet prépondérant de la première addition est donc de nouveau mis en évidence.
- Pour savoir si le même effet serait produit lorsque les solutions mélangées forment une combinaison chimique, M. Gore a opéré avec un couple cadmium-platine plongé dans de l’acide chlorhydrique étendu contenant 0,365 grain de H Cl pour 18 grains d’eau. A cette solution il ajoutait successivement 0,088 grain de carbonate de soude dissous dans 89,1 grains d’eau. La première addition diminuait la force électromotrice d’environ o, 1 volt, tandis que trois nouvelles additions ne produisaient ensemble qu'une diminution de 0,2 volt.
- Un résultat analogue a été obtenu par des additions successives de 0,115 grain de carbonate de potasse dissous dans 89,1 grains d’eau : la diminution totale produite par les trois additions suivantes n’était que de 0,02 volt.
- Dans ces dernières expériences il y avait à la fois dlilution de l’acide et combinaison chimique. Pour rechercher l’effet de la combinaison seule, M. Gore a fait une nouvelle expérience avec l’acide chlorhydrique et le carbonate de soude anhydre. L’influence prépondérante de la première addition de sel s’est encore très nettement accusée, mais l'effet obtenu n’est pas égal à la différence de celui qu’on obtient par le mélange des solutions acide et basique et de celui qui est produit par l’addition d’eau pure à l’acide ; en d’autres termes, l’effet de la dilution et de la combinaison n'est pas égal à la somme des effets de la dilution et de la combinaison considérées isolément.
- M. Gore cite un grand nombre d’autres expériences faites avec des acides et des carbonates et conclut ainsi :
- « Lorsque des quantités égales d’un électrolyte sont Ajoutées successivement à une quantité beaucoup plus grande d'un autre électrolyte, la première addition a généralement un effet plus considérable que les suivantes sur la variation de la force électromotrice d’un couple voltaïque, et par
- conséquent aussi sur tout autre phénomène inséparablement lié à la force électromotrice. »
- De cette conclusion, le D1' Gore rapproche les faits suivants :
- 1“ Favre, J. Thomsen et beaucoup d’autres chimistes ont constaté que si on ajoute successivement d’égales quantités d’eau à une quantité déterminée de l’un quelconque des acides azotique, sulfurique, bromhydrique, iodhydrique, la première addition produit une dégagement de chaleur plus considérable que les suivantes ;
- 20 Nicol a observé que la contraction totale du volume d’une solution saline croît avec la proportion de sel dissous, mais que la contraction relative à une même quantité de sel est plus grande pour les premières portions ajoutées que pour les dernières ;
- 30 Kohlrausch et quelques autres physiciens ont montré que si l’on ajoute successivement des quantités égales d’un acide ou d’un sel à de l’eau la résistance électrique est beaucoup plus diminuée par la première quantité ajoutée que par les autres.
- « 11 résulte évidemment de ces considérations, continue l’auteur, que la propriété en question, que je puis appeler l'influence prépondérante des premières quantités, est une propriété très générale des électrolytes et que les quatre phénomènes mentionnés en dépendent et sont probablement les effets d’une cause commune. L’examen de cette propriété au moyen des variations de force électromotrice est des meilleurs, et les courbes obtenues par ce procédé contiennent implicitement plus de détails d’information que celles qui résultent de mesures thermiques.
- « L’accroissement prépondérant de la conductibilité de l’eau produit par la première addition d’un sel ou d’un acide a été expliqué par la dissociation ; mais il est aussi d’accord avec cette idée mécanique que les molécules de la substance dissoute ajoutée ont une très grande liberté de mouvement et une très grande vitesse. La variation prépondérante de force électromotrice s’accorde également avec cette idée; l’accroissement produit par l’addition d’acide à de l’eau et la diminution résultant de l’addition d’eau à un acide s’expliquent très simplement. La valeur de
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- la force électromotrice dépend en partie de la vitesse moyenne des molécules des liquides. Les acides forts possèdent une vitesse moléculaire plus grande que celle de l'eau et produisent une force électromotrice plus considérable que celle-ci.
- Quand on mélange de l’eau et un acide, il y a dégagement de chaleur, et la vitesse moléculaire moyenne de chaque substance composante est diminuée. Lorsque nous ajoutons un peu d’eau à une grande quantité d’acide, la vitesse moléculaire moyenne du mélange est moindre que celle de l’acide, d’abord parce que l’eau a une vitesse moléculaire moyenne moindre que l’acide, et en second lieu parce que de la chaleur est devenue libre et que du mouvement moléculaire s’est perdu. Mais lorsque nous ajoutons une petite quantité d’acide à une grande quantité d’eau, la vitesse moléculaire moyenne du mélange est plus grande que celle de l’eau, car la vitesse moléculaire de l’acide est tellement considérable par rapport à celle de l’eau qu’elle compense au-delà la perte de mouvement qui apparaît sous forme de chaleur pendant le mélange. »
- J. B.
- Variations de volume des diélectriques, par M. D. Bos (*;.
- L’ouvrage se divise en trois chapitres; dans le premier l’auteur s’occupe de la dilatation observée par M. Duter dans des tubes et des sphères de verre servant d’isolant dans des bouteilles de Leyde.
- D’après M. Korteweg, on doit chercher l’explication de ces phénomènes dans la pression électrique qui s’exerce sur les parois de la bouteille. L’auteur trouve entre les résultats des calculs de M. Korteweg et les mesures exécutées par Quincke un accord assez satisfaisant dans le cas où les grandeurs qui entrent dans les formules (constantes diélectriques, différences de potentiel entre les armatures, coefficients d’élasticité, épaisseur de la paroi) sont évaluées avec une précision suffisante.
- Les expériences de MM. Julius et Korteweg avec des tubes de caoutchouc, qui montrent l’influence du coefficient d’élasticité par une dilatation beaucoup plus grande que celle de tubes de
- (*) Thèse inaugurale, Groningue 1888. — Beiblœtter, n“ 11, 1890.
- verre de même épaisseur, sont citées comme un argument puissant en faveur de l’idée que . la pression électrique est la cause principale des di* latations.
- Une faible partie est attribuée à réchauffement des diélectriques.
- L’auteur critique ensuite les calculs que divers physiciens (Montier, Duhem, Boltzmann) ont exécutés sur ces dilatations, et cela pour des raisons diverses.
- Dans le second chapitre il soumet.au calcul les forces qui entrent en jeu pendant la charge du diélectrique. 11 suppose que, pour une contraction relative g du diélectrique dans la direction des lignes de force, la constante diélectrique K devient K(i -j- 4%g) et, quand la contraction a lieu normalement aux lignes de force, K(i —4&g).
- On trouve pour les forces, quand la force électromotrice agissant dans le diélectrique est F' :
- Dans la direction des lignes de force une tension (A/8 t: + a/2) F2 par unité de surface, et normalement à cette direction une pression (A/8-ir — (5/2) F2.
- L'auteur cite les conclusions déduites par MM. Helrnholtz et Lorberg de ces expressions et compare les résultats avec les expériences de M. Quincke sur l’attraction dans la direction des lignes de force et la répulsion normalement à ces lignes, et la variation des constantes diélectriques avec la grandeur des forces électriques.
- Il montre que les mesures n’ont , pas encore atteint une précision suffisante pour permettre le calcul de a et p.
- Le troisième chapitre traite des dilatations et des contractions observées par M. Quincke pour les liquides diélectriques, fenfermés dans une sorte de voltamètre dont les lames ont été reliées aux pôles d’une batterie chargée.
- L’auteur, d’accord avec M. Rœntgen, explique ces variations de volume par un échauffementdes liquides, et la contraction extrêmement faible de. l’eau à o° par la petitesse du coefficient de dilatation négatif et la. grande chaleur spécifique de l’eau.
- Avec un appareil construit sur le modèle, de celui de M. Quincke, l’auteur trouve une dilatation pour l’huile de navette et aussi pour l’huile d’amande, pour laquelle Quincke avait observé une contraction. ~
- Au moyen d’une aiguille thermo-électrique, il montre en outre qu’entre les lames la charge pror
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- ‘ duit un échauffement qui suit la même marche que la dilatation et dont la grandeur correspond à la dilatation.
- Finalement, avec des appareils très précis, il s’occupe des variations de volume des gaz que M. Quincke n’a observés nulle part, ou seulement dans un cas, celui de l’acide carbonique. Il met en doute la légitimité du calcul de M. Lippmann basé sur le principe de la conservation de l’électricité, qui donne pour l'acide carbonique une contraction quarante fois plus grande que celle qu’a observée M. Quincke et qui, pour les autres gaz, donnerait des contractions que M. Quincke n’a pu mettre en évidence.
- Du même principe l’auteur déduit qu’un gaz idéal ne subirait aucun changement de volume.
- C.R.
- BIBLIOGRAPHIE
- Electrical Trade Directory for 1891 ; (Annuaire de l’industrie électrique pour 1891), Londres, aux bureaux de VElectri-cian.
- Cet annuaire de plus de 800 pages renferme, en dehors de renseignements très complets sur toutes les sociétés et maisons anglaises s’occupant d’électricité, des données précieuses sur l’industrie électrique du monde entier. C’est à ce titre surtout que nous le recommandons aux industriels. Un court aperçu de la table des matières permettra de juger de l’étendue des renseignements qu’il contient.
- Après une revue des principaux événements dans le domaine de l’électricité susceptibles d’intéresser le public anglais, on trouve quelques pages de nécrologie, des renseignements sur les brevets anglais et étrangers, puis des détails complets sur les règlements de police et d’assurance pour les installations électriques, etc., l’énumération des compagnies électriques anglaises, la fameuse loi Mac Kinley, et les droits d’entrée des articles d’électricité dans les divers pays.
- Viennent ensuite de nombreux tableaux relatifs à la traction électrique, aux plombs de sûreté, aux conducteurs, la relation entre les « lignes de Kapp » et les unités C. G. S. les différentes jauges employées pour désigner le diamètre du fil, des
- comparaisons d'étalons de lumière, les équivalents électrochimiques, avec la chaleur de combinaison, des tables de réduction, une table de loga-, rithmes à quatre décimales (qu’on aurait dû continuer jusqu’à 120, au lieu de 99, en y ajoutant une table d’antilogarithmes), des renseignements sur le service des postes, sur h valeur des monnaies étrangères, sur les communications télégraphiques.
- Les informations concernant les dynamos, les moteurs, les transformateurs, etc. des différents constructeurs occupent plusieurs pages (on n’ÿ trouve toutefois aucune donnée sur les enroulements, etc.), ainsi que ceux relatifs aux lampes, aux piles et aux accumulateurs et aux compagnies de téléphones. Cette partie dè l'ouvrage se termine par l’indication des sociétés savantes, municipalités, compagnies de Chemins de fer, de tramways, etc.
- La deuxième partie renferme l’annuaire proprément dit, c’est-à-dire l’indication par ordre alphabétique des maisons, tant en Angleterre qu’à l’étranger, qui s’occupent de l’industrie électrique.
- Une troisième partie, contenant une notice biographique d’un grand nombre d’électriciens, est enrichie de plusieurs portraits.
- L’ensemble constitue, d’après notre avis, un recueil d’une très grande utilité pour les-personnes intéressées dans les diverses industries électriques.
- Histoire d’un inventeur, par M. G. Barrai. G. Carré, Paris.
- Nous avons feuilleté avec grand plaisir cette biographie de l’inventeursi sympathique M. Gustave Trouvé. Bien que d’habitude on ne s’intéresse guère en France aux ouvrages de ce genre, il n’en est pas moins curieux de suivre pour ainsi dire pas à pas l’évolution d’un esprit ingénieux et original.
- L’auteur nous fait assister aux manifestations successives de l’incontestable activité de l’inventeur. 11 constitue une excellente réponse aux esprits chagrins qui s’étonneraient du caractère général de l’ouvrage, et il autoriserait à leur conseiller de se faire faire une biographie analogue.
- Aussi, lecteur, nous vous engageons à parcourir ce livre; vous y trouverez certainement quelques idées nouvelles.
- P. L.
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- FAITS DIVERS
- Le Journal officiel vient de publier un décret du Président de la République mettant en vigueur une loi votée par les chambres qui établit en France, comme heure légale, l’heure de l’Observatoire de Paris. Cette loi s’appliquera également à l’Algérie. Il n’est point question de son extension à la Tunisie.
- Actuellement, l’heure de l'Observatoire est fournie à un certain nombre de centres horaires établis dans différents édifices municipaux, à l’aide d’un circuit électrique spécial. Nous avons donné, il y a plusieurs années déjà, une description complète de ce système, qui a été établi par M. Tresca. L'Observatoire n’envoie l’heure qu’à un très petit nombre de villes de province, parmi lesquelles le Havre, Rouen et Nantes. L’opération se fait tous les dimanches matin.
- Le petit nombre de ces dépêches s’explique parce que l’Administration des postes et télégraphes ne considère pas l’envoi de l’heure comme un service public et fait payer cinq francs aux villes abonnées lors de chaque opération. II est possible que l’adoption de la loi nouvelle change ce régime, et que l’expédition de l’heure se fasse gratis, comme celle de la cote de la Bourse. Au moins la logique semble l'indiquer ainsi.
- Jusqu’à présent l’heure de Paris est envoyée dans les villes de province par les différentes compagnies de chemins de er, qui emploient pour ce service le système le plus à leur convenance. Elles s’entendent généralement avec des horlogers, qui font le nécessaire pour un prix déterminé, et sous eur responsabilité. Ces horlogers prennent généralement W’heure de l’Observatoire dans les centres horaires que le Conseil municipal a installés dans Paris.
- Le jour de'la Mi-Carême a eu lieu au théâtre des Variétés la répétition générale de la revue Paris Port de mer, dans laquelle figure la grande course électrique imitée d’un théâtre de New-York.
- Les chevaux et les jockeys sont au nombre de trois. Mais les perfectionnements introduits dans ce truc remarquable ne se bornent point à une augmentation du nombre des chevaux engagés. Chaque cavalier et chaque cheval sont placés sur une courroie indépendante mue par une dynamo spéciale. Chaque dynamo est sous la surveillance d’un jockey électrique placé dans la coulisse, et qui peut augmenter ou diminuer à volonté la vitesse de rotation.
- Il en résulte que le jockey réel placé sur le dos du cheval peut pousser ainsi sa monture jusqu’aux extrêmes limites dé sa volonté, comme s’il se trouvait sur un champ de course réel. Le jeu, qui dure deux minutes, et que l’on pourrait prolonger plus longtemps encore si l’on ne craignait de fatiguer..... les spectateurs, acquiert donc beau-
- coup de vérité.
- Mais ce résultat, obtenu à l’aide de l’électricité fournie par la station Feydeau, consomme une grande quantité d’énergie, au total 600 ampères (200 pour chaque dynamo) et un voltage de 100 unités. C’est donc 60000 watts, ce qui représente quelque chose comme 1200 lampes de 16 bougies.
- La fabrication des plaques d’accumulateurs a engendré un certain nombre de procédés nouveaux et économiques de préparation des produits nécessaires à leur constitution, comme le plomb spongieux, le chlorure de plomb, le peroxyde de plomb, etc. Le Dr P. Naef, de Norwich (Angleterre), vient de décrire un procédé de préparation du peroxyde de plomb par l’action des nitrates alcalins sur le plomb et ses oxydes. La réaction engendre un plombate alcalin en même temps que du nitrate alcalin comme produit secondaire. Le plombate alcalin séparé et bouilli avec de l’eau, avec ou sans acide carbonique, donne du peroxyde de plomb.
- Nous ajouterons que des procédé de préparation analogues sont employés en France, et que le sous-produit, le nitrate de soude, est utilisé : il sert en effet en grande quantité dans la fabrication des matières colorantes azoïques.
- Le Journal officiel du .6 mars a publié un avis du gouvernement français engageant les personnes qui veulent prendre part à l’Exposition de Francfort de s’adresser au secrétariat du ministère du commerce, 99, rue de Grenelle.
- Electricity, en publiant cette information, en tire la conclusion que les électriciens français ne suivront pas l’exemple des artistes qui, comme on ne l’a pas oublié, n’ont point accepté de participer à l’Exposition de Berlin.
- Le concours durera du 15 mai au 15 octobre.
- Il y a déjà dix ans que le Palais de Cristal de Sydenham a donné une Exposition de lumière électrique, dont le succès a été immense. L’administration de ce grand établissement se prépare à donner une nouvelle édition de ce grand concours.
- Quand donc songera-t-on à recommencer à Paris l’Exposition d’électricité du Palais des Champs-Elysées?
- Une Exposition internationale d’électricité, de mécanique, de chimie industrielle et commerciale, d’hygiène et d’alimentation s’ouvrira le 15 mai à Toulouse, pour clôturer le 15 septembre.
- La direction des travaux de Paris vient de commencer Jans le faubourg Montmartre de grands travaux de terrassements qui rendent la circulation très difficile et qu’il est, par conséquent, urgent de terminer le plus rapidement possible.
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- Le Voisinage d’une station centrale rend pendant la nuit l’usage de ta lumière électrique excessivement facile avec des installations rudimentaires.
- En ce moment les Parisiens ont sous les yeux un pittoresque et instructif exemple du secours que les lampes à arc peuvent donner aux ingénieurs des Ponts et Chaussées lorsque les rues qu’iU bouleversent ont été pourvues d’une canalisation électrique.
- La ville de Rochester, dans l’état de New-York, vient de nommer une commission pour se prononcer sur l’application de l’électricité à là manœuvre des quinze ponts-levis qui existent actuellement sur le canal Erié.
- L’on peut annoncer que les conclusions seront favorables, et que l’énergie électrique sera employée à un travail mécanique d’une grande importance. En effet, des pointements faits avec soin établissent que la station centrale chargée de fournir l'énergie pourra être appelée à alimenter simultanément les dynamos nécessaires à la manœuvre de quatre pontsi
- Les appels s’élèvent jusqu’à 112 par pont, pendant les dix heures de grande circulation, et chaque pont doit être relevé en quinze secondes. On estime les dépenses d’installation à 170000 francs, sans compter la construction de la station centrale, et celles d’entretien à 125000 francs par an.
- M. W. de Fonvielle a publié, dans le numéro du 15 février de VElecirical Review, une lettre pour protester contre les assertions de M. Sylvanus Thompson, qui faisait de M. S’tur-geon l’inventeur de l’électro-aimant en fer à cheval. Notre compatriote a prouvé par un numéro récent du Graphie, qu’il existe dans lé musée du Queen’s College un aimant naturel en fer à cheval vieux de plus de cent ans, antérieur certainement de plus d’un siècle au premier électro-aimant en fer a cheval.
- 11 résulte de ce fait que l’idée de donner la forme d'un fer a cheval à un électro-aimant pour augmenter sa force ne constitue point une invention indépendante ; c’est l’application d’un principe connu. Le seul mérite de Sturgeon est d’avoir compris qu'avec l’électro-aimant on peut créer un centre de force considérable, ce dont ni Ampère ni Arago ne paraissent s’être préoccupés.
- Le rôle de Sturgeon est donc fort honorable, mais il ne peut être considéré comme ayant participé à l’invention de l’électro-aimant. Arago avait même constaté, comme le fait remarquer M. W. de Fonvielle dans une seconde lettre, que la nature du pôle développé dépend non-seulement du sens du courant, mais encore du sens de l’enroulement de l’hélice, etvque s’il est positif avec une hélice d’intraction, il est négatif avec une hélice d’extraction.
- La théorie de M. Sylvanus Thompson ne paraît avoir au- ! cun succès de l’autre côté du détroit. En effet, dans son numéro du 13 mars, VElecirical Review ne publie pas moins
- ! de trois lettres écrites spontanément par des électriciens anglais qui prennent le parti de M. W. de Fonvielle.
- Les membres d’une secte religieuse assez répandue et qui n’a pas fait mal de bruit dans le monde, viennent de célébrer le centenaire de la mort de John Wesley, son fondateur. M. Preece a fait remarquer à la Société des arts que ce théologien remarquable a publié en 1759 un traité d’électricité intitulé le « Desideratum, ou P électricité rendue facile et utile, par un ami de l’humanité et du sens commun ».
- Quelques chapitres sont intéressants, tels que « l’électricité âme de l’univers », qui peut bien avoir inspiré quelques-unes des théories de philosophie scientifique de Priestley. D’autres sont curieux, tels que « le chat dans la poêle ». Quelques-unes des expériences annoncées le sont dans des termes qu’on est étonné de trouver sous la plume d’un aussi gravé personnage. « Un individu en contact avec le sol ne peut en embrasser un autre électrisé et monté sur un gâteau de jfésine ».
- 1 Quelques unes des expériences indiquées sont évidemment tout à fait illusoires. Suivant Wesley, a un malade atteint de ; la petite vérole ne peut être électrisé ».
- Inutile de dire qu’un fait de cette nature ne paraît reposer > principalement que sur quelque illusion. Toutefois, il est bon i de remarquer que le numéro du 13 mars de VElecirical Review ; renferme précisément un mémoire dans lequel M. Carden cherche à établir que la conductibilité électrique du corps humain varie prodigieusement dans certaines maladies graves, de sorte que l’électrisation peut devenir difficile ou même impossible dans certains cas avec les moyens restreints dont on disposait en 1759.
- II est bon d’ajouter que Wesley était un enthousiaste de la médecine, et qu’il a rédigé un chapitre de son livre dans le but de prouver que « l’électricité est le plus efficace de tous Ie> remèdes ».
- Ce livre curieux est très difficile à se procurer, même en Angleterre. Le savant électricien du Post-Office* a rendu un véritable service à la science en appelant l’attention sur une publication aussi originale et due à un homme dont Pin-fluenpe est encore considérable.
- On s’apprête à célébrer à Washington le centième anniversaire du 10 avril, jour de la promulgation de la loi qui a établi les brevets d’invention aux Etats-Unis.
- ; La cérémonie commencera le 8 avril par une soirée donnée au Patent-Office par le ministre de l’intérieur et le directeur du Patent-Office.
- M. Graham Bell et M Edison prendront part à la cérémonie.
- Le professeur Gray prononcera un discours sur l’invention du télégraphe et du téléphone.
- Le io, une excursion aura lieu à Mount-Vernon où se trouve, comme °n le sait, le tombeau de Washington, qui signa le
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- décret en qualité de président de la république. On prononcera un discours sur le rôle que cet homme célèbre a joué lui-même « comme novateur et comme promoteur du progrès universel ».
- Parmi les discours qui seront prononcés au Patent Office, nous citerons encore celui de M. Cyrus Blackett, de New-Jersey : « De l’effet de l’invention sur le progrès de la science électrique. » Cet honneur fait à l’électricité s’explique parfaitement par le nombre incroyable de brevets électriques pris aux Etats-Unis.
- On se fait généralement en Europe une idée fort inexacte du développement qu’a pris le bureau des patentes, qui forme une institution particulière ayant ses revenus particuliers.
- Le montant des bénéfices annuels dépasse généralement un million. Les fonds dont dispose le service montent à la somme de vingt millions. Le nombre des employés placés sous la direction du directeur, l’honorable Mitchell, est de 588. Chaque grande division industrielle est présidée par un examinateur en chef, assisté d’une vingtaine d’examinateurs ordinaires. C’est l’examinateur en chef qui rend les jugements en première instance.
- La célébration du centenaire de l’établissement de la loi attire naturellement l’attention sur la manière coûteuse et imparfaite dont elle fonctionne.
- Pittsbourg va bientôt avoir des wagons électriques funéraires. Les actionnaires dé la Compagnie suburbaine du Rapid Transit ont décidé d’en mettre deux à la disposition des familles.
- On sera peu étonné de cette résolution quand on saura que. sept cimetières sont desservis par le réseau de la compagnie, et que le nombre, des convois est chaque jour assez élevé.
- Ces wagons seront semblables aux autres, avec cette seule différence qu’ils seront peints en noir.
- Nous trouvons dans le tVestern Electrician des détails sur Une invention qui est certainement fort originale. C’est un transformateur funiculaire imaginé par M. Rankin Kennedy, de Glasgow. Un fil isolé situé nu centre forme le circuit secondaire ; six fils de cuivre nus qui l’environnent constituent le circuit primaire. Autour de ce système de conducteur se trouve la surface isolante, qui est recouverte à son tour par du fèr doux, soit en plaque, soit en fils, et dont l’épaisseur varie d’un huitième à un quart de l'épaisseur du câble.
- L’amiral Mouchez, directeur de l’observatoire, a présenté aux membres du congrès astronomique réunis à Paris le 31 mars le grand équatorial coudé de M. Leroy. La lentille objective, taillée par les frères Henry, n’a pas moins de 60 centimètres de diamètre.
- Le but de l’équatorial coudé est d’amener l’image dans un cabinet où l’astronome la soumet à une analyse microscopique.
- L’observateur a devant lui, sur une table, deux cercles divisés dont l’un donne les heures et l’autre les déclinaisons. Au centre se trouve le micromètre et son cercle de position. Toutes les lectures se font à l’aide de lampes électriques de très petites dimensions alimentées par un accumulateur. Il y a neuf de ces lampes, qu’on allume à volonté. Deux sont destinées à la lecture des cercles principaux dont nous venons de parler, une à la lecture du cercle de jonction du micromètre, deux à la lecture des tambours du micromètre, et quatre à l’éclairage des fils d'araignée du réticule, qui prennent alors la couleur de fils d’argent se détachant sur un fond sombre. Chacune de ces lampes est d’un pouvoir d’environ 1/3 de bougie et d’un volume de quelques centimètres cubes.
- Comme toutes les parties sont mobiles, il a été necessaire de conduire les courants â l’aide de balais et de contacts perpétuels, fi en est résulté un ensemble fort intéressant, mais que nous ne pouvons faire comprendre sans des figures qu’on ne peut encore dessiner, car les parties accessoires de l’appareil sont exposées à plusieurs remaniements de détail et n'ont pas reçu leur forme définitive.
- L’équatorial coudé se compose de deux parties : l’une fixe, dans la direction de l’axe du monde, et l’autre mobile, de manière à décrire, dans son mouvement, l’équateur céleste. A l’angle de ces deux parties se trouve un miroir argenté incliné à 45" qui renvoie vers l’oculaire l’image venant de l’objectif.
- Derrière ce miroir on a placé une lampe électrique qui éclaire le champ par un trou pratiqué dans l’argenture du miroir. Le courant de cette lampe est pourvu d’une bobine de résistance, de manière à ce que l’on puisse éclairer le champ avec une lumière dont il soit possible de graduer exactement la valeur.
- C’est la première fois que l’on emploie des dispositifs de cette nature, qui permettront de donner aux mesures et aux observations une précision remarquable.
- Quoique le rôle de l’électricité ne soit en apparence qu’ac-cessoire, il n’en est pas moins d’une certaine importance pour rétablissement d’un appareil destiné à marquer dans les annale.s de la science du ciel.
- Éclairage Électrique
- Nous avons eu occasion de visiter récemment un salon d’attente de la maison n» 50 de la rue du Quatre Septembre où demeure M. Gaston Tissandier, rédacteur en chef de la Nature. La pièce, qui est très vaste, est éclairée par une douzaine de lampes à incandescence de 16 bougies attachées au plafond.
- C’est une des premières installations particulières exécutées dans le quartier par la Compagnie Edison.
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- : Nul doute que l’exemple ne s'en répande, car l’effet en est très heureux et l’emploi très économique.
- Le commutateur a été disposé de telle manière que l’huissier qui introduit les visiteurs peut allumer les lampes éclairant le côté du salon où se tiennent les personnes attendant leur tour d’audience.
- La dépense d’énergie est donc réglée d’après le nombre des personnes qui attendent et la durée de leur séjour.
- La Compagnie des chemins de fer hongrois fait des essais d’éclairage des trains : huit voitures ont été munies des appareils nécessaires, et si les résultats sont satisfaisants on appliquera le nouvel éclairage à tous les trains. Le courant •lectriqiie est fourni par des accumulateurs Tudor.
- Sauf pendant le repos dominical, religieusement observé, la construction du grand temple des francs-maçons de Chicago n’a pas subi une heure d’interruption. On a travaillé nuit et jour, malgré l’hiver, qui a été très dur sur les bords du lac Michigan. Pour arriver à ce résultat on ne s’est pas contenté d’éclairer le chantier avec 15 lampes électriques, mais on l’a renfermé dans une cabane en planches de dimensions considérables, qu’on démolira lorsque le premier étage sera terminé, et que l’on remplacera par une seconde construction provisoire destinée à renfermer le deuxième.
- jamais, même au haut de l’édifice, les ouvriers ne travailleront à l’air libre et ne cesseront d’être protégés contre les intempéries de l’air aussi complètement que centre l’obscurité.
- Télégraphie et Téléphonie
- La reine régente d’Espagne a rendu sur la proposition du ministre de l’intérieur un décret pouf régler les conditions de l’exploitation des lignes télégraphiques de l’Afrique septentrionale.
- Les télégraphistes détachés pour cc service seront considérés comme étant en campagne et jouiront d’avantages spéciaux.
- Le ministre ne se fait aucune espèce d’illusion sur le rendement de ces lignes, qui seront onéreuses au point de vue financier, mais d’une haute importance au point de vue stratégique.
- Par suite de l’encombrement de la ligne, il est question de réduire de cinq minutes à trois les communications téléphoniques entre Paris et Bruxelles.
- Toutefois, les abonnés auraient la faculté d’occuper le téléphone pendant six minutes consécutives, en payant naturellement le prix de deux communications. .
- Le service téléphonique entre Paris et Londres est ouvert au public depuis le 1" de ce mois.
- Le service est permanent de jour et de nuit.
- La taxe est de 10 francs par trois minutes de conversation.
- Les communications sont données par ordre de demandes.
- D’une manière générale, les règles de service sont les mêmes que pour les circuits téléphoniques de Bruxelles, Lyon, Marseille, etc.
- Jusqu’à nouvel ordre, seront seules admises à communiquer les personnes qui se présenteront aux cabines publiques de la Bourse ou du bureau central de l’avenue de l’Opéra.
- Les abonnés du réseau de Paris pourront comtnuniquer à partir de leur domicile lorsqu’ils en auront fait la demande et que l’administration aura fait vérifier leurs appareils.
- Le 1" avril a eu lieu à Tunis l’ouverture d’un réseau téléphonique avec 75 abonnés, et de deux lignés interurbaines reliant Tunis à la Marsa et à la Goulette.
- Le développement total des fris en place pour le service téléphonique est de 112 kilomètres.
- Une expérience de théâtrophonie qui vient d’avoir lieu entre Londres et Paris a parfaitement réussi. De Londres on a très bien entendu le Mage, que l'on chantait à l’Opéra de Paris.
- On a utilisé, pour arriver à ce résultat, le câble téléphonique qui depuis quelques jours relie, comme on sait, les capitales de France et d’Angleterre.
- La question de la suspension des câbles offre actuellement des péripéties singulières et des contrastes étranges. Pendant que les compagnies téléphoniques de New-York se préparent à plaider contre la municipalité, qui a détruit leurs poteaux et interrompu leur service, les compagnies téléphoniques de Londres ont une politique toute différente. Elles adressent au lord-maire une pétition pour être autorisées à pratiquer des tranchées dans les rues pour y loger leurs câbles.
- Ces différences seraient dignes d’exercer la sagacité d’un philosophe parvenant à expliquer comment la vérité devient l’erreur en franchissant une frontière.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory
- Imprimerie de La Lumière Électrique — Paris 31, boulevard des Italiens.
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- Journal universel d’Êlectricitê
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XIII" ANNÉE (TOME XL)
- SAMEDI II AVRIL 1891
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- SOMMAIRE.-‘-L'éclairage électrique de la ville du Havre*, O6 Amaury de Montlaur. — Histoire chronologique de l’électricité, du galvanisme, du magnétisme et du télégraphe*, P.-F. Mottelay. — Chemins de fer et tramways électriques; Gustave Richard. — Les électro-aimants; A. Palaz. — Chronique et revue de la presse industrielle : Générateurs alternatifs à courte période, par M. Tesla. — Emploi des moteurs électriques dans le service des navires. — Emploi de l’aluminium pour les lampes à incandescence. — Rouissage du lin par l’électricité, par M. Linot. — L’Exposition de Chicago. — Compteur à mercure de Ferranti.. — Pile automatique Sappey. — Revue des travaux técents en électricité ; Sur les pressions à l’intérieur des milieux magnétiques ou diélectriques, par M- P. Ouhem.—Mesure du temps que met l’aimantation à disparaître dans un cylindre de fer aimanté, par M F.-J. Smith. — Le problème de l’état d’un champ magnétique autour d’un aimant anime d’un mouvement de révolution, par M. Tolver Preston. — Sur la mesure des coefficients d’induction, par M. A. Anderson. — Variétés : LVlectricité considérée comme rivale de la vapeur, par M. Louis Bell. — Bibliographie : L’électrotechnique et ses applications à la construction, par MM. A. Gcerges et K. Zickler.— Faits divers.
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- DE_ LA VILLE DU HAVRE
- La Société l'Energie électrique, en créant la station d'éclairage du Havre, a choisi le courant alternatif pour pouvoir rayonner non seulement dans toute la ville, mais dans les faubourgs, à la côte, où sont toutes les habitations de plaisance et autour de tous les bassins qu’entourent de nombreux docks.
- Elle possède une concession qui a été portée en novembre dernier à 40 ans, et la période de privilège pendant laquelle elle ne peut avoir de concurrents a été augmentée de dix ans, soit quatorze ans, en échange de sa réduction du tarif.
- Dès l’origine, les ingénieurs de la Compagnie ont décidé de repousser les moteurs à grande vitesse ainsi que l’accouplement des dynamos à courant alternatif, convaincus que cette dernière pratique conduit fatalement à une consommation d’énergie dépensée pour accorder les phases des deux dynamos.
- Ces conditions amenaient à l’emploi de moteurs Corliss et de dynamos Ferranti, ce dernier construisant seul à cette époque des dynamos de 300 chevaux.
- DESCRIPTION DE L’USINE
- Bâtiments. — L’usine est située à l’angle de la rue Charles-Laffitte et de la rue Nillus, près de la gare des voyageurs :
- r Le prix élevé des terrains au centre de la ville, surtout près des bassins, dont le voisinage est indispensable pour la condensation, à cause de la cherté et de la rareté de l’eau de la ville; 20 le voisinage immédiat des entrepôts de charbon et du bassin Vauban, situé à 100 mètres seulement, sont les raisons qui ont déterminé ce choix; l’usine est ainsi à même de faire sa condensation par l’eau de mer et est contiguë à son marchand de charbons.
- L’usine se compose de deux travées parallèles, l’une de 16 mètres de portée et qui constitue la salle des machines, l'autre de 11 mètres formant la chaufferie.
- L’espace triangulaire compris entre les salles, la rue Nillus et la rue Ladite est occupé par les bureaux, sur la largeur de la salle des machines ; ils ont deux étages, tandis que les magasins situés entre la cheminée et les bureaux ne sont que de petits appentis. La construction est tout entière en fer et briques; la salle des machines est éclairée par un vaste lanterneau ; celle des chaudières prend jour sur la rue Nillus.
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- Au premier étage, au-dessus des magasins se trouvent les bureaux et une pièce organisée pour le réglage des lampes à arc.
- Des options d’achat de terrains permettront d’étendre l’usine: en prolongeant les travées de chaufferie et de salles de machines, de manière à
- Fig. 1. — Plan de l’usine. A atelier; MM'M'M" magasins; F forge; T tableau.
- contenir quatre moteurs de 350 chevaux de puissance normale et huit chaudières de 163 m2 de surface de chauffe.
- L’usine aura alors 1000 chevaux de force, plus la réserve.
- Tout a été prévu pour que ces augmentations se fassent sans interruption et sans gêne dans le
- service. En effet, les pignons des deux galeries sont constitués par des pans de fer et briques, qu’on n’enlèvera qu’aprés achèvement complet des travaux, de façon à éviter les poussières et gravas qui sont si nuisibles aux machines et notamment aux glissières des machines à vapeur.
- Remarquons en outre que l’usine est environ-
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- liée de terrains non bâtis et pourra s’agrandir facilement; tous ces terrains, servant de dépôts à charbon, ne se bâtiront certainement pas d’ici longtemps.
- Chaudières. — La chaufferie comprend actuellement quatre générateurs serrii-tubulaires G4 G2 G3 G4 à deux bouilleurs longs et à tubes amovibles, système Berendorff, à foyer en briques.
- Elles sont timbrés à 8 kilog. et ont 163 m2 de surface de chauffe chacune.
- Rien de particulier à dire sur les accessoires des chaudières, sauf que les tuyautages sont tous disposés de manière à n'avoir jamais d’arrêt par suite d’une avarie survenant soit à l’un d’eux, soit à l’une quelconque des chaudières.
- Pendant l’arrêt des machines, la pompe alimentaire est suppléée par une pompe Worthington placée dans la salle de la chaufferie.
- L’alimentation se fait avec de l’eau douce de la Compagnie des eaux du Havre, et l’usine se trouve heureusement située à cheval sur deux des principales conduites de la ville.
- De plus, un réservoir R placé entre les deux machines, sous le sol, lui permettrait en cas d’avarie de marcher une journée à l’eau douce.
- Le charbon arrive devant les chaudières par un Decauville qui, traversant en ligne droite la cour de l’usine, pénètre dans l’entrepôt de charbon qui la limite et où un stock est réservé à part pour l’usine d’éclairage électrique.
- Un enregistreur de pression, système Richard, permet de contrôler le service du chauffage d’une façon absolue et doit être recommandé pour toutes les usines qui ont une marche de nuit pendant lequel la surveillance est moins active.
- Une cinquième chaudière est en installation actuellement, de manière à en avoir deux de réserve.
- Salle des machines. — La salle des machines est éclairée par la partie supérieure, aérée au moyen de quatre ventilateurs qui ont remplacé les per-siennes primitivement placées des deux côtés du lanterneau et qui avaient l’inconvénient de donner trop de poussières.
- Elle est dallée en fonte quadrillée autour des machines, en mosaïque sur les passages et revêtue tout autour jusqu’à 2,50 m. de hauteur d’un lambrissage en bois verni; elle est très élégante et facile à tenir propre.
- Le bureau d’essais B, où se tient l’ingénieur, est garni de glaces permettant de surveiller l’usine.
- Les fenêtres du premier étage dans les buréaux remplissent le rriêmetoiït.
- Moteurs. — Deux rriachines conduisent actuellement deux dynamos indépendantes.
- Ces machines sont du type Corliss à un seul cylindre et semblables comme construction à la machine de 1200 chevaux exposée en 1889 par la la maison Farcot, qui a construit celles du Havre.
- Elles développent 350 chevaux avec introduction de vapeur à 6 kilog. pendant i/9de la course, mais en poussant l’introduction jusqu’aux 4/10 elles peuvent fournir 450 chevaux effectifs.
- Elles ont un condenseur garni de bronze ainsi que la pompe du condenseur, de manière à employer l’eau de mer pour la condensation.
- Le volant, de 6,60 m. de diamètre et du poids d’environ ^tonnes, porte sur sa jante dix rainures pour la transmission par cordes.
- Ces cordes sont en coton, de 35 millimètres de diamètre, imbibées d’huile de ricin et donnent toute satisfaction, grâce aux soins apportés au réglage de leur tension pendant les premiers temps de la marche.
- Chaque volant peut embrayer par une denture située à l'intérieur de la jante avec un vireur à bras qui permet à un seul homme de faire dép isser le point mort pour la mise en route et qui facilite le nettoyage.
- On remarquera sur le plan que, pourdiminuer la largeur de la salle des machines, les volants sont situés du côté opposé aux dynamos, ce qui n’a aucun inconvénient, car, grâce au grand diamètre du volant et à la hauteur de la poulie de la dynamo, les cordes passent très haut, même lorsqu’elles sont allongées et infléchies par la marche.
- La machine tourne à 55 tours avec une très grande régularité à laquelle n’est pas étranger le poids considérable du volant. En effet, lorsque l’on ferme l’admission de vapeur, la machine tourne encore pendant 3 minutes avant arrêt complet.
- Le régulateur est équilibré par une série de poids constitués par des rondelles en plomb en nombre considérable au lieu du poids unique que l’on emploie d’habitude. Cette disposition permet un réglage beaucoup plus précis de la vitesse : une rondelle de plus ou de moins correspondant à environ 1/2 volt sur le voltmètre secondaire qui est visible auprès du régulateur.
- Un dispositif spécial permet de marcher à
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- échappement libre en cas d’avarié à la conduité d’alimentation ou au condensateur et pendant les trop basses mers de morte eau qui abaissent le niveau des bassins aü-déssous de la prise d’eau.
- La conduite horizontale se termine dans la salle des machines même par un réservoir en maçon-
- nerie situé sous le plancher comme le réservoir d’eàu douce et contenant comme ce dernier une grande quantité d’eau.
- Chaque machine commande une pompe d’alimentation pour les chaudières et une pompe destinée à refroidir l’eau autour des coussinets des
- Fig. 2. — Dynamo (vue du côté de l’excitatrice).
- dynamos. Par un dispositif spécial, cette pompe peut aussi servir à vider l’eau qui s’accumulerait dans les fosses.
- En effet, l’usine est construite sur un terrain absolument détrempé par l'eau et sans consistance, comme presque tout le sous-sol du Havre, et lesxtravaux de fondation des machines ont été considérables.
- Il en a d’ailleurs été de même pour la cheminée, qui repose sur un très large bloc de béton établi lui-même sur un pilotis très fort.
- Malgré ces difficultés rien n’a encore bougé et l’on n'a observé aucun tassement sérieux depuis plus d’un an de marche.
- Dynamos. — Les dynamos sont du type Ferranti de 224 kilowatts. Pratiquement et en marche normale, elles peuvent débiter 100 ampères sous 2400 volts sans fatigue et doivent pouvoir être poussées notablement plus pendant un moment de surcharge. Ces dynamos ont été assez fidèlement décrites dans La Lumière Electrique pour que nous
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- n'ayons qu'à signaler quelques détails de construction différents dans ce type.
- Le collecteur ressemble plutôt à celui des dynamos de 1500 chevaux. Le courant est amené par l'intérieur de l’arbre, comme dans les autres machines, à une tige située dans le prolongement de l’axe pour l’un des pôles, à un anneau isolé par l’air pour l’autre ; sur chacun des pôles deux bagues composées de deux demi-bagues serrées par des ressorts prennent le courant, et les câbles de départ constitués par des tiges de cuivre recouvertes d’ébonite descendent verticalement dans le sol, mais la boîte du collecteur est très originale. Elle est constituée par une cage cylindrique en glace, dont les fonds sont maintenus par des armatures légères en bronze qui protègent les arêtes.
- Nous aurons d’ailleurs à revenir plus loin sur cette disposition qui donne aù type de dynamo de 350 chevaux un aspect tout particulier.
- Ce dispositif est très propre, élégant même, et permet de bien voir s’il y a des poussières ou de la limaille. On peut enlever facilement le cylindre pour le nettoyage, mais en marche il est impossible de toucher involontairement au collecteur. Ajoutons que le bâti tout entier de la machine, et par conséquent l’armature du cylindre, est mis à la terre de façon à ce que l’on puisse toucher en tout temps au bâti et notamment aux paliers sans avoir à craindre aucun danger.
- Le.graissage des paliers est également très perfectionné. Au lieu d’avoir comme dans les machines de 150 chevaux un réservoir d’huile à une hauteur de 2 ou 3 mètres et une pompe pour remonter l’huile, on a adopté la disposition inverse : la pompe refoule l’huile dans les paliers et elle s’écoule directement dans le réservoir. Cette disposition est meilleure surtout pour de gros paliers comme ceux des machines de 350 chevaux, car on peut refouler l’huile sous une pression de plusieurs kilos et mieux assurer sa circulation.
- Le réservoir est constitué par le socle même de la dynamo, qui est creux et contient environ 800 kilos d’huile, provision suffisante pour une année. C’est un graissage parfait, ne demandant aucune surveillance et très économique.
- La pompe, que l’on peut voir sur la figure 2, a deux corps de pompe p commandés par un balancier auquel le mouvement alternatif est transmis par un maneton glissant dans une bielle M calée à
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- angle droit avec le balancier sur le même axe. Ce maneton est fixé sur un plateau P engrenant avec un pignon placé à la suite du collecteur de l'excitatrice, en bout de l’arbre de la dynamo. Tout ce mécanisme, ainsi qu'une enveloppe qui entoure les engrenages et porte l’axe du plateau, est en bronze, de même que les pompes.
- Ces dernières sont à piston plongeur. Leur aspiration se fait par une crépine garnie de plusieurs toiles métalliques faisant l’office de filtre ; on voit sur la figure que les clapets d'aspiration C et de refoulement C’sont disposés de manière à être visités sans avoir à démonter la pompe : il suffît de dévisser les écrous placés à la partie supérieure du corps des clapets.
- Sur la longueur des tiges de piston est intercalée une lame flexible en acier qui permet de conserver un mouvement parfaitement rectiligne dans les corps de pompe.
- Un tube de niveau et un manomètre placés sur chaque palier permettent de se rendre compte à chaque instant de la quantité d’huile et de la pression sous laquelle elle est refoulée (2 à 3 kilos).
- L'huile est conduite par des tubes en cuivre dans les coussinets, qui sont creusés de rainures circulaires. L’huile s’échappe ensuite entre les coussinets et les arbres. Elle est recueillie par une rigole profonde disposée de manière à éviter les projections, et s’écoule par un tube dans le socle.
- Pour en activer le refroidissement, la surface extérieure des coussinets est refroidie elle-même par une injection d’eau T qui remplit l'espace laissé libre entre le palier et la surface extérieure sphérique desdits coussinets. Cette eau est refoulée par une petite pompe adjointe au moteur.
- En somme, ces machines sont des outils véritablement industriels, d’une robustesse étonnante et d’un entretien très facile. En quelques minutes un homme seul peut ouvrir la dynamo en écartant les champs magnétiques et nettoyer les bobines de l’induit; en moins d’une demi-heure, on peut changer une paire de bobines sans faire appel à des ouvriers spéciaux. C'est d’ailleurs rarement nécessaire, mais la sécurité n’est jamais detropen présence des exigences d’un service public.
- Tableau.— Le tableau, en bois de teck, est placé parallèlement au mur et à 60 centimètres de__dis-tance; sa partie supérieure porte les grands interrupteurs bipolaires. 11 est situé de manière à se
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- trouver au centre de l'usine lorsqu'elle sera com- i Dans son état actuel, les deux pôles d’une ma-plête avec-4 machines (fig. 3). I chine sont situés l’un à droite, l’autre à gauche
- Fig. .3. — Tableau de distribution.
- Fig. 4 et 5.— Coupe-circuit de sûreté en grè
- du tableau, de manière à éviter les courts circuits I arrivées et départs des câbles se font par des cani-accidentels sur la face arrière du tableau. Les | veaux qui passent entre les dynamos et lè mur,
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- car la sortie des canalisations se fait par la rue Charles-Laffite, entre le laboratoire d’essais et le mur de refend.
- Si nous suivons les câbles venant d’une machine, nous trouvons d’abord les grands coupe-circuits en grès système Ferranti.
- Ces coupe-circuits sont constitués par des auges en poterie dont l’intérieur a la forme d’une série de cellules cylindriques B n’ayant entre elles qu'une étroite communication.
- Aux deux extrémités, deux bornes C scellées
- Fig. 6. — Voltmètre Thomson.
- dans la poterie reçoivent le conducteur arrivant par dessous, et, dans une cavité conique, une fiche en cuivre mobile F munie d’une tête isolante H.
- Un couvercle à rainure se glisse le long de l’auge et, maintenu par deux saillies latéral es, ferme l’appareil une fois le fil fusible en place.
- Les fils fusibles sont constitués par des fils très fins en cuivre étamé, à raison de i pour 20 à 30 lampes. Ces fils réunis en faisceau sont soudés ensemble à leur extrémité à la fiche de contact.
- Ils fonctionnent très régulièrement,à condition de changer les fils de temps en temps, et l’on ne peut guère leur reprocher que leurs dimensions encombrantes (qui ont pour bul d'éviter la formation d’un arc permanent après fusion du conducteur) et leur aspect disgracieux.
- Ensuite nous trouvons les dérivations conduisant aux voltmètres primaires V, V', munies également de coupe-circuits et d’interrupteurs bipolaires.
- L’un des voltmètres installés sur le courant à haute tension est pour l’une des mâchées un voltmètre électrostatique industriel de sir William Thomson.
- On sait que cet appareil (fig. 6) est un électro-
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- Fig. 7. — Ampèremètre étalon de sir William Thomson, vue de face.
- mètre portant une seule paire de quadrants avec une aiguille mobile en aluminium tournant autour d’un axe horizontal.
- La paire de quadrants est reliée à l’un des points entre lesquels on veut mesurer la différence de potentiel et l’aiguille à l’autre.
- C’est en réalité un condensateur de capacité variable dans lequel le couple dû aux actions électrostatiques est équilibré par le moment d’un poids suspendu à l’extrémité inférieure de l’aiguille. La graduation est tracée empiriquement.
- Cet appareil porte un amortisseur d’oscillations et une grande résistance formée d’un fil de coton humide enfermé dans un tube de verre en U qui
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- évite la destruction de l’appareil par un court circuit accidentel.
- Grâce à trois poids différents, on peut mesurer directement de 400 à 10 000 volts.
- Pour l’autre machine, c’est un èlectromètre apériodique de Carpentier. Ce modèle ne diffère de celui qüi est décrit dans les ouvrages que par la position renversée de l’appareil ; les pôles de l’aimant sont à la partie inférieure : l'échelle en haut.
- Fig. 7 bis. — Coupe a a, b b (fig. 7).
- Ensuite le courant de chaque machine traverse un ampèremètre étalon de sir IV. Thomson.
- Cet appareil (fig. 7 et 7 bis), qui a été décrit dans la Lumière Electrique (p. 128, t. 35), se compose d’un solénoïde à grande surface de refroidissement, isolé au mica, qui attire verticalement une aiguille très mince j portée par un fléau court h équilibré par un poids ; le mouvement du fléau est indiqué par une aiguille n devant un arc portant deux graduations, l’une pour le courant continu. l’autre pour l’alternatif.
- Cet appareil est muni comme le précédent d’un amortisseur et, comme lui, est d’une construction très soignée qüi lui assure une grande sensibilité.
- Cet appareil, monté sur marbre dans une cage, n’offre également aucun danger et présente une précision absolue.
- Cte Amaury de Montlaur.
- (A suivre.)
- HISTOIRE CHRONOLOGIQUE
- DE L’ÉLECTRICITÉ, DU GALVANISME, DU MAGNÉTISME ET DU TÉLÉGRAPHE (*).
- Electricité, elektron, electrum signifie ambre, de helho tirer, par rapport à sa propriété d’attirer des corps légers.
- Galvanisme, d'après le nom du physicien italien Aloysio Galvani (Bologne, 1737-1798), qui a découvert ce phénomène.
- Magnétisme, magnes, la pierre d’aimant naturelle qu’on trouve abondamment près de Magnésie en Lydie. On dit que Magnés, un berger grec, a observé le pouvoir attirant de la pierre d’aimant sur sa houlette métallique et que les Grecs ont tiré cette pierre de Magnésie dès l’année 1000 av. J. C. M. Sonnini dit dans ses notes sur Buffon que plusieurs personnes croient que le mot magnes vient du mot magnitudo, par rapport aux grandes propriétés dont est doué l'aimant.
- Télégraphe, tele, loin, graphein, écrire, appareil pour communiquer rapidement à de grandes distances.
- 2637(av. J.-C.).— Le tait le plus reculé qu’oncon-naisse relativement à l’application de l'influence magnétique est le suivant. On dit que dans la 61e année du règnejde Hoang-ti les troupes de l’empereur poursuivant le prince rebelle Tche-yeou perdirent leur route et la vue de l’ennemi à cause de brouillards intenses. A cette occasion Hoang-ti construisit un chariot sur lequel on érigea une statue qui indiquait les quatre points cardinaux et dont la figure se tournait vers le sud dans n’importe quelle direction suivie par le chariot.
- m o. — On dit qu’à cette date Tcheou-koung a enseigné l’usage de la boussole aux envoyés de Youa-tchang.
- C1) Tous droits réservés.
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- Lorsque les ambassadeurs de Cochinchine et du Tonkin furent sur leur point de départ (ce qui aeulieu dans le 22e cycle, plus de io4oansav.J. C.) Tcheou-koung leur donna un instrument dont un côté se tournait toujours vers le nord et l’autre côté vers le sud, et cela pour mieux les guider dans leur voyage de retour. Cet instrument était appelé tchi-nan (chariot du sud) et c'est encore le nom qu’on donne à la boussole; ceci a fait supposer que c’est Tcheou-koung qui en est l’inventeur.
- 1068. — Vers l’époque du retour des Héraclides (descendants d’Hercule) vers le Peloponèse, les Chinois avaient des voitures magnétiques sur lesquelles le bras mobile d’une statue pointait continuellement vers le sud pour les guider à trouver leur chemin à travers les plaines immenses de la Tartarie.
- 1035 à 975. — Salomon, roi d’Israël, fils du roi David, est supposé avoir connu l’emploi de la boussole, mais ce fait n'est pas nettement démontré.
- 1022. — Vers cette époque les chars magnétiques des Chinois étaient pourvus d’une aiguille flottante dont les mouvements étaient communiqués à une statue dont le bras s’étendait vers le sud. Une description de ces chars est donnée dans les mémoires historiques de S^u-vm-tbsian, qui ont été écrits dans le deuxième siècle avant notre ère et qui sont considérés comme le plus précieux monument de l’histoire chinoise, car ils contiennent l'histoire de la Chine depuis le commencement de l’empire.
- 1000 à 907. — Homère dit que la pierre à aimant était employée par les Grecs pour se diriger dans la navigation lors du siège de Troie.
- 600 à 580. — Thalès de Milet, un des sept sages de la Grèce, fondateur de la l’école ionique, est le premier qui ait observé l’électricité développée par le frottement de l’ambre. Thalès, Pline et d’autres auteurs grecs et romains mentionnent le fait que lorsqu’on applique une chaleur vivifiante à l’ambre elle attire de la paille, des feuilles sèches et d’autres corps légers de même qu’un aimant attire le fer.
- 600. — Les Etrusques ont fait vers cette époque des études spéciales sur l’électricité. On dit qu’ils ont attiré la foudre en tirant avec des flèches en métal sur des nuages orageux. Pline rapporte même qu’ils avaient une méthode secrète non seulement pour tirer la foudre des nuages, mais
- même pour la dériver dans une direction donnée. Us reconnaissaient plusieurs sources de la fondre : celle qui venait du ciel et qui frappait toujours obliquement, et celle qui venait de la terre et qui s’élevait perpendiculairement. Les Romains, d’un autre côté, n’en connaissait que deux espèces : celle du jour attribuée à Jupiter et celle de la nuit attribuée à Summanus.
- 341. — Aristote, philosophe grec, dit que la torpille électrique cause ou produit une torpeur aux poissons qu’il veut saisir et qu’il a ainsi les moyens de les capturer et de s’en nourrir. Plutarque en parle d’une manière analogue. Pline dit que si l’on touche cet animal avec une piqtle, il paralyse à distance les muscles les plus forts et arrête les jambes les plus agiles.
- 337 à 330. — Randolphé, auteur de 1 hommeprè-aiamlte dit que pendant les guerres d’Egypte l’une des Cléopâtre envoyait à l’aide d’un fil des nouvelles à toutes les villes comprises entre Héliopolis et l’île d’Éléphantine, située dans le Nil supérieur.
- 321. — Théophraste, philosophe grec, est le premier qui ait observé la propriété attractive de la tourmaline et il en donne une description dans son traité sur les pierres. Théophraste et Pline parlent de cette pierre comme partageant avec l’ambre la propriété d’attirer les corps légers.
- Pline dit à propos des differentes sortes d’aimants que Sotacus en décrit cinq espèces : l’espèce éthopienne, celle de la campagne de Magnésie, voisine de la Macédoine; une troisième de Hyettus en Béotie, une quatrième d'Alexandrie en Troade, et une cinquième de Magnésie d’Asie.
- 11 dit encore que le fer ne peut résister à l’aimant ; du moment qu’on approche les deux corps, le fer saute vers l'aimant et s’y attache étroitement.
- 11 paraît que l’aimant naturel est connu depuis longtemps dans toutes les parties du monde.
- Dans le Talmud on l’appelle acbqbab, pierre qui attire; dans l’aztèque tbaibiomani, pierre qui attire par son souffle; dans le sanscrit ayasbânta, aimant le fer; dans la langue du Siam mèleh, ce qui attire le fer; en chinoistbsu-cby, pierre d'amour, ou encore by-tby-cby, pierre qui saisit le fer; en espagnol iman, pierre aimante ; en hongrois ma-gnet kœ, pierre d’amour; dans la langue grecque on l’appelle üderitas, d’après sa ressemblancë avec le fer. En chinois on l’appelle encore tcbù-cby, pierre dirigeante ; en islandais leidersiein, pierre'
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- directrice; en suédois segel-sten, pierre voyante; en tonkinois d’anamtchum, pierre qui montre le sud.
- Par rapport à sa grande dureté les Grecs l’appelaient calamitas, d’où le nom français calamite et diamant ; les Hébreux hbailamisb ou halmitbatb et les Romains adamas ; adamant était le nom que les Anglais sous le règne d’Edouard 111 donnèrent à l'aiguille aimantée.
- La tourmaline est classée par Pline comme étant une variété de la pierre d’aimant. Jean de Laet dit: «Là description du lyncurium ne s’accorde pas avec l'hyacinthe des modernes », Watson pense de même, tandis qu’Epiphanius constate qu’on ne trouve dans la Bible aucune mention du lyncurium', il croit que c’est la même pierre que l’hyacinthe.
- 285-247. — Ptolémée H ordonne à Timocharès, architecte du palais, de suspendre dans le temple de Pharos la statue en fer d’Arsinoé. Pline dit que.cettestatue n’a jamais été terminée, par suite de la mort de Ptolémée et de son architecte ; mais Ausone, poète latin du quatrième siècle, dit dans sa Mosella que Timocharès parvint à tenir suspendue en l’air l’image de la reine en disposant dans une couronne royale fixée à la voûte du temple des pierres d’aimant qui exerçaient leur attraction sur la chevelure en fer de la statue.
- Cassiodore fait allusion à une statue de Cupidon suspendue dans le temple de Diane à Ephèse (une des sept merveilles du monde) et Saint-Augustin parle d’une statue suspendue dans le temple de Sérapis à Alexandrie à l aide d’un aimant attaché au plafond.
- 200. — Polybe, historien grec, décrit un télégraphe optique à l’aide duquel on pouvait transmettre les vingt-quatre lettres de l’alphabet grec.
- 60-76. — Lucrèce, poète romain, fait allusion à 1’aimânt.
- 50 (ère chr.). — Scribonius, physicien romain, raconte qu’un affranchi de Tibère fut guéri de la goutte par des commotions reçues d’une torpille électrique, et Discoridos propose, un traitement de ce genre pour guérir les maux de tête. Fahie constate que le long des rives de la rivière de Calabar en Afrique, les indigènes emploient les propriétés électriques de la gymnote pour guérir leurs enfants malades. Ils placent l’enfantà côté du vase qui contient l’animal ou bien ils le font jouer avec des petits poissons de cette espèce.
- 121. — Les Chinois connaissaient depuis longtemps la force attractive et la polarité de l’aimant,.
- mais la propriété de communiquer sa vertu au fer est mentionnée pour la première fois dans le dictionnaire Choue IVen que Hin-Tchin a corn-: piété en 121, la quinzième année du règne de Ngan-ti, de la dynastie Han. Le père Gaubil, qui fut envoyé en Chine en 1721, dit avoir trouvé dans un ouvrage écrit vers la fin de la dynastie Han une indication complète de la boussole.
- il faut remarquer qu’aucun auteur de l’antiquité n’a fait allusion au fait que l’aiguille aimantée est attirée par les pôles de la terre ; ce fait a certainement échappé aux anciens Grecs et Romains.
- 218. — Saumaise, dans ses commentaires sur Solin, affirme qu’à cette date l’ambre était Connu par les Arabes sous le nom de karabè ou. habruba, mot d’origine persane qui signifie le pouvoir d’attirer la paille; l’aimant étant appelé abang-ruba, littéralement, attireur de fer.
- 235.— On dit qu’un ouvrier ayant reçu de l’empereur de Chine l’ordre de construire un chariot indiquant le sud, il parvint à en retrouver le secret qui était perdu depuis un certain temps. Ces chariots magnétiques semblent avoir été en usage dans l’empire pendant une longue suite de siècles, mais d’après de Humboldt on n’en trouve plus de trace à partir de 1609.
- 265-419. — La mention la plus reculée de l’emploi de l’aimant pour la navigation se trouve dans l’encyclopédie Poei-wen-yun-jou où on dit que vers cette époque (c’est-à-dire vers la seconde dynastie Tsin) des navires se dirigeaient vers le sud à l’aide du ching ou aiguille.
- 295-324.— Kou-pho, physicien chinois, compare la propriété attractive de l’aimant avec celle de l’ambre animé par la friction ou la chaleur. Dans son traité sur la pierre d’aimant, cet auteur dit que l’aimant attire le fer comme l’ambre attire la graine de moutarde.
- 304. — Saint Elme, évêque de Formies, dans l’ancienne Italie, martyrisé vers cette date à Gaëtè, est le personnage dont les matelots de la Méditerranée ont donné le nom aux flammes de feu qui apparaissent pendant les tempêtes aux mâts des navires; ces flammes étaient suposées être de nature électrique. Lorsque deux flammes se montraient ensemble, on les appelait Castor et Pollux, dieux jumeaux de la mer, et elles étaient considérées comme un signe favorable pour la navigation ; lorsqu’on ne voyait qu'une seule flamme, ou l’appelait Helène, et elle était considérée comme un mauvais présage.
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- 425. — Zosime, historien grec, qui vivait sous le règne de Théodose 11 (401 à 450) a écrit l’histoire de l’empire romain depuis le règne d'Auguste jusqu'en 410; c’est dans cet ouvrage que l’on trouve pour la première fois le fait de la séparation électrolytique des métaux, c’est-à-dire que lorsqu’on plonge certains métaux dans une solution cuivreuse, le métal se couvre d’une couche de cuivre.
- 426. — Saint Augustin fait mention d’une expérience faite devant l’évêque Sévère et qui consistait à faire mouvoir une aiguille aimantée flottant à la surface de l’eau sous l’iniiuence des déplacements d’un aimant caché sous la table.
- 450.— Aëtius, médecin grec, parle de la guérison de la goutte et de certaines convulsions à l’aide d’aimants.
- 543. — Les Japonais disent que vers cette date le mikado reçut de la cour dé Petsi en Corée la roue qui indique le sud.
- 658. — D’après Kai-bara-Tok-sin, dans le Wa^i-si, les premiers chars magnétiques furent construitsau Japon pendant cette année; la pierre à aimant, toutefois, ne fut découverte au Japon qu’en 613, lorsqu’elle fut apportée de la province d'Oomi.
- 806 à 820. — Entrée ces dates, sous* la dynastie de Thang, les premiers chars appelés hin-koung-yuan furent construits; c’étaient des chariots magnétiques semblables à ceux connus auparavant, mais portant en outre un tambour et une cloche. 11 paraît que la manière de construire ces chars magnétiques était loin d’être connue de tout le monde. Un critique nommé Tchen-Yu dit: «Je sais que vers l’époque des Thangs un chariot fut construit sur lequel étaient figurées les quatre parties de la terre, par_ imitation de ceux construits vers l’époque de Hoang-Ti. Sur ce chariot était placée une statue dont la main pointait toujours vers le sud. »
- 968. — On dit que Kung-foo-Whing inventa vers cette époque une méthode de transmettre le son à travers des fils à l’aide d’un appareil appelé thun-thsein ; toutefois on ne retrouve aucune trace de cette découverte dans les autres auteurs.
- 1067 à 1148. — Frocfe, historien islandais de ce temps, rapporte que Floke Vilgerderson avait quitté Rogoland en Norwègê vers 868, pour aller visiter l’Islande qu’il avait découverte ; d’après lui les marins de cette époque dans les contrées du nord possédaient des aimants, ce qui montre
- que le pouvoir directeur de l’aiguille aimantée était connu et employé dans la navigation en Europe même avant le onzième siècle.
- Ce passage donne la première indication de la connaissance de la boussole en dehors de la Chine. Il faut remarquer cependant qu’il ne se trouve pas dans plusieurs manuscrits, ce qui fait supposer qu’il s’agirait d'une interpolation; cette assertion n’infirmerait donc pas la découverte de la boussole par le Français Guyot de Provins.
- m 1-1117. — Keou-Tsoungchy, philosophe chinois, donne la première description de la boussole qu’on trouve dans un ouvrage chinois; cet auteur dit encore que lorsqu’on frotte une pointe de fer sur un aimant, elle acquiert la propriété de se pointer vers le sud.
- 1160. — Eustathe, archevêque de Tessaloni-que, raconte que Walimer, père de Théodoric et roi des Goths, avait l’habitude de tirer des étincelles de son corps, et aussi que certains philosophes observèrent des étincelles issues de leurs poitrines et accompagnées de craquements.
- Leithead raconte que des torrents de feu se dégageaient de la chevelure de Servius Tullius, roi romain, pendant son sommeil, à l’âge d’environ sept ans; que la chevelure d’un moine du Carmel émettait des étincelles lorsqu’on rebroussait ses cheveux, et le père Fabre que la chevelure d’une jeune femme produisait également des étincelles lorsqu’on la peignait.
- 1190. — Guyot de Provins, ménestrel à la cour de l’empereur Frédéric Barberousse, donne la première mention en français de la boussole dans un poème manuscrit intitulé la Bible et que l’on trouve à la Bibliothèque Nationale ; on y lit que les marins avaient l’habitude de frotter des aiguilles sur une pierre brune appelée marinière à laquelle le fer adhère, et lorsqu’on fait flotter cette aiguille sur l'eau à l’aide d’une paille, elle pointe vers le nord. Le passage en question a été copié par D. Azuni, membre de l’Académie des sciences de Turin, dans le manuscrit et a été donné en entier, avec la traduction française, à la page 137 de sa Dissertation, 2e édition, à Paris, 1809 :
- Par la vertu de la marinière,
- Une pierre laide et brumière,
- Ou li fers volontiers se joint...
- Ce passage est reproduit également par Kla-proth et par Venanson. ----------
- Sonnini dit qu’Azuni a établi avec succès la priorité de la France à l’usage de la boussole pour
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- la navigation. D’autres auteurs disent que les Arabes possédaient la boussole vers cette même époque, qu’ils l’avaient reçue des Chinois et l’avaient transmise aux Français pendant la première croisade comme cela a été indiqué, par exemple, par Davis.
- 1204-1215. — Jacob de Vitry, cardinal-évêque de Ptolémaïde, un des croisés, parle de la manière suivante de la boussole : « L’aimant (diamant) se trouve dans les Indes; il attire le fer par une cause secrète; après que l’aiguille a touché la pierre à aimant elle se tourne toujours vers l’étoile polaire, qui est immobile comme l’axe du monde, lés autres étoiles tournent autour de cette étoile polaire; ainsi la boussole peut indiquer la route aux navigateurs. »
- 1207. — Alexandre Neckham, abbé de Sainte-Marie, fait allusion dans ses Utensilibus à une aiguille portée à bord des navires; cette aiguille est placée sur un pivot et, lorsqu'elle est au repos, indique aux marins l’endrcit où se trouve l’étoile polaire. Dans un autre ouvrage'du même auteur, de Naturis Rerum, on trouve le passage suivant : « Lorsque des marins en mer ont perdu par suite des nuages cachant le soleil, ou par suite de l’obscurité de la nuit, la connaissance de la partie du monde vers laquelle ils se dirigent, ils touchent une aiguille avec un aimant; cette aiguille se met à tourner, et lorsque le mouvement cesse la pointe se dirige vers le Nord.»
- 1250. — Vincent de Beauvais, autre croisé, a écrit pour saint Louis, son « Miroir delà Nature», dans lequel il parle de la polarité de l’aiguille aimantée. Cet auteur cite Aristote comme ayant écrit un livre de Lapide. On trouverait d’après lui une note sur l’usage de l’aimant dans la navigation, mais on ne rencontre de passage de ce genre dans aucun des ouvrages d’Aristote. Ca-bæus et d’autres pensent que ce livre est plutôt l’ouvrage d’un écrivain arabe.
- Le sieur de Marcourt fait clairement allusion à la polarité de l’aiguille- dans une épitre ad Sige-rium de Foucaucourt militem de Magnete, écrit à la fin du xme siècle, et l'on parle dans les termes suivants de l’aimant dans un poème du ménestrel Gauthier d’Espinois :
- Tous aulresi (ainsi) comme l’aimant défoit (détourne)
- L’ai^uilette par force de vertu
- A ma dame tôt le mont (monde) retennue
- Qui sa beauté connoit et aperçoit.
- Vincent de Beauvais applique les termes gohron
- et aphron aux extrémités sud et nord de l'aiguille. Klaproth (Boussole, p. 49 à 51) dit que ces mots sont d’origine arabe; Martin Lipenius et d’autres auteurs prétendent le contraire.
- 1254. — Albert le Grand, de la famille des comtes de Bollstàedt, un des plus éminents philosophes et théologiensdu moyen âge, fait également allusion au De Lapide et aux termes arabes aphron et aphron, dont il donne toutefois une fausse interprétation.
- On dit qu’après trente ans d’expérimentation il a construit une machine curieuse qui pouvait reproduire distinctement des sons vocaux; le philosophe scolastique saint Thomas d’Aquin (l’ange de l’école) fut si effrayé de cette machine qu’il la frappa de sa canne et la détruisit. L’évêque Wilkins fait allusion à une figure construite par Albert le Grand, ainsi qu’à une tête fabriquée par Bacon, qui pouvait articuler certains mots.
- On peut mentionnerincidemmentque Wolfgang von Kempelen, conseiller aulique de l’empereur d’Allemagne, après avoir fait quelques jouets magnétiques pour l’impératrice Marie-Thérèse à Vienne, construisit pendant l’année 1778 une machine à parler qui «produisait des sons comme un enfant de trois ou quatre ans, et articulait distinctement dés syllabes et des mots. »
- 1260. — Brunetto Latini, encyclopédiste (Iot rentin, composa vers cette époque son livre Tesoro, traduit par lui-même en français (Li Livres dou Trésor) et dans lequel il parle en termes très clairs de la boussole; mais il ajoute : « Aucun marin n’ose en faire usage pour ne pas tomber sous la suspicion d’être pris pour un magicien; les matelots n’oseraient pas s’aventurer en mer avec cet instrument, car il a une grande apparence d’être construit sous l’influence d’esprits infernaux. »
- 1265-1321. — Guido Guinicelli, que le Dante considère comme l’un des plus grands poètes de Bologne, parle de la boussole maritime presque dans les mêmes termes que le Dante lui-même. 11 dit : « Les montagnes de pierres d’aimant communiquent leur vertu d’attirer le fer à l’air, mais la pierre d’aimant se trouvant très éloignée invoque l’aide d’une pierre similaire pour faire agir sa vertu, et diriger l’aiguille vers l’étoile du Nord ».
- 1266. — Vers cette époque les nations du Nord avaient la connaissance delà boussole. Dans l’histoire de la Norwège par Torffæus, on mentionne le fait que le comte suédois Byerges fut récompensé d’une boîte contenant une boussole.
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- 1269. — Pierre Adsiger s’attribue, dans une lettre écrite à cette date, la première mention de la variation de la déclinaison de l'aiguille aimantée. Voici un passage de cette lettre: « Faites attention que l’aimant, ainsi que l’aiguille qui l’a touché, ne pointe pas exactement vers les pôles, mais que l’extrémité qui doit pointer vers le sud décline un peu vers l’ouest, et que l’extrémité qui doit pointer vers le nord décline autant vers l’ouest; la quantité exacte de cette déclinaison a été trouvée, d’après de nombreuses expériences, être de 5 degrés. Toutefois, cette déclinaison n’est pas un obstacle pour que l’aiguille aimantée puisse servir de guide, parce qu’on fait décliner l’aiguille elle-même du sud vrai d’environ un point et demi vers l’ouest. Un point contient alors 5 degrés. »
- La lettre qui contient ce passage est citée par Cavallo, dans le supplément de la seconde édition de son ouvrage sur le magnétisme se trouvant à l’université de Leyde, mais ceci est nié par de Humboldt, qui dit que ce passage « n’est qu'une interpolation existant dans une copie qu’on trouve à la Bibliothèque nationale de Paris. »
- 1270. — L’astronome italien Riccioli dit que les navigateurs français sous le règne de saint Louis (1226 à 1270) employèrent l'aiguille aimantée qu’ils faisaient flotter à la surface d'un petit vase rempli d’eau, l’aiguille étant supportée par deux tubes pour l’empêcher de tomber a,u fond.
- 1271. — Marco Polo, le célèbre voyageur vénitien, est dit avoir apporté la boussole de Chine en Italie; ceci, toutefois, est loin d’être certain, car il n’en parle pas dans la relation de ses voyages.
- 1282. — Baïlak écrivit en cette année son livre arabe sur les pierres, dans lequel il fait mention d’un voyage de Tripoli à Alexandrie, en 1242, et dans lequel le capitaine faisait usage d'une boussole.
- Il raconte : « Lorsque la nuit est si noire qu’on ne peut plus apercevoir les étoiles indiquant les quatre points cardinaux, on prend un bassin rempli d’eau et on le place à l’intérieur du vaisseau pour le mettre à l’abri du vent. On pique une aiguille dans un morceau de bois, de manière à former une croix et on la place sur l’eau à la surface de laquelle elle surnage. On prend ensuite une pierre d’aimant de grandeur suffisante pour remplir la paume de la main ; on place ainsi la ; main près de la surface de l’eau, et on donne à la main un mouvement de rotation de manière à ce {
- que l’aiguille tourne sur la surface de l’eau ; on enlève vivement la main et les pointes de l’aiguille indiqueront le nord et le sud.
- 1302.— Le pilote italien Flavio de Gioja est dit, d’après Flaminius Venanson (de /’Invention de la Boussole nautique, Naples, 1808, page 138 et 168) être le véritable inventeur de la boussole marine.
- Cette manière de voir est partagée par Briet, par Voltaire et parplusieursautres; mais Klaproth montre que Gioja ne peut pas avoir inventé un instrument construit plus de cent ans avant lui.
- Azuni dit qu’il est possible que Gioja ait inventé la méthode de suspendre l’aiguille aimantée sur un pivot de manière à ce qu’elle reste horizontale quels que soient les mouvements du navire.
- 1327-1377.— D’après Voltaire (Essai sur les mœurs et l’esprit des nations, Paris, 1809, vol. III, page 251). le premier usage bien constaté de la boussole a été fait par les Anglais sous le règne du roi Edouard III. Voltaire ne se préoccupe pas de l’antiquité prodigieuse des Chinois. D’après lui, ils la connaissaient, mais ils ne l’employaient pas dans sa vraie destination, c’est-à-dire à guider les navires en mer. Ils ne voyageaient que le long des côtes et n’éprouvaient pas la nécessité, comme nous, d’aller jusqu’au bout du monde.
- 1436. — Andrea Bianco publie un atlas renfermant des cartes montrant les variations de l’aiguille magnétique.
- La connaissance de cette variation si indispensable pour la correction de la route du navire était déterminée moins par le lever et le coucher du soleil que par la direction de l’étoile polaire.
- P. F. Mottelay.
- (A suivre.)
- CHEMINS DE FER ET TRAMWAYS
- ÉLECTRIQUES (1).
- Les figures 24 et 25 représentent l’ensemble du système récemment proposé par M. Van Depoele pour lactionnement des tramways électriques au ! moyen de courant à haute tension (1 000 volts au
- (4) La Lumière Electrique, 4 avril 1891, p. 24.
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- Fig. 24 et 25. — Van Depoele (1890). Tramway électrique à haute tension, courants continus.
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- Fig. 26. — Prise de contact. — Fig. 27. — Van Depoele. Tramways à haute tension, courants alternatifs.
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- moins) transformés sur le locomoteur en courants 1 Chacune des voitures du train est pourvue de de basse tension, de 200 volts environ. | locomoteuts CD. La voiture de tête reçoit le cou-
- Fig. 28.— Van Depoele (1890). Tramways à haute tension, courants quelconques, ensemble du transformateur-moteur.
- rantdu trolly au commutateur F, à résistances G.
- Ce courant aboutit, par ledouble commutateur^',
- au transformateur-moteur 1 (fig. 24) ou moteur générateur constitué par un champ magnétique
- Fig. 30. — Van Depoele (1890). Tramway à conducteur souterrain, passage des frotteurs sur les contacts.
- inducteur 1 à l’intérieur duquel tournent deux armatures J et K, l’une motrice et l’autre transformatrice. Le balai positif de l’armature J est relié
- ‘sX&s/MfSAr/Mi'/////A
- aux bornes A et/3, et le négatif à/2; ceux d'e la transformatrice K sont reliés aux bornes du circuit du train. L’inducteur I reçoit son courant de la clef g,
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- et le retourne à la génératrice par la roue a et les rails de la voie.
- On voit sur la figure 25 commentlesinducteurs M des dynamos du train sont dérivés sur les conducteurs positif et négatif L et l du circuit extérieur de K, et comment le commutateur Q inter-
- Fig. 52 et 33. — V.m Depoele. Détail des contacts.
- vertit ces conducteurs principaux pour change la' marche du train.
- Lorsqu’on veut employer des courants alternatifs, on remplace le transformateur-moteur par deux transformateurs ordinaires DjD2 (fig. 27). Le primaire^ du premier transformateur est relié au double fil d’aller et de retour du couranlNetP(fig.2ô) par b1b2b3bl, au travers d’une bobine de réaction
- Fig. 34. —Van Depoele. Coupe d’un caniveau à conducteur unique.
- E2) et son secondaire d% constitue en d'le primaire du second transformateur D2, dont le secondaire d3 alimente la seconde paire 3-4 des conducteurs principaux du train. La première paire 1-2, qui excise les inducteurs des moteurs du train, est reliée au circuit d2d'. On obtient ainsi entre les armatures et les conducteurs des moteurs du train la discordance de phase nécessaire à leur marche.
- Le système rèprésenté par les figures28 et29 per-
- met de marcher à volonté à courants alternatifs ou continus. On y reconnaît le moteur générateur H du premier système, mais les moteurs du train sont à courants multiples, de sorte que l’armature transformatrice K doit être pourvue d’,autant de collecteurs ht k2... qu’il y a de conducteurs desservant ces moteurs. On évite en revanche à ces moteurs les contacts, balais, etc., toujours d’un entretien difficile sur un train. Les armatures de ces moteurs montés directement sur les essieux du train sont enveloppées par leurs inducteurs fixés sur un tambour enfilé sur l’essieu de ma-
- Fig. 35. — Van Depoele. Caniveau accessible, coupe transversale. v
- nière que. l’entrefer reste invariable indépendamment des mouvements de l’essieu.
- En figure 29, les moteurs O et Q du train ont leurs conducteurs excités par trois séries d’enroulement \f ig, 2/2g, 3/ 3^. Le moteur O, à pôles conséquents, a une armature Siemens O, et le moteur Q une armature Gramme Qt. L’armature O est constamment excitée par le circuit 8-9 en dérivation par 2 2t % sur le circuit de l’inducteur 1 du moteur-générateur H. Chacun des enroulements inducteurs des moteurs O et Q a l’une de ses extrémités reliée au circuit correspondant du train, et l’autre à un fil de retour commun R.
- L’armature Q’ porte deux collecteursrxr2 reliés chacun par r3 à ses enroulements. Dans le cas figuré, cette armature est aimantée par les courants de retour des inducteurs qui la traversent tous, parce que le collecteur r, est relié au fil de
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- retour*commun R, et le collecteur est relié par le lil,Ra au conducteur de retour principal R. Les inducteurs des moteurs du train auront donc leurs pôles excités périodiquement en concordance avec
- i la rotation du transformateur-moteur, dont les courants traversent successivement leurs circuits respectifs. Ainsi que l'indique la figure 28, les armatures de ces moteurs peuvent être excitées par
- un courant continu;circulant dans un circuit spé- I M. VaniDepoèle a aussi, comme-le savent nos cial ou paroles-courants de retour des induc- J lecteurs, beaucoup étudié la question des tram-teurs. \ ways électriques à conducteurs souterrains. Les
- figures 30 à 37 représentent le type de canalisation tubulaire proposé en dernier lieu par cet inventeur.
- Le conducteur tubulaire A, en fer galvan isé, en
- sections assemblées par des manchons filetés, et recouvert entièrement d’un enduit isolant B (fig. 31) transmet son courant au frotteur Fdu locomoteur par une série de contacts élastiques c’c
- Fig. 39. — Mansfield. Ensemble d’un locomoteur.
- (fig-iO et 34) écartés de 30 centimètres. La tige de chacun de ces [contacts glisse dans un guide isolant B’. Quand le frotteur passe sur les contacts, il les déprime malgré leurs ressorts D, et ap-
- puie leurs têtes C’ sur le bas du tube, puis les ressorts D les rappellent aussitôt après le passage du locomoteur.
- On remarquera que ces contacts peuvent se
- s
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- remplacer très facilement : il suffit, pour les sortir, de dévisser les isolants B'.
- La disposition représentée par la figure 33 permet d’augmenter la flexibilité des ressorts de contact et leur douceur de façon à en assurer le fonctionnement par une course plus longue, malgré les dénivellations accidentelles de la voie. Le ressort D, plus faible, fléchit d’abord ; les autres cèdent ensuite, s’il le faut, une fois le contact éta-
- Fig. 40 et 41. — Mansfield. Détail d’une boîte de contact.
- bli par l’aplatissement de D, pour livrer passage au frotteur.
- L,e frotteur H convenablement recourbé (fig. 34) permet d’établir au droit de la fente du caniveau une bande de tôle qui protège de la boue et de l’humidité les têtes des contacts et le tube conducteur.
- Dans le disposition représentée par les figures 35^ et 36 le. caniveau est constitué par des auges en fonte dont la partie supérieur O est entaillée de larges ouvertures, de manière qu’il suffit d’enlever les tuiles k3 pour découvrir et manipuler librement les contacts C.
- La figure 37, qui s’explique d’elle-même, montre l’application du système à un tramway à deux conducteurs, un pour l’aller, l’autre pour le retour du courant.
- Le système récemmentproposé par M. Franck
- {LT
- Fig. 42. — Mansfield. Détail de la poche de contact. Fig. 43. — Détail de l’électro U.
- Mansfield appartient au genre déjà nombreux des tramways où la transmission du courant s’opère par une série de boîtes de contact électro-magné-tiqaes.
- Le conducteur principal A, parfaitement abrité dans un tube, est (fig. 38 et 39) relié par des déri-
- Mansfield. Soulèvement d'une boîte de contact.
- Fig. 44..
- vations a a aux boîtes de contact B, qui le mettent successivement en communication avec le locomoteur, à mesure qu’il les franchit.
- Ces boîtes sont fermées par un couvercle D (fig. 40-et 41) mobile autour d’une charnière E portant une masse de fer doux F et une poche de contact G représentée en coupe par la figure 4.
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- JOURNAL UNIVERSEL UELEC TRICI TÉ Sg
- Lorsque le locomoteur arrive sur la boîte, son électro-aimant U (fig. 43 et44) attire la masse de fer F et soulève le couvercle D. Ce couvercle prend ainsi la position indiquée en figure 40 malgré l’opposition du ressort P, qu’il tord sur son axe N par la chaîne de rappel S et sa roue O.
- La poche de contact G renferme, comme l’in-
- dique la figure 42, des billes de fer ou de cuivre K qui, lorsque le couvercle D occupe la position (fig. 40) viennent fermer par 1 et l'le circuit entre le fil a (dérivé sur le conducteur principal) et le fil b, qui aboutit au contact M du couvercle D. Le courant passe alors au locomoteur par ce contact, que le ressort de rappel P appuie sur les frotteurs
- Fig. 45. — Mansfield. Détail des frotteurs.
- VV du locomoteur, plus longs que l’écartement des boîtes B B. Quant aux électros des locomoteurs, ils sont excités par une prise de courant faite aux contacts auxiliaires vv' placés à chaque
- Fig. 46. — Mansfiield. Suspension d’un électro U.
- bout du locomoteur, et reliés d’une locomotive à l’autre (fig. 45) de manière que l’électro U en avant du train soit excité par le contact de v' sur la boîte qui le quitte, et ainsi de suite. La figure 46 indique en c le contact articulé qui relie l’électro j
- à la carcasse métallique du locomoteur par où s’opère le retour de son courant.
- On peut évidemment remplacer l’action de l’électro U par une action purement mécanique. M. Mansfield a présenté à cet effet quelques dispositifs qui ne paraissent pas bien pratiques.
- Gustave Richard.
- (A suivre).
- LES ELECTRO-AIMANTS (»)
- Enroulement de l’électro-aimant.
- Les calculs qui précèdent'permettent de déterminer le nombre d’ampères-tours nécessaires pour que l’électro-aimant puisse exercer sur son armature une attraction donnée. La connaissance du facteur A — ni, i étant exprimé en ampères est cependant loin de résoudre le problème.
- Supposons par exemple qu’on ait obtenu A = 1000 ampères-tours. On pourra obtenir cette excitation avec 1000 tours de fil et un courant d’un ampère, avec 100 tours et un courant de dix ampères ou encore avec 10 tours et un courant de 100 ampères, etc. Le choix entre ces deux éléments nombre de tours et intensité du courant est très grand; il dépend uniquement des conditions d’emploi de l’appareil.
- j (!) La Lumière Electrique, t. XXXIX, p. 61S.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Dans les électro-aimants des appareils télégraphiques, on a toujours un grand nombre de tours de fil fin parce que l’intensité du courant est toujours très faible et dépasse rarement cinq milliampères. Pour que le produit n i atteigne une valeur suffisante, il faut que le facteur n soit donc très considérable.
- Le passage du courant dans le fil de l’enroulement excitateur d’un électro-aimant produit dans ce fil une dépense d’énergie qui se traduit par une élévation de température. Cette dépense d’énergie, donnée par la loi de Joule est proportionnelle à la résistance de l’enroulement et au carré de l’intensité du courant. Mais pour la même excitation A = ni, la dépense d’énergie provenant de ce chef est indépendante des valeurs relatives de n et de i.
- En effet, supposons par exemple qu’il s’agisse d’une excitation de 1000 ampères-tours et qu’on ait n = iooo et i = i ampère, le diamètre du fil employé étant suffisant pour donner passage au courant sans élévation de température trop considérable. Soit R la résistance de cet enroulement, la perte d’énergie par ^pffet Joule est donc égale à
- R*2 = R. i.
- Considérons maintenant un second enroulement formé par un fil de diamètre moitié plus petit. La section du fil étant quatre fois plus faible, sa résistance par unité de longueur augmente dans le rapport de i à 4, et comme le fil occupe quatre fois moins de place, la longueur totale du fil enroulé sera aussi quatre fois plus grande; la résistance de l’enroulement est donc devenue seize fois plus grande et égale à 16 R, correspondant à un nombre de tours égal à 4 n. Mais le fil est alors capable de ne supporter qu’un courant
- £
- quatre fois plus faible et égal à Le nombre
- d’ampères-tours est donc
- . « 1 A = 4n — = 4.1000. - « 1000.
- 4 4
- Il a donc la même valeur que précédemment. La perte d’énergie par l’effet Joule est aussi égale à
- W = 16. R (i)2 = R**,
- \
- soit la valeur correspondant à l’enroulement primitif.
- La dépense d’énergie par échauffement est donc indépendante du diamètre du fil employé et ne
- dépend que du poids de cuivre de l’enroulement.
- Mais cette dépense d’énergie W = Rz2 est proportionnelle au carré de l’intensité du courant tandis que le nombre d’ampères-tours, c’est-à-dire l’excitation, est proportionnel à l’intensité seulement. Le premier élément augmente donc plus rapidement que le second, en sorte que c’est principalement réchauffement de l’électro qui élève la température du fil au-dessus de celle du milieu ambiant 1 et qui produit par exemple une différence de température dT. Par suite de cette différence de température, le fil cède par convection et par conductibilité une certaine quantité de chaleur proportionnelle à la surface du fil et à la différence de température dT. Au bout d'un temps déterminé, il s’établit un régime permanent pendant la durée duquel la différence de température T0 entre le fil et le milieu ambiant reste constante. Cette différence de température T0 ne doit pas atteindre une valeur incompatible avec la sécurité de l’appareil et le maintien de l'isolation de l’enroulement.
- On admet généralement dans la construction des machines dynamo-électriques que la température des inducteurs ne doit pas dépasser 70 à 75 degrés centigrades, ce qui correspond à T0 = 50 degrés environ pour une température ambiante moyenne de 20 à 25 degrés. Pour les électro-aimants l’élévation de température ne doit pas dépasser T0 = 40 degrés.
- Dans les inducteurs des machines dynamoélectriques, on admet que la surface de refroidissement doit atteindre 10 à 12 cm2 par watt dépensé dans l’enroulement en effet Joule,
- D’autre part, l’intensité maxima du courant est encore limitée par d'autres considérations pratiques, tirées de l’étude de la densité du courant. Dans les inducteurs des machines dynamo-électriques, la densité ne doit pas dépasser deux ampères par millimètre carré. Dans les électroaimants cette limite peut être dépassée suivant les cas. S’il s’agit par exemple d’éîectros travaillant pendant un temps très court, ce qui est le plus souvent le cas, on peut admettre sans inconvénient une densité plus considérable, réchauffement n’ayant pas le temps d’atteindre une valeur élevée.
- Comme nous n’avons en vue dans cette étude que la construction des électro-aimants autres que ceux des machines dynamo-électriques, et que dans la grande majorité des cas, ces appareils
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 7»
- fonctionnent par intermittence, il n’y a pas lieu d’attacher une trop grande importance à l’élévation de température produite par le passage du courant.
- D’ailleurs, dans la plupart des cas, l’enroulement est déterminé par les conditions du circuit dans lequel 1 electro-aimant doit être placé. S’il s'agit d’un électro-aimant télégraphique fonctionnant sur des lignes résistantes et avec des courants très faibles (0,005 à 0,001 ampère), le facteur i est nécessairement très petit et l’excitation exigée A = ni doit être obtenue en donnant au facteur « une valeur considérable.
- Si l’électro-aimant doit au contraire fonctionner sur une ligne peu résistante, il faut que sa résistance soit du même ordre que celle du circuit extérieur (y compris la pile); cette résistance étant connue approximativement, on en déduit le courant de travail i et par conséquent le nombre de tours n.
- En règle générale, on peut dire que la surface de refroidissement d’un électro-aimant destiné à travailler avec une densité de courant un peu considérable doit être aussi grande que possible et au moins égale à la limite donnée plus haut, soit 12 cm2 par watt dépensé. L’épaisseur de l’enroulement, c’est-à-dire le nombre des couches de fil, est déterminée par cette valeur limite et par le nombre de tours n qu’il faut loger sur les noyaux. Aussi rien n’est plus faux que certaines règles empiriques qu’on rencontre quelquefois et d’après lesquelles l’épaisseur de l’enroulement doit être égale au diamètre du noyau de fer. Lorsque cette épaisseur n’est pas trop considérable et ne dépasse pas 10 à 12 millimètres, par exemple, on peut admettre que là bobine entière participe au refroidissement et admettre comme densité limite une valeur de 3 à 4 ampères, sans que réchauffement correspondant puisse faire courir des dangers sérieux à l’enroulement.
- On caractérise très souvent un électro-aimant en donnant la résistance de son enroulement. Cette règle est fausse, puisque c’est l’excitation exprimée en ampères-tours qui est l’élément principal de l’appareil. La résistance n’a aucune influence sur sa puissance ; eile intervient seulement dans la considération du circuit extérieur.
- On doit caractériser un électro-aimant en donnant le nombre d’ampères-tours de l’enroulement et la température limite qui peut être atteinte par l’échauffement ou le nombre de centimètres carrés
- de surface de refroidissement par watt dépensé par l’effet Joule.
- Quelques exemples numériques serviront à montrer comment il faut appliquer les règles données plus haut.
- Premier exemple.— Supposons qu’il n’y ait aucune perte de flux de force dans le circuit magnétique, c’est-à-dire que v—\. Admettons que l’induction B = 16000, ce qui correspond à une force magnétisante de H = 50 (voir tableau III), or H = 0,4 7r nx i, dans laquelle la formule, i représente le nombre d’ampères-tours par centimètre de longueur; on aura donc
- II faut donc 32 ampères-tours par centimètre. L’épaisseur de l’enroulement ne devant pas dépasser 1,5 cm., on peut admettre une densité de courant de 4 ampères par mm2 ou de 400 ampères par cm2, c’est-à-dire de 600 ampères par centimètre de longueur de l’électro-aimant. Si celui-ci a une longueur totale de 50 centimètres, il faudra donc 50 x 32 = 1600 ampères-tours, qui seront obtenus avec 2,5 cm. d’enroulement sur 1.5 cm. d’épaisseur.
- Mais il faut tenir aussi compte de l’épaisseur de l’isolant des fils; le tableau I donne quelques renseignements à ce sujet. En admettant une perte de 33 0/0 par suite de l'isolant, les 600 ampères-tours par centimètre sont réduits à 400 et il faut alors une longueur de quatre centimètres d’enroulement pour obtenir l’induction désirée.
- Deuxième exemple. — Admettons une perte de 50 0/0 entre le flux des noyaux et celui de l’armature; on a donc v = 2, et supposons que l’induction à la surface de contact de l’armature et de l’entrefer soit B = 8000. Or, pour obtenir cette induction dans l’air, il faut une force magnétisante H = 8000, puisque [/.= ix, ce qui correspond à 8000 . ,
- ~ T~2566 = °400 amPeres*tours environ par
- centimètre. L’épaisseur de l’enroulement ne devant pas dépasser 1,5 cm., ce qui donne une épaisseur utile de un centimètre, on aura en admettant comme dans l’exemple précédent une densité de 4 ampères par mm2, 400 ampères-tours par cm. de longueur de l’enroulement; il faudra donc 16 centimètres de longueur de cet enroulement pour
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- produire l’intensité de champ H = 8000 dans l’entrefer de l’électro-aimant.
- Voici quelques données numériques sur l’épaisseur des couches isolantes des fils employés dans l’industrie. Le tableau 1 renferme les données relatives aux fils d’un diamètre un peu considérable employés dans la construction des machines dynamo; elles sont empruntées au formulaire d’Uppenborn. Le tableau II contient les indications données par M. du Moncel dans le deuxième volume des Applications de Vélectricité ; ces nombres résultent de mesures spéciales faites par M. du Moncel sur divers enroulements et non pas sur les fils eux-mêmes. De cette manière on obtient des valeurs moyennes qui ont une valeur pratique réelle et qui tiennent compte des irrégularités d’enroulement et des vides qui sont inévitables.
- TABLEAU I
- Diamètre du fil nu dn Diamètre du fil recouvert d'un double enroulement de coton dc Épaisseur de l'isolant dc d„
- 1 mm. 1,5 mm. °,5 1,50
- 2 2,6 0,6 1,30
- 3 3 A 0,6 1,20
- 4 4,7 0,7 1,18
- 5 S8 0,8 1,16
- 6 6,8 0,8 ','3
- 7 7,9 0,9 ',‘3
- S 9,0 1,0 1,12
- 0 10,0 1,0 1,1!
- IO 11,1 1,11
- Calculs divers relatifs à l'enroulement. — Les indications qui précèdent ont un caractère un peu général et ne sont pas assez précises pour toutes les applications. Aussi avons-nous étudié la question d’une manière plus complète.
- L’étude du circuit magnétique de l’électro-aimant permet de calculer l’excitation totale nécessaire, exprimée en ampères-tours. L’excitation A est donc un élément connu dès que la carcasse de l’électro-aimant est déterminée.
- On a alors le choix entre les deux facteurs n et i dont le produit ni est égal à l’excitation A; les calculs suivants permettent de déterminer ces facteurs i et n d;une manière précise, ainsi que les
- dimensions de l’enroulement, longueur et épaisseur.
- TABLEAU II
- N 48 des fils Diamètre du fil Diamètre du fil Rapport des diamètres
- les plus usités nu (en mm.) couvert (en mm.) d
- (Jauge Carcasse) dc k=f
- .22 °,I4 0,23 1,643
- 128 0, 22 o,33 1,500
- 1 J24 0,27 0,40 ,481
- a5 j2? 0,35 0,48 ',37'
- < 16 0,40 o,55 ',375
- CÜ3 12 o,49 0,65 1,326
- p. 0,38 °;77 ',327
- , 1 0,60 1,22 2,033
- 2 0,70 ',34 1,914
- 3 0,80 1,46 1,825
- 4 O.9O ’ ,58 ',755
- G 5 1.00 1,72 1,720
- -g i 6 1, 10 1,84 ' ,673
- 09 1,20 1,96 ',633
- J 8 1,30 2,08 1,600
- is ^ 9 I ,40 2,20 ',57'
- 10 1,50 2,42 ',547
- 3 !11 I ,70 2,54 ',494
- CO f 12 1,80 2,06 1,478
- •3 2,00 2,88 i,444
- '4 2, 10 3,00 1,428
- 13 2,35 3,27 ',39 2
- ^ IO 2,60 3,54 1,362
- Représentons par A la densité du courant par centimètre carré que l’on peut admettre sans craindre d’échauffement trop considérable, par a la longueur de la bobine, par b l’épaisseur de l’enroulement. Si le nombre d’ampères-tours A était obtenu à l’aide d’un enroulement dans lequel il 11’y aurait ni couche isolante ni vide entre les fils, les dimensions a b seraient données par la formule
- ab A = A.
- En prenant pour b une valeur correspondant à la densité admise, on obtient a par la formule
- A
- Mais il faut tenir compte de l’épaisseur de la couche isolante et des vides inévitables dans l’en-roulêment.
- Désignons par / le rapport entre le diamètre du fil recouvert et celui du fil nu; le rapport de la section du fil recouvert à celle du fil nu est égal à/2. La section du cylindre de cuivre parallèle à
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- l’axe qu'on doit enrouler sur le noyau de l’électro-aimant est donnée par la formule « il est tenu compte dans ces valeurs de/des espaces vides et des irrégularités d’enroulement. Les dimensions de l’enroulement sont donc
- <l< II données par la formule
- mais à cette section de cuivre pur correspond une section plus grande de l’enroulement comprenant le cuivre, la couche isolante, les interstices entre les fils. Cette section complexe comprend m! couches de fil renfermant chacune m spires parallèles. Le diamètre du fil recouvert étant égal à fd, l’épaisseur de l’enroulement à b, on a ~-2. ab. A = A, d’où 7t A Il faudrait maintenant déterminer a et b séparément, c’est ce que nous ferons plus loin. Nous supposons pour un instant que ces longueurs a et b sont connues et non seulement leur produit.
- , b Les dimensions de l’enroulement étant connues, il faut déterminer le diamètre du fil à employer.
- des couches de spires s’étendant sur une longueur égale à a, on a Ce diamètre est déterminé par l’intensité du courant dont on dispose. Soit i cette intensité; on a alors
- < II S A n — -T. 1
- . / &b On a donc en tout mm! = spires, dontcha- j • tcà!2 eu ne a une section de cuivre égalé a —j-. La section de cuivre est donc Connaissant A, on calcule le diamètre du fil nu par la condition que la densité du courant dans le fil soit égale à A. Soit d le diamètre du fil nu, sa , , nd2 ... section est égalé a et 1 intensité du courant
- . n d2 tt ab s=xinnr. = —7^, 4 4fl maximum qui peut le traverser est égale à
- tandis que la section totale de l’enroulement est a b. Le rapport des deux sections est donc ir dx t = A. 4 On a donc
- S 7T ab ~~ 4 /** en = ; ir A d’où
- Or/ est toujours plus grand que i et oscille pour des fils moyens entre i,6 et 1,3; f a une valeur moyenne égale à 2. Il en résulte approximativement S Tt Tb = 8 = d’où 5 = 0,4 ab. '-y/ïi-'-'Wr A étant donné en ampères par cm2, le diamètre est exprimé en centimètres; on a donc en millimètres d = 11,288 y/^ >
- La section de cuivre est donc égale aux quatre dixièmes de la section de l’enroulement, isolant et vides compris. Les valeurs de / sont données dans le tableau 1. Ces valeurs ont été déterminées par M. du Mon-cel sur des bobines enroulées avec soin et non pas en mesurant directement le fil. De cette manière Connaissant d, on en déduit / à l’aide du tableau 11. L’épaisseur du fil recouvert est alors égale à/^. Il y aura donc sur la longueur a de l’enroulement un nombre de spires égal à a m= Td'
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- et comme il y a un nombre de couches m' égal à
- m'
- b
- fd'
- il y aura donc en tout mm' tours. On doit donc avoir
- m in' = tt.
- C'est ce qui a lieu en effet, puisque
- tn m’ =
- ab ___ ab. it A
- ~ JK~4Ï
- tz ab A
- t
- géant suivant des circonférences de cette masse cylindrique. La longueur moyenne du conducteur
- est alors iz (b -f- d') et sa section ^ a Sa résistance est donc
- d _ „ * (& + d') _ 4 P {b + d')
- w , ab
- ÏT'ab
- a étant le coefficient de conductibilité du cuivre, égala 1,7.10-6 ohms entre 15 et 20 degrés. On aura donc
- Les éléments a, b, d et / de l’enroulement étant déterminés, on peut calculer facilement la longueur du fil, connaissant le diamètre du noyau ou plutôt celui du canon de la bobine. Soit d'ce diamètre, la longueur d’une spire de la première couche est égale à « {d' + / d) et celle d’une spire de la dernière couche % [d' -f-2b — fd].
- Les longueurs totales de ces deux couches sont
- donc, puisque chacune d’elles renferme spires,
- D 4 a f% (b + d')
- R = 2—i—-j------ohms.
- ab
- La densité du courant étant A, son intensité totale est égale à
- i — ab. A.
- 4P
- L’énergie désignée dans l’enroulement sous forme de chaleur est égale à
- V' + et 75- I* + 3 5 -/*!•
- Les couches intermédiaires constituent avec ces deux rangées les termes d’une progression arithmétique dont les expressions précédentes
- sont les termes extrêmes et dont le nombre est
- fd
- La longueur totale de l’enroulement est donc la somme des termes de cette progression arithmétique, soit
- , b a t. [(d' + f d) 4- (d' + 2 b — fd) J l-f~d-fd 2
- . a b Tt ., | ...
- 1 = fï~d* (b + dh
- Connaissant la longueur totale du fil, il es i facile maintenant de calculer le volume total de cuivre. Ce volume est égal à
- ,, , iz d1 ab ic (b 4- d') ir d2
- 4 _ 7r^~'
- V = ^y-2 ab. iz {b + d’).
- W - R« = 1*)* watts;
- ... it* ab (b + d') .
- W = oc.--------r—.------- A* watts,
- 4P
- c’est-à-dire
- W = # V A’ 10—6 watts.
- Considérons un exemple. Soit un électro-aimant dont le noyau ait 18 millimètres de diamètre. On enroule le fil sur une gorge de deux centimètres de diamètre. On a du fil de deux millimètres de diamètre isolé au coton. L’excitation doit être de 6000 ampères-tours et la densité du fil de 150 ampères par centimètre carré, ce qui permet de prendre b égal à 3 centimètres. On a donc
- A =6 000, b = 3 cm., d' = 2 cm., d = 2 mm.,
- A = 150.
- On trouve dans le tableau
- Ce volume ne dépend du diamètre du fil employé que par le coefficient f qui est d’autant plus grand que le fil est plus fin.
- On peut l’envisager comme formant un conducteur cylindrique creux, le courant se propa-
- / = ',444, P = 2,085.
- 6,000. 2,08<5
- —5-----------= 35)7 cm
- °,7854-3,'50
- On obtient ainsi
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 75
- et
- 35,7, 3,22 2,085, 0,047
- (3 4- 2) = 20173 cm.
- La surface de refroidissement est de 897,6 cm2. La résistance de l’enroulement est de 1,12 ohm, la section du fil étant de 3,142 mm2, le courant maximum est de 4,7 amp. et l’énergie dissipée sous forme de chaleur est égale à 0,112 (4>7)2 watt, soit à 24,7 watt. On a donc une surface de refroi-
- . , 897.6 dissement de
- 24.7
- 36 cm2 par watt, ce qui est
- amplement suffisant.
- On pourrait aussi mettre un plus grand nombre de couches dans l’enroulement, prendre par exemple une épaisseur de cinq centimètres, soitè = 5 centimètres. On aurait alors
- Le reste du. calcul s’effectue comme précédemment.
- A. Palaz.
- (A suivre.)
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Générateurs alternatifs à courte période, par M. Testa (*)
- 11 est devenu maintenant d’une pratique courante d’alimenter des lampes à arc avec des courants alternatifs ou ondulatoires au lieu de courants continus: mais on a élevé contre ce système
- et
- 6 000, 2,085 °.7»54, 5.'5°
- 21,8 cm
- 21,8, 3,22. (3 + 2) 2,085, 0,04,7
- 172,4 m.
- La surface de refroidissement est alors de 822,2 cm2, la résistance de l’enroulement de 0,95 ohm et l’énergie dissipée en chaleur de 0,95. (4,7)2 20,98 watts, ce qui correspond à une surface de refroidissement de 39,2 cm2 par watt.
- Avec une densité de courant de 150 ampères par centimètre carré, le refroidissement sera toujours assez considérable pour empêcher un échauffement nuisible. On pourra même sans danger dépasser sensiblement cette limite. Avec une densité de courant double, c’est-à-dire égale à 300 ampères par cm2, la surface de refroidissement serait encore de 9,7 cm2 par watt.
- Dans bien des cas, on ne connaît pas la densité A du courant mais seulement l’intensité du courant dont on peut disposer pour l’excitation de l’électro-aimant; c’est par exemple le cas pour les électro-aimants des appareils télégraphiques dans lesquels l'intensité du courant ne dépasse pas 5 à 10 milliampères.
- 11 est facile alors de calculer la section du fil correspondant à cette intensité et à une densité donnée A.
- Supposons par exemple A = 150 et i — 0,010 ampère. Cette densité est réalisée avec ce courant dans un fil de 0,0067 mm2, dont le diamètre est égal à 0,09 mm., ou en chiffre rond à 0,1 mm.
- Fig. 1. — Alternateur Tesla à courte période.
- cette objection de fait que l’arc émet un son prononcé, dépendant de la fréquence des alternances du courant, inconvénient auquel jusqu’ici on n’a point trouvé de remède efficace. Le bruit est dû à réchauffement et au refroidissement rapides et par suite à la dilatation et à la compression de la matière gazeuse constituant l’arc qui accompagnent les périodes ou les ondulations du courant. Un autre désavantage provient de la difficulté qu’il y a à maintenir l’arc à courant alternatif en raison de l’augmentation périodique de la résistance pendant le travail alternatif du courant. Cet inconvénient en entraîne un autre, les petits arcs sont impossibles.
- Des considérations Ihéoriques ont fait croire à M. Tesla que ces désavantages pourraient être évités en employant des courants de période suffisamment courte, d’un nombre d’alternances suffisamment élevé, et la pratique a confirmé ses
- (9 Electrical Engineer, de New-York, du 18 mars 1891.
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- déductions. Les courants d’alternances rapides permettent l’établissement des petits arcs et ont le privilège du silence et delà persistance. Ce dernier avantage est dû à la fréquence rapide, qui ne laisse pas à l’arc le temps de se refroidir et le maintient à haute température et peu résistant.
- Au début de ses expériences, M. Tesla a éprouvé de grandes difficultés dans la construction des machines; un générateur de ce genre paraît digne d’une description détaillée, bien que sa construction date déjà de quelque temps.
- La figure i représente l’élévation par côté de la machine, la figure 2 en représente une coupe verticale et les figures 3, 4 et 5 certains détails de sa construction.
- Un bâti annulaire magnétique A présente à
- Fig. 2, 3, 4 et 5. — Alternateur Tesla. Coupe et détails.
- l’intérieur un grand nombre de pièces polaires D ; en raison du nombre et de la petite dimension des pôles et des intervalles polaires, l'enroulement excitateur se compose d’un conducteur isolé F passant en zigzag dans les intervalles comme l’indique la figure 5 et y formant autant de couches que l’on veut; les pièces polaires D ainsi excitées présentent autour de l’anneau des polarités alternées.
- Comme armature, M. Tesla emploie une étoile soutenant un anneau J tourné extérieurement avec un espace ménagé pour un enroulement de fil de fer doux recuit K constituant le noyau des enroulements induits; de petits barreaux L fixés aux côtés de l’anneau J servent de supports aux enroulements M qui recouvrent la surface de l’ar-matûYe; ces enroulements sont reliés entre eux en série et aboutissent au travers de l’arbre creux H aux anneaux de prise de courant P P sur lesquelles frottent les balais O,
- On peut de cette manière construire une machine ayant un très grand nombre de pôles; il est facile par exemple d’obtenir trois cent soixante-cinq à quatre cents pôles sur une machine susceptible de fonctionner sûrement à quinze cents ou seize cents tours par minute, ce qui correspond à dix ou onze mille alternances par seconde.
- Le diagramme (fig. 2) indique des lampes à arc reliées en série; lorsqu’une pareille machine alimente des lampes à arcs le bruit de l’arc devient pratiquement imperceptible, car on augmente la fréquence et par conséquent le nombre de vibrations de la matière gazeuse par unité de temps jusqu'à dix ou onze mille par seconde, c’est-à-dire au-delà de la limite admise de perception du son.
- Le nombre exact d’alternances ou d’ondulations
- Fig. 6. — Alternateur Tesla à champ magnétique mobile.
- nécessaires pour atteindre ce résultat devra varier suivant la dimension de l’arc, c’est-à-dire que plus l’arc sera petit et plus il faudra d’alternances pour rendre l’arc silencieux dans certaines limites. II faudrait également que l’arc ne dépassât pas une certaine longueur.
- Les difficultés éprouvées dans la construction de ces machines sont d’ordre mécanique aussi bien qu’électrique. On peut établir la machine de deux façons, car le champ peut être formé de pôles alternés ou de projections de même polarité. Pratiquement, jusqu’à 15 000 alternances par seconde, on peut suivre la première méthode, mais suivant la seconde on peut obtenir une meilleure machine.
- Dans la machine décrite ci-dessus et qui était capable d’alimenter deux arcs de puissance ordinaire, le champ était formé d’un anneau de fer forgé de 81 centimètres de diamètre extérieur et d’environ 2 1/2 cm. d’épaisseur; le diamètre intérieur était d'environ 76 centimètres. 11 y avait
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- 384 projections polaires entre lesquelles s’enroulaient en zigzag deux conducteurs qui les enveloppaient complètement. La distance entre les projections est d'environ un demi-centimètre et elles ont un peu plus de 1 r/2 mm. de profondeur; le champ magnétique était relativement faible' de manière à convenir pour une machine à débit constant. Les enroulements des 384 pôles étaient reliés en deux séries, et l’on a trouvé impossible de se servir de fil d’un diamètre de plus d’un demi-millimètre, en raison des effets locaux. Dans une telle machine, le jeu doit être aussi faible que possible ; c’est pour ce motif qu’on ne fit la machine que de quatre centimètres d’épaisseur, afin de ne pas employer de frettes. Les fils de l’armature doivent être enroulés avec grand
- Fig. 7. — Alternateur Tesla à champ magnétique mobile.
- soin, car ils pourraient se déplacer à cause de la grande vitesse de rotation; dans certaines expériences la machine a été poussée à 3 000 tours par minute. Par suite de la vitesse on a pu obtenir de la machine jusqu'à 10 ampères. La force électromotrice était réglée à l’aide d’un condensateur variable. La machine a servi souvent à éclairer l’atelier de M. Tesla.
- La machine précédemment décrite n’est qu’un exemple parmi beaucoup d’autres types construits. Elle convenait bien comme machine expérimentale, mais, quand une fréquence et un rendement supérieurs sont exigés, une machine du genre représenté figures 6 à 9 est [préférable. Le principal avantage de celle-ci est qu’il y a moins de dérivations magnétiques et que l’on produit un champ dont l’intensité varie beaucoup à des distances très rapprochées.
- Les figures 6 et 7 montrent une machine dans laquelle l’armature et ses enroulements sont sta-
- tionnaires, tandis que c’est le champ magnétique qui tourne. La figure 8 représente une machine du même type, mais où la disposition est inverse le champ magnétique stationnaire et l’armature mobile.
- Le conducteur où circule le courant induit peut être disposé de plusieurs manières. M. Tesla préfère la méthode qui suit : il se sert d’un plateau annulaire de cuivre D, qu’il divise radialement par des traits de scie partant alternativement du centre ou de la circonférence sans aller chacun tout à fait jusqu’au bout opposé ; il obtient de cette manière un conducteur continu en zigzag. Quand les projections polaires sont espacées de 3 millimètres, l’intervalle non conducteur ne doit en
- Fig. 8. — Alternateur Tesla à armature mobile.
- aucun cas atteindre un millimètre; même dans ces conditions les effets parasites sont considérables.
- Au bord intérieur du plateau sont attachés deux anneaux de métal non magnétique E, isolés du cuivre du plateau et fixés par des écrous F. Un enroulement G situé à l’intérieur des anneaux E sert à l'excitation du champ magnétique. Le conducteur induit D et les pièces qu’il supporte sont solidaires de deux coquilles en fonte A A, dont les deux parties sont rapprochées et boulonnées vers le bord externe de D.
- Le noyau du champ magnétique se compose de deux pièces circulaires H H, évidées en 1, qui laissent une fois réunies entre elles l’espace nécessaire à l’enroulement excitateur G.
- Les faces centrales des noyaux sont travaillées de manière à s’appliquer exactement l’une contre l’autre, tandis que les façes extérieures formant le§
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- pièces polaires JJ sont réduites quelque peu d’épaisseur, de façon à laisser passer l’induit D. Le nombre des projections polaires est arbitraire, mais il doit exister entre ce nombre et celui des portions radiales du conducteur un rapport déterminé, qu’on concevra en se reportant à la figure 9, sur laquelle N N représente les projections ou pôles d’une face d'un noyau du champ et S S ceux de l'autre face.
- L’induit D est représenté en coupe aa' figurant les portions radiales du conducteur et b les parties isolantes intermédiaires. L’espacement relatif entre les parties a et a' et l’intervalle entre deux pôles consécutifs N N ou S S sont tels que, lorsque les parties radiales du conducteur a passent entre les pôles opposés N et S où le champ est maximum, les parties radiales intermédiaires a‘ se trouvent au milieu de l’espace où le champ est le plus faible. Car le noyau d’un côté est de polarité contraire à celui qui lui fait face de l’autre côté,
- vwwyV/*
- Fig. 9
- toutes les projections d’une face polaire étant de polarité contraire à celle de l’autre. Par suite, quoique l’espace entre deux pôles consécutifs de la même face puisse être fort petit, il n'y a entre deux pôles de même nom aucune dérivation des lignes de force qui passent en traversant d’un côté à l’autre. La construction adoptée obvie à un haut degré à la torsion des lignes magnétiques par l’action du courant dans l’induit D; on remarquera que le courant circule à un instant quelconque dans un sens dans l’une dés rangées radiales a et dans un sens opposé dans l’autre rangée a'.
- Pour relier l’enroulement excitateur b à une source de courant continu, M. Tesla utilise deux régions radiales de l’induit D pour les liaisons avec les bornes de connexion M. A cet effet, le plateau induit D est coupé complètement et les parties séparées sont reliées par une pièce conductrice c.
- Le plateau D est encore coupé complètement pour. ses liaisons d avec les bornes N. C’est à ces bornes N N qu’est pris le courant alternatif engendré dans l’induit D par le mouvement des noyaux magnétiques H H actionnés par la poulie. |
- Quand on veut au contraire faire tourner l’induit entre les faces du champ magnétique stationnaire, on adopte la construction représentée figure 8. L'induit D est fait de la même manière en découpant un plateau conducteur annulaire ; le champ magnétique dans ce cas se compose de deux parties annulaires H H évidées de façon à recevoir l’enroulement. Les faces de la partie externe sont réunies ensemble et les faces internes sont dentelées et constituent comme précédem-, ment les faces polaires.
- Dans une machine de ce type construite par M. Tesla, le champ avait de chaque côté 480 projections polaires et on pouvait obtenir 30 000 alternances par seconde. Comme les projections polaires doivent nécessairement être très étroites; il faut n’employer que des fils ou des lames très minces, pour éviter les courants parasites.
- M. Tesla a ainsi construit des machines à armature stationnaire et champ mobile dans lesquelles l’enroulement excitateur étant fixe, la partie mobile ne se compose que du noyau en fer forgé, et d’autres où l’armature est mobile et le champ stationnaire.
- On laisse au jugement des expérimentateurs de décider quelle est la meilleure méthode à suivre, chacune offrant certains avantages. Ces machines peuvent être construites sur le type tambour ou sur le type disque, mais l’expérience de M. Tesla montre que le dernier est préférable.
- E. R.
- Emploi des moteurs électriques dans le service des navires.
- Dans les navires de l’escadre des États-Unis l’usage de ces moteurs 11e donne lieu à aucune difficulté ; le fait indiqué par M. le lieutenant Hamilton Hutchins (*) paraît bon à signaler parce qu’il s’agit parfois de moteurs de puissance notable (jusqu’à 5 chevaux) fonctionnant directement sur la canalisation d’éclairage du bâtiment et sans particularité de réglage extraordinaire. Sur la figure 1 on voit à gauche le diagramme de montage du moteur Sprague servant à bord du Chicago au service des munitions ; c’est un moteur d’un demi-cheval, à excitation dérivée, dont on renverse le sens de rotation du courant dans l’induit. A droite sur la même figure on voit le
- P) Electrical World, de New-York, 7 février 1891.
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- diagramme du montage d’un moteur Sprague de 5 chevaux, excité en série et servant sur le même bâtiment au pointage d'un canon; dans celui-ci la charge et la vitesse varient grandement, en raison du genre de travail accompli.
- La figure 2 indique le montage d’un moteur
- fj/ia'uifeurd' ptvne&ttü* ±
- différentiel de 3 chevaux utilisé à bord de Y Atlanta pour le service des munitions ; on change le sens
- 'CfoM/nutefar tx'f ry/aye
- de sa rotation en renversant le courant dans l’armature ainsi que dans l’enroulement en série et dans les résistances employées pour maintenir la vitesse du moteur constante, quelle que soit sa charge.
- H. R.
- Emploi de l’aluminium pour les lampes à incandescence.
- On a proposé de temps en temps la substitution de fils de diverse nature au platine pour les
- électrodes des lampes à incandescence. M. Ward, il y a quelque huit ans, a proposé le fer, qui n’a jamais été employé.
- Le fer et le nickel se comportent très bien au chalumeau si on emploie de l’émail, mais ils dégagent tant de gaz sous la forme de petites bulles, qu’il est impossible de les souder convenablement. On a proposé le cuivre, et M. Crookes a proposé le cuivre doré. Toutefois, le point de fusion du cuivre est peu élevé, ce qui rend son usage difficile.
- Le dernier projet vient de Cincinnati. On dit que M. Gregor, de cette ville, a réussi à employer l’aluminium. On emploie généralement ce métal pour les tubes à vide, mais on adopte le platine pour les connexions à travers le verre. Chaque fois qu’on essaie de souder l’aluminium dans le verre, on trouve qu’il se forme une couche opaque sur sa surface, et le verre craque par refroidissement. Le point de fusion de l’aluminium est peu élevé, ce qui crée également des difficultés. L’aluminium n’a pas seulement une grande affinité pour l’oxygène et d’autres radicaux acides, mais le métal lui-même absorbe la silice avec avidité. Nul doute qu’il attaque ainsi le verre et forme une couche de silicate d’alumine, le métal lui-même absorbant la silice.
- Nous sommes donc un peu sceptiques relativement à l’usage de l’aluminium pour les électrodes. .
- C. R.
- Rouissage du lin par l’électricité, par M. Linot.
- Ce procédé repose sur l’action oxydante de l’oxygène électrolytique plus ou moins ozoné, sur les principes résineux et albumineux qui existent dans lès fibres textiles.
- Dans une cuve en bois remplie d’eau chauffée à 30° on place les textiles de façon à ce que toute la masse constitue l’électrode positive d’une dynamo, ce qui suppose une disposition particulière que nous ne connaissons pas. L’électrode négative est une plaque de cuivre d’une surface proportionnée à celle des textiles à traiter.
- Après quelques heures d’électrolyse, la lame de cuivre se recouvre d'un enduit jaune sale d’une composition voisine des gommes résines des fibres, sauf toutefois que la proportion d’oxygène
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- y est un peu plus grande que dans celles-ci. Le rouissage complet n’exigerait que quarante-huit heures. A. R.
- L’exposition de Chicago.
- La classification de l’exposition a été complètement changée pour ce qui concerne l’électricité. Les raisons de ces changements sont nombreuses. La classification primitive était bonne considérée au point de vue scientifique, mais elle présentait de grands inconvénients au point de vue prati-que.
- On avait créé, par exemple, une classe d’électricité magnétique, mais cette dénomination laissait à désirer. On désigne maintenant cette classe par aimants permanents et temporaires. Puis la téléphonie à grande distance, quij constitue une partie distincte de la téléphonie, avait été complètement omise dans la classification primitive.
- ' On avait omis également une classe dans l’exposition des appareils électro-médicaux, celle relative au diagnostic des maladies, bien que ces appareils deviennent actuellement nombreux. Le professeur Barett, à qui est due cette nouvelle classification, a créé un nouveau groupe comprenant les modèles du Bureau des inventions des Etats-Unis et ceux des autres contrées; il fait tout son possible pour que l’exposition de ce dernier groupe soit des plus brillantes.
- Voici maintenant la nouvelle classification adoptée pour la section d’électricité.
- Groupe 119. — Appareils servant à la démonstration des phénomènes et des lois relatives à l’électricité et au magné-risme. — Classe 718. Electricité statique. — Cl. 719. Thermo-électricité, piles thermo-électriques. — Cl. 720. Aimants temporaires et permanents. — Cl. 721. Bobines d’induction, transformateurs, etc.
- Groupe 120. — Appareils de mesures électriques. — Cl. 722. Etalons de résistance électrique. — Cl. 723. Condensateurs étalons. — Cl. 724. Piles étalons. — Cl. 725. Instruments de précision : voltmètres, ampèremètres, wattmètres, etc.
- Groupe 121. — Batteries électriques primaires et secondaires.
- Groupe 122. — Machines et appareils pour la production des courants électriques à l’aide de forces mécaniques. Electricité dynamique. — Cl. 726. Dynamos à courants continus, à force électromotrice constante et courant variable. — Cl. 727. Dynamos à courants continus et à force électromotrice variable. — Cl. 728. Dynamos à courants alternatifs, à force électromotrice constante et courant variable. — Cl. 729. Dynamos à courants alternatifs, à courant constant et à force électromotrice variable,'
- Groupe 123. — Transmission et régulation commerciales du courant électrique. — Cl. 730. Câbles, fils et isolement, rhéostats, commutateurs, indicateurs, compteurs enregistreurs, ampèremètres, voltmètres. —Cl. 731. Appareils de sûreté, paratonnerres, parafoudres, isolateurs, plombs fusibles, commutateurs de sûreté, etc. — Cl. 732. Conduites intérieures et souterraines.
- Groupe 124. — Moteurs électriques. — Cl. 733. Moteurs à courant continu et constant. — Cl. 734. Moteurs à courant continu et force électromotrice constante. — Cl. 735. Moteurs à courants alternatifs.
- Groupe 124 (A). — Applications des moteurs électriques. —• CI. 736. Tramways électriques, chemins de fer souterrains pour mines, etc. — CI. 737. Elévateurs, pompes, presses à imprimer et autres. — Cl. 738. Jouets électriques, nouveautés et applications domestiques.
- Groupe 125. — Eclairage électrique. — Cl. 739. Le système à arc, les lampes à arc et fournitures. — Cl. 740. Eclairage par incandescence, lampes et accessoires.
- Groupe 125 (A) — Chauffage par l’électricité. — Cl. 741. Chauffage des appartements. — CI. 742. Soudure électrique et autres opérations industrielles. — Cl. 743. Maintien de hautes températurès constantes dans des fours. — Cl. 744. Fours électriques.
- Groupe 126. — Electrométallurgie et électrochimie. —Cl. 745. Electrotypie. — Cl. 746. Galvanoplastie, dorure et nic-kelure. — Cl. 747. Dépôt électrique du fer et d’autres métaux. — Cl. 748. Séparation électrolytique des métaux en partant de leurs minerais ou d’alliages.
- Groupe 127. — Soudure électrique, étampage, trempe, brasure, etc. — CI. 749 (A). Appareils et méthodes de soudure ou d’assemblage du fer, de l’acier et d’autres métaux.
- — Cl. 749 (B;. Brasure, étampage.
- Groupe 128. — Télégraphe et signaux électriques. — Cl. 730. Transmetteurs et récepteurs divers. — Cl. 751. Chrono-graphes. — Cl. 753. Annonciateurs. — Cl. 753. Thermostats. — Cl. 754. Avertisseurs d’incendie. — Cl. 755. Avertisseurs de police et de sûreté. CI. 756. Signaux pour chemins de fer.
- Groupe 129. — Téléphone et ses applications. — Cl. 757 (A). Câbles, construction et canalisations. — CL 757 (B). Appareils de protection. — Cl. 757 (C). Commutateurs. — Cl. 757 (D). Appareils de transmission. — CI. 757 (E). Appareils récepteurs. —• 757 vF). Signaux. — 757 (G). Télé-„ phonie à longue distance. — 7^7 (H). Systèmes divers. — 757 (I). Appareils d’abonnés.
- Groupe 130. — Le phonographe. — Cl. 758. Appareils récepteurs et émetteurs. — Cl. 759. Appareils pour reproduire la parole articulée.
- Groupe 131. — Emploi de l’électricité en chirurgie et en thérapeutique. —Cl. 760. Appareils à cautériser. — Cl. 761. Appareils pour l’application du courant électrique comme agent de guérison. — CI. 762. Appareils pour diagnostic.
- — Cl. 763. Appareils pour la destruction de la vie humaine.
- Groupe r32. — Applications diverses de l’électricité. —
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- Cl. 764. Inflammation des explosifs, allumage du gaz, etc.
- — Cl. 765. Appareils de réglage électrique pour le chauffage par la vapeur. — Cl. 766. Plumes électriques. — Cl. 767. Applications à la photographie.
- Groupe 133 (A). — Objets destinés à montrer le développement des connaissances électriques et de leurs applications
- — Cl. 768 (B). Collection de livres et de publications relatives à l’électricité et à ses applications.
- Groupe 134. — Progrès et développement de la science électriques et modèles de brevets d’inventions. — Cl. 769 (A). Modèles du bureau d’inventions des Etats-Unis. — Cl. 769 (B). Modèles des bureaux d’inventions étrangers.
- C. C. H.
- Compteur & mercure de Ferranti (1890).
- Le nouveau compteur de M. Ferranti représenté par les figures 1 à 8 est un perfectionnement de celui que nous avons décrit aux pages 411 et 324 de nos articles du 13 septembre 1884 et du 17 novembre 1888. Il est comme ce dernier fondé sur la rotation par le courant d’un bain de mercure qui transmet ce mouvement par entraînement à l’axe du compteur.
- L’ampèremètre est à deux enroulements ; un enroulement principal A traversé par le courant à mesurer, et un enroulement auxiliaire B traversé par une dérivation de ce courant et superposé au
- Fig. 1. — Coupe longitudinale.
- premier enroulement. La bobine A est constituée de préférence par l’enroulement d’une bande de cuivre, comme dans les appareils antérieurs. Une partie de la bobine auxiliaire B est enroblée de manière à n’exercer aucun effet d’induction, c'est-
- à-dire moitié de droite à gauche et moitié de gauche à droite ; cette partie de l'enroulement E n’exerce aucun effet sur le départ du compteur et n’agit que comme une résistance.
- Le bain de mercure, placé au centre de l’appareil, est enfermé dans un compartiment constitué par deux fonds C, de fibre vulcanisée, cerclés par un anneau de cuivre C (fig. 1 et 2), biseauté et serré sur leurs bords emboutis par des vis C2 de manière à constituer un joint étanche.
- Les bobines sont enfermées entre deux arma-
- Fig. 2. — Vue extérieure.
- tures lamellaires en fer doux D, ayant la forme représentée sur les figures 7 et 8. Après avoir comprimé l’une dans l’autre les différentes capsules dont l’emboîtement constitue l’une de ces armatures, on chauffe le tout suffisamment pour les agglutiner par la fusion pa-rtielle des isolants qui les séparent et de l’étamage qui les recouvre.
- L’armature une fois constituée, on en découpe les tôles comme l’indiquent les figures 7 et 8 de manière à répartir également leur fer à l’intérieur et à l’extérieur des bobines, et à faire exactement appuyer leurs bords sur les fonds C du bain de mercure. Ces fonds sont serrés sur les armatures par deux vis E à têtes biseautées, filetées dans les fonds en bronze G et H.
- L’axe J du disque à mercure J' traverse la vis supérieure E et actionne le mécanisme du compteur renfermé dans une boîte K maintenue par les boulons I. Un trou L permet de vider le~mercure quand on transporte l’appareil.
- Ainsi qu’on le voit parla figure 1, les arma-
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- tures sont fendues, de manière à y empêcher la formation de courants circulaires. On a utilisé l’une de ces coupures pour y loger (fig. 2 à 6) le
- Fig. 3. — Coupe horizontale.
- conducteur M qui amène le courant à la bobine principale A.
- Fig. 4, 5 et 6. — Détails.
- Fig. 7. — Armature lamellaire, coupe.
- Ce conducteur aboutit à une borne N (fig. 2) scèllée au soufre dans le socle en fonte O et pourvue d’une vis de pression qui assure l’une des prises du courant ; l’autre prise se fait par la vis H’ (fig. 3) filetée dans la base de laiton H, éga-
- lement scellée au soufre. Le courant qui entre par cette vis H' passe par les boulons 1 au plateau G, puis par G, H et les vis E au centre du bain de mercure et à son anneau C' qui l’amène à la bobine principale A, d’où il quitte l’appareil par M et N. La bobine auxiliaire B reçoit de l’anneau C' une dérivation du courant qui s’en écoule par le conducteur Q, lavis P’, le conducteur P et la borne P2.
- Le compteur peut facilement se fixer par des crampons R; il est entièrement protégé par une enveloppe élastique S fermée par un verre S', le
- Fig. i>.— Armature lamellaire, plan.
- tout scellé de manière à empêcher que l’abonné puisse fausser les indications du compteur.
- Pile automatique Sappey (1890).
- Chacun des éléments de cette pile est constitué par une auge d’ébonite A (fig. 4, 5 et 6) dans laquelle plongent deux vases poreux «a renfermant chacun sept crayons de charbon b. Les vases poreux sont pourvus à leurs extrémités de collets destinés à empêcher les zincs c de venir adhérer à leur surface. Ces zincs sont accrochés à des traverses t, reliées aux barres métalliques eex, et les charbons sont reliés au châssis métallique dd, de sorte que les deux éléments de chaque auge sont groupés en quantité. Les auges sont groupées entre elles en quantité ou en série. Les éléments de ces batteries sont petits, indépendants, faciles à manier; on peut facilement remplacer les zincs un à un sans troubler la marche du système.
- Les liquides excitateur et dépolarisant sont en-
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- fermés dans des réservoirs RRj (fig. i, 2 et 3) qui les distribuent par des compteurs, les tuyaux CQ et les branchements D Dlt aux auges et aux vases poreux des piles. Les branchements D L^sont raccordés aux tuyaux C Q par des tubes de verre f, à | garnitures rendues étanches au moyen de caoutchoucs p. On voit sur la figure 6 comment
- le branchement D amène le liquide excitateur à l’auge A tandis que D, amène le liquide dépolarisant aux vases poreux par les ajutages vv.
- Les liquides s’écoulent de chacun des réservoirs RRx par une soupape s, mue par le régulateur de la pile, et tombent, chaque fois que cette soupape s'ouvre, dans un réservoir plombé S, De chacun
- Fig. 1, 2 et 3. — Pile Sappey. — Coupes 3-4, 8-8 et plan.
- de ces réservoirs, les liquides passent par des sy-phons su dans des basculeurs bx (fig. 7 et 8), qui les déversent dans les réservoirs de distribution B.
- Le régulateur est constitué par deux mouvements d’horlogerie, M et N (fig. 9 à 12), et par un mécanisme électrique. Le mouvement d’horlogerie M porte une aiguille qui, toutes les six heures, touche, en m, l’armature de l’électroaimant mx. Le mouvement N fait tourner le tambour G tant que l’armature de l’éleetro-almant nl lâche la roue à palettes n.
- Le tambour G est en bois et porte quatre lames,
- pour les contacts l lx /2 /3, et deux cames b bu une à chacune de ses extrémités, actionnant les leviers iix, dont les axesyÿj commandent respectivement les soupapes d’entrée et de sortie, s et slr du liquide excitateur, et celles s et % du dépolarisant. Cette commande s'effectue au moyen des leviers uu, calés (fig. 11) sur les axes jju et qui pressent sur les tiges de ces soupapes. Ainsi qu’on le voit sur la figure u on peut faire varier à volonté la longueur des leviers u. La came h, qui commande la circulation du liquide excitateur, est simple; la came hx du dépolarisant est double.
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- L’un des pôles de la batterie est relié au mou-
- Fig. 4, 5 et 6. — Détail d’un groupe de six éléments.
- vement d’horlogerie M par le contact l, les bascu-
- leurs btbi et l’électro-aimant mx\ l’autre pôle est relié par lu à l’électro puis à l’aiguille de M et au contact g (fig. 8) des basculeurs.
- Ceci compris, toutes les six heures, quand l’ai-
- Fig. 7 et 8. — Détail d’un basculeur.
- guille de M vient fermer en m le circuit de l’élec-tro nu cet électro attire son armature, qui lâche la roue à palettes n, et permet au tambour G de tourner, de manière à fermer d’abord, par la languette l, le second circuit de l’électro-aimant nx.
- Fig. 9 à 12. — Détail du régulateur, coupe transversale, coupe longitudinale, vue par bout et plan.
- La fermeture de ce second circuit maintient l’ar- grand, par les cames hbu les valves d’admission et mature de nx, et permet au tambour d’ouvrir en d’échappement des liquides isS, S2.
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- Les liquides usés s'évacuent, par DDi, CC1( 44 dans les réservoirs ffu pendant que les liquides frais tombent dans les réservoirs FF4, qui les déversent, une fois remplis, par les syphons et les basculeurs bxbx. En ce moment, les soupapes d’évacuation sont fermées et les basculeurs ferment par leurs contacts ggx les circuits 3 et 4 des lames 44. de manière que le tambour G continue à tourner jusqu’à ce que, les lames 44 quittant leurs contacts, l’électro n lâche son armature et arrête le tambour G. Chacun des basculeurs a son circuit particulier, parce que le dépolarisant doit être changé deux fois plus souvent que le liquide excitateur.
- Enfin, ces opérations terminées, un cinquième circuit se ferme, par 4. sur l’électro-aimant m, qui attire son armature m, et permet le passage de l’aiguille de M.
- Le renouvellement des liquides s’opèfe donc, dans cette pile, par un mécanisme automatique et discontinu, et par les mêmes-conduits qui servent successivement à l’introduction des liquides frais et à l’expulsion des liquides épuisés. Cette disposition présente l'avantage de débarrasser complètement la canalisation des cristaux qui pourraient s’y être déposés.
- G. R.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Sur les pressions à. l'intérieur des milieux üpgnétiques ou diélectriques, par M. P. Duhem (,')•
- Dans une communication récente, M. H. Poincaré a appelé l’attention de l’Académie sur la théorie, donnée par M. H. von Helmholtz, des pressions au sein des milieux magnétiques; j’ai repris cette théorie dans deux récents mémoires (2) et l’ai développée dans un ouvrage actuellement en cours de publication. Je me propose de résumer
- (’) Comptes rendus, t. CXII, p. 657.
- (’) Sur les propriétés diélectriques (Travaux et Mémoires des Facultés de Lille, n* 2). — Sur les propriétés d’un sel magnétique en dissolution (Annales de l'Ecole Normale supérieure, 1890).
- très brièvement ceux des résultats contenus dans cet ouvrage qui sont encore inédits :
- i° L’étude complète de l’équilibre des fluides magnétiques m’a montré que, contrairement à l’idée de Maxwell, la pression à l’intérieur de ces fluides était constamment normale à l’élément sur lequel elle agit, et indépendante en grandeur de l’orientation de cet'élément. La densité n’est pas liée à cette pression par la loi de compressibilité qui régit les milieux non aimantés, mais par une relation qui dépend du coefficient d’aimantation. Cette relation rend compte des expériences par lesquelles on avait cru démontrer l’exactitude des vues de Maxwell. Une discussion approfondie de la théorie de Maxwell m’a permis de mettre en évidence l’erreur analytique sur laquelle elle reposait.
- Mon analyse s’étend aussi aux corps solides aimantés.
- 20 La théorie thermodynamique de l’aimantation s’étend sans peine aux corps diélectriques amorphes ou cristallisés.
- Dans un cristal diélectrique dépourvu de centre, le potentiel thermo-dynamique interne renferme un terme linéaire par rapport aux composantes de l’aimantation. L’étude de ce terme rend compte de toutes les propriétés des corps pyro-électriques et piézo-électriques, dont la théorie rentre ainsi dans la théorie générale des corps diélectriques.
- 30 L’étude des pressions à l’intérieur des corps diélectriques cristallisés peut être abordée en suivant les méthodes générales que j’ai employées dans l’étude des corps amorphes; les lois des déformations de ces corps renferment un terme qui disparaît dans les cristau.x non piézo-électriques et dont la présence rend compte des déformations des cristaux piézo-électriques étudiées par MM. Curie.
- 40 j’ai abordé l’étude des fluides incompressibles aimantés doués de force coercitive. Lorsqu’un semblable fluide est en équilibre, l’aimantation y est distribuée comme sur un corps parfaitement doux ; mais la fonction qui joue le rôle de la fonction magnétisante ne dépend pas seulement de la nature du fluide et de son aimantation; elle peut dépendre de la manière dont l’équilibre du fluide s’est établi.
- Les curieuses expériences de M.-P. Joubin sur les corps diamagnétiques s’expliqueraient en supposant que l’éther est un fluide magnétique doué de force coercitive.
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- 5° Enfin, j’ai donné une série de propositions sur les actions mutuelles des corps plongés dans un milieu magnétique ou diélectrique: parmi ces propositions, je mentionnerai seulement la suivante : la présence d’un milieu diélectrique, qui laisse, aux actions entre corps conducteurs, la forme donnée par les lois de Coulomb, mais en modifie seulement la grafideur, modifie plus profondément les lois des actions entre corps mauvais conducteurs. Si l’on veut regarder comme sensiblement exactes les lois classiques des actions électriques non seulement pour les corps bons conducteurs, mais encore pour les corps isolants, on est conduit à attribuer à l’éther un pouvoir inducteur spécifique très voisin de l’unité.
- Les indications que je viens de donner sur les principaux résultats nouveaux auxquels je suis parvenu dans mon ouvrage sont si brèves qu’elles ne sauraient, dès maintenant, entraîner l’assentiment des physiciens; mais j’espère que les démonstrations complètes des résultats ici énoncés ne tarderont guère à être publiées.
- Mesure du temps que met l’aimantation & disparaître dans un cylindre de fer aimanté, par M. F.-J. Smith t1).
- A propos de recherches sur la construction de styles électromagnétiques (2) pour les chronogra-phes, l’auteur a été amené à étudier la durée de la disparition de l’aimantation dans divers barreaux de fer. Cette question présente d’ailleurs de l’intérêt indépendamment du but particulier poursuivi ; c’est ce qui a décidé M. Smith à publier sa méthode,
- Si on aimante un barreau de fer par un courant électrique et qu’on coupe le courant, le barreau perd un peu de son magnétisme au bout d’un temps assez court. Le temps varie avec la nature du fer employé et la force magnétisante.
- Si, par l’effet d’un commutateur, la bobine qui conduit le courant aimantant est brusquement séparée de la pile pour être fermée sur un galvanomètre, on s’attend à observer une déviation, si le changement de pôle a lieu avant que llaiman-tation du fer ait complètement disparu. L'expé-rieriCe a été essayée et elle a toujours donné le résultat attendu.
- (!) Pbilosopbicàl Magazine, janvier 1891.
- (,*) La Lumière Electrique, t. XXXVI, p. 438.
- Si donc on pouvait mesurer exactement le temps nécessaire à la commutation, celui au bout duquel le galvanomètre cesserait de décéler l’existence d’un courant induit serait celui que met l’aimantation de la barre à disparaître. En pratique on obtient le même résultat au moyen d’une disposition représentée par le diagramme (fig. 1) dans laquelle une bobine induite est brusquement fermée sur le galvanomètre et le temps augmenté par degrés lents jusqu’à ce qu’il ne se produise plus de déviation.
- A B est une longue bobine primaire de dimen-
- sions connues; à l’intérieur on place le cylindre de fer à étudier; il est en circuit avec une batterie C, et un contact E. I est une bobine d’induction dont l’aire est connue, reliée en série au galvanomètre G à l’inducteur H et au contact F.
- L’inducteur H fait partie d’un système qui consiste en une longue hélice MK, une pile N, un ampère-balance L et une clé O; ce système permet de déterminer la déviation du galvanomètre en unités C G S par la méthode de sir W. Thomson.
- Les contacts E et F ont des actions différentes.' La pièce D entraînée par le mouvement du chro-nographe se déplace dans le sens de la flèche; le premier circuit s’ouvre quand D frappe E; le second se ferme quand D arrive sur F. La pièce Eest fixe, F peut être placé à une distance quelconque. La distance E F détermine le temps qui s’écoule entre la rupture du circuit primaire et la fermeture du circuit induit. Le temps que met D pour aller de E en F est déterminé à l’aide du chronogra-
- phe à —de seconde.
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- JOURNAL ÜNF/ERSEL DËLEC TRICITÊ
- Après avoir obtenu la déviation du galvanomètre, on place l’ampère-balance dans le circuit de la bobine A B, pour déterminer le champ dû à la bobine magnétisante. Dans un des cas étudiés, le retard à la disparition de l’aimantation, ou, comme dit M. Smith, la « post-induction» (after-induction) a duré 0,015 seconde.
- Le problème de l’état d’un champ magnétique autour d’un aimant animé d’un mouvement de révolution, par M. Tolver Preston (').
- Quand la terre tourne autour de son axe, le champ magnétique (la terre étant regardée comme un aimant) tourne-t-il avec elle ?
- Dans le but d’étudier cette question de l’état du champ magnétique autour d’un aimant animé d’un mouvement de révolution, l’auteur propose une expérience dans laquelle sont en question certains phénomènes qui semblent mériter d’arrêter l’attention.
- Soit m (fig. 1) un barreau aimanté cylindrique; nous considérerons cette forme pour plus de simplicité. Supposons que le disque tourne autour de son axe vertical au-dessous du disque de métal plat/>, vu par la tranche dans le diagramme.
- Alors, dans l’hypothèse (1), où le champ magnétique reste stationnaire ou fixe pendant que l’aimant tourne (comme Faraday croyait l’avoir démontré) (2), l’aimant tournera dans son propre champ, et par conséquent se chargera à ses pôles et à sa partie équatoriale d’électricités de signe contraire, dépendant de la direction de la rotation, comme l’indique la figure 1. Ce champ magnétique, qui ne tourne pas, ne peut pas influencer le disque p au point de vue électrodynamique; mais — et c’est ici le point sur lequel l’auteur veut attirer l’attention — cette charge de la partie supérieure de l’aimant peut agir par induction statique à travers la couche d’air et produire ainsi une charge inverse à la partie inférieure du disque/). Le disque sera donc chargé négativement en bas et positivement en haut dans le cas précédent (fig- 0-
- Au contraire, dans l’hypothèse (2), si l’on suppose que le champ magnétique tourne avec l’ai» (*)
- (*) Pbilosophical Magazine, février 1891.
- (a) Voir deux mémoires du même auteur se rapportant à la même question (février et mars 1885).
- mant, le champ coupera le disque p (fig. 2) quand l'aimant tournera; et ainsi le disque, par un effet d’induction électrodynamique, d’après les principes connus, sera chargé d’électricité de signe contraire en son centre et à sa phériphérie, comme l’indique la figure 2.
- Ainsi, dans les deux hypothèses il y a sur le disque séparation d’électricités, mais les résultats sont différents suivant qu’on adopte l’une ou l’autre. Dans la première, les électricités se séparent en se déplaçant normalement à la surface du disque; dans la seconde elles se déplacent parallèlement au disque suivant les rayons, l’une vers le centre, l’autre vers la périphérie. Cette séparation est due dans le premier cas à l’induction èlectro-
- Fig. 1.
- Hypotliesis (1).
- +
- F _
- Fig. 2.
- Hypothesis (2).
- +
- m
- 7/p
- 1
- I
- I
- I
- I
- I
- I
- I
- I
- I
- I
- 1
- I
- statique, dans le second à l’induction électrodynamique.
- Voici donc deux effets physiques différents, et l’expérience pourra décider entre les deux hypothèses. Mais l’expérience est-elle réalisable? M. Hertz, à qui M. Tolver Preston avait communiqué ce qui précède, lui répondit en insistant beaucoup sur le grand intérêt qui s’attache à cette recherche et en reconnaissant que l’expérience proposée trancherait la question; mais avec un électr’omètre de sensibilité ordinaire il faudrait, dans l’une ou l’autre hypothèse, employer un aimant de grande dimension possédant une vitesse de rotation considérable, et l’auteur n’a pas encore osé entreprendre l’expérience, qui nécessiterait un appareil d’une extrême sensibilité.
- II faut encore remarquer qu’il n’est pas certain que l’une ou l’autre des hypothèses soit seule vraie à l’exclusion de l’autre, et si on ne trouvait une polarisation complète du disque ni dans le sens vertical ni dans le sens horizontal, ceci montrerait que le champ suit partiellement le mouvement
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- de l’aimant, de façon que l’aimant et le disque soient également coupés par le champ.
- C. R.
- Sur la mesure des coefficients d'induction, par M. A. Anderson (‘).
- i La méthode suivante pour la mesure du coefficient de self-induction d’une bobine est analogue à celle proposée par Maxwell (2) pour ce qui concerne l'emploi du condensateur. Cette méthode n’est pas une méthode de réduction à zéro; l’emploi d’un galvanomètre balistique, quoique non indispensable pour des mesures approximatives, doit être recommandé, car il permet de réduire les réglages et les observations.
- Soit E (fig. i) la bobine dont il faut mesurer le
- A
- Fig. 1
- coefficient d’induction. L’une des armatures du condensateur F est reliée à D et l’autre à un godet de mercure r. Les godets de mercure G! et G2sont reliés aux bornes du galvanomètre G; p, q et s sont des godets de mercure reliés respectivement aux points A, C et B.
- Un commutateur à bascule permet de relier simultanément Gt avec p et G2 avec q, ou Gt avec r et G2 avec s; dans le premier cas le galvanomètre est intercalé dans la branche A C, et dans le dernier cas dans B D en série avec le condensateur. Les branches A B, A D sont formées de résistances égales sans induction ; la résistance D C, également sans induction, est disposée de façon à équilibrer autant que possible le pont.
- Lorsqu'on établit ou que l’on coupe le circuit
- de la pile, le galvanomètre étant intercalé dans la branche AC, l’aiguille recevra une impulsion due
- à une quantité d’électricité égale à L [~r-\ _
- \ctx J OC — O
- qui traverse cette branche; dans cette expression L désigne le coefficient de self-induction de la bobiné E et c le courant qui traverse le galvanomètre lorsqu’on ajoute une résistance x à la bran-
- Ebx
- che BC. Le courant c est égal à —-, E étant la
- force électromotrice de la pile, et A' étant le déterminant
- «+2R+* — R — x — R 1
- — R — x ^ -f- G 4* K -f- — G I
- — R — G è + G+ Rl
- dans lequel a est la résistance de la pile, R celle de la bobine et G celle du galvanomètre. Comme on a
- m = (ii)
- \dxjx = o \ A )x = o,
- on trouve facilement
- ( dc\ = ______________E b_____________>
- \dx)x = o (b + 2 G + R) [a (b + R) +- b R] ’
- la quantité d’électricité est par conséquent
- ___________LE b______________
- (b + 2 G + R) [a (b + R; + 2 b RJ '
- Lorsque, à l’aide du commutateur à bascule, on intercale le galvanomètre en B D et qu’on ferme et qu’on coupe comme précédemment Je circuit de la pile, il passera à travers le galvanomètre une quantité d’électricité égale à K (V! — V2), où K représente la capacité du condensateur et V! — V2 la différence de potentiel entre B et D. Si la capacité K est réglée de telle façon que l’on obtienne la même impulsion du galvanomètre que précédemment, on aura
- L = K Vl ~ Va + 2 G + R) [a (b + R, + 2b R],
- ce qui se réduit à
- L = 2 K R (b q 2 G + R),
- tv,
- . / 3>R\ 2}R .
- - + P+-r) = ïr+n E-
- (') Pbilosophical Magazine, avril 1891, p. 329. (*) Electricité et magnétisme, t. II, § 778.
- puisque
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- 11 peut ne pas être possible avec les valeurs données de b, R et G et un condensateur donné, d’obtenir les mêmes impulsions. On peut toutefois changer la résistance R en y introduisant des résistances sans induction, en série ou en dérivation; on peut faire de même pour b et G, mais il faut alors introduire des corrections dans la formule.
- Si, dans ces conditions, on trouve deux valeurs presque égales de K qui donnent l’une une impulsion plus grande et l’autre plus petite que l'impulsion précédente, on peut trouver la valeur exacte de K par une proportion. Mais il est bien préférable d’employer un galvanomètre balistique,
- A
- ce qui ne nécessite aucun réglage des résistances, sauf pour l'équilibre du pont.
- En désignant par a et a' les angles d’impulsion, on trouve le coefficient de self-induction par la formule
- L = 2 K R iH 2 g ; R) s:n “ sin
- L’auteur donne comme exemple la mesure suivante :
- La bobine était cylindrique, le rayon moyen étant de 20,9 cm et les fils étant enroulés dans une gorge rectangulaire de 1,894 cm de largeur et 1,116 cm. de profondeur, avec 278 tours. Le galvanomètre à réflexion avait une résistance de 164.8 ohms, l’aimant directeur étant placé de façon à obtenir une très longue durée d’oscillation. Une résistance sans induction de 100 ohms était mise en série avec la bobine; la résistance des branches A B et A D était de 10 ohms pour chacune d’elles.
- L’équilibre était obtenu approximativement avec une résistance de 150 ohms dans la branche C D ; en y ajoutant une résistance de 0,51 ohm, l’équilibre était obtenu. Les nombres suivants donnent la moyenne de plusieurs observations concordantes :
- DIVISIONS
- Impulsion de l’aiguille due à la self-
- induction de la bobine................. 43,208
- Impulsion de l’aiguille due à la décharge du condensateur de 0,5 microfarad... 46,125 Impulsion de l’aiguille due à la décharge d’un condensateur de 0,45 microfarad. 41,875
- La capacité qui donnerait l’impulsion de 43,208 divisions serait donc de 0,4657 microfarad; ceci donne pour le coefficient de self induction en mesure absolue
- ios x 0,9^14 x 150,51 x 489,7 = 0,06865 x ,69>
- ou en unités pratiques 0,06865 henry ou quadrant.
- 2. On peut adapter facilement cette méthode à la détermination du coefficient d’induction mutuelle de deux bobines E et H, mais il faut employer un commutateur un peu plus compliqué. On ajoute au dispositif précédent deux godets de mercure m et n (fig. 2) qui correspondent aux bornes de la bobine H; les godets Gj G2 correspondant aux bornes du galvanomètre sont pourvus de segments d’égale longueur, de telle façon que le commutateur, en tournant aussi loin que possible vers la gauche, reliera Gt avec p et G2 avec <7; en le tournant vers la droite, on reliera Gt avec m et G2 avec n. Dans la position médiane, le commutateur relie G, avecretG2 avec s. Avec une clé de ce genre, un galvanomètre balistique de résistance connue et un condensateur, on peut déterminer facilement le coefficient de self-induction de E et le coefficient d’induction mutuelle de E et de H.
- Plaçons le commutateur de façon à mettre la bobine H dans le circuit du galvanomètre. Lorsque le circuit de la pile est fermé ou coupé, après que l’on a obtenu l’équilibre du pont comme précédemment, la quantité d’électricité qui traverse le galvanomètre est donnée par l’expression
- M (Vi — Vi)
- 2 R v t- Cf
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- dans laquelle r est la résistance de la bobine H, qu’on doit avoir déterminée préalablement, et M le coefficient d’induction mutuelle. Si a" désigne l’angle d’impulsion, a, a' et K ayant la même signification que précédemment, on aura
- M = 2 K R (> + G)-------
- sin —
- 2
- et
- M (r + G) sin
- L (ft + 2 G + R) sin j
- On peut évidemment, dans ces conditions, employer un galvanomètre ordinaire à grande résistance, mais la mesure devient un peu plus difficile et moins exacte.
- Dans la mesure suivante d’un coefficient d’induction mutuelle, le galvanomètre n’était pas balistique; on a toutefois supposé que les impulsions de l’aiguille étaient proportionnelles aux quantités d’électricité qui traversaient le galvanomètre. La bobine E avait une résistance de 1,003 ohm, H avait 157,7 ohms et le galvanomètre 164,8 ohms. Les impulsions a" et a' étaient respectivement de 72 et 5 divisions; la capacité K du condensateur étant de 1 microfarad, on a ainsi
- la bobine dont il s’agit de mesurer le coefficient de self-induction. La seule différence proposée par l’auteur consiste à intercaler une résistance variable r entre B et N. Supposons que l’équilibre soit obtenu et que le galvanomètre ne soit traversé par aucun Courant; on ne changerait pas cet équilibre en faisant varier la résistance r. Soit x la quantité totale d’électricité qui a traversé A B à l'instant t, % la quantité totale qui a traversé A M et y celle qui a traversé AD. Si K est la capacité du condensateur et si nous supposons que le po
- B
- Fig. 3
- tentiel N soit toujours égal à celui de D, on aura
- M = 103 x 2,006 x 332,5 x 14,4 cm = 9315864 cm
- = 0,0093 henry ou quadrant.
- 1 _ p
- K R dt’
- rdS
- dt
- df
- dt
- + L
- d* y
- ~dF’
- 3. — Méthode de réduction à %éro pour la mesure du coefficient de self-induction d’ime bobine. —• Dans la méthode donnée par Maxwell (vol. II, § 778), le courant qui traverse le galvanomètre est toujours nul, mais le réglage en est assez compliqué. M. Rimington annonce dans le Pbilosophi-cal Magazine (juillet 1887) deux méthodes; mais ce programme n’est pas rempli, et M. Rimington développe seulement l’une de ses méthodes. La méthode de M. Niven indiquée dans le même journal (septembre 1887) ne diffère pas beaucoup de celle de M. Rimington.
- La méthode suivante, qui n’est qu’une faible modification de la méthode de Maxwell, élimine beaucoup de ces inconvénients.
- Dans la méthode de Maxwell, les armatures du condensateur sont reliées à A et à B (fig. 3), S est
- et par conséquent
- (r 4,. o) il + Q (L + ^ ^ { , JL dî
- { n dt + P \K + d tj - R K + R K JT-Ces équations conduisent aux conditions Q R = P S
- et
- r + Q + ^ * ïèc-
- La première de ces conditions correspond à l’équilibre pour le courant permanent; la seconde qui correspond à celui du courant instantané conduit à la formule
- L = K [r (R + S) + R Q],
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- Si l’on fait r — 0, on obtient la formule de Maxwell. Pour appliquer pratiquement la méthode d’après l’expression de L, il faut établir l’équilibre du pont de la manière ordinaire et régler «nsuite la résistance r, et si possible K, de manière à ce que l’aiguille du galvanomètre reste au repos. Si on a obtenu, d’après la méthode de Maxwell, les valeurs de P, Q et R, de façon à n’avoir qu’une petite impulsion lorsqu’on ferme ou que l’on coupe le circuit de la pile, on peut obtenir facilement le réglage final en introduisant la résistance variable r; on peut employer à cet effet un téléphone au lieu du galvanomètre. 11 est évident qu’il faut que R et Q soient tels que l’on ait l’inégalité KRQ < L.
- Toutefois, on peut faire le réglage approximatif
- galvanomètre, par K la capacité du condensateur et par u sa charge, on aura
- L
- dt) d u
- 1 /dx_ rfn*
- 2 \dt dt)
- F_irpf— + —Y + r(—±. — —ÏS
- v 2L t) + \d t ' dt dt
- + Rfê-S)’-G(r«-§)' + s(S
- H“ré-
- y+oiar
- -SMS)1
- En désignant par x, y, % le courant instantané total qui circule dans les circuits respectifs pendant que l’on établit ou que l’on détruit l’état permanent par l’établissement ou la rupture du
- circuit de la pile, et par <~)f les valeurs
- des courants permanents, on trouve facilement
- 6
- Fig. 4
- en disposant d’abord une petite résistance entre N B ; on la règle ensuite de façon qu’il n’y ait pas d’impulsion au galvanomètre ou de son au téléphone.
- Pour chercher les valeurs relatives des diverses résistances qui correspondent à la plus grande sensibilité, nous allons calculer la quantité d’électricité q qui traverse le galvanomètre lorsqu’on ferme ou que l’on coupe le circuit de la pile, l’équilibre permanent ayant été établi.
- Considérons le système de conducteur de la figure 4 formé par les circuits DAB, DBC, MADC et le circuit du condensateur N A B ; désignons les courants dans ces circuits respectivement dx dy dz du • . . _ .
- Par dt’ Tt’ dt etdt’ En ^signant par B la résistance de la pile, par G celle du galvanomètre, par L le coefficient de self-induction de la bobine dans la branche D G, par 1 celui de la bobine du
- (R + S+B),-R*-Sf — L (r+C)« + S,-(r+Q + G + S)t------L
- (P + /' + R + G) x — Ry — <7 + G) 1 = — K P (P + r) .
- Remplaçant <~ pars, par a et x—^
- et z et z et z
- par q, en remarquant que et que
- P S = Q R on trouve sans difficulté
- K {3 P [P Q 4- r (P + Q>| — P L a Q ~ P (Q + S) + (P + Q) {r + G) •
- Donc, si q — 0, on obtient
- L=?K(PQ + mP+ Q))
- “£k<PQ + r(P+ Q))
- = K (R Q + r (R + S)).
- Ce sont les mêmes équations que précédemment.
- Pour estimer la sensibilité du réglage final, nous calculerons quel est le rapport entre la faible variation produite en q et la variation produite en r lorsque q — o.
- En dérivant l’expression précédente de q par rapport à r et en faisant q — o, on obtient
- dq\ K P P (P 4- Q)
- drjq = 0 P (Q + S) + (P + Q) (r + G)*
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- Lorsqu’on substitue à fi sa valeur en fonction de E, force électromotrice de la pile, et des résistances, on trouve :
- VARIÉTÉS
- L’ÉLECTRICITÉ
- __________________E_K__________________
- Ll+B (p+Q + S + r]|_Q+S+'(I +T)(r+G)]
- CONSIDÉRÉE COMME RIVALE DE LA VAPEUR
- PAR M. LOUIS BELL(9
- 11 paraît donc avantageux de faire R et P grands et Q et r petits. Ainsi, la méthode.pratique indiquée par la formule ne peut pas être assez sensible pour que l’on cherche d’abord à effectuer un réglage approximatif en se réservant de faire ensuite le réglage définitif à l’aide des variations de r.
- Voici un exemple de la mesure du coefficient de self-induction d’une bobine par cette méthode. La résistance Q étant de 10 ohms, celle de P de îoo ohms, on obtenait l’équilibre permanent lorsque R était égal à 1577 ohms, ce qui donnait pour la résistance de la bobine S 157,7 ohms. On a placé ensuite entre A et N un condensateur de la capacité d’un microfarad et on a réglé la résistance r de telle façon que le galvanomètre n’éprouvât plus d’impulsion. La valeur correspondante de r était de 59 ohms; la sensibilité n’était certainement pas aussi grande que celle qu’on aurait pu obtenir. En substituant ces valeurs dans la formule, en trouve :
- L = 103 x (15770 + 59 x 1734,7) cm = o,i 8 henry ou quadrant.
- On a employé la même méthode pour mesurer le coefficient de self-induction de la bobine décrite au n° 1 et dont la résistance était de 59,5 1 ohms. Les résistances P et Q étaient respectivement 1000 et 10 ohms, l’équilibre était obtenu pour R = 5051 ohms. Pour effectuer le réglage définitif de r, on a employé un téléphone et un galvanomètre; on a trouvé ainsi r = 3,65 ohms. Ceci donne pour le coefficient de self-induction la valeur
- 103 x (50510 + 3,65 x 5101,51) cm = 0,0691 henry ou quadrant,
- valeur qui ne diffère pas beaucoup du nombre 0,06865 obtenu précédemment.
- C. B.
- Dans ce qui suit je ne me propose pas de discuter d’une manière savante la science électrique ou la transmission électrique de l’énergie; ni de faire des études compliquées sur les détails pratiques relatifs à l’application de l’énergie électrique aux exigences de la vie. Mon but est de vous exposer quelques vues sur la possibilité de l’emploi de cette force, qui commence à être un facteur si important dans notre civilisation moderne. Mais, avant de discuter les propriétés de l’énergie électrique, cherchons d’abord à nous former une idée exacte de ce que représente cette énergie, afin de montrer ses principales propriétés et les relations qui existent entre elles et les forces qui nous sont familières.
- Nous sommes dans une ère de transition pour ce qui concerne nos idées sur les actions électriques. Il n’v a pas encore bien longtemps que les hommes de science présentaient l’électricité comme un fluide subtile, pour employer une expression maintenant démodée; ce fluide était en quelque sorte appliqué à la surface des corps avec cette circonstance bizarre que chaque fois que le fluide dit positif apparaissait sur une surface une charge égale d’un fluide hypothétique dit fluide négatif devait apparaître sur des corps voisins.
- Le courant électrique était considéré comme provenant du transport de ce fluide au travers d’un fil et le long de ce fil comme l’eau s’écoule à travers un tube; par une sorte d’analogie, on avait supposé que le magnétisme se composait de deux autres fluides appliqués à la surface de barres de fer et d’acier et exerçant des attractions sur les surfaces magnétiques environnantes.
- Nous écarterons cette manière de voir, car je me propose de vous présenter ces mêmes faits fondamentaux d’une manière absolument différente. D’abord, ce qui nous importe réellement dans tous les cas où il s’agit d’action électrique, ce n’est pas la chose mal définie que l’on appelle électricité, mais la chose parfaitement définie que
- (1) Conférence faite à l’Institut Franklin, le 9 janvier 1891.
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- l’on appelle énergie électrique. Nous voyons autour de nous différentes formes sous lesquelles se manifeste l’énergie, comme la chaleur, les corps qui tombent, l’énergie d'un objet qu’on lance et Beaucoup d’autres exemples.
- L’énergie d’un boulet de canon, par exemple, peut être mesurée par le produit de la masse du boulet par la moitié du carré de sa vitesse. Dans presque toutes les autres manifestations de l’énergie on trouve qu’on peut diviser l’énergie en deux facteurs, tels que la masse et la vitesse ou la force et la distance à travers laquelle elle agit. L’énergie électrique dans laquelle on peut transformer l’énergie mécanique fournie par une machine à vapeur se compose également de deux facteurs : le potentiel et l’électricité. Nous pouvons prendre l’électricité comme un coefficient du potentiel à l’aide duquel cette dernière quantité est reliée à l’énergie électrique.
- Nous ne connaissons pas le sens physique de ce coefficient, en d’autres mots nous ne savons pas ce que c’est que l’électricité; ce n’est certainement pas l’énergie électrique elle-même, mais seulement une partie de cette énergie. Expérimentalement cependant nous avons toujours affaire à l’énergie électrique, car il nous est difficile d’imaginer une charge électrique sans potentiel. Si elle existe réellement, nous n’avons que peu de chance de la connaître, car nous ne pouvons effectuer des expériences qu’a l’aide d’appareils qui demandent une certaine quantité de travail pour donner des indications quelconques.
- Supposons que nous électrisions un corps; nous trouverons que la masse électrisée exercera une série d’attractions et de répulsions sur tous les corps légers qui l’environnent. En fait, on trouve que, dans tout l’espace, excepté le corps électrisé, ’ il y a des forces, de petites attractions et répulsions ayant une tendance à agir sur les autres corps et que l’espace entier se trouve dans une sorte de tension qu’on peut démontrer sans difficulté ; une certaine quantité d’énergie a été prise quelque part pour produire cet effet, et cette énergie est une énergie potentielle électrique. Si maintenant on explore l’espace entourant le corps électrisé, on trouve que tous les corps environnants sont soumis à cette espèce de tension et que leur surface est électrisée comme celle du corps lui-même.
- Ce qui a lieu à la surface de ces corps n’a relativement que peu d’intérêt, le fait intéressant
- étant que toute la région comprise entre ces corps se trouve dans une espèce de tension provenant de l’énergie électrique qu’on leur a fournie.
- Nous ne considérons pas un corps électrisé comme ayant à sa surface une charge de quelque chose dont nous ne connaissons pas la nature, mais comme l’origine de tensions et de déformations. On entend par tensions des forces agissantes — attractions, répulsions ou torsions — et par déformations des déplacements qui ont lieu quel que soit l’effet produit.
- L’électricité, elle-même peut être considérée comme une manifestation d’énergie électrique constatée à la surface de séparation de deux milieux ayant des propriétés dynamiques différentes; nous y trouvons en effet une certaine quantité de phénomènes tels que la réflexion, la réfraction, la polarisation, etc.
- Le fait que l’électrisation n’existe qu’à la surface des conducteurs découle naturellement de cette manière d’envisager les choses. Ce n’est qu’une autre façon d’exprimer que les tensions et les déformations produites par l’énergie électrique changent de caractère avec les substances sur lesquelles elles agissent.
- Donc, si on considère l’électrisation comme une condition de surface de l’énergie électrique agissant à travers l’espace en dehors de la surface, il nous est facile d’expliquer certains faits observés en électricité. Ce que l’on appelle lignes de force électrique, ce n’est que des lignes qui indiquent la direction de tension dans le milieu qui environne le corps électrisé! Là où ces lignes de force, c’est-à-dire ces tensions, agissent sur la matière, elles produisent certaines espèces de déformations que nous constatons par les effets d’électrisation.
- 11 est tout à fait inutile de constater que ces lignes doivent ou se terminer dans la matière ou se fermer sur elles-mêmes, car il est difficile d’imaginer une tension qui n’ait qu’une extrémité ; et, s’il nous est possible d’imaginer que l’espèce de déformation produite par l’électrisation, e’est-à-dire la communication de l’énergie électrique, soit en quelque sorte illimitée, il n’est pas difficile d’imaginer pour quelle raison cette électrisation à l’une des extrémités de la ligne de force serait différente comme qualité mais identique comme quantité à ce qui existe à l’autre extrémité. On peut donc se figurer l’électrisation non pas comme la production d’une couche d’électricité à
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- la surface d’un corps, mais comme un système de j tensions et de déformations produit autour d’un corps matériel sur lequel on a dépensé une certaine quantité d’énergie électrique. Ces lignes de tensions vont de la surface du corps électrisé à d’autres corps qu’elles électrisent.
- Dans tout ceci il n’y a rien d’extraordinaire; nous ne considérons les deux surfaces électrisées que comme terminant la tension du milieu situé entre elles. Une charge électrique étant considérée comme le centre d’une tension existant dans le milieu ambiant, qu’arrive-t-il lorsque le centre se meut, par exemple, le long d’un fil?
- 11 est évident que les tensions dans le milieu sont changées d’après la manière dont le mouvement se produit. L’expérience montre que quand il y a un semblable mouvement du centre d’une tension électrique, de même que quand ce que l’on appelle la force électromotrice est libre d’agir le long d’un conducteur, il en résulte de nouvelles tensions et déplacements correspondant à une torsion du milieu autour de la direction du mouvement.
- Cette torsion du milieu est une sorte d’énergie cinétique que nous appelons électro-magnétique; si cette manière de voir est exacte, on doit pouvoir produire des tensions électro-magnétiques le long d’un fil en le faisant parcourir par une charge électrique, et il paraît probable que nous devons pouvoir produire des effets semblables en faisant mouvoir rapidement des corps chargés d’électricité sans qu’il y ait conduction.
- C’est ce qu’a montré en effet M. Rowland, il y a environ quinze ans. 11 y a un cas curieux que l’on peut observer au sujet de cette torsion électro-magnétique le long d’un fil. Supposons que la force électromotrice soit oscillatoire, de manière que la charge, le centre de tensions, passe rapidement d’une extrémité du fil à l’autre, et ainsi de suite. On voit immédiatement que l’on obtient ainsi une tension ondulatoire composée toujours de torsions électriques, mais intermittentes au lieu d’être continues. Ces pulsations peuvent être reconnues par leurs effets comme étant des ondes d’énergie électro-magnétique; comme toute autre espèce de tension, attraction ou répulsion, ces ondes se meuvent avec une certaine vitesse qui dépend du milieu à travers lequel elles passent; dans un milieu très élastique la vitesse sera grande; elle sera faible si le milieu est visqueux.
- j Comme il y aura un certain nombre d’ondula-lations d’énergie par seconde, dépendant de la rapidité des oscillations qui les ont provoquées, et* comme ces ondulations voyagent avec unè certaine vitesse, on peut dire que chaque onde électro-magnétique aura une longueur définie. En d’autres termes, chaque pulsation aura parcouru une certaine distance avant que l’autre ne parte.
- Une découverte merveilleuse, prévue vaguement il y a une vingtaine d’années, mais accom-. plie il y a deux ou trois ans seulement, permet d’affirmer que lorsque ces ondes électro-magnétiques ont une longueur d’environ un demi-millième de millimètre, on peut les apercevoir à l’aide des sens et qu’elles constituent ce qu’on appelle la lumière. Lorsque ces ondes sont un peu plus longues, elles constituent la chaleur radiante; finalement les ondulations que l’on peut produire à l’aide de moyens mécaniques, comme dans une dynamo alternative, atteignent une longueur d’environ trois mille kilomètres.
- Ainsi, nous sommes obligés de reconnaître dans la lumière et dans la chaleur rayonnante des formes de l’énergie électro-magnétique, ou plutôt nous trouvons que l’énergie manifestée par elles est la même que celle que nous appelons énergie électro-magnétique.
- Supposons cependant que dans le milieu qui entoure le conducteur nous ayons non pas des ondes, mais uniquement des torsions constantes, comme celles que nous pouvons produire par le flux de tensions électrostatiques, tel que je l’ai décrit. Les lignes de force seront des cercles autour du fil, et, si nous enroulons ce fil sur une bobine nous verrons que tous les cercles coïncident pour les différentes spires et que nous avons produit des lignes de force passant à travers le centre. Mais une bobine de ce genre est un aimant, et l’addition d’un noyau de fer ne fait que le renforcer sans changer le caractère des tensions produites dans le milieu. Ainsi, l’on voit que, en partant simplement d’un système de tensions autour d’une matière qui montre le genre de tensions superficielles que l’on désigne sous le nom d’électrisation, il nous est facile d’arriver à l’idée des lignes de force ayant des extrémités définies et produisant de l’electrisation dans d’autres corps ; ou bien, si nous supposons que l’électrisation voyage le long d’un fil, elle produira des ondes électro-magnétiques ou une force élec{ro-magné-
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- tique stable qu'on peut relier facilement au magnétisme.
- Toutefois, nous avons à peine parlé de l’électricité elle-même; comme en réalité nous ne pouvons pjs la soumettre à l’expérimentation, puisque ce n’est pas de l’énergie électrique, mais seulement un coefficient de cette énergie, il s’ensuit que nous ne pouvons pas nous faire une idéé exacte de son véritable caractère. Nous savons •seulement que ce que nous appelons une charge électrique produit ou accompagne une déformation superficielle de la matière, ou n’est autre chose que cetle déformation, et que cette matière devient le centre d’un système de tensions dans la région externe, et que c’est celle-ci qui est le Siège de phénomèmes qui nous intéressent vivement.
- La question importante est de savoir comment produire ces conditions; nous avons affaire ici à des propriétés très importantes, comme nous le savons par les nombreuses applications d’électricité dont nous allons nous occuper maintenant.
- Théoriquement, on peut produire des tensions mécaniques qui donnent une distribution presque identique de l’énergie autour du centre de perturbation; par exemple, si on prenait un tube ouvert des deux côtés et immergé dans un fluide, et si on pouvait faire mouvoir soudainement le fluide dans le tube, les lignes de courant autourdutube correspondraient presque exactement avec la disposition des tensions autour d’un barreau aimanté. Une masse de gelée à l’intérieur de laquelle on aurait tordu une barre rigide présenterait dans sa masse une configuration analogue à celle que l’on trouve dans certains cas de magnétisme. On peut imiter d’une façon semblable des tensions électriques; ainsi il n’est pas nécessaire d’imaginer des mécanismes très compliqués pour produire les choses que l'on constate.
- Malheureusement, tant qu’on ne connaîtra pas mieux qu’actuellement les propriétés de la matière qu’il s’agit d’imiter, on ne saura pas trop par où commencer.
- Cependant, on peut produire facilement des actions électrostatiques et des actions magnétiques, et il est difficile d’imaginer qu’une opération quelconque faite sur de la matière ne transforme pas de l’énergie en l’une des deux formes que nous venons de mentionner. 11 n’y a cependant en général que deux manières convenables pour obtenir une certaine quantité d’énergie électrique.
- En agissant chimiquement sur la surface de certains métaux, nous pouvons déterminer l’espèce de tension qu’on appelle la force électromotriçe et produire de l’électricité qui s’écoule le long d’un fil, mais la manière la plus convenable pour provoquer la production de l’électricité est l’emploi d’un aimant; nous avons vu que, tout autour d’un aimant, il se produit des tensions et des déformations qui constituent le champ magnétique.
- Jusqu’ici nous n’avons dit que peu de chose relativement au milieu; nous savons que ce n’est pas de l’air, car le vide n’oppose pas d’obstacle au magnétisme, et nous savons que le magnétisme traverse toute la matière.
- D’après l’identité de l’énergie et de la lumière, nous savons que le milieu en question est ce qu’on appelle souvent l’éther lumineux. Or, quand on introduit un fil dans la région d’éther déformé qui entoure un aimant, on constate, comme cela était à prévoir, que les tensions réagissent sur le fil et qu’elles produisent réellement l’état de choses que nous appelons force électromotrice, d’où résultent la production d’un courant dans le fil, et, par suite, la nécessité de produire de l’énergie pour maintenir ce courant, ainsi que la plus grande difficulté que le fil éprouve à se mouvoir dans le champ magnétique qu'en dehors de ce champ.
- Une dynamo n'est autre chose qu’une machine qui fait passer des boucles de fils à travers un champ magnétique et provoque ainsi des courants électriques dans ces fils. .
- L’énergie qui apparaît sous forme de courant provient de la force nécessaire à faire mouvoir les fils; c’est la même chose que si l’on pousse une roue à aubes dans de l’eau tranquille, en maintenant l’axe de telle façon que la roue puisse tourner; la roue peut effectuer du travail, mais il faut produire celui nécessaire à pousser la roue sur l’eau ; il faut observer que l'eau ne fournit aucune espèce d’énergie dans ces conditions. De même si on fait passer un courant électrique à travers un fil situé dans un champ magnétique, ce qui provoque des torsions dans le milieu autour du fil, ce s torsions réagiront sur les tensions qui existent déjà dans le milieu et auront une tendance à pousser les fils en dehors du champ vers une région où ces tensions n’existent pas ; dans l’image hydraulique que nous venons de considérer, ceci correspondrait au cas où on tourne
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- à la main la roue qui flotte sur l’eau ; il y aura mouvement, mais il faut fournir l’énergie du dehors. Nous avons ainsi le principe du moteur électrique, qui n’est autre chose qu’une dynamo tournant en sens inverse. Ce qu’il faut considérer, en tout cas, ce ne sont pas les fils, ni les aimants, ni les électro-aimants, mais les actions et les réactions provoquées dans le milieu qui les environnent.
- Il est facile d’imaginer une dynamo sans fer. II est vrai qu’elle n’aurait qu’un faible rendement, mais on pourrait avec elle démontrer le principe mieux que lorsqu’il y a des noyaux de fer. Les méthodes pour établir des dynamos et des moteurs sont maintenant assez perfectionnées, et il est possible de recouvrer comme énergie électrique 90 0/0 de l’énergie mécanique fournie soit par une roue à eau, soit par une machine à vapeur; puis, à l'aide d’un moteur, on peut récupérer 90 0/0 de cette énergie électrique. On possède donc un moyen excellent pour transformer de l’énergie mécanique en énergie électrique et inversement. La question que je me propose de traiter ici est la suivante : Quel avantage peut-on trouver à employer cette double transformation ? En d’autres termes, dans quelles conditions aura-t-on bénéfice à employer ce procédé, qui occasionne nécessairement quelques pertes, et quelles sont les compensations? C'est ce que nous allons examiner.
- C. B.
- (A suivre.)
- BIBLIOGRAPHIE
- Die Elektrotechnik in ihrer Aivwendung ûuf das Banwesen. (L’Electrotechnique et ses applications à la construction), par MM. A. Gœrges et K, Zickler.
- Cet ouvrage forme le supplément du quatrième volume du Manuel de l’ingénieur que la maison Engelmann, de Leipzig, a publié au cours de ces dernières années.
- Ce manuel, qui constitue une encyclopédie du génie civil, comprend quatre volumes, consacrés, le premier aux terrassements, le second à la construction des ponts, le troisième aux travaux hydrauliques et le quatrième aux machines employées dans la construction.
- Le fascicule dont nous rendons comptS doit donc exposer les applications de l’électricité à la construction. 11 se compose de quatre parties, dont les trois premières sont dues à la plume de M. Gœrges, ingénieur de la maison Siemens, et dont la dernière a pour auteur M; Zickler, assistant à l’Institut électrotechnique de Vienne.
- La première partie, qui ne comprend que 22 pages, traite de la génération du courant électrique et décrit les principaux types de machines à courants continus et à courants alternatifs ; quelques pages, sont en outre consacrées aux transformateurs et aux accumulateurs. L’auteur se borne à une courte description des appareils et n’entre dans aucun détail.
- La deuxième partie, qui est consacrée à l’éclairage électrique, est plus complète, sans perdre pour cela son caractère descriptif. On y trouve un exposé rapide des principaux systèmes de distribution employés dans l’éclairage à arc ou à incandescence, ainsi que quelques renseignements sur les appareils de contrôle et de mesure employés dans les installations provisoires et définitives. Un paragraphe particulier est consacré aux installations provisoires dans les chantiers ouverts ainsi que dans les tunnels et les mines.
- Dans la troisième partie on trouve des considérations générales sur l’emploi de l’électricité comme agent de transport de la force et la description de q uelques moteurs ; la description des chemins de fer électriques du système Siemens s’y trouve également. Mentionnons aussi quelques renseignements sur l’emploi de l’électricité comme force motrice dans l’exploitation des mines.
- Enfin la quatrième partie constitue un petit manuel d’inflammation des mines par l’électricité.
- Cet ouvrage n’a aucune prétention ; il doit servir de vade mecum à l’ingénieur civil, qui y trouvera les quelques renseignements généraux dont il peut avoir besoin à un moment donné. A ce point de vue là il peut rendre des services, mais il ne faut pas y chercher un ensemble d’informations complètes sur l’emploi de l’électricité dans les travaux publics, car les renseignements précis et les données numériques indispensables y font quelquefois défaut.
- A. Palaz.
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- FAITS DIVERS
- L’exposition annuelle de la Société de physique a eu lieu avec un incontestable succès à l’hôtel de la Société d’encouragement. Elle a duré deux jours, les lundi jji mars et mardi I" avril. Le soir les salles étaient éclairées avec une remarquable régularité et une véritable profusion de lumière par MM. Sautter, Harlé et Cu. Le gaz n’était représenté que par une rampe contribuant à l’illumination de la façade.
- L’électricité jouait naturellement le principal rôle dans cette revue des nouveaux appareils créés depuis un an par les principaux constructeurs et par les physiciens parisiens.
- Nous signalerons d’abord presque toute la série des compteurs d’énergie qui ont été envoyés à la commission de la Ville de Paris pour le concours du prix de roooo francs. Nous avons remarqué ceux de MM. Aron, Aubert, Brillié, Clerc, Desjardin-Marès, Frager, Jacquemier, Meylan, Richard frères, Soulat et Thomson-Houston.
- Parmi les objets déjà décrits nous citerons la photographie d’un coup de foudre par M. Zenger, le3 courbes magnétiques du bassin de Paris par M. Moureaux, des courbes d’hystérésis qui ont été à ce qu’il paraît obtenues à l’école de physique de la Ville de Paris, à l’aide d'un moyen graphique, une très belle collection d’objets en aluminium pur et en alliages d’aluminium obtenus par les procédés d’électrolyse de M. Minet dans les ateliers de l’usine Bernard trères à Creil.
- Au nombre des nouveautés nous citerons le procédé de soudure du verre et de la porcelaine à l’aide d’un dépôt électrique, imaginé par M. Cailletet, de l’Institut. Ce procédé a été depuis employé par M. Ducretet à la fabrication d’un tube Natterer à robinet démontable.
- Parmi les appareils qui fonctionnaient nous citerons le dispositif imaginé par le commandant Renard pour séparer et recueillir les gaz provenant de l'électrolyse de l’eau, un moteur Popp qui imprimait le mouvement à une machine à coudre, une batterie d’accumulateurs immobilisés par M. Germain à l’aide de la cellulose, et faisant marcher une série de lampes à incandescence, une machine de Wimshurst d’un grand modèle donnant des étincelles d’une très grande vivacité. M. Ducretet avait de plus envoyé une machine dynamo de laboratoire donnant à volonté des courants redressés ou alternatifs. Cette dernière servait à exécuter les expériences de M. Elihu Thomson et celles de MM. de Fonvielle et Lontin avec un aimant alternatif unique. En employant les voltmètres au plomb de M. d’Arsonval et son trembleur indépendant à vibrations rapides, M. Ducretet montre les phénomènes de la répulsion et les rotations continues soit des disques de cuivre de M. Elihu Thomson, soit des disques de fer de MM. de Fonvielle et Lontin, sans avoir besoin d’employer de courants alternatifs.
- M. Hodin répétait les expériences trop oubliées, mais très curieuses de Paazlow, sur le dédoublement par l’électroaimant de la décharge oscillante d’une étincelle électrique traversant un tube vide.
- M. Mustel avait exposé un harmonium céleste à deux claviers. Les auditions avaient lieu non seulement dans la salle où l’on exécutait les partitions, mais dans une autre à l’aide du bitéléphone construit par M. Mercadier ; à côté se trouvaient des modèles de lignes télégraphiques artificielles tant aériennes que souterraines établis par MM. de Bran ville et Anizan.
- Nous avons encore remarqué le dynamomètre universel que M. Trouvé a disposé d'une façon spéciale pour les moteurs employés dans la génération des courants, sa fraiseuse à main électrique, et le nouveau modèle de son photophone, combiné avec M. Hélot; le nouveau type de la lampe Cance, la nouvelle lanterne portative de M. Radiguet, un thermomètre à transmission électrique de M. Chibout, un modèle portatif de l’électromètre de M. Lippmann, et plusieurs appareils de M. d’Arsonval, dont l’un est un nouveau régulateur de vitesse et l’autre un appareil pour déterminer l’équivalence mécanique de la chaleur.
- Nous n’avons pas aperçu d’appareils de projection de lumière électrique, mais plusieurs lanternes magiques d'un nouveau type. Une d’elle est éclairée à l’aide d’une lumière à incandescence obtenue par un curieux procédé qui, quoique bien inférieur à l’électricité, est d’un éclat supérieur au gaz. C’est une mèche de coton imprégnée de sels métalliques, qui brûle et laisse une mince carcasse d'oxyde ; ce fragile édifice est porté par le jet de gaz incandescent qu’il entoure à une température assez élevée pour donner un rayonnement plus intense que la lumière directe du gaz. Cette lampe à incandescence non électrique a été imaginée par M. Auer et exposée par M. de Ferrol.
- Le lendemain 2 avril, à 2 heures de l’après midi, les membres de la Société de physique ont exécuté l’ascension de la Tour Eiffel, afin de visiter les appareils scientifiques et les machines qui s’y trouvent, notamment les enregistreurs météorologiques du sommet et le tube manométrique de 400 atmosphères construit par M. Cailletet et dont le remplisse-ment a eu lieu avec une pompe à mercure placée dans le pilier ouest, ainsi que nous l’avons raconté.
- Le Graphie publie dans son numéro du 28 mars une magnifique gravure double représentant le naufrage de 1 ’Ulopia, ce navire chargé d’émigrants italiens qui fut coulé bas par VAnson, en cinq minutes, le 17 mars dernier, dans la baie de Gibraltar.
- Il faisait déjà nuit, et les navires de la flotte anglaise purent diriger sur VUtopia leurs fanaux électriques. La lumière ainsi obtenue aida au sauvetage des naufragés, mais elle n’empêcha pas la majeure partie des malheureux de trouver la mort dans les flots, qui en engloutirent 562 presque instantanément.
- La scène d’horreur qu’un témoin oculaire a pu croquer d’après nature dépasse tout ce que l’on a dessiné jusqu’ici de plus infernal.
- Impuissante à arracher à la catastrophe cette légion de
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- victimes et à prévenir son explosion, la lumière électrique servira au moins à empêcher que cette horrible collision ne s’efface trop facilement de la mémoire.
- UElectrical Engineer du i" avril publie un excellent article sur les divers emplois dont l’électricité est susceptible pour faire marcher de^ .machines navales auxiliaires. La nomenclature serait bien longue si l’on voulait énumérer toutes les poulies, toutes les pompes, tous les ventilateurs qu’une dynamo spéciale peut mettre en mouvement sans perte appréciable, quand même on aurait à agir au haut des mâts, ou bien à fond de cale. Ces divers usages sont des plus simples et des plus économiques lorsque l’on possède à bord un appareil à lumière.
- Il y aura à l’Exposition de Francfort le p.inorama d’un steamer du Lloyd allemand, qui ressemblera beaucoup au panorama des transatlantiques, exposé au Champ-de-Mars. La différence la plus saillante sera dans le mode d’éclairage; au lieu de l’être par la lumière du jour, il le sera à la lumière électrique. Au lieu d’être représenté à la sortie d’un port d’Allemagne, le Labn entrera dans le port de New-York, ce qui permettra de voir admirablement la statue de M. Bar-tholdi, la Liberté éclairant le monde, offerte au peuple américain par une souscription nationale française.
- M. Aug. Schneller, de Cologne, a publié dans VElektro-tecbnische Zeitschrift une étude sur la préparation industrielle de l’ozone au moyen de transformateurs, 11 a pu construire un transformateur donnant un courant de haute tension de 20000 volts et au-delà. Le rendement serait de 95 0/0, tandis qu’avec la bobine de Ruhmkorff le rendement ne dépasse guère 15 0/0. Le courant primaire employé peut avoir de 100 à iooo volts. La seule difficulté a été d’assurer la parfaite isolation des circuits.
- Le papier peut être employé comme isolant, surtout s’il a été préparé d’une façon spéciale qui lui enlève les gommes, les résines et les matières minérales telles que la silice, qui donnent au pouvoir inducteur une certaine valeur. M. Ather-ton a, dans ce but, installé une fabrication de papier pour isolation. Il emploie de préférence les fibres de manille, déjà utilisées en papeterie; il les traite à l’ébullition par une solution de^carbonate de soude et de chaux, en ayant soin de maintenir les fibres en repos par un serrage entre des plateaux dans la cuve de traitement.
- Les fibres lavées, battues, brossées sont amenées à l'état de feutrage. La pâte obtenue est transformée en papier sans addition de charge. Le papier, non encollé, est découpé en ru- |
- bans de 15 à 18 millimètres de large, une machine l’enroule ensuite en hélice sur les conducteurs.
- Le Congrès d’astronomie qui se tient actuellement à l’Observatoire a pour but de régler l’emploi de la photographie du ciel. Plus de quarante astronomes sont réurtis sous la présidence de l’amiral Mouchez, et représentent dix-huit établissements astronomiques de premier rang, où les opérations sont exécutées d’après un plan aussi uniforme que possible, afin d’être comparables.
- Dès la première séance du 3 mars, il a été question de l’emploi de la lumière électrique. On n’a pas osé la rendre obligatoire, puisque quelques-uns des observatoires représentés ne possèdent pas d’installations permettant de s’en servir, mais le Congrès a exprimé unanimement le désir de la voir servir dans toutes les occasions où le besoin d’une lumière artificielle se ferait sentir.
- Les journaux anglais nous donnent de mauvaises nouvelles de la santé de M. Tyndall, qui est atteint en ce moment d’une maladie fort grave, et dont la vie serait en danger. On ne dit pas cependant que les médecins aient perdu l’espoii de sauver la vie d’un homme qui semble encore appelé à rendre tant de services à la physique.
- L’Exposition électrique organisée à Londres par la paroisse de Saint-Pancrace à l’occasion de l’inauguration de la station d’éclairage a un grand succès. Nous apprenons sans surprise qu’elle a été prorogée à deux reprises différentes. Elle a duré jusqu’au 1" avril. On ajoute qu’elle aura exercé une influence heureuse sur la propagation de l’éclairage électrique dans ce quartier, qui est le plus riche et le plus intelligent de tout Londres.
- L'exemple de la paroisse de Saint-Pancrace ne saurait trop être signalé à l’attention de notre Conseil municipal. Est ce qu’une exposition de ce genre n’aurait point aussi une influence utile sur le développement des services de la station municipale des Halles centrales î Au nombre des applications singulières qui ont paru à l’Exposition de Saint-Pancrace, nous citerons un moteur employé à faire de la chair à saucisses.
- Les directeurs du chemin de fer électrique souterrain de Londres ne négligent aucun progrès. Ils viennent d’établir dans chaque voiture des tablettes mobiles sur lesquelles est inscrit le nom des différentes stations. Le garde tourne une manivelle chaque fois que le train Se met en marche, et le tableau indique alors le nom de la station vers laquelle on se dirige.
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- Encore un nouveau procédé de tannage avec le concours de l’électricité à ajouter à ceux dont nous avons déjà parlé. Il diffère un peu de ceux-ci, en ce que le courant, au lieu d’agir d’une façon continue sur le liquide tannant, ne passe que par intervalles, sans cependant changer de sens.
- Dans ce procédé, imaginé et utilisé par deux tanneurs de Nantes, MM. Lallouette et Toce, on emploie encore la rotation Comme dans les procédés déjà en usage. Le liquide tannant est fait d’écorce de chêne, d’essence de térébenthine et de gélatine.
- La rotation permet le fonctionnement, d’un interrupteur formé de lames successives de cuivre et d’ivoire, fixées le long de l’axe cylindrique. II y a donc dans la cuve des alternatives de passage et de non passage du courant.
- On nous signale un abus tout à fait original dans la transmission des cartes-télégrammes. Quelquefois les personnes chargées de porter ces messages à la poste se trompent, et les jettent dans la boîte aux correspondances ordinaiies. Ces cas sont assez fréquents pour qu’il se trouve dans chaque bureau un timbre humide portant ceS quatre mots : « trouvé dans la boîte ».
- L’employé qui relève les correspondances appose soigneusement cette mention sur la carte égarée, mais il ne l’achemine pas à sa destination par tube, il la dirige par les voies ordinaires!!
- La Havane possède actuellement un journal télégraphique intitulé Revue des communications, et qui, comme son titre l’indique, s’occupe de tous les moyens de rapprocher entre eux les hommes des différents pays. Le rédacteur en chef est un des principaux employés du service télégraphique, M, Miguel Villa y Barraquet.
- On sait que c'est rarement le plomb ordinaire du commerce qui sert à la confection des plaques d’accumulateurs. On a trouvé avantageux d’employer par exemple des plombs antimonieux beaucoup moins altérables.
- On signale un nouvel alliage de plomb très malléable et qui, paraît il, présenterait une inaltérabilité très grande dans les acides. On le propose pour la fabrication des plaques d’accumulateurs. Cet alliage, préparé par M. Worms, aurait la composition suivante :
- Plomb................................ 94,5
- Antimoine............................. 2,2
- Mercure............................... i,3
- Le plomb est d’abord fondu; on y ajoute l’antimoine, et on introduit le mercure au moment de le couler dans la lin-gotière. On obtient ainsi une sorte de plomb amalgamé qui peut se laminer en feuilles assez minces.
- Éclairage Électrique
- Les travaux commencés en septembre dernier à Saint-Brieuc pour distribuer la lumière et la force motrice par l’électricité sont aujourd’hui terminés. L’éclairage électrique vient d’être inauguré ces jours-ci.
- La station productrice d’électricité emprunte son énergie à une chute d’eau de 12 mètres, sur l’étang des Ponts-Neufs, d’une superficie de 16 hectares, alimènté par deux petites rivières qui sont largement suffisantes pour l’approvisionner d’eau à toute époque de l’année.
- Les turbines de la maison Singriium, du système Hercule, actionnent des dynamos Thomson-Houston.
- La chute d’eau est située à 12 kilomètres de la ville. La canalisation est aérienne; elle est supportée par 400 poteaux. Plus de 1000 lampes sont déjà installées chez les particuliers; la municipalité, liée encore pour cinq ans avec une compagnie d’éclairage au gaz, n’a pas pu doter la ville de l’éclairage électrique public. Les travaux ont été dirigés par M. l’ingénieur Bonfante, qui a déjà en Bretagne établi l’éclairage électrique dans la petite ville d’Hennebont (Morbihan).
- La Princesse Alice, le yacht du prince de Monaco, a été transformé en vue de l’installation de la lumière électrique. Une machine à vapeur verticale à un seul cylindre, tournant à grande vitesse, commande directement une dynamo de 130 volts et 100 ampères, qui alimente 100 lampes à incandescence de 16 bougies.
- En outre, une batterie d’accumulateurs est chargée du service des projecteurs et des lampes sous-marines destinées à la pêche et aux recherches scientifiques.
- Cette installation a été confiée à la Société Woodhouse et Rawson, qui se crée en Angleterre la spécialité des installations électriques à bord des navires.
- La question de l’éclairage électrique ayant été posée à Aberdeen, quelques personnes ont eu l’idée de consulter les principaux consommateurs de gaz. On envoya donc une circulaire à 149 maisons différentes qui dépensent chaque année un peu moins de 80000 francs en éclairage.
- Croirait-on que 119, dépensant près de 52000 francs, ont répondu négativement, de sorte que ce plébiscite est favorable au gaz. Il ne se trouva que 7 maisons, consommant près de 14000 francs, pour se prononcer en faveur du progrès. Mais si la municipalité promet son appui, les sept négociants d’Aberdeen pourront avoir raison contre les 142 autres.
- Télégraphie et Téléphonie
- Le gouvernement britannique a prévenu les autorités des I Sljeeland et des Orcades que ces deux archipels vont être
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- rattachés très prochainement au service télégraphique universel, Il y aura trois stations différentes, deux aux Sheeland, et une seulement aux Orcades. Le câble destiné à ce service est déjà fabriqué, et les opérations de la pose vont commencer incessamment.
- Le Post-Office d’Angleterre a publié un tarif pour l’abonnement au service téléphonique dans les localités qu’il dessert. C’est d’après la distance à la station centrale que le prix de l’abonnement a été calculé. Pour 400 mètres il est de 200 francs, pour 600 de 300 francs, et pour 1600 de 350 francs.
- L'Electrical Engtneer nous apprend, dans son numéro du 8 avril, que le succès de la ligne téléphonique Paris-Londres a déterminé l’exécution d’expériences de téléphonie sur les câbles transatlantiques. On est arrivé non point à entendre des paroles intelligibles, mais des bruits confus.
- Ce premier résultat, quoique incomplet, paraît avoir excité l’ardeur des inventeurs, et l'on parle de la perspective de la construction d’une ligne spéciale.
- C’est probablement dans l’Inde qu’existe actuellement le circuit aérien ayant la plus grande longueur sans aucun relais ni station intermédiaire. C’est la ligne télégraphique qui relie Calcutta à Bombay, deux grandes villes dont la distance est de plus de 2000 kilomètres.
- Le post-master général a publié un avis relativement à l’ouverture de la ligne téléphonique Paris-Londres. La station principale du Post Office est établie à Bath-Street, et sera ouverte nuit et jour. Il y aura à Threadneedle-Street une station ouverte de 8 heures du matin à 8 heures du soir. On établira aussitôt que possible une station permanente à Charning Cross.
- Les trois minutes réglementaires de conversation ne pourront être continuées pour une nouvelle période que quand il n’y aura personne ayant demandé la communication. Les personnes désirant être mises en communication directe avec le câble téléphonique de Paris-Londres sont priées de s’adresser directement au secrétariat du Post-Office, parce que le câble de Paris-Londres ne rentre pas dans la concession des téléphones à des compagnies particulières.
- Le Post-Office de Londres avertit en outre le public que le temps de Paris est en avance de dix minutes sur le temps de Londres.
- Le ministère des postes et télégraphes fera certainement à Paris la communication correspondante. N’est-il point à regretter que l’on n’ait pas fait disparaître une si minime différence par un accord international, et que le Congrès de Washington n’ait point abouti à l’établissement de l’heure universelle.
- Le ministre du commerce demandera à la Chambre, à la rentrée, de lui voter la part de crédits correspondant aux travaux à effectuer en 1891 pour l’installation du poste téléphonique central de la rue Gutenberg.
- On sait qu’une loi du 16 juillet 1889 a autorisé le ministre à demander à la Caisse des dépôts et consignations une avance de 10 millions pour remaniement du réseau téléphonique de Paris.
- On a déjà dépensé en 1890 une somme de 800000 francs pour commencer les travaux. Ceux-ci étant actuellement en pleine activité, on prévoit que la dépense s’élèvera en 1891 à 2700000 francs; à savoir :
- 400000 francs pour achever la construction de l’hôtel de la rue Gutenberg.
- 800000 francs pour continuer la transformation des égouts qui doivent contenir des câbles téléphoniques plus nombreux.
- 600000 francs pour fabrication des appareils à installer dans le poste central et devant s’appliquer à 6000 abonnés.
- 900000 francs, enfin, pour achats de câbles téléphoniques.
- A la sollicitation du gouvernement français, le gouvernement anglais a consenti à accorder au public la faveur de téléphoner gratis sur la ligne Paris-Londres pendant la journée du 31 mars. Mais la nouvelle de cette libéralité n’ayant pas été rendue publique en temps utile, c’est-à-dire quelques jours d’avance, le nombre des personnes qui se sont présentées pour en profiter a été excessivement restreint.
- Le bureau de la Bourse était notamment désert à quatre heures. Mais les quelques journalistes assez heureusement inspirés pour se servir du téléphone se sont retirés positivement émerveillés de la manière dont il fonctionne.
- Les recettes de la première journée du téléphone de Paris-Londres n’ont point été élevées. Il ne s’est présenté en tout, à Paris, que vingt-deux personnes pour avoir la communication.' Peut-être faut-il un certain temps pour que le haut commerce et la finance apprécient les avantages de ce système perfectionné de communication.
- Le Daily News est informé de Bruxelles que la Belgique proposera au gouvernement britannique la pose d’un câble téléphonique entre Ostende et Douvres, afin de mettre en plus étroite communication les grands centres industriels des deux pays.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory
- Imprimerie de La Lumière Électrique -» Paris 31, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d’Electricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XIII» ANNÉE (TOME XL) SAMEDI 18 AVRIL 1891 No 16
- SOMMAIRE. — Préparation du chlorate dépotasse par électrolyse ; A. Rigaut. — Les électro-aimants; A. Palaz. — Chemins de fer et tramways électriques; Gustave Richard. — L’éclairage électrique de la ville du Havre ; ,C" Amaury de Montlaur. — Chronique et revue delà presse industrielle : Note sur le calcul des dynamos, par M. Mélotte. — Accumulateur Hatch (1890). — Voltmètre Weston (1890).— Electrolyseur industriel de M. Villon. —Accumulateurs Stevenson (1890). — Récepteur pour télégraphie sous-marine Delany 0890)- — Revue des travaux récents en électricité : Propagation de l’onde électrique hertzienne dans l’air, par MM. Edouard Sarasin et Lucien de la Rive. — Sur un actinomètre électrochimique, par M. H. Rigollot. — Variétés : L’électricité considérée comme rivale de la vapeur, par M. Louis
- Bell. — Bibliographie : Leçons sur l’électricité, par M. Eric Gérard.—Traité élémentaire d’électricité, par M. J. Joubert.______
- Formules de mécanique pour la construction des lignes télégraphiques, par M. J. Brunelli. — La lumière électrique et les organes employés pour sa production (lampes, charbons, etc.), parM. A. von Urbanitzky. — Correspondance : Lettre de M. Ducretet. — Faits divers.
- PRÉPARATION DU CHLORATE DE POTASSE
- PAR ÉLECTROLYSE
- Dans un article d’ensemble sur les tentatives faites pour créer une industrie chimique en employant les méthodes électrolytiques, nous avions signalé les très sérieux essais de MM. Gall et de Montlaur sur la fabrication du chlorate de potasse par l’électrolyse de la solution de chlorure de potassium!1).
- Aujourd’hui, nous croyons utile de revenir sur cette fabrication ; elle n’est plus dans la période d’essai, elle a complètement réussi, et il est nécessaire de lui faire une place à part dans ce journal, car elles sont encore assez rares les applications de l’industrie chimique qui aient été couronnées de succès.
- Si quelques savants et industriels comme MM. Muspratt, Lunge, etc. ont eu foi dans l’avenir des procédés électrolytiques, beaucoup d’autres doutaient encore de leur réussite; or, cette fabrication électro-chimique du chlorate de potasse a démontré désormais la possibilité d’emprunter l’énergie électrique pour efféctuer des préparations industrielles.
- t1) La Lumière Electrique, 1890, t. XXXVI, p. 419.
- Actuellement, et cela depuis le 26 juin 1890, la fabrication du chlorate par électrolyse se fait à l’usine de la société « l’Électro-Chimie», à Vallor-bes, en Suisse, tout près de la frontière française.
- La production journalière dépasse une tonne en chlorate raffiné; elle sera augmentée encore d’ici peu; depuis l’étc dernier, on a fabriqué 150 tonnes. Cette production est considérable pour une usine électrolytique; elle représente une énergie électrique énorme correspondant à un travail mécanique qu’il a fallu produire à bon marché par l’emploi des forces hydrauliques.
- D’après M. Lunge, qui a étudié la fabrication à l’usine d’essai de Villers-sur-Hermes (Oise), un cheval-vapeur, en vingt-quatre heures, peut pratiquement produire un kilogramme de chlorate de potasse. Il faut donc par jour une force de 1 000 chevaux.
- Cette force est empruntée aux chutes de l’Orbe, qui ont plus de 70 mètres; leur puissance, calculée sur les derniers jaugeages faits cet hiver, peut être estimée à 2300 chevaux.
- Les turbines, du système Jacob Riether et au nombre de 10, peuvent produire actuellement . 1500 chevaux.
- 11 reste pour l’avenir une force disponible de plus de 1 000 chevaux, qui permettra l'extension de l’usine.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Les dynamos sont sont des dynamos Thury de 105000 watts.
- Le principe de la transformation du chlorure de potassium en chlorate repose, comme on sait, sur l’action du chlore et de la potasse engendrés dans l’électrolyse de la solution de chlorure.
- C’est vraisemblablement la seule réaction chimique du chlore sur la potasse, dans des conditions convenables, qui donne naissance au chlorate de potasse. Ces conditions sont une assez forte concentration de la solution de chlorure rendue alcaline par l’électrolyse et une température tiède de 450 à 550.
- En solution étendue et à basse température, on n’aurait que de l’hypochlorite, tandis que dans les conditions ci-dessus, si l’on admet , la formation initiale d’hypochlorite, celui-ci se décompose complètement, par la chaleur, en chlorate et en chlorure.
- Le chlorate de potasse formé, peu soluble dans la liqueur, se précipite à l’état cristallin ; on peut l’extraire, le pêcher avec des cuillers, comme on fait pour le sel commun dans l’opération du salinage.
- Ainsi extrait,[il suffit de laver les cristaux, de les essorer, puis de les faire recristailiser pour avoir du chlorate de potasse pur exempt de chlorure.
- La purification se fait, du reste, à l’usine de Vallorbes, absolument de la même manière que dans les usines où l’on fabrique le chlorate par les méthodes chimiques.
- En somme, l’électricité ne semble entrer en jeu que pour décomposer le chlorure de potassium ; ce n'est que par une série de réactions secondaires que le chlorate est produit, et, grâce à son peu de solubilité, il peut être enlevé à l’état solide au fur et à mesure de sa formation, échappant ainsi à l’électrolyse et à l’action de l'hydrogène.
- Mais si les principes du procédé sont simples en théorie, la pratique présente toute une série de difficultés d’ordre électrique et d’ordre chimique. En laissant de côté la question des dynamos, d’une construction particulière, la disposition des cuves, des diaphragmes, des électrodes a dû être étudiée de façon à permettre le traitement rapide dans les électrolyseurs d’un volume de liquide qui n’est pas inférieur à 50 mètres cubes par jour.
- Les cuves sont au nombre de 270, dont une partie est en service pendant que l’autre est en réparation et nettoyage.
- Les cuves sont de forme rectangulaire.
- Un diaphragme poreux sépare les électrodes alternativement positives et négatives. Si on diaphragme les cuves, c’est pour éviter l’action réductrice de l’hydrogène sur le chlorate qui entre en solution dans la liqueur. Pour amener la potasse formée à la cathode au contact du chloré qui se dégage sur l’anode, on établit une circulation continue dans les cuves par l’intermédiaire de monte-jus et d’une canalisation spéciale.
- Les cathodes sont en fer et en forme de plaques. Les anodes sont faites de feuilles de platine mince (un dixième de millimètre), supportées dans des châssis en fer protégé par du caoutchouc.
- Jusqu’ici on n’a jamais observé d’usure des lames ; après plusieurs mois de service, leur poids n’a pas varié. MM. Gall et de Montlaur ont bien cherché à remplacer le platine, mais sans réussir; ils ont essayé, entre autres, l’argent platiné par placage, qui s’est altéré rapidement dans le bain.
- Toutes les cuves sont isolées du sol de l’atelier par des godets de porcelaine à l’huile. Pour permettre aux ouvriers de toucher aux cuves, de remettre en état les électrodes pendant la marche, le sol de l'atelier est lui-même isolé ; il est constitué par un plancher reposant sur des godets de porcelaine comme les cuves.
- La solution de chlorure de potassium à 25 0/0 est distribuée dans toute la série des cuves.
- Le chauffage des cuves est obtenu par le courant lui-même.
- L’hydrogène dégagé au pôle négatif représente un volume considérable, près de 100 mètres cubes par tonne de chlorate obtenu; les nombreuses bulles qui viennent crever à la surface entraînent dans l’atmosphère, par les cheminées d’appel, une certaine quantité de la solution de chlorure de potassium, si bien que les toits des ateliers ne tardent pas à se couvrir d’une couche blanchâtre, qui, s’il ne vient pas de pluie, peut acquérir une certaine épaisseur et donner au toit de l’usine l’aspect de ceux des moulins à plâtre ou à farine.
- Cette perte en chlorure n’a pu jusqu’ici être évitée; elle n’a du reste que peu d’importance, eu égard au prix très bas auquel les mines de Stass-furt livrent aujourd’hui le chlorure de potassium même absolument pur. Mais pour éviter l’encrassement des machines par cette poussière saline, susceptible d’attaquer les métaux, il a été nécessaire d’éloigner les machines des ateliers d’élec-
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- trolyse. On les a mises à 200 ou 300 mètres de ces ateliers.
- Au fur et à mesure de l’action du courant, le chlorate précipité est extrait à la cuiller; la solution appauvrie en chlorure vient se charger d’une nouvelle quantité de sel, de sorte que, au moins théoriquement, c’est toujours la même eau qui sert de véhicule à l’électrolyte et aux produits de sa décomposition.
- 11 était à craindre que l’emploi continu de cette même eau permît à toutes les impuretés provenant du chlorure de potassium ou de l’action des vases de se concentrer dans la solution, de troubler à un moment donné la réaction ou de donner un produit impur.
- Or, la pureté du chlorure est telle qu’on peut marcher plusieurs semaines sans avoir à changer le liquide. La vidange des cuves est cependant nécessaire de temps en temps pour se débarrasser des poussières introduites mécaniquement dans les liquides et permettre surtout la remise en état des électrodes et des contacts, car les solutions laissent grimper les sels, qui salissent tout au bout d'un certain temps, quand ils ne rongent pas les matières, métaux ou vernis des électrodes et des canalisations.
- Ce n’a pas été un des moindres inconvénients que l’arrangement des électrodes, qui doivent entrer par le fond des cuves, et qui sont fixées au moyen de raccords d’une matière inaltérable dans l’électrolyte.
- Cela est d’autant plus important que la fabrication peut être absolument arrêtée et donner un rendement nul en chlorate, si certains oxydes métalliques, comme ceux de cuivre ou de nickel par exemple, sont introduits accidentellement dans la liqueur.
- Malgré l’emploi de vernis, il a fallu proscrire certains métaux de la construction des électroly-seurs pour éviter l’introduction possible d’oxydes par l’attaque du métal dans la solution.
- On sait en effet que la solution d’hypochlorite se décompose complètement, à froid même, en présence des traces d’oxyde de cobalt. C’est par un phénomène analogue que l’hypochlorite qui se forme d’abord dans la liqueur éiectrolysée est complètement décomposé en chlorure et oxygène au contact de l’oxyde de cuivre ou de quelques autres oxydes métalliques.
- L’hypochlorite détruit, le chlorate qui résultait de son dédoublement ne peut plus se produire; la
- fabrication est dès lors impossible et la cause en est due à la présence d’une petite quantité d'oxyde dans la solution.
- Aujourd’hui toutes les difficultés sont écartées et la fabrication est régulière. On a suivi pour l’installation de l’usine de Vallorbes tout ce que l’expérience avait indiqué à l’usine d’essai de Villers, dans laquelle on avait déjà pu fabriquer une certaine quantité de chlorate, qui a été exposé en 1889 au Champ-de-Mars.
- C’est ainsi qu’en ne changeant rien aux dispositions reconnues bonnes à Villers, on a pu, dès le premier jour, à l’usine de Vallorbes, produire
- Fig. 1. — Fabrique électrolytique de chlorate de potasse de Vallorbes.
- B bâtiment des turbines et des dynamos; TT' tunnel d’arrivée des eaux; R réservoir; CC conduite d’eau sous pression; LL lignes électriques; Bi salle d’électrolyse; B2 salle de cristallisation; B3 raffinage; B4‘séchage et broyage.
- quotidiennement, par un travail régulier, une quantité considérable de produit.
- Nous donnons ici(fig. 1) la disposition générale de l’usine de Vallorbes. La prise d’eau est faite à 70 mètres au-dessus des turbines. Un tunnel TT amène les eaux dans le réservoir R. L’usine électrique est au bas de la montagne. L’usine chimique est à 100 mètres plus haut. Ces conditions sont particulièrement avantageuses; les différences de niveau permettent la manipulation facile d’énormes quantités de liquides. Un funiculaire remonte le chlorate cristallisé en Bgrdans'la salle de raffinage en B3. Le plan et la légende expliquent suffisamment l’installation générale.
- Au point de vue industriel, la fabrication élec-| trolytique du chlorate présente des avantages im-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- portants; le prix de revient, avec la force motrice hydraulique, est tel que, même avec une production annuelle d’environ 400 tonnes, elle a pu soutenir la lutte avec la fabrication chimique, qui n’est d’ailleurs économique et possible que dans les grandes usines, au nombre de quatre ou cinq en Eufope, qui en produisent annuellement 8000 tonnes environ, sur lesquelles 5 000 tonnes sont produites par la Chemical Union, syndicat des fabricants anglais.
- On voit par ces chiffres que la production de Vallorbes n’est que 5 0/0 de la production totale.
- La fabrication par électrolyse est praticable loin des grands centres manufacturiers; elle n’exige qu’une matière première, le chlorure de potassium, facilement transportable; elle ne laisse pas de résidu à traiter.
- 11 n’en est pas de même de la fabrication chimique du chlorate, dans laquelle il faut successivement transformer le sel ordinaire en acide chlorhydrique, l’acide chlorhydrique en chlore, le chlore en chlorure de chaux, le chlorure de chaux en chlorate, en ayant besoin de matières premières — le sel, l'acide sulfurique, le bioxyde de manganèse, la chaux, le chlorure de potassium— et ensuite le souci du traitement des produits intermédiaires.
- Cette fabrication chimique exige de la chaleur; elle n’est possible qu’avec la houille à bon ’rfiar-ché, tandis que les fabrications électrolytiques comme celles du chlorate, empruntant leur énergie à du travail mécanique économique avec l’emploi des forces naturelles, sont possibles dans des pays dépourvus de charbon, comme la Suisse, mais riches en chutes d’eau pratiquement utilisables.
- A. Rigaut.
- LES ELECTRO-AIMANTS (*)
- détermination de l'enroulement le plus favorable.
- On peut assez facilement déterminer les valeurs qu’il faut donner à la longueur a et à l’épaisseur b de l’enroulement pour obtenir la surface de refroidissement la plus considérable, qui per-
- mette par conséquent d’utiliser la plus grande densité de courant.
- En conservant les mêmes notations que précédemment, la surface de refroidissement composée de la surface latérale et des deux joues de l’élec-tro-aimant est donnée par la formule
- ou
- S = K (d1 + a b) a + £ [(<*' + 2 b)* — <*'*],
- S = icd'a-{-2nab + 2Kba-l-2itd' b.
- D’autre part les dimensions a et b doivent satisfaire à la relation t >
- A’
- }j /Vv\
- OU
- ab = c,
- en désignant par c la quantité 4-^. —.
- 7C A
- Chercher les valeurs les plus favorables de a et de b revient à déterminer les valeurs de a et de b qui rendent S maximum, ces valeurs a et b devant satisfaire en outre à la relation
- ab = c.
- Le problème est donc réduit à chercher le maximum de la fonction
- f b) = l!td'a-\-2'Kab-{-2'K b*-{-2icdl b avec la condition
- g (a, b) = ab — c = o.
- Les valeurs de a et de b qui remplissent les conditions'du maximum sont les solutions du système d’équations
- df dg____dg df___
- /ih A/i* Ah ~~
- Or
- da db da’ db g (a, b) = 0
- df ,,
- * d' + 2 n b,
- df
- ^ — 2 k a + 4 n b | 2 i- d', dg
- da * db
- Les équations de condition sont donc
- (n d' + 2 71 b) a — b (2 n a + 4 n b + 2 it d') = o, ab — c = o,
- (f) La Lumière Electrique, l. XL, p. 69.
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- ou
- n cF a — 2 n d'b — 41: b* = o, ab — c = o.
- De la seconde, on tire
- •-Ï-.
- laquelle valeur substituée dans la première donne
- it d'a3 — 2 it d’c b — 4 7t c3 = o,
- OU
- a3 — 2 c a
- 4 c3
- Or, les racines de l’équation du y degré
- x3 + }px+2q = o
- sont données par la formule de Cardan
- * = V— q + \jq3 + p3 + V— q — 'Jqï + P3' On a donc
- P = -
- 2 c*
- *-~sr
- a—\.l2c! . 2C /27ca+8c<î;* . «Ac* 2c /z-jct+ücd"3
- v 'dr +—T— V iy~u’\—j—
- ou
- a = v/2c8 1 2C ihet(i 1
- V d' 3 d'V 3 \ 27 r /
- Or, dans les électro-aimants usuels autres que
- 8d'2
- ceux des dynamos, la fraction est petite et
- dépasse à peine 0,02 ou 0,01. On peut donc la négliger par rapport à I, et on obtient alors
- « = v7— + ûf! + *7—
- V df + 3 rf' + V d'
- 6 c* 3 rf' ’
- -m-
- Connaissant on calcule b à l’aide de la formule
- *-</?•
- 3 /c3 rf
- V 4f!
- ou, en remarquant que
- 4 f\ A
- it A ’
- à l’aide la suivante
- “ - « - -'«Z \/P
- - ^
- ‘Ad'.
- 0,6828
- V'—
- A </'
- On aurait pu résoudre le problème en exprimant a et b à l’aide d’une nouvelle variable X déterminée par la relation
- x =
- Le rapport X est alors donné par la formule approximative
- . 3/16 c 3//sa
- 1 ~ V d'3 ~ 4 Vit d'3 A’
- ou, en représentant par s' la section du noyau de fer, y compris le canon de la bobine,
- 3 / 2 f3 A ~ 2 V s' A ’
- Exemple. — Quelles sont les dimensions les plus favorables de l’enroulement d’un électroaimant dont le noyau a 3 centimètres de diamètre et dont le fil a un coefficient / égal à 1,43? Le nombre d’ampères-tours exigé est de 8000 et la densité du courant est de 150 ampères par cm2.
- On a donc
- A = 8 000,
- P = 2, -A = 150, d' = 3-
- Par conséquent
- 3 /1,4 3.64000000
- Cl = 2,145. 143. V „------y
- ’ ^ ^ V 4- 22.500
- fl = 3,067. V1 363 =34,0 cm.;
- * = 0,6828 =0,6828 Vjw,
- = 4,7 cm.
- Le volume du cuivre est
- 7ta X ab. (b 4- cl') — —
- V =
- V =
- 4/2
- (22)a 34-4,7- (4,7 49 ‘ 4-2
- V = 1531,8 cm3.
- 122. 17.4,7. i,i
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- LA LUMIERE ÉLECTRIQUE
- L'énergie dépensée en chaleur est de
- W = a V. A2 watts,
- ou, puisque
- a =s i,8.io—6 ohms par cm3,
- de
- W = 1,8.1531,8. 22500.10-8 watts, W = 72,0 watts.
- Nous avons trouvé, par contre, pour le rapport X de la longueur à l’épaisseur de l’enroulement la valeur
- 3 h f* A
- * = 2 Vtt’
- ou
- ). = 2,52
- (f* A
- s' A ‘
- La surface refroidissante est égale à
- S = u (d' + 2 b) a + 2 ir (&2 + d' b),
- S = n (d1 a + 2 d'b -r 2 ab 2 £2),
- S = — (3.34 + 6.4,7 + 2.34.4,7 + 2.22,09),
- 7
- S = — (102 + 28,2 + 366,6 + 44,2),
- 7
- s = y. 541 = 1700 cm2.
- .Cette surface correspond donc à 24 cm2 par watt.
- Il est intéressant de rapprocher ces résultats des conclusions auxquelles est arrivé M. du Moncel, qui donne dans ses mémoires sur la question et dans son exposé des applications de l’électricité les régies suivantes :
- « Dans l’hypothèse d’un état magnétique voisin de celui qui correspond au point de saturation, l’hélice magnétisante doit avoir une épaisseur égale au diamètre des noyaux magnétiques,.... la longueur de chacune des branches de l’électro-aimant lui-même doit être égale à six fois son diamètre....
- « Dans l’hypothèse d’un état magnétique inférieur à celui qui correspond au point de saturation, l’hélice magnétisante doit avoir une épaisseur plus grande que le diamètre du noyau magnétique. »
- En d’autres termes, on a les relations suivantes : b => d' et
- a = 2.6 {d' + 2 b), a = 36 d';
- par conséquent
- La longueur de l’enroulement doit donc être égale à 36 fois son épaisseur; cela conduit à des électro-aimants très longs, et par conséquent à des circuits magnétiques très résistants, ce qui est contraire aux conclusions des articles précédents.
- Ors'A représente l’intensité d’un courant traversant le noyau de la bobine avec la même den-
- A
- sité que dans l’enroulement, et — représente le
- S'A
- rapport des ampères-tours à ce courant fictif.
- Le rapport de la longueur à l’épaisseur de l’en-
- 2
- roulement est donc égal à 2,52fois la racine cubique du rapport entre les ampères-tours de l’excitation et l’intensité d’un courant fictif circulant dans le noyau avec la même densité que le courant excitateur.
- Pour les fils recouverts de soie, la valeur de f2 est voisine de 2, dont la racine cubique est 1,26. On aurait alors
- Dans le cas précédent, où A = 8000, d' = 3, A = 150, s' = 7,0686,
- l =
- 8 000 1 060
- = 3,2 3V7>5 = 6,1,
- au lieu de X = 36, donné par la règle de du Moncel.
- Les formules précédentes ont été établies en partant de la seule condition d’obtenir une surface refroidissante maxima pour une excitation et une densité de courant données.
- On pourrait aussi établir des formules analogues aux précédentes donnant des relations entre les autres éléments de l’enroulement. 11 serait par exemple facile de calculer la densité limite A à donner au courant afin que la surface de refroidissement fût précisément égale à p fois le nombre de watts dépensé dans l’enroulement, etc.
- Mais à côté du facteur température qui détermine l’enroulement, il faut considérer un autre élément qui joue le rôle capital dans l’établissement. du courant et dans l’action immédiate de l’électro-aimant; cet élément, c’est la self-induction.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITE
- t07
- Durée d’action de l’électro -aimant.
- L'excitation A == ni dépend des facteurs n et i. Le nombre de tours n est constant pour un électro-aimant donné. Quant à l’intensité du courant i, sa valeur peut varier entre 0 et l’intensité maxima compatible avec réchauffement de l’enroulement. A une valeur donnée de i correspond une valeur déterminée de l’excitation A, et par conséquent de l’attraction sur l’armature.
- Mais l’intensité du courant i n’atteint pas instantanément sa valeur donnée par la loi d’Ohm. On sait que cette valeur maxima est donnée par la formule
- Plus cette constante est considérable plus la pé-riode variable du circuit est courte.
- On sait que & = 1000 environ; par conséquent
- R
- e-7 = 0,001. Le terme e— est donc plus petit que 0,001 si l’exposant t est plus grand que 7,
- en d’autres termes si t est plus grand que 7
- c’est-à-dire si t> 7 t. Ainsi le courant a atteint sa valeur constante à 0,001 près au bout d'un temps égal à sept fois la constante de temps de l’électro-aimant.
- Par exemple, pour un électro-aimant de 1 ohm de résistance et de 0,01 quadrant d'induction propre, on a
- E étant la force électromotrice du circuit dans lequel est placé l’électro-aimant, R la résistance totale du circuit.
- En effet, outre sa résistancè, l’électro-aimant possède un autre facteur qui influe sur l’établissement du courant; ce facteur, c’est son induction propre, qui produit une action retardatrice sur l’intensité du courant.
- On sait que l’intensité du courant dans un circuit dont le coefficient d’induction propre est L à un moment t est donnée par la formule
- *•" R V~e L }’
- t étant compté à partir du moment où le circuit est fermé, et e étant la base des logarithmes naturels, soit
- 0 = 2,7183.
- Théoriquement le courant n'atteint son intensité normale donnée par la loi d’Ohm qu’après un
- temps infiniment grand. Mais le rapport -j- est en
- général très grand, en sorte que l’exposant de e a une valeur considérable même après un temps
- très court, et le terme e~ diminue très rapidement quand t augmente.
- Le rapport ^ s’appelle la constante de temps du
- circuit; les dimensions sontcelles d’un temps; on le désigne généralement par le symbole t.
- La constante de temps d'un électro-aimant caractérise la phase d’établissement du courant.
- _ L. ___ io?
- T — R — io»
- io-s
- et
- t = 0,07 seconde.
- Le tableau suivant donne la valeur du terme
- e + -j-jf et de l'intensité du courant it pour un électro-aimant de 1 ohm de résistance et de jo quadrants d’induction propre, placé dans le circuit d’une pile de 10 volts. Dans ce cas particulier la constante de temps ? = 10 et le courant est constant à 0,001 au bout de soixante-dix secondes seulement.
- t + 5* e l i t
- 0 1 0
- I 1,105 0,950
- 2 1,221 1,8m
- 5 1,649 3,936
- 10 2,718 6,343
- 20 7,3«9 8,646
- 30 20,08 9,501
- 60 , 4°3,4 9,975
- 120 162800,0 9,999
- 50 00 10
- Dans cet exemple le courant n’a atteint que 9,5 0/0 de sa ^valeur maxima au bout d'une seconde. Si l’enroulement est de 500 tours, par exemple, l’excitation n’aura atteint également que le 9,5 0/0 de sa valeur maxima, soit 475 ampères-tours sur 5000. Au bout de trente secondes l’intensité du courant a atteint les 9,5 o/o de la valeur
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- io8
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- maxima et l’excitation est égale à 4750 ampères-tours environ.
- Pour un enroulement donné correspondant à un nombre de tours ne.t à une résistance R déterminés, le coefficient d’induction propre L est d’autant plus grand que le flux de force est plus considérable. Le coefficient d’indüction propre est défini comme le flux de force produit dans l’électro-àimant par un courant d’intensité égal à 1. On a en effet
- <I> = L »,
- et pour i — 1,
- <i> = L.
- Or le flux de force pour une excitation donnée est d’autant plus grand que la résistance magnétique de l’électro-aimant est plus faible; il en est de même pour le coefficient de self-induction, et la durée d’établissement du courant dans l’électro-aimant est aussi d’autant plus considérable que le circuit magnétique est moins résistant.
- On se trouve donc en présence de deux conditions inconciliables. Pour obtenir l’attraction maxima, il faut avoir un circuit magnétique à résistance minima. Mais pour obtenir l’action la plus rapide, il faut que la résistance magnétique du circuit ne soit pas inférieure à une certaine limite.
- Dans la pratique, ces deux conditions sont rarement exigées simultanément. Dans les électro-aimants qui doivent exercer une forte attraction la rapidité du mouvement de l’armature n’est jamais très grande, par suite de l’inertie considérable qui résulte de la masse importante de cet organe. Dans ceux qui doivent agir très rapidement, comme par exemple les électro-aimants excités par des courants alternatifs, l’attraction est généralement beaucoup plus faible. La constante de temps de l’électro-aimant doit être petite, pour que la durée d’établissement du courant soit très faible; cependant, la plupart du temps, l’inertie de l’armature exerce un effet retardateur aussi considérable que celui du courant.
- Le retard d’action dû à la faible résistance magnétique de l’électro-aimant a été constaté il y a longtemps déjà par M. Preece, à une époque où les connaissances sur le coefficient d’induction propre n’étaient pas assez avancées pour donner
- l’explication réelle du phénomène. Dans son travail « On Shunt », publié dans le Journal oj the Society of Telegraph Engineers, M. Preece avait étudié l’extra-courant d’un électro-aimant télégraphique et constaté que cet extra-courant était d’autant plus considérable que le circuit magnétique était plus parfait. 11 en résultait, puisque l’extra-courant augmente la durée de la période variable du courant, que cette durée était d'autant plus grande que la résistance du circuit magnétique était plus faible.
- Les valeurs suivantes obtenues par M. Vaschy montrent l’augmentation de l’induction propre par la diminution de la résistance magnétique du circuit. Ces valeurs sont relatives aux bobines d’un appareil Morse.
- ' ' . L ,
- Bobines séparées sans leur noyau de fer
- doux............................... 0,233 et 0,265 quad.
- Bobines séparées avec leur noyau de fer
- doux................................. 1,65 1,71
- Bobines avec leur noyaux reliés par les
- culasses, enroulements en série.... 6,37
- Bobines avec l’armature au contact.... 10,68
- Ce qui précède donne l’explication de l’opinion générale qui veut que les électro-aimants destinés à des actions rapides aient un noyau très court. Cette manière de voir est surtout générale en Amérique, où les noyaux des électro-aimants sont beaucoup plus courts qu’en Europe.
- Les effets de l’hystérésis sont aussi d’autant plus considérables que la résistance magnétique du circuit est plus faible. Le magnétisme résiduel peut être considérable avec un circuit magnétique fermé, tandis qu’il n’a qu’une valeur très faible si le circuit comprend une ou plusieurs couches d’air.
- Un électro-aimant composé d’un court noyau et d’un grand entrefer se désaimante beaucoup plus rapidement que s’il était formé par un long noyau et un mince entrefer. Ces phénomènes viennent encore à l’appui de l’opinion qui précède.
- Il n’y a d’ailleurs pas d’autre nécessité d’employer un long noyau que celle de pouvoir y loger le fil nécessaire pour l’excitation exigée par l’attraction qui doit être obtenue. Si l’on prend un noyau court, il faudra naturellement augmenter l’épaisseur de l’enroulement pour obtenir le nombre d’ampères-tours exigé. Mais cette épaisseur dépend des conditions d’échauffement de l’électro-
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- aimant, cet échauffement devant correspondre à une surface de refroidissement suffisante.
- D’autre part, plus l’épaisseur de l’enroulement devient considérable, plus la longueur moyenne d'une spire augmente et plus la résistance de l’électro-aimant augmente. Les spires extérieures ont en effet une longueur plus considérable que celles qui sont enroulées directement sur le noyau. Les électro-aimants courts chauffent donc davantage que les électro-aimants longs, pour autant qu’on ne considère que l’effet Joule. D’autre part, nous avons vu que la perte par hystérésis était d’autant plus grande que le circuit magnétique était plus parfait. Il faut donc s’en tenir à un juste milieu.
- Les électro-aimants à action rapide doivent avoir une constante de temps aussi faible que possible. Ce résultat ne peut être atteint qu’en augmentant R tout en diminuant L.
- Mais, abstraction faite du circuit magnétique, le coefficient de self-induction est sensiblement proportionnel au carré du nombre de tours de fil et R à la première puissance de ce nombre, en supposant naturellement que le diamètre du fil de l’enroulement est connu. On ne peut donc pas faire varier l’un de ces facteurs sans faire varier l’autre.
- D’autre part, la résistance R est déterminée par les conditions du circuit extérieur, c’est-à-dire de la ligne. Quant à L, qui dépend de n, sa valeur est ainsi limitée par l’excitation ni = A, qui doit avoir une valeur déterminée. Les valeurs de L et de R dépendent donc du choix intelligent du constructeur qui les adaptera aux conditions auxquelles l’appareil doit satisfaire.
- La valeur considérable du rapport pour
- certains électro-aimants a donné naissance à l’opinion généralement répandue que l’aimantation et la désaimantation du fer de l’électro-aimant exigent un certain temps. Cette durée de l’aimantation et de la désaimantation provient uniquement de la durée considérable d’établissement du courant.
- Le seul retard d’aimantation est le phénomène appelé hystérésis par Ewing, mais ce retard est insensible, comparé à ceux dont il s’agitici.
- On a voulu aussi expliquer ce phénomène en disant que l’aimantation rapide du fer produit des courants induits dans sa masse qui en retardent l'aimantation.
- Cette explication est exacte, mais elle n’est pas suffisante, car si on forme le noyau d’un faisceau de fils ou de lames, les courants induits dans la masse sont annulés et néanmoins la durée de l’aimantation est augmentée ; cette augmentation provient uniquement de l’augmentation du coefficient L produit par la division du noyau de fer doux.
- La valeur de la constante de temps donne aussi l’explication de phénomènes qu’on a expliqués plus ou moins incomplètement jusqu’à maintenant.
- Il s’agit en particulier du groupement des bobines d’un appareil télégraphique. Faut-il les grouper en série ou en quantité pour obtenir l’action la plus rapide ou l’action la plus intense?
- Désignons par R la résistance d’une bobine. Si les bobines sont groupées en série, le coefficient de self-induction est rendu quatre fois plus grand que celui d’une bobine seule, puisque le nombre de tours de fil a été doublé et que le coefficient de self-induction est sensiblement proportionnel au carré du nombre de tours de fil. La constante de
- temps est donc égale à
- Si l’on groupe les deux bobines en quantité, la
- résistance du circuit devient — et son coefficient
- 2
- de self-induction également (1). La constante
- de temps est donc égale à
- L
- T<
- , soit quatre fois plus
- faible que dans le cas précédent.
- La période d’établissement du courant est donc plus courte que lorsque les bobines sont groupées en série ; le courant atteint donc plus rapidement une intensité déterminée. Mais lorsque la période d’établissementest terminée, l’intensité du courant dans les bobines groupées en quantité n’a plus que la moitié de la valeur du courant dans les bobines groupées en série ; l’excitation est donc diminuée de moitié, puisque le nombre de tours est le même dans les deux cas.
- La conclusion des remarques qui précèdent est donc qu’il faut adopter le groupement en quantité si l’électro-aimant doit exercer une action rapide et le groupement en série si.la rapidité de l’action n’a pas d’influence.
- Le tableau suivant renferme les constantes R L
- (!) La Lumière Electrique, t. XXV, p. 251 et 471.
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- et t de quelques appareils télégraphiques et téléphoniques déterminées par MM. Vaschy et de la Touanne.
- Nom de l’appareil Résistance en ohms Coefficient de self- Induction en quadrants Constante de , temps on millièmes de seconde
- Électro - aimant, d’appareil Morse, palette sur butoir de repos, enroulement en série... 500 6,37 '2,7
- Bobine d’appareil Morse5 avec noyau 250 ',94 7,7
- Electro-aimant d’appareil Morse, armature au contact., 500 13,7 27,4
- Électro-aimant d’appareil Hughes, palette , au contact 1 245 11,72 9,4
- Relais Baudot simple, armature en place.... 93 0,349 1,8
- Annonciateur Sieur .... 179 0,915 5,'
- Annonciateur Sieur ayant au repos l’armature au contact 494 2,5 5,1
- Téléphone d’Arsonval... 219 0,15. ' 0,7
- — Siemens 227 0,17 0,8
- — Ader 5° 0,21 4,2
- On voit que pour les appareils télégraphiques Morse, la constante de temps est supérieure en moyenne à dix millièmes de seconde ; dans ces appareils, le courant n'a atteint son intensité de régime à 0,001 près qu’au bout de 0,07 seconde environ. Si l’on avait calculé les éléments de l’électro-aimant en partant de l’intensité de régime du courant, l’appareil ne commencerait à fonctionner qu’au bout d’un dixième de seconde au moins.
- 11 convient donc, quand on calcule la force électromotrice nécessaire au fonctionnement d’un électro-aimant, de tenir compte de ce retard et de partir d’une intensité égale, par exemple, à la moitié seulement du courant maximum.
- C’eèt pourquoi, à moins qu’il ne s’agisse de l’action du courant constant, on ne peut pas appliquer ici la règle bien connue en vertu de laquelle la résistance du circuit extérieur où circule le courant d’une pile doit être égale à la résis-
- tance de la pile elle-même pour obtenir l’effet maximum
- Il en est de même des règles déduites par du Moncel de calculs basés sur la formule d’aimantation de Muller. On sait qu’une de ses règles consiste à donner à la résistance du circuit extérieur une valeur telle que son rapport à la résistance de l’é-lectro-aimant soit égal au rapport de l’épaisseur de l’enroulement au diamètre total de la bobine.
- Toutes ces règles n’ont aucune valeur réelle..
- Les résistances de la batterie et de l’électro-ai-mant doivent correspondre aux conditions du circuit extérieur c’est-à-dire de la ligne.
- Les formules qui ont été données précédemment ont montré l’importance du facteur f qui caractérise la couche isolante du fil employé dans l’enroulement. En diminuant ce facteur f, le volume utile de l’enroulement est quelque peu diminué ; la résistance de l’électro-aimant subit donc une diminution, ainsi que la perte par l’effet Joule.
- Le seul avantage d’une diminution du coefficient f revient donc à diminuer quelque peu la longueur du fil de cuivre enroulé sur l’électro-ai-mant, mais, à*nombre détours égal, il n’en résulte nullement une augmentation de la puissance de l’appareil, comme plusieurs auteurs l’indiquent cependant.
- D’après M. du Moncel, c’est Carlierqui a substitué le premier un fil uni au fil recouvert de soie employé habituellement, et cet enroulement a donné d’assez bons résultats pour être adapté à cette époque à plusieurs appareils de l’administration télégraphique française.
- L’explication de ce fait, qui peut paraître paradoxal au premier abord, est la suivante :
- Pàr suite des dérivations entre les diverses spires de fil, la résistance de l’enroulement se trouvait diminuée et correspondait alors beaucoup mieux aux conditions du circuit dans lequel l’électro-aimant se trouvait placé. L’intensité du courant en était augmentée et l’excitation également, malgré les dérivations qui tendaient à la diminuer.
- Il serait trop long de discuter toutes les recherches qui ont été effectuées dans le but de déterminer les meilleurs éléments de construction des électro-aimants en vue des diverses applications auxquelles on peut les soumettre. Ces recherches sont très nombreuses et les résultats sont souvent contradictoires et paradoxaux, à première vue du
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- in
- moins. Cependant, en examinant attentivement ces résultats et les conditions dans lesquelles ils ont été obtenus, on reconnaît qu'ils sont tous facilement explicables à l'aide des principes que nous avons longuement développés dans ces articles. L’élément qui joue dans ces phénomènes le rôle principal est, comme nous l’avons vu, la résistance du circuit magnétique de l'èlectro-aimant. Cet élément détermine tous les autres. Plus il est faible, plus l’action de l’électro-aimant est intense, mais moins elle est rapide.
- Nous devons mentionner également les études effectuées en vue de donner à l’armature d’un électro-aimant les dimensions et la forme les plus avantageuses pour obtenir un résultat déterminé. M. du Moncel en particulier a effectué des expériences dans ce but. Ces éléments de l’armature peuvent être déterminés facilement en partant des considérations exposées précédemment et en ayant constamment en vue le principe d’après lequel le circuit magnétique tend à parcourir le chemin le plus court et que l’action de l’électro-aimant sur l’armature est toujours dirigée en vue de satisfaire à ce principe.
- Nous terminerons ici notre étude sur les électro-aimants, bien qu’elle soit encore fort incomplète. 11 nous resterait en particulier à décrire et à étudier les organes électromagnétiques si nombreux et si variés employés dans les appareils industriels ou scientifiques. Leur étude et leur classification offre un grand intérêt ; il est par exemple intéressant de voir combien de fois un organe est inventé et réinventé avant de satisfaire à une exigence déterminée du constructeur. Mais ce serait un travail considérable. D’ailleurs, le traité des applications de l’électricité de du Moncel offre dans cette direction des ressources considérables, bien que depuis la date de sa publication ün grand nombre de. mécanismes électromagnétiques aient été imaginés. Les lampes à arc, par exemple, en offrent des spécimens intéressants. Nous préférons, avant de traiter les mécanismes électromagnétiques, attendre d’avoir rassemblé assez de documents pour en pouvoir faire une étude systématique complète.
- A. Palaz.
- CHEMINS DE FER ET TRAMWAYS
- ÉLECTRIQUES (’).
- Le principe du train différentiel à cordes récemment proposé par Edison pour la commande des tramways électriques est facile à saisir d’après la figure i. Ce train consiste essentiellement en deux roues à gorges A et B, folles autour d'un axe sur lequel est calé un levier en T, ab, qui porte aux extrémités de son bras b deux poulies folles de même diamètre E et F. Tant que les roues A et B tournent à la même vitesse et en sens con-
- Fig. i à 4. — Transmission funiculaire Edison.
- traire, l’arbre C n’est pas entraîné, mais si l’une d’elles, A par exemple, .tourne plus vite que l’autre B, l’arbre C sera entraîné dans le sens de la rotation de A avec une vitesse proportionnelle à la différence des vitesses des roues A et B.
- Dans la disposition représentée par la figure 2, les roues A et B tournent dans le même sens, mais le sens du mouvement de la corde G est renversé de A en B par les galets de renvoi E' F', fous aux extrémités du bras b' du levier a' b', en prolongement diamétral du levier ab. Si A tourne plus vite que B, l’arbre C tourne avec une vitesse A, B, mais cette fois dans le sens de B, et réciproquement. Si les roues A et B tournaient de vitesses égales et contraires, elles entraîneraient l’arbre C avec leur propre vitesse.
- (i) La Lumière Electrique des 4 et 11 avril 1891, t. XL p. 24 et 63.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- On peut enfin, comme l’indique la figure 3, augmenter la puissance du train en multipliant l’adhérence de ses cordes, par exemple par l’addition des roues intermédiaires H et 1.
- La figure 1 représente l’application du train (fig. 2) à un tramway électrique. Les roues A et B sont folles sur l’essieu et reliées par les manchons c et d aux poulies M et N, commandées par les poulies P et Q de l’axe de la dynamo. Les poulies N et Q sont de diamètres invariables; les poulies M et P, du système Combes, sont, au contraire, constituées chacune par deux parties coniques que l’on peut à volonté rapprocher ou écarter au
- moyen du levier R, de manière à faire varier leurs diamètres en sens inverse.
- Ce train épycicloïdal présente sur les engrenages l’avantage d’une grande flexibilité et d’une marche tout à fait silencieuse.
- M. Westinghouse préfère à ces transmissions l’emploi d’une dynamo à marche suffisamment lente pour pouvoir attaquer les essieux par un simple pignon. Les figures 5 et 6 représentent assez clairement les principales particularités de la dynamo cylindrique récemment proposée par la Compagnie Westinghouse pour ses locomoteurs. Cette dynamo à quatre pôles marche à 400
- Fig. 5. — Locomoteur Westinghouse. Elévation.
- tours par minute au plus. Ses engrenages, complètement à l’abri de la poussière, tournent dans un bain d’huile. Le rendement électrique de ce moteur peut atteindre 95 0/0 ; sa construction est simple et robuste, ainsi que son montage sur le châssis du locomoteur.
- Nous avons déjà entretenu nos lecteurs des travaux de M. Weems à la recherche d’un locomoteur électrique pouvant marcher deux ou trois fois plus vite que les express les plus rapides^). M. Crosby vient de décrire à Y American Institute of Electri-cal Engineers un certain nombre d’expériences très intéressantes exécutées sur un chemin circulaire de 3 kilomètres de tour pour le compte de Y Electro-Automatic Railroad C°, de Baltimore, propriétaire des brevets Weems.
- Le locomoteur, très simple, reposait sur trois (*)
- (*) La\bumière Electrique, 12 avril et 5 juillet 1890, p. 65 et 17.
- essieux, à roues de 710 millimètres ; il se composait d’une caisse en acier de 4,80 m. de long sur 760 millimètres de large et 610 millimètres de haut, suspendue sur ces essieux sans jeu latéral. Ce locomoteur devait peser trois tonnes, avec un moteur Sprague de 20 chevaux sur chaque essieu, faisant 1 000 tours et marchant à 500 volts. Ces 1 000 tours correspondent à une vitesse invraisemblable de 400 kilomètres à l’heure.
- Un premier essai tout à fait décourageant fit que l’on eut recours aux lumières de M. Crosby, ingénieur de la Compagnie Sprague. On commença par enlever le moteur de l’essieu médian, dont toute l’énergie se dispersait en un patinage perpétuel, car la voie très faible laissait presque toute la charge porter sur les essieux extrêmes. Le poids du locomoteur fut ainsi réduit à 2,4 tonnes. L’enroulement des moteurs fut aussi changé de parallèle en série.
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- n3
- L’armature de chacune des dynamos se composait de ioo sections de deux tours en fii n° 12 B. W. G. (2,8 mm.) et les inducteurs 120 tours de fil n# 4 (6,10 mm.). Le courant arrivait du rail supérieur par des balais en cuivre appliqués par des ressorts, et revenait par les roues et les rails avec une très faible résistance, 0,25 ohm, au travers du locomoteur.
- La génératrice était une dynamo Edison de 70 chevaux, mue par une machine Bail de 90 chevaux.
- On abaissa d’abord la tension à 400 volts par l’interposition d'une résistance de 12 ohms; quant à l’intensité, on la faisait varier deoà 150 ampères au moyen d’un rhéostat liquide excessivement simple, constitué par une couche d’eau salée au fond d’un tonneau pourvu d’une plaque de fer de 200 millimètres environ de côté, et dans laquelle on faisait plus ou moins plonger un conducteur terminé par une plaque de même dimension.
- Des observateurs placés en cinq ou six points
- Fig. 6.— Locomoteur Westinghouse. Détail du montage de la dynamo.
- de la circonférence de la voie notaient les heures du passage du locomoteur; on relevait à la station — située à 60 mètres à l’intérieur du cercle — et en deux points de la voie, l’intensité et la tension du courant.
- Le locomoteur démarrait en général avec une intensité de 20 à 40 ampères. On ne pouvait guère maintenir longtemps sans danger pour les armatures une intensité de plus de 90 ampères — 45 pour chaque dynamo— que l'on atteignait presque toujours au bout de 700 à 800 mètres. A la vitesse de 120 à 160 kilomètres, la tension était, en général, de 450 volts, avec les plaques du rhéostat au contact.
- La marche du locomoteur n’a jamais été interrompue ni limitée que par la faiblesse de la voie. 11 y eut trois déraillements aux vitesses de 70, 130 et 190 kilomètres à l’heure, et les deux premiers à l’intérieur du cercle.
- La surélévation du rai! extérieur, ou le dévers de la voie, était de 100 millimètres. On s'apercevait facilement à la station de l’imminence d’un déraillement par l’agitation violente de l’ampèremètre, due aux ruptures du circuit occasionnées par les trépidations du locomoteur. Cette agitation augmentait avec le temps, à chaque tour de voie, et avec la vitesse, et indiquait nettement la nécessité d’arrêter l’expérience. — On ne dépassa
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- la lumière électrique
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- pas 22 minutes, après quoi il fallait toujours réparer quelques points de la voie.
- Si la voie n'avait pas été aussi faible, le locomoteur aurait pu, d’après M. Crosby, maintenir facilement pendant plusieurs heures une vitesse de 190 kilomètres; aussi longtemps, en fait, que l’aurait permis son graissage.
- Le locomoteur atteignait au premier tour, en 3 kilomètres 200, des vitesses de 50 à 110 kil., suivant l’allure du rhéostat, avec une accélération irrégulière en raison des déclivités de la voie.
- Les résultats de résistance à la traction ou à la
- propulsion donnés par ces expériences sont assez incertains et peu comparables avec ceux des chemins de fer ordinaire, en raison du mauvais état et de la faible largueur de la voie : 685 millimètres. En outre, d'accord en cela avec d'autres expériences de M. Crosby (*), l’accroissement de la résistance de l’air avec la vitesse suivent, aux vitesses exceptionnelles de ce locomoteur, des lois en contradiction formelle avec les formules ordinaire ment admises.
- Les principaux résultats de ces expériences sont d’ailleurs résumés au tableau ci-dessous :
- Résistances
- Traction Atmosphère Accé- Frottements, Totale Par
- Vitesses en chevaux totale par m-k. lération etc. par ms M tonne k.
- Avant plat .... 60 15 13,6 34 4,5 50 68,10 29
- — 67 >5,5 16,3 40 O 46 62,3 26
- Avant conique 67 16 10,9 30 O 54 64,9 27
- Il 2 41 17,2 43 '9 64 100,2 39
- Avant en coin .... 160 44 21,8 53 53 75 3'
- Ces résultats ne sont, comme le reconnaît tant, ce qui mènerait pour la puissance de trac-
- M. Crosby, que des approximations.
- ,La plus grande vitesse que l’on ait atteinte, avec déraillement, a été d’environ 190 kilomètres. Ce déraillement démolit la voie sur une longueur d’environ 500 mètres, lança le locomoteur à une dizaine de mètres, et mit fin aux expériences.
- à 240 kil. à 1 go kil.
- Locomoteur seul........... 360 chev. 288 chev.
- — avec 1 wagon chargé. 460 — 369 —
- — — 2 — 560 — 446 —
- — — 3 — 660 — S 28 —
- Encouragé par ces essais, M. Crosby proposa à la Compagnie d’en exécuter de nouveaux sur une voie normale de 6 kilomètres de tour, et avec un locomoteur capable de transporter des voyageurs.
- Nous allons exposer sommairement les principales particularités de ce projet.
- Les données principales admises sont les suivantes :
- Vitesse en palier, 240 kilomètres.
- Section du locomoteur 1,80 m. x 1,50 m.
- Largeur de la voie, 1,50 m.
- La force électromotrice sera la plus élevée possible. On compte, à 200 kilomètres, sur une résistance du vent de 70 kil. par m2, et sur une résistance supplémentaire à la traction de 12 kil. par tonne ; de sorte qu’il faudrait environ po chevaux par tonne remorquée et 65 chevaux par mètre carré de section pour vaincre la pression du vent.
- Un locomoteur de 600 chevaux pèserait environ 18 tonnes, il remorquerait des wagons en acier pesant 5 tonnes à vide et pouvant en charger au-
- Le locomoteur serait (fig. 7) à deux essieux écartés de 2,70 m., pourvus chacun d’une dynamo directe du type Manchester (fig. 8 à io) reliée au circuit moteur en parallèle à 1500 volts, ou en série à 3 000 volts, avec une intensité de 130 à 150 ampères et développant 250 à 300 chevaux. L'armature, du type Gramme, aurait 580 millimètres de diamètre intérieur et 760 de diamètre extérieur, avec une section considérable pour éviter son échauffement, et serait néanmoins rafraîchie par une ventilation énergique.
- La perte par hystérésis, à 1200 tours, 11e dépasserait pas 2 000 watts, et celle par réchauffement (R I2), pour R = 0,26 ohm, 1= 135 ampères,serait de 5000 watts à la température de 750, soit une perte totale de 8 000 watts. La section nette des inducteurs serait de 700 centimètres carrés.
- Les enroulements des inducteurs des deux dynamos seraient disposés en série l’un avec l’autre, mais en dérivation avec les deux armatures.
- (l) Engineering, 31 mai et 13 juin 1890.
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- Le commutateur aura 580 mm. de diamètre, M. Crosby préférant avoir à compter avec les quelques difficultés mécaniques résultant d’une grande vitesse au frottement des balais plutôt qu’avec les étincelles, presque inévitables sur les petits collecteurs. Les lames de ces collecteurs pourront, en outre, être facilement remplacées sans toucher à l’essieu.
- Le démarrage s’opérerait avec une intensité de 300 à 400 ampères. On entretiendrait facilement avec 40 ampères une vitesse de 50 kilomètres, à laquelle la force contre-électromotrice des deux dynamos du locomoteur serait de 640 volts. La force électromotrice de la ligne étant de 3 000 volts, il
- ---------------------------1
- Fig. 7. — Locomoteur Weems-Crosby. P, portes d’entrée.
- faudraitintercaler dans le circuit des armatures une
- ... , 3000 — 640 ,
- résistance de — ---= 59 ohms pour main-
- tenir la marche aux faibles vitesses de 50 kilomètres.
- 11 fallut, pour arrêter ce train de 40 tonnes à 240 kilomètres, prévoir des freins d’une puissance exceptionnelle. Ce sont des freins électromagnétiques à adhérence directe (fig. 10) pouvant exercer sur chaque roue une pression de 2500 kilog. environ, soit un frottement de 30000 kilog. (/— o, 1 ) sur les douze roues du train, ce qui, joint à une résistance de 1 000 kilog. environ, opposée par les dynamos et absorbée par un rhéostat, permettrait d’arrêter en 2300 mètres environ, et en 100 secondes à peu près, un train lancé à 240 kilomètres.
- L’écartement des essieux fut, après examen, réduit à 2,10 m. et l’avant du locomoteur pourvu d’un essieu porteur ne servant guère que de guide et soulageant de deux tonnes les essieux moteurs, dont la charge totale est ainsi ramenée à 7 tonnes 500 par essieu.
- Enfin, le courant, au lieu de revenir par la
- terre, fera retour par un câble spécial, nécessaire pour éviter tout danger avec les hautes tensions.
- Nous arrivons maintenant à la partie décisive, mais aussi la plus hypothétique, du projet de M. Crosby : celle où il examine le côté financier de la question.
- Avec une tension de 3000 volts, des stations écartées de 80 kilomètres, une perte de 33 0/0 de cette tension par la ligne, et un train par chaque 40 kilomètres, le prix d’établissement d’une ligne de 1 600 kilomètres reviendrait, le cuivre coûtant
- Fig. 8. — Locomoteur Weems-Crosby. Coupe longitudinale.
- 1 fr. 50 le kilog., à 198000 fr. par kilomètre, dont
- Pour les conducteuis tout posés......... 2! ooo fr.
- Pour les stations et leur machinerie.... 9 000
- Pour la double voie, ses dépôts......... 165 000
- Pour 50 trains de 3 voitures et locomoteurs. 3 000
- 198 000 fr.
- Pour évaluer les dépenses d’exploitation, M. Crosby suppose un service de 40 trains :20 montant et 20 descendant à la vitesse de 200 kilomètres, c’est-à-dire faisant le trajet en huit h eu res avec une dépense de 64 000 chevaux-heure, correspondant à un travail de traction de 800 chevaux.
- Évaluant, d’après certains résultats d’exploitation des lignes américaines, à 4 centimes 1/2 le coût du cheval-heure (*), cela fait pour la force motrice seulement 290 fr. par voyage. Prenant comme personnel 2 hommes par train en marche et un homme de réserve à 15 fr. par trajet de huit heures, cela fait 45 fr. par voyage. L’intérêt à 5 0/0 l’an des 198000 francs donne par voyage
- 1600 kil.X 198000 — = 1130 fr. environ.
- J 365 X 40 J .
- C1) La Lumière Electrique, 12 juillet 1890, p. 69.
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- L’entretien de la voie, évalué à 300 fr. par an et par kilomètre, donne, par voyage, 340 fr. Ajoutons la même somme pour les trais administratifs et généraux divers, plus 30 fr. pour l’usure du train, le graissage, etc, on arrive, en chiffres ronds, au total général de 1980 fr. environ par
- Fig. 10. — Locomoteur Weems. Montage des freins électriques F.
- voyage, ou à 1 fr. 25 par train-kilomètre de ce parcours.
- Quant aux recettes, supposons que chaque train emporte 7500 kilog. de marchandises à 33 fr. la tonne et 20 voyageurs à 100 fr. ; on aura une re-
- Fig. 11. — Locomoteur Weems-Crosby. Dynamo, vue de face.
- celte totale de 2500 francs environ, soit un boni de 300 francs approximatif par voyage, ou de 20000 francs par jour, avec un trafic équivalent à celui desx express qui circulent actuellement sur les 1 600 kilomètres séparant New-York de Chicago.
- Il va sans dire que toutes ces évaluations sont, en réalité, purement hypothétiques, sans parler
- des questions de sécurité à la vitesse de 250 kilomètres, qui sont loin d’avoir été tranchées par l’expérience de Baltimore. Aussi, n’avons-nous guère analysé l’important mémoiredeM. Crosbyque pour montrer combien ces questions, qui nous paraissent encore du domaine de l’imagination pure, se présentent aux Etats-Unis sous l’aspect de projets parfaitement réalisables dans un avenir très prochain. M. Crosby reconnaît d’ailleurs tout le premier que rien de définitif ne pourra
- Fig. 9. — Locomoteur Weems-Crosby. Coupe transversale par l’axe d’une dynamo, h, réservoir d’huile.
- sortir que d’expériences nombreuses et malheureusement très coûteuses : il évalue lui-même à. près de 1 500000 fr. ce que coûterait l’expérience dont nous venons d’esquisser le projet, avec un locomoteur de 600 chevaux, sur une voie circulaire de 6 kilomètres. Or, même aux États-Unis, l’on ne trouve pas facilement tant de dollars pour une aussi téméraire aventure.
- Nous souhaitons vivement à MM. Weems et Crosby de les trouver, car leur expérience nouvelle serait, heureuse ou non, du plus haut intérêt.
- La lutte entre la locomotive à vapeur et le loco-
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- ;•- --
- moteur électrique semble d’autre part devoir s’ouvrir bientôt sur un terrain plus pratique et dans des conditions mieux étudiées, à New-York même. Comme Paris et comme Londres, New-York souffre, mais bien moins que Paris, d’une pénurie de moyens de communication qui augmente tous les jours. L’Elevated et les nombreux tramways qui parcourent la ville ne suffisent plus. 11 faut établir de nouvelles voies qui ,dans l'état, ne peuvent être que souterraines, et la Rapid Transit Commission instituée à cet effet a déjà reçu de nombreux projets de métropolitain. La plupart de ces projets supposent l’établissement d’une voie souterraine quadruple desservie par des locomoteurs électriques.
- Tels sont notamment les projets présentés par M. Reno et par M. Sprague, qui fait, comme le savent nos lecteurs, autorité en matière de chemins de fer électriques. Le projet de ce dernier ingénieur, qui comporte quatre tunnels profonds et indépendants, rappelle, mais très en grand, le chemin de fer du South-London (*), dont le succès est des plus encourageants pour l’électricité. Sur ce terrain parfaitement choisi, il est possible, probable même, que le locomoteur électrique l’emportera sous tous les rapports.
- On projette, d’autre part, en ce moment à Londres, comme nous l’avons dit (z), une nouvelle ligne électrique de 9600 mètres de long, allant de Saint-Swilhins’ Lane à Islington. La ligne comportera deux tunnels de 3,30 m. de diamètre, creusés dans l’argile de Londres à une profondeur moyenne de 15 mètres, atteignant jusqu’à 21 mètres en certains points. Ces tunnels, entièrement séparés, seront creusés, comme ceux du South-London, par la méthode spéciale Beach greathead, qui consiste essentiellement dans l’emploi d’une sorte de bouclier poussé contre le front du tunnel par des presses hydrauliques très puissantes.
- L’emploi de cette méthode a permis au South London d’avancer avec une vitesse moyenne de 4,50 m. par jour; on a même atteint,dans un terrain exceptionnement favorable,-jusqu’à 9 mètres par jour. La dépense d’établissement est évaluée à 6600000 francs par kilomètre, tandis que le mé-
- Ç1) La Lumière Electrique, 22 novembre, 6 décembre 1890, p. 361, 454.
- (*) La Lumière Electrique, t. XXXVIII, p. 363.
- tropolitain de Londres a coûté, dans les parties analogues de son parcours, plus de 15 millions par kilomètre.
- II y aura une station à peu près tous les 800 mètres, et les trains se succéderont toutes les trois minutes avec une vitesse de 40 kilomètres. Les locomoteurs recevront leur courant d’une station génératrice unique, établie à Shepherd’s-Bush, et qui fournira en même temps la pression hydraulique nécessaire à la manœuvre des ascenseurs des stations.
- Le bill d'autorisation nécessaire pour l’établissement de cette ligne est actuellement soumis à l’étude d’une commission spéciale et n’a guère rencontré d’opposition que de la part des compagnies de gaz, naturellement hostiles à toutes les applications de l’électricité.
- Le projet proposé par M. J.-W. Adams pour le métropolitain de Chicago est, au contraire, un chemin.de fer aérien, du type à rail unique ou monorail. La ligne constituerait un ring de 30 kilomètres de tour, sans cesse parcouru par 140 voitures électriques marchant à 30 kilomètres à l’heure, et supporté par un seul cours de colonnes espacées de 12 mètres et hautes de 5,20 m. Chaque locomoteur, du poids de 20 tonnes, est porté par deux roues motrices de 1,40 m. de diamètre, engrenant chacune, directement et sur ses côtés, avec les pignons de deux dynamos disposées symétriquement de part et d’autre de l’axe du locomoteur et d’une puissance moyenne de 50 chevaux, pouvant aller jusqu’à 75 chevaux. Ces dynamos feront, pour une vitesse de 40 kilomètres, 1400 tours par minuté. Le poids du cuivre des conducteurs est évalué à 30000 kilogrammes par kilomètre.
- La station centrale motrice comprendrait 20 dynamos de 500 chevaux, mues par 5 machines à triple expansion de 2500 chevaux; les frais d’exploitation sont évalués, pour un travail moyen de 8000 chevaux, à2425 francs par jourde 18 heures, se décomposant comme il suit :
- Francs
- Charbon à 1,30 kilog. par cheval-heure................ 2 160
- 3 mécaniciens à 15 francs............................... 45
- 3 — à 20 francs.............................. 6»
- 4 chauffeurs à 10 francs............................. 40
- 2 électriciens à 20 francs................................. 40
- 2 aides électriciens à 15 francs................7..... 30
- Huile, etc................................................. 50
- Total................................ 2425
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- ii!8 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Lechemin de M. Adams pourrait transporter environ 280000 voyageurs par jour (* *).
- ‘ ‘ ' Gustave Richard.
- •.ï >/.!
- ‘ X1) Tramways et chemins de fer électriques décrits dans nies précédents articles :
- ... Adams, 31 octobre 1885, p. 195. Akester, 27 avril 1889, 167. Allen, 27 avril 1889, 163. Allsop, 29 octobre 1888, 166. Ayrton et Parry, 23 février 1884, 342. Baldwin, 22 novembre 1890, 418. Baxter, 22 avril 1890, 18. Bentley-Knight, 31 oct. 1885, 197;' 7 novembre 1885, 257; 27 avril 1889, 165. Beesbrock Newry, 4 mai 1889, 207. Boynton, 12 décembre 1890, 510. Brill, 22 novembre 1890, 457. City of London, 22 novembre,
- 6 décembre 1890, 361, 434. Crompton, 27 octobre 1888, 163. CÎrosby, 5 avril, 12 juillet 1890, 13, 69. Chamberlain, 22 novembre 1890, 459. Currie, 22 novembre 1890, 413. Daft,
- 21 juin 1884, 445, 447; 31 juillet, 51 octobre 1885, 214, 197; 12 juin 1886, 483. DaJIos, 12 avril 1890, 58. Danchell, 27 septembre 1884, 497; 16 mai 1885, 330. Davenport, 12 juin 1886, 483. Dewey, 12 décembre 1890, 308. Dickinson, 5 juillet 1890, 14, Dolbear, 7 septembre 1889, 468; 12 décembre 1890, 513. Dummer, 22 novembre 1890, 415. Edison, 21-28 juin 1884, 443, 447, 494; 27 avril 1889, 163; 22 novembre 1890, 414. Elec-trical Engineering C’, 12 décembre 1890, 51. Ellieson, 31 octobre 1885, 196. Elwell et Starley, 5 avril 1890, 17; Ferranti, 27 avril, 7 septembre 1889, 165, 168, 467. Foote, 22 novembre 1890, 416. Haie, vz juillet 1890, 73. Holt, 5 juillet, 22 novembre 1890, 13, 461. Hopkinson, 24 juin 1884,495; 27 avril
- 1889, 167; 6 décembre 1890, 435. Hoydt, 22 novembre 1890, 458.' Immisch, 12 avril, 22 novembre 1890, 64, 418. Irish, 27 octobre 1888, 161. Jenkin, 5 mai 1883, 23; 16 mai, 13 juin,
- 7 novembre 1885, 526, 507, 263. Julien, 13 février 1886, 305. Kincaid, 7 septembre 1889, 467. Lartigue, 27 septembre 1804, 499. Libbey, 3 juillet 1890, 19. Lineff et Bailay, 27 octobre
- 1888, 165; 17 avril 1890, 61, [62. Lowry, 29 novembre 1890, 413. Lynch, 22 novembre 1890, 462. Mac Grew, Mac Currie, 5 juillet 1890, 10. Mac Laughlin, 31 juillet 1885, 213, 215. Main-Manville, 5 juillet, 22 novembre 1890, 8, 13. Manier, 5 avril (890, 15. Meynadier, 12 décembre 1890, 509. Mower,
- 22 novembre 1890, 416. Munro, 22 novembre 1890, 411). Odell,
- 5 juillet 1890, 9. Page, 12 juin 1886, 483; 22 novembre 1890, 367. Paget, 27 avril 1889, 168. Peacock et Lange, 22 novembre 1890, 455. Peckham, 5 avril 1890, 15. Pillsbury, 22 novembre 1890, 415. Portrush, 5 mai 1883, 23. Raworth, 5 juillet 1890, 16. Reece et Mac Kibbin, 12 avril 1890, 61. Rezkenzaum, 21 [juin 18S6, 446. Ries, 27 octobre 18S8, 164. Roberts, 12 avril 1890, 57. Robinson, 365. Salisbury, 5 avril
- 1890, 16. Sandron, 7 septembre 1889, 467. Sandwell, 27 avril
- 1889, '69- Short et Nasmyth, 5 mars 1887, 464. Siemens, 27 octobre 1888, 162. Smith, 12 juin 1884, 491; 31 octobre, 31 juillet 1885, 197, 209; 27 avril 1889, 161; 12 avril 1890, 59, 63. Sprague, 31 juillet 1885, 205; 5 avril 1890, 11, 15; 12 juillet 1890, 79. Stephenson, 22 novembre 1890, 366. Swarf, 12 décembre 1890, 510. Trail, 24 Juin 1884, 493. Tripp, 5 avril, 22 noveTnbre 1890, 17, 457. Trott, 5 juillet 1890, 9. Unicyele C*, 12 décembre 1890, 513. United Electric traction C°, 22 novembre 1890, 456. -Van Depoele, 7 septembre 1889, 467, la avril i8po, 58. Vaughan, 7 septembre 1889, 465. Volk,
- 5 mars 1887, 463. Ward, 21 juin 1884, 446. Weems, 12 avril,
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- DE LA VILLE DU HAVRE (')
- Avant d'arriver aux grands commutateurs qui permettent de mettre un ou plusieurs circuits sur l’une ou l’autre machine, on trouve les branchements qui, se rendant aux interrupteurs placés en haut du tableau, permettent de mettre le service d'éclairage de l’usine et celui du séchage des transformateurs sur l’une ou l’autre machine. Ce
- Fig. 8. — Grands commutateurs, coupe transversale.
- service a aussi ses coupe-circuits placés à droite et à gauche, au-dessous de ceux des voltmètres primaires (voir le tableau de distribution, p. 56).
- Sur la corniche du tableau se trouve un groupe de trois interrupteurs commutateurs système Ferranti qui permettent de mettre isolément ou ensemble trois circuits sur l’une ou l’autre machine.
- 5 juillet 1890, 66, 17. Wenstrom, 22 novembre 1890, 417, Westinghouse, 27 avril 1889, 164. Williams, 5 mars 1887, 465; 12 avril 189®, 66. Wheeler, 3 juillet 1190, 8. Wheless et Wheatley, 12 avril 1890, 60. Wynne, 27 octobre 1818, 159; 27 avril 1889, 163, 170.
- (*) La Lumière Electrique du 11 avril, p. 51.
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- Schéma.— Dans le schéma de connexions (fig.9), on n’a figuré qu’un pôle pour chaque machine et chaque circuit, afin de simplifier la figure.
- Quant aux petits interrupteurs bipolaires C,
- C„ C3 (fig. 3, p. 56) dont nous avons parlé, ce modèle se compose d’une plaque d’ébonite séparée en deux par une cloison en ébonite qu’on voit au milieu et qui isole les deux pôles; une lame d’ébonite traversant les parois de cette cloison est fixée sur les deux manettes et permet de les manoeuvrer simultanément sans ouvrir la boîte. Entre
- Hg. 8 lis. — Grands commutateurs. Elévation latérale.
- les deux plots reliés aux câbles, un plot intermédiaire soutient la manette pendant son déplacement.
- C’est le modèle employé avec chaque transformateur dans les maisons.
- Enfin, comme contrôle permanent de la marche des machines et dynamos, nous avons encore un ampèremètre enregistreur construit par Richard frères.
- 11 se compose d’un cadre rectangulaire en cuivre massif de façon à éviter la self-induction, cadre qui se meut autour d’un axe horizontal passant par son centre dans un solénoïde à section rectangulaire et axe verlical qui est traversé par une dérivation du courant.
- L’axe porte d’un côté une aiguille qui se meut
- en face d’un cylindre enregistreur à axe vertical sur lequel s’appuie le style qui le termine. Le prolongement de cette aiguille forme un levier dont l’extrémité est articulée avec un piston plongeant dans un petit cylindre de verre rempli de glycérine qui amortit les oscillations.
- L-mvif jv:' i
- Fig. 9. — Schéma, connexion des ligr.es.
- Enfin, dans le plan vertical passant par l’aiguille, une tige filetée porte un contre-poids.
- Le diagramme (fig. 11) montre le résultat obtenu. Nous en avons choisi un exemple correspondant à un incident de marche. La fluctuation
- que l’on voit sur la courbe sous forme d’un trait vertical au moment du maximum provient de la rupture d’une des plaquettes d’emprise des cames de tiroir qui a nécessité un changement de machine, mais le trait est beaucoup plus grand que n’a été la variation, à cause de l’élan imprimé à la bobine mobile de l’ampèremètre par une oscillation brusque.
- Diagramme de marche. — On voit combien dé pareilles indications sont précieuses pour le con-*
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- trôle du service et combien elles complètent pour le service des machines celles données par le manomètre enregistreur de la pression de vapeur dont j'ai parlé plus haut.
- Dans le bas du tableau (fig. 3), on voit les régula * teurs R de champ magnétique des excitatrices, et, au milieu, deux voltmètres Cardew v,v branchés l’un sur le service de l’usine, l’autre sur celui des
- midi
- midi
- Fig. 11. — Diagramme de marche donné par l’ampèremètre enregistreur.
- transformateurs, services assurés par deux trans- I Entre les régulateurs d'excitatrices on voit les formateurs placés sur le sol, derrière le tableau. | manettes des leviers des deux interrupteurs ac-
- Fig. 12. — Détails du collecteur.
- tuellement en service; lorsqu’on veut couper un circuit on met la poignée au milieu de la rainure et l’on introduit au-dessous une cale mobile pour l’empêcher de tomber seul.
- Enfin, sur le mur, derrière le tableau, une série
- d’interrupteurs constituent le tableau d’éclairage de l’usine, et des canalisations allant au bureau d’essai où se fait l’étalonnage des compteurs, ainsi qu’à la salle de réglage des lampes à arc.
- Bureau d’essais. — Cette pièce comprend une
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- installation Deprez-d’Arsonval pour les mesures d’isolement des lignes. On se sert d'une batterie donnant 70 volts.
- L’installation de l’étalonnage des compteurs comprend un tableau de lampes, un voltmètre Cardew et une série d’ampèremètres Evershed de graduation appropriée aux différents types de compteurs.
- Nous reviendrons au sujet des câbles et des compteurs sur ces opérations. Le petit atelier contigu contient un tour et différents outils.
- Des magasins de câbles, lampes, coupe-circuits, etc., occupent le reste du rez-de-chaussée de l’usine.
- On voit aussi en M' M" M'" (fig. (, p. 52) les magasins à huile et pièces de rechange; en F et A la forge et l’atelier de réparations.
- Un appentis léger qui n’est pas représenté sur le plan de l’usihe, adossé contre le pan de fer qui termine la salle des machines, abrite les réserves de câbles.
- Je crois intéressant de signaler tous ces détails, qu’on ne prévoit jamais assez dans l’installation d’une usine complète et qui sont très difficiles à aménager après coup.
- CANALISATION
- Avant de décrire les câbles, examinons leur point de départ. Je crois nécessaire d’entrer dans quelques détails sur le collecteur, représenté par la figure 12.
- M est un manchon en bronze destiné à éviter les projections d’huile. Celle-ci, recueillie par ce manchon, s’écoule dans l’auge N en fonte, d’où elle tombe par le tube V dans la partie inférieure du bâti.
- On voit en i les isolateurs en porcelaine, au nombre de six, qui enveloppent et fixent les prises de courant. Sur ces isolateurs sont fixées les deux fourches F dont l’une réunit trois prises au manchon P en bronze formant l’un des pôles ; l’autre à l’arbre A formant l’autre pôle.
- P porte deux bagues B, dont une seule est représentée ; on voit en R les ressorts qui les maintiennent contre l’arbre. Ces bagues communiquant avec le câble T ; A est réuni de même au câble T'.
- E est une rondelle d’ébonite jnlercalée entre les pôles, enfilée sur l’arbre A pour éviter la formation d’arcs entre les deux pôles par le moyen des poussières métalliques qui peuvent se détacher.
- Le tout est compris dans le cylindre en glace C, muni de fonds en glace maintenus par les cercles T et des entretoises en bronze.
- Il peut se retirer en le faisant coulisser horizon talement dans les rainures r pratiquées sur l’arête du support en fonte.
- Câbles. — Les câbles employés sont de cinq
- Cuivre c/a/né
- 3 Couches caoutchouc
- Z Rubans àaoutckoutés*
- Mate/as de Jute enduit
- Armature de plomb
- Matelas de date enduit
- Armature de fils de fer de 4
- Fig. 13.
- sections : 112 mm2., 56 mm2., 28 mm2., 14 mm2, et 7 mm2.
- Ces câbles sont composés de : une âme en fils de cuivre étamés, une couche caouchouc pur et deux couches caoutchouc vulcanisé ; deux rubans caoutchoutés, un matelas de jute enduit et une armature de fils de fer de4 mm. d’épaisseur recouverte d’une tresse de jute bitumé. —
- On pose directement en terre ces câbles, que leur armature protège très suffisamment des chocs; d’ailleurs, il faut bien le dire, tout autre système était impossible à employer au Havre.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- En effet, dans bien des parties de la ville, le sol est plus bas que le niveau des hautes mers, et dans presque toute la ville les caves doivent être étanches et même munies de pompes. Enfin, dans tout le quartier Saint-François on ne peut même pas en établir. Si l’on ajoute que ce sol très mouvant a des tassements perpétuels, on voit que toute conduite en ciment, poterie ou autre matière ne peut nullement être jointive et que le câble serait alternativement dans l’eau et dans
- l’air, ce qui constituerait une condition déplorable pour sa durée.
- D’ailleurs à l’origine la municipalité avait imposé des regards nombreux analogues à ceux des canalisations parisiennes; mais en présence des ennuis auxquels, ils ont donné lieu et de la difficulté de faire de bons joints dans un espace restreint et une position incommode pour l’ouvrier, elle a affranchi de cette sujétion la Compagnie l'Energie Electrique, qui les a tous supprimés
- EciairrL................
- En cours d'ejQocuàioTU..
- Cchef/e
- frissard
- en comblant les puisards après en avoir percé le fond.
- Actuellement, après un an de marche, l’isolement des lignes est très bon ; l’un des circuits ayant 9,700 kilom. de développement de câbles, sans compter les branchements d’immeubles, présentait le 23 janvier, avec tous ses transformateurs en circuit, une résistance kilométrique à l’isolement de 116 mégohms 400. Le deuxième circuit, avec 1,0,400 kilom. de longueur dans les mêmes conditions, avait 213 mégohms 600.
- 11 est à remarquer que les mesures faites immédiatement après l’arrêt des machines donnent de bien meilleurs résultatsquecelleseffectuées après un arrêt prolongé. En effet, dans ce cas les trans-
- formateurs sont secs, ainsi que l’armoire qui les renferme et contient les coupe-circuits et , les arrivées de câbles, tandis qu’après un repos l’air saturé d’humidité des caves du Havre a déposé une buée épaisse sur tous les appareils froids.
- Comme nous venons de le dire, il y a actuellement deux circuits seulement au départ de l’usine. Chacun de ces circuits est capable de supporter 100 ampères, soit 240000 watts ou 6500 lampes de 10 bougies.
- Au départ chaque ligne est constituée par du câble de 112 mm2 — soit 9/10 d’ampère par mm2-jusqu’à sa bifurcation, qui a lieu pour l'un des circuits au Palais de Justice (circuit n° 1), pour l’autre jusqu’à la'place de la Bourse,
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- A partir de ces deux points le courant se partage entre deux câbles de 56 mm2, mais en somme on a tenu compte des accroissements probables sur chaque dérivation d’après son importance comme consommation, et oh peut avec le réseau actuel distribuer sur une longueur de plus de 12 kilomètres de canalisation 480 000 watts sans dépasser la densité d'un ampère par mm2.
- La ligne du Palais de Justice jusqu'à la rue Royale par les bassins, bien que portant peu de lampes, est en 56 mm2 et sera un des éléments du troisième circuit, qui est prévu actuellement.
- C’est en effet un point très important dans l’établissement d’une distribution que de prévoir la séparation de certains tronçons et l’utilité de transformer un jour certaines dérivations en tronçons d’une importance plus considérable. 11 ne faut pas craindre dans ce cas de leur donner une section plus forte.
- A cause de l’absence de caves dans toute la rue des Drapiers, quartier périodiquement inondé, et de l’exiguïté des immeubles dans cette rue, elle est desservie en secondaire par Un poste de transformateurs établi au coin de cette rue et de la rue de TAbbé-Herval, dans un kiosque qui sert en même temps de bureau de ville.
- En effet, grâce à sa situation, un inspecteur y . siège tous les soirs et se trouve à portée du quar-' tier le plus brillant pour l’inspection de l’éclairage et pour répondre aux réclamations et demandes des clients.
- Signalons encore la précaution prise pour le théâtre de la Gaîté, dans la rue Royale, et pour les Postes et Télégraphes, sur le boulevard de Strasbourg, qui sont alimentés par deux circuits, de façon à éviter une extinction complète s’il arrivait un accident à l’une des canalisations. Mais remarquons que cet accident exige une terre sur chaque câble, car on peut marcher et on a marché très bien avec un câble à la terre. Du reste, la recherche d’une terre au moyen du téléphone est tellement rapide qu’en moins d’une heure on localise à quelques mètres près (moins de 10 mètres) un défaut. On peut donc réparer de suite le point défectueux, au moins d’une manière provisoire.
- Branchements. — Les branchements sont faits pour chaque abonné ou groupe d’abonnés par la Société l'Energie Électrique jusqu’au compteur inclusivement.
- En général, le transformateur est posé dans une cave ou sous une devanture, près du mur exté-
- rieur, de façon à avoir le moins de circuit prirnaire possible dans les habitations.
- Lorsque plusieurs clients se touchent, on installe le transformateur chez le plus fort consommateur!, pour avoir moins de perte sur les lignes secondaires qui desservent les autres. Ces lignes passent extérieurement dans une tranchée, le long de là façade, pour pénétrer chez les abonnés.
- Les branchements sont faits sans boîtes de raccord ni systèmes analogues, qui ont tous donné de mauvais résultats au début. On reconstitue le câble.
- A cet effet, après épissure et soudure du cuivre, opération qui doit être très soignée et sans affaiblissement ni grossissement de l’âme, on reconstitue les isolants par des enroulements de feuille anglaise et l’on vulcanise sur place d’après l’excellente méthode de la Compagnie Y India Rubber. On met un manchon en plomb bien maté et protégé contre les infiltrations par plusieurs couches de paraffine.
- Les raccords de câbles sont faits de même ep enfilant à l’avance un manchon en plomb.
- Postes de transformateurs. — Les transformateurs sont généralement installés dans une armoire .en , bois scellée contre la muraille, à un mètre de hauteur environ. Les câbles, en arrivant dans la cage du transformateur, se rendent dans un interrupteur bipolaire semblable à ceux décrits pour le tableau ; de là ils passent dans des coupe-circuits en grès et se rendent au transformateur. Ce dernier est posé sur des cales isolantes. Les fils du secondaire passent avant de sortir de l’armoire dans un coupe-circuit en .ardoise du modèle figure 15. Ces coupe-circuits posés verticalement fonctionnent très bien comme interrupteurs, et je ne saurais trop recommander ce modèle, qui a été créé sur les dessins des ingénieurs de la compagnie et dont il existe différents types échelonnés entre 10 et 100 ampères.
- L’armoire est, pour la ventilation, munie de trous qui sont percés dans le dessous et dans la partie supérieure des côtés. Elle est fermée à clef, et cette clef conservée par la compagnie pour éviter que le client n’y touche.
- Au sortir de cette armoire les câbles secondaires se rendent au compteur, qui n’est jamais -placé dans les caves, à cause de l’humidité.
- Avant de décrire les compteurs, étudions les transformateurs, leur essai, et leur emploi.
- Ce sont des transformateuis Ferranti de 1 cheval
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- 2 1/2 chevaux, 5 et 10 chevaux de puissance nominale (fig. 16 et 16 bis). Mais ils peuvent être poussés bien au delà. Ainsi certain transformateur de 2 1/2 chevaux, exactement 1850 watts, débite depuis longtemps et d’une façon normale et continue 3700 watts sanséchauflfement exagéré.
- En principe, on prend toujoursun transformateur
- Fig. 15. — Coupe-circuit secondaire sur ardoise.
- faible pour le nombre de lampes installées sur son circuit secondaire, de façon à ce que la quantité réduite de lampes qu’il alimente simultanément pendant la majeure partie du temps corresponde sensiblement à son débit normal. Ainsi, par
- 1 l;; .1 .jll
- Fig. 16. — Transformateur Ferranti.
- exemple, pour un abonné ayant 60 à 70 lampes de 10 bougies on prendra un transformateur de 2 1/2 chevaux, soit 50 lampes. Pour un abonné de 40 à 50 lampes, on tâchera de relier en secondaire (si cela se peut) un voisin ayant 10 à 30 lampes, car daqs ces conditions le transformateur alimentera pendant la majeure partie du temps 40 lampes environ et sera placé dans de bonnes conditions comme rendement, tout en étant capable d’éclairer toutes les lampes si les consommateurs les allument à la fois.
- Avant d’être mis en service les transformateurs sont essayés de la façon suivante : on mesure la résistance à l’isolement du primaire, celle du secondaire, puis la résistance d’isolement entre le primaire et le secondaire; on dispose ensuite le transformateur sur le courant de 2400 volts, en mettant un pôle en communication avec le primaire et l’autre avec le secondaire pendant un certain temps.
- Toutefois avant ces essais on procède au séchage du transformateur, c’est-à-dire à l’évaporation de l’alcool qui pourrait rester dans les isolants à la gomme laque. Pour cela on envoie dans le pri-
- Fig. 16 bis. — Transformateur Ferranti.
- maire le courant à basse tension provenant d’un transformateur, après avoir mis en court circuit le secondaire de l’appareil à sécher. Le courant est laissé jusqu’à ce que l’appareil chaud ne sente plus du tout l’alcool. On le mesure alors comme il est dit plus haut.
- Compteurs.— La totalité de l’énergie fournie au Havre est vendue au compteur : c’est d’ailleurs pour nous le seul système rationnel.
- En exécution du cahier des charges, les compteurs, réglés à l’usine, sont présentés à l’ingénieur de la ville, qui, dans son laboratoire de l’Hôtel-de-Ville (laboratoire parfaitement organisé d’ailleurs pour ce service),contrôle le bulletin remis avec le compteur.
- Si ce dernier remplit les conditions, c’est-à-dire si la différence en plus ou en moins entre les indications à pleine charge et au 1/10 de la pleine charge ne dépasse pas 4 0/0, il poinçonne la boîte du compteur de manière qu’on ne puisse plus l’ouvrir.
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- La Compagnie met ensuite le compteur en place et la municipalité vient encore contrôler •sur place que pendant la pose il n’a pas varié.
- Ce système, il faut bien le dire, est très compliqué et offre des inconvénients sérieux. En effet, toutes les fois qu’un compteur éprouve une avarie ou a simplement besoin de graissage, on ne peut l’ouvrir et le replacer qu’en le faisant poinçonner à nouveau, et la ville touche un droit de poinçonnage assez élevé pour constituer une dépense très onéreuse à la Compagnie lorsqu’elle se produit sur un certain nombre de compteurs.
- 11 y aura évidemment lieu d’introduire pour l'avenir des modifications à ce système, qui est vraiment défectueux, et nous croyons qu’il serait facile d'assurer le contrôle municipal et de donner sanction de justesse aux indications du compteur tout en simplifiant ces multiples opérations et en abaissant les frais de ce contrôle.
- 11 y a actuellement au Havre des compteurs Fer-ranti-Wright-Borel et des compteurs Cauderay-Frager.
- On essaie en ce moment à l’usine le nouveau compteur Wright-Ferranti précédemment décrit dans La Lumière Electrique et le Ferranti-Borel à mercure. Ce dernier est tout petit, mais malheureusement le transport d’un appareil à mercure est toujours bien délicat.
- ' Pour le contrôle de l'isolement des installations intérieures, on se sert avec succès de l’ohmmètre (fig- 17)-
- Deux bottes de 15 cm. de côté contiennent l’une une petite dynamo qui, actionnée à la main à la vitesse de55 tours sur la manivelle, donne un courant de 100 volts de tension.
- La deuxième contient un galvanomètre muni de 2 résistances; suivant que la manette est dirigée sur l’un ou l’autre plot, les indications de l’aiguille correspondent à la résistance en milliers d’ohms ou en mégohms.
- FONCTIONNEMENT ET PRODUCTION DE L’USINE.
- Au début et conformément au cahier des charges les 100 watts étaient vendus o, 12 fr. A la suite de l’abaissement du prix du gaz à 0,21 fr. le mètre cube et des plaintes de certains clients qui trouvaient, à juste titre, que l’énergie électrique leur coûtait beaucoup plus cher pour la même quantité de lumière, la compagnie a fait accepter par la municipalité une prorogation de la
- concession et de la durée du privilège en échange de laquelle le prix des 100 watts-heure a été abaissé à 0, 08 fr.
- Ce prix très bas qui met le coût horaire de la lampe de 16 bougies à 0 fr. 0448, celle de la lampe de 10 bougies à o fr. 028, est, je crois, le plus réduit sur le continent et permettra un développement considérable de l’éclairage électrique, à en juger par la recrudescence d’abonnements qui a suivi cette baisse de tarif.
- Fig.'17. — Ohmmètre Evershed.
- Au 28 février le nombre de lampes en service était :
- Lampes de 10 bougies 1 047
- — 16 — 2 708
- — 32 — Pi 2
- — 50 — 24
- Sunbeamsde 100 et 200 — 20
- Arcs de 6 à 8 ampères.. 5 [
- Nombre de foyers 3 964
- Ce qui correspond comme éclairage à 6870 lampes de 10 bougies.
- L’usine allume à une heure fixée par un horaire joint aü cahier des charges et reste allumée jusqu’au plein jour, c’est-à-dire que par les temps de brouillard l’éclairage est continué dans la matinée jusqu’à ce que l’indication des ampèremètres tombe au-dessous d’un certain chiffre.
- 11 ne serait actuellement pas intéressant de donner les diagrammes de marche mensuelle, bien qu’ils soient dressés avec toute la précision possible, car l’usine est toujours en voie de développement et la comparaison de mois pendant lesquels la clientèle a été différente ne donnerait aucune indication certaine de l’influence de l'époque de l’année sur la consommation relative correspondant à cette époque.
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- Nous nous réservons de donner plus tard des renseignements complets à ce sujet,soit qu’il se produise un ralentissement dans le nombre d’abonnements nouveaux, actuellement considérable, soit que nous réduisions les indications de différents mois à un même nombre de lampes.
- Nous avons parlé en temps et lieu de divers appareils de contrôle, à savoir le manomètre et l'ampèremètre enregistreur. Il est en outre dressé par l’électricien de service une feuille de marche qui contient demi-heure par demi-heure l’indication des ampèremètres de chaque circuit, leur total, etc. Des tableaux de ce genre sont intéressants comme indication de la variation horaire de la consommation.
- 11 y avait au 28 février :
- 15 transformateurs de...... 10 chevaux
- 16 transformateurs de...... 5 —
- , 104 transformateurs de..... 21/2
- Ces 135 transformateurs desservent2i5 abonnés.
- Si l’on compare la force totale des transformateurs — 390 chevaux — avec le nombre total de lampes — 6800 de 10 bougies — on voit que la puissance totale que peuvent consommer les lampes installées est de 595 watts utiles par cheval de transformateurs installés, soit 655 watts (en comptant 10 0/0 de perte dans le transformateur et le secondaire).
- On voit donc que la Société doit encore augmenter la force des transformateurs d’une quantité plus faible que l’énergie demandée par les lampes à installer, pour remplir les conditions du programme que nous exposions plus haut.
- C’est ce qu’elle fait en ce moment en employant surtout le transformateur d’un cheval, dont plusieurs ont été mis en service pendant le mois de mars, c’est-à-dire depuis les relevés dont nous donnons les chiffres ci-dessus.
- Le personnel de l’usine comprend :
- Service commercial. — 1 directeur, 1 employé de bureau, 1 dessinateur, 1 employé pour le service de ville.
- Service technique. — 1 ingénieur, 1 chef mécanicien.
- Service électrique. —4 mécaniciens, 2 chauffeurs, 1 chef électricien, 2 électriciens aux dynamos.
- Service de ville. — 1 électricien aux transformateurs et compteurs, 1 électricien aux canalisations nouvelles.
- Ce personnel, trop considérable pour l’usine actuelle, n’aura besoin que d’un nouveau chauffeur
- lorsque l’usine aura 3 machines au lieu de 2, c’est-à-dire lorsque la consommation, qui est de 82 ampères, aura dépassé 100 ampères. Ce personnel suffira donc pour une puissance de 480000 watts, soit l’équivalent de 14000 lampes de 10 bougies éclairées, c'est-à-dire, d’après les résultats généralement obtenus, l’éclairage maximum correspondant à une quantité de lampes installées d’environ 23000 appareils de 10 bougies.
- Cto AMAUgY DE MONTLAUR.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Note sur le calcul des dynamos, par M. Mélotte (l).
- Je me propose de développer ici une méthode de calcul des machines dynamo électriques. Je me hâte de dire que cette méthode n’a rien de bien nouveau ; j’ai seulement cherché à établir la voie qui me paraissait la plus simple pour arriver sûrement au résultat, en partant de conditions imposées.
- Je n’ai pas à m’occuper du choix du type de machine : on a beaucoup dit et écrit sur ce sujet, et je me bornerai à rappeler le mémoire remarquable de M. Esson Some points in dynamos and motors design, lu devant l’Institution des ingénieurs électriciens anglais, et la discussion intéressante à laquelle il a donné lieu. J’ai donc supposé que ce type était fixé par des raisons théoriques, économiques ou autres.
- Il ne faut pas se dissimuler que l’élaboration d’un projet de dynamo présente des difficultés sérieuses. II est certain que le constructeur doit s’appliquer à produire une dynamo économique ; mais qu'entendrons-nous par économie : bon marché ou bon rendement? Deux qualités excellentes individuellement, mais qu’il est difficile de réunir dans une même machine.
- Il est aisé de construire des dynamos à rendement très élevé, en y mettant beaucoup de fer et beaucoup de cuivre, mais cela coûte cher. Par contre, on pourra obtenir des machines à bas prix, (*)
- (*) Bulletin de l’Institut clcctrotechnique de Moutefiore, t. Il, p. 79.
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- mais d’un effet utile assez mauvais, en réduisant les poids et les sections des matériaux.
- Si d’un côté les machines à grand rendement consomment peu, d’autre part leur amortissement coûte cher.
- Une machine à bon marché demandera peu d’amortissement, mais beaucoup de charbon.
- Le programme du constructeur est donc tout tracé : il doit tâcher de concilier autant que possible les deux conditions d’économie.
- Lorsque l’on veut calculer une dynamo d’une puissance déterminée, on commence généralement par s’imposer certaines données, telles que le rendement, le nombre de tours et le voltage ou le débit en ampères. De ces données on pourra déduire successivement toutes les dimensions de la machine, en faisant intervenir en temps et lieu certains coefficients et résultats d’expérience ; on n’arrivera peut-être pas du premier coup à la perfection, mais après quelques essais on obtiendra un résultat satisfaisant.
- Le nombre de tours nous donne le diamètre de l’armature, si nous nous sommes fixé au préalable une vitesse périphérique. Cette vitesse doit être prise aussi grande que possible, car on sait que la puissance utile croît avec la vitesse, mais on doit rester dans des limites telles que la force centrifuge ne compromette pas la solidité.
- 'On prend en général 12 a 17 mètres par seconde dans les induits à tambour ou à anneau. Pour les anneaux plats et les disques, on peut monter jusque 25 mètres par seconde, mais dans les armatures ordinaires le chiffre de 15 mètres est une bonne limite.
- Soit D le diamètre de l’induit ; s’il y a N tours 7c D N
- par minute, —— est la vitesse périphérique. On a donc
- 11 s’agit maintenant de savoir quel fil et combien de spires il y aura sur l’armature; ceci est une question d’appréciation dont la solution comporte assez de tâtonnements. Il existe pourtant certains principes qui doivent guider dans le choix de ces données.
- Moins il y a de spires sur l’induit, moindre en est la réaction. La perte par effet Joule est aussi
- moindre, et l’on peut employer du cuivre de section relativement plus faible.
- En revanche, la diminution du nombre de spires entraîne l’augmentation du flux et, par suite, de toutes les sections du circuit magnétique; on augmente ainsi le poids de la fonte, du fer et du cuivre de l’excitation.
- 11 est bon d’adopter une densité de courant d’environ quatre ampères par millimètre carré. Mais cette règle n’a rien de rigoureux et admet de grandes variations.
- En tous cas le fil doit se loger sur l’armature de manière à utiliser le mieux possible l’espace disponible. C’est ainsi que l’on est conduit à faire usage de barres rectangulaires ou de fils méplats isolés.
- Dans le premier avant-projet, on prendra pour plus de simplicité un fil rond, de section correspondant à 4 ampères par millimètre carré.
- Si D est le diamètre extérieur du fer de l’armature, d celui du fil isolé, D-f-^ sera le diamètre de la circonférence passant par les centres des fils rangés sur l’armature, et la longueur de cette circonférence, ou 7r (D -f d), divisée par le diamètre du fil isolé, donnera
- •k (D 4- di
- nombre de fils qu’on peut juxtaposer sur l’armature.
- Dans les machines de faible puissance, on peut enrouler plusieurs couches superposées, surtout quand le voltage est élevé. Au contraire, dans les fortes machines, on ne met' généralement qu’une couche de spires.
- Le fil induit et le nombre de spires étant fixés, on procède au calcul du champ magnétique.
- Un conducteur qui se déplace dans un champ magnétique engendre une force électromotrice E = d ^ dt '
- Si $ est le flux magnétique qui s’échappe d’un pôle, une spire qui fait une révolution complète
- subit une variation de 2 ‘ï>. En effet le flux est —
- 2
- dans chaque moitié de l’anneau ; il passe donc de
- <[> , «I» <I> —
- — a-----— pour revenir a — ,soit 2 <I> de variation.
- N
- Si la machine fait N tours par minute ou —
- 00
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- par seconde, la durée d’une révolution est de sorte que la force électromotrice moyenne est
- e_^F_2 <t> _ 2 N j]> dt 60 ôo *
- ¥
- et comme il y a na spires en série entre deux balais, la force électromotrice totale est, en supposant le champ uniforme,
- _ 2 N n„ <ï>
- - E =----7——.
- 60
- Cette expression se rapporte au cas de deux pôles, c’est-à-dire que pour deux pôles la variation est 2 4>; pour P pôles elle sera P <I>, et l’expression plus générale est
- r, P N 1t. <1> fc= ---65--•
- La même expression peut aussi s’appliquer aux induits à tambour, mais alors na se rapporte non plus aux spires, mais aux fils comptés séparément sur là périphérie de l’armature, c’est-à-dire qu’une spire faisant tout le tour de l’armature compte comme deux spires d’un induit Gramme.
- Cette formule peut s’écrire
- , h 60
- <î> =-----.
- P N n.
- Si E est exprimé en volts, on a
- La force électromotrice totale E à développer dans le fil induit lorsque la machine travaille à pleine charge se compose de la force électromotrice aux bornes e, augmentée de la force électromotrice correspondant à la perte due à la résistance de l’induit iara) c’est-à-dire que
- E — e -\ i. r..
- C’est cfette valeur qu’il convient de prendre dans la formule (2). Op obtient ainsi le flux magnétique <t> qui pénètre dans l’induit sous chaque pôle.
- 11 est à remarquer que ce flux se bifurque dans
- l’armature, de sorte que la section de fer néces-
- 4>
- saire correspondra à un nombre — de lignes de force.
- Quant à l’induction spécifique à adopter, on peut prendre des valeurs comprises entre 12000 et 18000 lignes de force par centimètre carré; ces valeurs se rapportent, naturellement, à l’espace réellement occcupé par le fer. C’est-à-dire que dans le cas d’une âme constituée par du fil de fer (comme dans le classique anneau Gramme), le métal ne remplit guère que les trois quarts de l’emplacement qu’elle occupe,
- Dans le cas de disques de tôle, il faut compter sur l’épaisseur de l’isolant, papier ou vernis, et ne tabler que sur 80 à 85 0/0 du volume total.
- La longueur à donner à l’induit, suivant son axe, sera déterminée par certaines conditions qu’on ne peut donner comme absolues, mais de chacune desquelles il faut tenir compte.
- Cette longueur varie naturellement suivant les types de machines.
- Dans le cas d’induits à tambour, la longueur est généralement plus grande que le diamètre (2 fois, et même plus).
- Dans les anneaux, le rapport entre la longueur et le diamètre est voisin de l’unité.
- 11 faut éviter que la densité du champ dans l’entrefer soit trop grande, afin de ne pas nécessiter une dépense exagérée dans l’excitation. D’apiès M. Arnoux, la meilleure utilisation des matériaux correspond à une surface d’entrefer telle que la densité du flux y soit comprise entre 2500 et 4000 lignes de force par centimètre carré.
- L’épaisseur du fer mesurée suivant le rayon de l’armature ne doit pas être trop faible, sinon, pour une section donnée de fer, la longueur du fil induit devient trop grande, ce qui exagère la perte par effet Joule.
- Cette perte, ajoutée aux courants de Foucault et à l’hystérésis, donne lieu à un échauffement de l’armature. Pour que cette élévation de température ne devienne pas nuisible pour les isolants, il faut que l’armature ait une surface exposée à l’air suffisante pour que la chaleur produite puisse se dissiper par rayonnement ou par convection.
- M. Esson a donné une formule empirique qui permet de prévoir l’élévation de température C° que prendra une armature, étant connus le nombre de watts transformés en chaleur (W), et la
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- surface de refroidissement (S) tant intérieure qu'extérieure.
- Voici cette formule :
- _ 22} W S
- (C°, degrés centigrades; S, surface en centimètres carrés).
- Le coefficient 225 se rapporte à des armatures à anneau, à la vitesse périphérique d’environ 15 mètres.
- Ces différentes considérations doivent intervenir dans le choix de la longueur de l’induit. Sup-posons-la provisoirement fixée; on en déduit l’épaisseur suivant le rayon, et l’on peut tracer un croquis de l’armature sur lequel on mesurera la longueur d'une spire induite. Soit X cette longueur; s’il y a na spires en série, et si la section du fil est Sa, on aura pour la résistance de l’armature :
- M- 1
- r“ ~ 2 C S„ ‘
- C est le coefficient de conductibilité du métal, variable avec la température. Si I est le courant qui circule dans l'induit, la perte en volts devient :
- On sait que la résistance spécifique du cuivre pur est à o° de 1,621 microhm-centimètre.
- Dans les salles de machines, où la température peut aller plus haut que 300, il n’est pas rare de voir des induits atteindre et dépasser 65°. A cette température, le coefficient de résistance est voisin de 2, et le coefficient de conductibilité = 0,5. Comme c’est un chiffre commode et que d’ailleurs la température ne dépasse que rarement la valeurcorrespondante, nousadopteronso,5comme coefficient de conductibilité, dans le cas où les longueurs sont exprimées en centimètres. Si na X est exprimé en mètres, ce coefficient devient 50 et l’on a une formule plus générale :
- n MA
- E = -?.
- 50 S
- Si l’on voulait plus d’exactitude, il faudrait prendre la formule
- F M A (1 + 0,0038 ti 6.,7 S
- On connaît ainsi la perte dans l’induit, et si elle ne diffère pas trop de ce que l’on s’est imposé, on l’adoptera provisoirement et l’on continuera les opérations.
- 11 s’agit maintenant de déterminer les données relatives à la production du champ magnétique. Nous suivrons évidemment la méthode d’Hopkin-son. Comme on ne peut déterminer d’avance le flux perdu, on se trouve dans l’incertitude quant au coefficient v à adopter. Le mieux est de s’en rapporter aux valeurs trouvées dans des machines analogues. Une erreur dans cette estimation n’est pas très préjudiciable lorsque l’induction ne dépasse pas 12 000 dans le fer ou 5 000 dans la fonte des inducteurs, mais lorsque l’on adopte des densités de flux allant jusque 15 000 et 18000 pour l’un et 9 000 pour l’autre, il faut être prudent et adopter une valeur de v plutôt trop élevée. On calcule les différentes sections du circuit magnétique en supposant ce coefficient le même partout et en admettant que le flux dans l’entrefer est le même que dans l'armature.
- Ayant fixé ce coefficient v, on calcule les sections à donner aux différentes portions du circuit magnétique. Les longueurs de ces portions sont en partie déterminées par la forme même du type que l’on a choisi. Il y a cependant une certaine latitude dont on peut disposer pour arranger à son gré les longueurs des électros. Théoriquement, le circuit le plus court possible serait le meilleur; cependant on est obligé de donner aux éiectros une certaine longueur pour que leur surface de refroidissement- soit suffisante. A cet égard, on a dit longtemps qu’une surface de refroidissement de 10 à 12 centimètres carrés par watt était nécessaire, et qu’il ne fallait pas dépasser deux ampères par millimètre carré; ces renseignements ont été formulés d’une façon plus précise par M. Esson,qui a donné la formule suivante:
- r. _ 355 W - S
- exprimant que réchauffement en degrés centigrades est égal au nombre de watts divisé par la surface en centimètres carrés et multiplié par un coefficient qui est 355 pour des bobines de moyenne épaisseur.
- (A suivre.)
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- Accumulateurs Hatcb (1890).
- Dans l’accumulateur récemment proposé par M. Hatch les lames de plomb b sont très minces et comprennent entre elles des plaques en poterie poreuse résistant aux oxydes, percées de trous b ou creusées de rainures (fig. 2) que l’on remplit de la matière active dont on recouvre ces plaques à l’état pâteux ou sec. Les feuilles de plomb sont reliées alternativement aux bandes positives
- et négatives cc'. Le tout, emmaillotté dans des bandes de caoutchouc, constituerait, d’après l’in-
- Fig. 2. — Accumulateur Hatch.
- venteur, un ensemble très compact et très résistant aux actions chimiques et aux chocs.
- G. R.
- Voltmètre Weston (1890).
- Le nouveau voltmètre Weston représenté par les figures 1 et 2 se compose essentiellement d’un aimant permanent C, à quatre branches reliées par un anneau D, qui constitue l’un de ses pôles, et par un cylindre E, qui constitue l’autre pôle. Dans l’espace annulaire compris entre ces deux pôles la bobine G, se trouve suspendue par un étrier H au ressort J, fixé en K au bras L, et reliée par les bornes 1 et 2 au courant à déterminer. L’aiguille N, solidaire de H, amplifie sur le quadrant M les torsions du ressort graduées expérimentalement.
- Dans la variante représentée par la figure 3, c’est l’attraction d’un solénoïde qui soulève ou abaisse dans l’espace annulaire compris entre ses deux
- Fig. 1 et 2. — Voltmètre Weston.
- pôles la capsule 13, dont la tige 18 est guidée entre deux rubis 21, 22, et dont les mouvements, transmis au ressort 14 par une chaîne
- Fig. 3. — Voltmètre Weston à solénoïde.
- facile à suivre sur la figure, sont amplifiés par une aiguille sur un cadran qu’éclaire une lampe à incandescence.
- G. R.
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- Electrolyseur industriel de M. Villon.
- L'électrolyseu rem ployé par M. Villon, de Lyon, pour la fabrication électrique de l’hydrosulfite de soude (*) est constitué par un osmogène tout à fait analogue à ceux qui servent en sucrerie à 1’,extraction du sucre des mélasses. 11 se compose d’une série de plateaux tels que ceux représentés figure i.
- Ce sont des cadres en bois A A, portant q u atre ouvertu res ci r-culaires CE G D, lesquelles, lorsque les cadres sont placés à la suite les uns des autres, forment quatre canaux longitudinaux. Par l’ouverture ou canal C arrive leliquideàsoumettre à l’action de l’électrode positive ; il pénètre dans le cadre A par le petit canal met suit le sens indiqué par les flèches. Les cloisons B, B, B servent à faire parcourir au liquide le plus long trajet possible ; elles sont percées alternativement à droite et à gauche d’ouvertures aa pour lui livrer passage. Le liquide sort en D. Voilà pour les plateaux positifs ou oxydants. Dans les plateaux négatifs ou hydrogénants la solution arrive par le canal G, suit un chemin inverse à celui des flèches et sort par le canal E.
- Au milieu de chaque plateau se trouve enchâssée l’électrode M, constituée par une toile métallique ou une plaque perforée en cuivre, alumi-
- nium, cuivre doré ou plombé suivant les cas.
- Les électrodes des cadres positifs sont en communication avec le conducteur H et celle des cathodes en rapport avec le conducteur I. Ces conducteurs sont terminés par un anneau en cuivre; lorsque les cadres sont accolés, ces anneaux
- superposés forment un canal dans lequel on passe une barre de cuivre en rapport, avec un des pôles d’une dynamo.
- Sur chaque face droite des cadres on tend le diaphragme. Dans la fabrication de l’hydrosulfite, ce diaphragme poreux esten toile d’amiante; pour d’autres applications il peut être en papier parchemin, en parchemin , en toile. Ces diaphragmes sent maintenus par des fils tendus F, commedans les os-mogènes.
- Du reste, le montage de plateaux se fait comme dans ces appareils : on place alternativement un cadre positif et un cadre négatif.
- La figure 2, que nous empruntons à la Revue de chimie . industrielle, montre l’électrolyseu r monté.
- Les plateaux P sont serrés entre deux plaques VV, dont l’une est immobile ; l’autre peut avancer ou reculer à l’aide de la roue R.
- Le liquide à élec-trolyser positivement (oxydations) s’introduit par l’entonnoir C, correspondant au canal G-de la figure 1 ; le liquide à électrolyser négativement (réduction, hydrogénation) entre par l’entonnoir A, correspondant au canal G de la même figure.
- Fig. 1
- Fig. 2
- f) La Lumière Électrique, t. XXXVIII, p. 231.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Hn b (fig. 2) s’écoule le liquide positif en sortant du canal D de la figure i : en d sort le liquide négatif venant du canal E de la figure i.
- Chaque plateau porte un tube de verre pour laisser échapper les gaz formés dans I’électrolyse. On voit ces tubes à dégagement en b h.
- Dans les fabrications par oxydation on fait passer la liqueur dans les compartiments positifs, tandis qu’on fait circuler de l’eau acidulée dans les compartiments négatifs.
- Parmi ces fabrications, signalons celles qui sont essayées avec cet électrolyseur : fabrication du perchlorure de fer avec le perchlorure acide, du permanganate de potasse avec le manganate, du ferrocyanure avec leferricyanure, du bleu méthylène, du vert malachite, etc.
- Les réactions par hydrogénation ont lieu dans les compartiments négatifs. On peut ainsi fabriquer l’hydrosulfite de soude, désinfecter les alcools, etc.
- Nous avions déjà indiqué les conditions delà production de l’hydrosulfite de soude qui se fabrique avec l’électrolyseur Villon. Parmi les nouvelles applications de l’électrolyseur, nous signalerons aujourd’hui le blanchiment des tannins et la fabrication de l’extrait de campêche. Le blanchiment des tannins est effectué dans les compartiments négatifs.
- L’oxydation électrolytique du jus de campêche donne un produit doué d’un pouvoir colorant considérable, et cela en faisant circuler l’extrait de campêche à 50 Baumé dans les compartiments positifs de l’électrolyseur.
- ___________A. R.
- Accumulateurs Stevenson (1800).
- Les plaques des accumulateurs de M. J. S. Stevenson sont, depuis 1887, constituées par des pastilles de matière active autour desquelles on coule dans un moule spécial le cadre en plomb antimo-
- Fig. 1, 2 et 3. — Accumulateurs à pastilles. Détail
- nié. Les figures 1 à 3 représentent le moule récemment breveté par cet inventeur pour la fabrication des pastilles. Ce moule consiste tout simplement en deux plaques A et B, gauffrées en ab a2b2 de manière à découper la matière active com-priméexentre elles en pastilles reliées par des mailles ténues et faciles à détacher.
- Pour faire un gâteau de pastilles, on pose sur le plateau inférieur A une toile que l’on remplit de
- du moule à pastilles. Plan-coupe et coupe 2-2 et 4-4.
- la quantité nécessaire de matière active, tassée au rouleau dans cette toile. On recouvre ensuite cette matière d’une seconde toile, puis on donne la pression hydraulique, le plateau supérieur B étant guidé sur A par les repères as b3. La pression donnée, on enlève avec soin le gâteau entre les deux toiles, on le sèche et on le divise en pastilles. G. R.
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- JOURNAL UNIVERSEL D‘ÉLECTRICITÉ
- i33
- Récepteur pour télégraphie sous-marine Delany (1890).
- Cet appareil a pour objet de remplacer les graphiques du syphon recorder de sir William Thomson par des signaux acoustiques ou des sounders, comme on les emploie fréquemment sur les lignes ordinaires.
- Cet appareil comprend un aimant permanent A, entre les pôles duquel oscille une bobine B entraînant une aiguille d’aluminium C, extrêmement légère, dont la pointe de platine se promène sur les faces en platine des contacts dd'.
- Au-dessous de l’aiguille C se trouve un électro-
- aimant E E, vis-à-vis d’un petit morceau de fer attaché à l’aiguille.
- Une pile locale S B a ses pôles reliés aux contacts dd' et son milieu à un vibrateur ou trem-bleur V, par le relai polarisé P R, qui contrôle le circuit local du sounder S.
- Le vibrateur V fait que l’aiguille C vibre sans cesse sous l’action de l’électro-aimant E E et de son élasticité, de manière à diminuer considérablement le frottement de sa pointe sur les contacts dd', dérivés comme d’habitude sur des condensateurs, pour éviter les étincelles.
- Quand il ne passe pas de courant du câble à la bobine E, l’aiguille C reste entre les deux contacts dd', et le relai polarisé maintient ouvert le circuit du sounder.
- Quand le transmetteur appuie sa clef, il envoie au récepteur un courant de polarité positive, qui fait tourner l’aiguille C à droite, par exemple, et
- fermer le circuit du relai polarisé puis celui du sounder par le contact d.
- Si le transmetteur veut marquer un point, il lâche aussitôt et vivement sa clef, ne faisant que la frapper, et envoie ainsi dans le câble un courant négatif de même courte durée que le courant positif précédent, dont l'effet est d'amener vivement l’aiguille C sur le contact d et de rompre le circuit du sounder, qui n’a pu ainsi émettre qu’un son très court, indiquant nettement le point frappé au transmetteur.
- Si le transmetteur appuie au contraire sa clef pour un trait, l’aiguille C ferme, comme en premier lieu, le circuit sur d, et le sounder émet un son prolongé pendant toute la durée du trait.
- Les oscillations de l’aiguille C sont amorties comme d’habitude par le frein à poids bb', et la
- position de la petite masse v permet de régler les vibrations du trembleur V. L’écrou D permet de varier à volonté l’écartement des contacts dd'.
- G. R.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Propagation de l’ondulation électrique hertzienne dans l’air, par MM. Edouard Sarasin et Lucien de la Rive (’).
- Nous avons eu l’honneur de présenter à l’Académie les premiers résultats que nous avons obtenus en répétant les belles expériences de M. Hertz sur les oscillations électriques rapides (2). Nous nous étions alors bornés au cas où l’ondulation électrique se transmet le long d’un fil conducteur : depuis nous avons répété une autre des expériences de M. Hertz, celle qui consiste à
- (’) Comptes rendus, t. CXI1, p. 65S.
- (.*) Comptes rendus, séance du 13 janvier 1890; Archives des Sciences pbys. et nat., 1890, t. XXVIII, p. 113.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- suivre la propagation de l’induction électrique à travers l’air en l’absence de tout conducteur métallique. L’excitateur primaire est placé en avant d’une grande paroi métallique plane et parallèlement à celle-ci. Les ondulations électriques qui en émanent se propagent à travers l’air, arrivent à la paroi métallique, faisant pour elles office de miroir, les ondes réfléchies formant alors, avec les ondes directes, un système d’ondes stationnaires, dont le premier nœud est au miroir.
- Pour étudier le système de concamérations qui s’établit en avant du miroir, on y promène le résonateur circulaire dans deux positions principales différentes :
- i° En le maintenant constamment parallèle au miroir et au primaire, c’est-à-dire dans le plan de l’onde;
- 2° En le déplaçant dans le plan mené normalement au miroir par l’axe du primaire, plan de vibration. Dans les deux cas, les résultats sont absolument concordants quant à la position des maxima et minima équidistants de force électromotrice. Outre ces deux procédés opératoires, M. Hertz en a employé un troisième qui consiste à faire interférer entre elles sur un même résonateur les ondes lui arrivant d’un même excitateur, soit directement à travers l’air, soit par un fil conducteur. De ces expériences, il conclut, par les grandes longueurs d’onde du miroir, que la vitesse de propagation à travers l’air en l’absence de tout fil conducteur est presque le double de celle que l’on observe le long d’un fil, que ces deux vitesses sont l’une par rapport à l’autre environ
- well, qui voudrait que ces deux vitesses fussent égales.
- Vu son importance au point de vue théorique, nous nous sommes particulièrement appliqués à la vérification de ce point spécial. Ayant reconnu, par nos expériences antérieures le long des fils, la constance de la période ondulatoire d’un résonateur circulaire donné quel que soit l’excitateur primaire par l’action duquel il est mis enjeu, un même excitateur permettant au contraire l’observation d’autant de longueurs d’onde qu’on dispose de cercles de grandeurs différentes, nous nous sommes attachés à comparer la longueur d’onde donnée par un même résonateur circulaire le long des fils avec celle qu’il donne dans l’airen l’absence de fils.
- Comme surface réfléchissante, nous nous sommes servis d’un grand rideau de feuille de plomb de 2,80 m. de hauteur sur 3 mètres de largeur, maintenu plan et vertical par son propre poids. Les excitateurs primaires et la grande bobine d’induction de Ruhmkorfif étaient les mêmes que ceux que nous avons employés dans nos précédentes recherches. L’excitateur était placé en avant du miroir avec son axe horizontal et son interruption sur la normale au centre de la paroi métallique. Sa distance à celle-ci a varié entre 4 mètres et 10 mètres. Le résonateur circulaire était fixé sur un chariot glissant le long d’un grand banc d’optique en bois déjà décrit.
- Nous avons beaucoup varié les conditions de l’expérience et répété les observations un grand nombre de fois.
- Nous résumons, dans le tableau qui suit, les résultats que nous avons obtenus avec dix cercles
- nme 7 : 4, contrairement à la théorie de Max- différents (J) :
- I'" O”,75 o”j5° °",35 o"',35 °V5 0"',25 0m,20 0n’,20 om,io
- Diamètre du cercle D gros fil icm d. gros fil gros fil gros fil fil fin 2n,m d. gros fil fil fin gros fil fil fin gros fil
- 1" ventre... 2,11 i,6o I , I 1 0,76 0,75 0,46 o,54 o,39 0,42 0,21
- i" nœud... 4,14 3,01 » ',49 ',5' 0,94 ','7 0,80 o,93 0,42
- 2- ventre ... » )> 2,30 2,37 1,63. 1,89 1,24 ',55 0,59
- 2’ nœud.... . » 1>. » 3,04 3,10 2,'5 2,40 1,69 2,05 0,79
- y ventre ... . » )> » » » 2,7' 2,94 » 2,47 0,96
- y nœud.... » )) » » » 3,'4? )) » )) »
- 1/4 X air.... 2,03 1,41 1,11 0,76 0,80 » o,6ô o,43 0,ÇI 0,19
- 1/4 X fil .... 1,92 1,48 O o,73 )) )) 0,56 )) o,45 ))
- 2 D .s 2,00 1,50 1,00 0,70 0,70 » 0,50 0,40 0,50 0,20
- (') La sensibilité de la vis micrométrique est un élément très important pour ce genre de recherches, surtout avec les petits cercles, qui ne donnent que des étincelles très faibles. En dernier lieu, nous avons employé une vis donnant le 1/400 de millimètre.
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- Nous donnons, dans ce tableau, les moyennes des mesures obtenues avec chaque cercle et, pour abréger, nous n’avons pas séparé les unes des autres celles exécutées avec des excitateurs primaires de dimensions differentes, ces mesures ne présentant pas entre elles de différence systématique. Dans ces dernières expériences dans l’air, comme dans nos recherches antérieures le long des fils, nous avons, en effet, constaté qu’un résonateur circulaire donne toujours la même longueur d’onde, quand même on fait varier les dimensions du primaire entre certaines limites (*). Ainsi donc, ici encore on observe ce que nous avons appelé la résonance multiple.
- Dans le cas des grandes longueurs d’onde, cercles de i mètre et de 0,75 m., qui portent très vite fort loin du miroir en rapprochant autant de l’action directe du primaire, on ne peut guère constater d’une manière un peu précise qu’un ventre et un nœud, outre le nœud qui se trouve au miroir même. Avec les plus petits cercles, pour lesquels les dimensions du miroir sont aussi plus favorables, on peut facilement déterminer trois ventres et trois nœuds, y compris celui du miroir. L’équidistance des ventres et des nœuds est, on le voit, assez satisfaisante (2).
- Le résultat le plus important de notre travail ressort de la comparaison des chiffres des trois dernières lignes du tableau, qui montrent que la longueur d’onde obtenue, pour chaque cercle, dans le cas de la propagation à travers l’air, est très sensiblement égale à celle que ce même cercle donne le long des fils, le quart de l’une et de l’autre étant lui-même à très peu près égal au double du diamètre du cercle correspondant. D’où il suit que la vitesse de propagation des ondulations électriques hertziennes à travers l’air est très
- 0) L’intensité de l’étincelle du résonateur étant plus faible dans cette expérience que dans celle des fils et diminuant, en outre, beaucoup plus rapidement à mesure qu’on s’éloigne du primaire, l’observation est en tout moins nette qu’avec les fils. Pour opérer dans de bonnes conditions, il importe donc de donner au primaire des dimensions à peu près appropriées au diamètre du résonateur. Les limites entre lesquelles on peut observer convenablement ici la résonance multiple sont moins étendues que dans le cas des fils, mais varient facilement du simple au double ou même plus.
- (a) M. Hertz place le premier nœud à une certaine distance en arrière du miroir; cette perturbation à l’extrémité ne paraît pas ressortir de nos expériences. Comme on le voit, par le tableau, le premier quart de longueur d’onde ne présente pas une différence systématique sensible avec les autres.
- sensiblement la même que celle avec laquelle elles se transmettent le long d’un fil conducteur (').
- Sur un actinomètrei électrochimique, par M. H. Rigollot (2).
- Dès 1839, M. E. Becquerel signalait l'action d’un faisceau solaire sur les lames métalliques plongées dans diverses solutions et, concentrant ses recherches sur les composés haloïdes d’argent, créait son actinomètre électrochimique au sous-chlorure d’argent.
- Cette découverte a donné lieu à de nombreux travaux dus à Grove, Hankel, Egoroff, Pellat, Gri-vaux.
- Nous avons reconnu, M. Gouy et moi, qu’une lame de cuivre oxydée et plongée dans une dissolution de chlorure, de bromure ou d’iodure métallique devient très sensible aux rayons lumineux, même de faible intensité, et peut être employée comme actinomètre.
- Pour construire cet appareil, on fait usage de deux lames oxydées, l’une exposée aux radiations lumineuses, l’autre protégée de l’action de la lumière soit en l’entourant de parchemin ou de papier, soit en la plaçant immédiatement derrière la première lame à un millimètre de distance environ.
- Les lames oxydées se préparent en chauffant sur un bec Bunsen les lames de cuivre bien nettoyées au papier d’émeri, jusqu’à ce que les irisations qui se produisent d’abord soient remplacées par une teinte uniforme : on a ainsi une couche très adhérente d’un brun rougeâtre; en poussant plus loin l’oxydation, la couche npircit et la sensibilité diminue peu à peu, et, de plus, cette couche d’oxyde s’enlève facilement par écailles. On recouvre d’une substance isolante(paraffine, gomme-laque, etc.)la face non éclairée de la lame exposée à la lumière. Cette dernière forme le pôle positif de l’élément.
- (l) Nous avions déjà donné cet énoncé dans une communication préliminaire faite sur ce sujet à la Société de Physique et d’Histoire naturelle de Genève, dans sa séance du 1" mai 1890 {Archives des Sciences phys. et nat., t. XX111, p. 557); mais nous avons complètement repris depuis lors ces recherches en variant de quantité de manières les conditions de l’expérience, et c’est ce dernier travail que nous résumons ici. De son côté M. Lecher, de Vienne, a trouvé, par une méthode toute nouvelle, que la vitesse de l’ondulation électrique le long d’un fil est égale à celle de la lumière.
- Annales ' de chimie et de physique, 6' série, t. XXII ; avril 1891.
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- l3b
- LA LUMIERE ÉLECTRIQUE
- L’effet produit par la lumière est instantané et disparaît quand on supprime l’éclairement.
- A circuit ouvert, la lumière diffuse du jour produit une force électromotrice de plusieurs millièmes de volt, les rayons solaires un peu moins d’un dixième.
- La force électromotrice est un peu plus grande quand l’élément est fermé sur un circuit de quelques centaines d’ohms.
- Les expériences se font très bien avec le galvanomètre Deprez-d’Arsonval ; avec le galvanono-tre Thomson, la sensibilité est telle que l’on peut mettre en évidence l’effet produit par une bougie éloignée de plusieurs mètres.
- Dans les expériences relatées plus loin, le liquide employé est de l’eau Contenant un millième de chlorure, bromure ou iodure de sodium.
- Les lames ont 15 cm. de long sur 1 cm. de large et plongent dans le liquide contenu dans un tube à essais. On mastique avec soin l’ouverture du tube pour éviter l’évaporation : on assure ainsi une grande durée à l’appareil.
- En étudiant la force électromotrice développée par la lumière d’une lampe photométrique, brûlant 42 grammes d’huile à l’heure, on constate que la sensibilité d’un élément ainsi construit, et maintenu fermé dans l’obscurité sur une résistance de 200 ohms environ, décroît assez rapidement au début, puis devient sensiblement constante.
- Une étude sommaire, faite au moyen de verres colorés, sur l’influence des diverses radiations lumineuses, dans le développement de la force électromotrice, montre que, pour un actinomètre donné, monté avec une certaine dissolution, la force électromotrice varie avec la couleur.
- J’ai été ainsi amené à étudier la force électromotrice dans les différentes radiations lumineuses. Le spectre était obtenu au moyen d’un réseau métallique concave de Rowland de 3 pieds de longueur focale; on employait un galvanomètre de Thomson de 12000 ohms de résistance ; on lisait sur une échelle transparente l'arc d’impulsion obtenu en laissant tomber sur l’actinomètre les différentes régions du spectre.
- Le tübe était porté sur un chariot se mouvant au moyen d’une roue à pignon le long d’une crémaillère horizontale divisée. On pouvait ainsi lui faire occuper différentes parties du spectre correspondant à des longueurs d’ondes déterminées.
- On utilisait le premier spectre du réseaq qui se projetait, à la distance à laquelle se trouvait l’appareil, sur une longueur de 40 cm. environ et sur 8 cm. de hauteur.
- Les courbes suivantes (fig. 1), obtenues en portant en abscisses les longueurs d’ondes et en ordonnées les divisions lues sur l’échelle du galvanomètre, se rapportent aux chlorure, bromure et iodure de sodium.
- Eau et chlorure de sodium (1). — La sensibilité de l’actinomètre croît lentement, d’une manière à peu près régulière depuis les rayons rouges (X = 0[x, 700), passe par un maximum pour les rayons verts bleus (X = 0^,500), puis diminue ra-
- Fig. 1
- pidement pour les radiations violettes(X=0^,400), l’appareil étant insensible aux longueurs d’ondes plus petites.
- Eau et bromure de sodium. — La sensibilité par rapport aux différents rayons lumineux est à peu près la même que dans le cas précédent et un maximum très net existe pour les rayons de longueur d’onde o^, 483.
- Eau et iodure de sodium. — En employant l'io-dure de sodium, l’actinomètre est beaucoup plus affecté par les rayons de faible réfrangibilité qu’en employant les dissolutions précédentes ; il est déjà très sensible pour les rayons jaunes et sa sensibilité se maintient jusqu’aux rayons de longueur d’onde 0^,480, puis décroît rapidement.
- Si, pour chaque dissolution, après avoir parcouru le spectre du rouge au violet, on expose à
- (*) Cf. E. Becquerel, La Lumière, t. II, p. 128.
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- nouveau le système de lames dans toutes les parties du spectre, mais en revenant du violet au rouge, les courbes conservent la même forme et l’accroissement de sensibilité pour les rayons rouges, signalé par M. E Becquerel (*) pour les lames iodurées, quand ces lames ont été préalablement exposées aux rayons plus réfrangibles, ne semble pas avoir lieu dans les expériences précédentes.
- Lumière diffuse du jour. — Un actinomètre identique au précédent a servi à étudier la lumière diffusée par la partie nord du ciel aux différentes heures du jour.
- Le tube, placé dans une caisse de bois noirci dont l’une des faces est munie d’une ouverture fermée par un volet, était orienté perpendiculairement à Taxe du monde.
- L’élément était fermé sur un galvanomètre De* prez-d’Arsonval de 170 ohms de résistance, les lectures faites sur une échelle transparente ; chaque division de l’échelle correspond à 25 x 10-9 ampères. On ouvrait le volet et notait la déviation maxima; l’expérience était répétée de demi-heure en demi-heure. On s'assure alors que la sensibilité de l’appareil est restée constante pendant toute la journée en constatant la déviation que l’on obtient avec la lampe photométrique avant de commencer les expériences et une fois celles-ci terminées.
- La courbe ci-contre (fig. 2) a été obtenue le 17 septembre 1889, sur la terrasse du laboratoire de physique de la Faculté des Sciences de Lyon, par un ciel très pur ; le maximum d’éclairement a eu lieu à peu près à midi et demi et la courbe est sensiblement symétrique par # rapport à ce maximum pour les différentes heures du jour. On pourrait très facilement inscrire photographiquement les indications données par cet appareil en employant la méthode suivie dans les observations 1 météorologiques.
- Influence de l'intensité lumineuse sur l’intensité du courant. — On a recherché si, comme l’indique Egoroff pour les plaques iodurées, l’intensité du courant est inversement proportionnelle au carré de la distance de la source lumineuse à l’appareil.
- L’expérience a été faite avec la lumière Drum-
- v1) E. Becquerel, La Lumière, X. II, p. 138.
- mond. La pression des gaz étant maintenue constante pendant la durée de l’expérience, on admettait que l’intensité lumineuse ne variait pas d’une manière sensible pendant les essais ; le chalumeau, mobile sur un chariot le long d’une règle divisée, était éloigné à distances connues de l’appareil. Etant donné l’éloignement de la source lumineuse, on pouvait la considérer comme un point éclairant et appliquer la loi du carré de la distance pour estimer l’intensité lumineuse sur les lames dont la même surface était toujours exposée aux radiations.
- Une série d'expériences est résumée dans le tableau suivant.
- Dans la première colonne se trouvent les distances de la source lumineuse à l’appareil ; la troisième donne l’arc d’impulsion lu sur l’échelle transparente du galvanomètre; on a admis la proportionnalité de l’intensité du courant aux arcs d’impulsion.
- d d2 a ad*
- m. m. la. m.
- 0,20 1 284 284
- 0,25 1,56 [74 272
- 0,30 2,25 122 273
- 0,35 3,06 90 275
- 0,40 4 75 300
- 0,45 5,o6 58 293
- 0,50 6,25 48 300
- 0,60 9 32 288
- 0,70 12,25 25 306
- 0,80 16 '9 304
- Le produit ad? étant sensiblement constant, on peut admettre que, dans les circonstances de l’expérience, l’intensité du courant est proportionnelle à l’intensité lumineuse, mais seulement dans les circonstances de l’expérience, c’est-à- lire en lumière faible; car, si au moyen d’un héliostat on envoie la lumière solaire sur l’appareil en interposant sur le trajet deux niçois montés sur des cercles gradués, afin de pouvoir mesurer l’angle de leurs sections principales, et que l’on fasse varier cet angle de o° à 90°, l’éclairement de la lame variant de 1 à o, la loi ne se vérifie plus, et l’intensité lumineuse croît plus vite que l’intensité du courant.
- En résumé, cet actinomètre diffère, des actino-mètres à composés d’argent en ce que sa sensibilité maxima correspond aux rayons les plus lumineux pour l’œil, tandis que les précédents sont surtout sensibles pour les rayons les plus réfran-
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- LA LL AH £ RH ÉLECTRIQUE
- 13S
- gibles du spectre et, en faible lumière, ses indications fêtant proportionnelles' àj;J’éclairement, il
- Fig. s
- peut rendre quelques services dans certains cas, tels que l’étude de la luminosité du ciel en lumière diffusée.
- Sur l’aimantation transversale des conducteurs magnétiques, par M. Paul Janet.
- Dans un travail antérieur (J), publié dans les Comptes rendus de l’Académie des Sciences (t. CX, p. 336 et 453) et dans le Journal de Physique, l’auteur a envisagé le côté théorique général de la question; dans le travail actuel il se propose d’y
- joindre la confirmation de l’expérience dans certains c^s particuliers.
- La substitution dans un circuit électrique rectiligne d’une longueur l d’un fil (de rayon R) en
- (’) La Lumière Electrique, t. XXXII, p. 38 et 379, et Journal de physique, a” série, t. IX, p. 497.
- métal magnétique ayant un coefficient d’aimantation K à une même longueur de fil de métal non magnétique donne lieu à une augmentation T' —T d’énergie électrocinétique, qui s'exprime, en fonction des valeurs H' et H correspondantes du potentiel vecteur et de la densité w du courant, par
- T'—T = '~fff n’(H'—W)dxdyd{=X-^ l ff w (H' — Hj dx dy.
- Par la définition du potentiel recteur, on trouve
- U/ LJ _ 4-a h I <RS/S>.
- H — H------- pT’ >
- et par suite
- T' — T = ic h 1 I2.
- D’autre part l’accroissement du coefficient de
- Fig. 2
- self-induction est lié à celui de l’énergie électrocinétique par l’équation
- d’où
- ^ (1/ — L) I2 = T' — T = it k 1 12, L' — L = 2 « h 1.
- Cette formule, due à Kirchhoff et indiquée par Maxwell t1), a servi déjà de point de départ à plusieurs études. M. P. Janet s’est proposé de mettre en évidence l’aimantation transversale du fil par une expérience simple :
- Un cylindre d’acier d’environ 30 centimètres de longueur et 1,5 cm. de diamètre est séparé en deux parties par un plan diamétral, et les parties planes sont rodées avec soin de manière à pouvoir s’appliquer l’une contre l’autre. Si dans ce cylindre on fait passer pendant quelques secondes un
- (!) Maxwell, Traité d'électricité, t. Il, p. 357.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 139
- courant suffisamment intense, il acquiert une aimantation transversale permanente qu’il est facile de mettre en évidence en séparant, après la rupture du courant, les deux parties du cylindre. Alors chaque filet solénoïdal élémentaire est brisé et il se forme sur chaque plan diamétral deux lignes polaires parallèles à l’axe du cylindre. Ces
- Fig. 3
- lignes peuvent être révélées de la manière ordinaire à l’aide d’un spectre magnétique. La figure i est la reproduction directe de la photographie de ce spectre (*). On vérifie d’abord sans peine qu’une aiguille aimantée, approchée de l’un de ces aimants, se met en croix avec lui dans le sens prévu par la théorie, et que, si on la suspend à un faisceau de fils sans torsion, elle se dirige de l’est à l’ouest.
- L’auteur aborde ensuite le cas plus complexe du cylindre elliptique aimanté transversalement. La théorie indique qu’il ne doit plus être, comme le cylindre circulaire, sans action extérieure; il doit être partagé en quatre quadrants alternativement positifs et négatifs, et que l’observateur d’Ampère,
- n- F’
- Fig. 4
- placé dans l’axe du cylindre et regardant le grand axe de l’ellipse, voit à gauche et en face les parties australes.
- Le cylindre employé était en acier; il avait en-
- (') M. Decharme a observé récemment des particularités curieuses et peu expliquées dans la formation de ces spectres. — La Lumière Electrique.
- viron 50 centimètres de longueur, le grand axe de l’ellipse était de 0,9 cm., le petit de 0,6 cm. Il avait été obtenu par l’étirage d’une tige circulaire à travers une filière elliptique.
- Dans ce cylindre on fait passer un courant d’environ 200 ampères fourni par une batterie de douze accumulateurs Julien réunis en quantité. On reconnaît aisément que, après le passage du courant, le cylindre présente une aimantation transversale sensible; on peut former un spectre magnétique (fig. 2) sans avoir recours à un artifice; il y a donc, conformément à la théorie, une densité superficielle apparente.
- Pour reconnaître le signe des lignes polaires, il suffit, après avoir placé la lige dans le méridien magnétique, d’en approcher une petite aiguille aimantée. On trouve alors que cette aiguille tend
- à se mettre en croix avec la tige. Le sens de la déviation est indiqué par la figure 3, dans laquelle la (lèche indique le sens du courant primitif; on reconnaît aisément que cette déviation change de signe suivant qu’on présente' l’aiguille au-dessus du grand ou du petit axe. Tous ces résultats sont de tout point conformes à la théorie. On doit remarquer que rien ne permettait de les prévoir à priori, car les lignes d’aimantation auraient pu aussi bien être des ellipses plus allongées que la section du cylindre, ce qui eût renversé tous les résultats.
- Reste maintenant à soumettre la théorie à des vérifications numériques. H. Janet y procède comme suit par l’application de P aimantation transversale d'un tube cylindrique à l’étude du coefficient d'aimantation du fer. __
- Nous considérons, dit-il, le coefficient d’aimantation comme variable avec la force magnétique, et nous établirons nos formules dans cette hypothèse. Nous emploierons toujours des forces ma-
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- gnétiques assez faibles pour pouvoir négliger l’aimantation résiduelle; la méthode employée étant une méthode d’induction mutuelle, nous opérons toujours par une série de renversements de l’aimantation opérés avec une force magnétique graduellement croissante.
- La méthode consiste essentiellement (J) à mesurer à l’aide d’une décharge induite le tlux d’induction transversale qui traverse un demi-plan diamétral d’un tube cylindrique en fer.
- Dans l’axe d’un tube, de longueur/, de rayons R et R', passe un fil isolé qui se ferme à l’extérieur sur un galvanomètre balistique. Lorsqu’on établit un courant d’intensité I dans le tube, la quantité d'électricité mise en mouvement dans le circuit induit est proportionnelle au flux d’induction qui le traverse. Calculons ce flux.
- La force magnétique en un point du tube situé à la. distance x de l’axe est
- /= 1
- formule dans laquelle
- déterminer. L’équation précédente permet d’y parvenir.
- Supposonsen effet [/. développé en série suivant les puissances croissantes de f,
- v—y] a« /„ •
- Toute la question revient à déterminer les coefficients A„. L’équation (i) devient, tout calcul fait,
- " Va,, b„ ,, in -i i = SQi a,
- Jmmâ / 0
- n = n
- En posant
- l i w'\" + 1 j I mx + — j dx.
- Tous les B„ + i sont donc des quantités connues. L’expérience, répétée pour une série croissante d'intensités, donne a en fonction de 1 :
- R'2
- R* — R'2’
- R1 — R'2
- Le flux total à travers un demi-plan diamétral est donc
- Jri rk ,n
- ! (j. f dx dl1 = 1 I ix,
- O c/r' J R'
- f dx.
- Soit Q laquahtité d’électricité induite,/ la résistance du circuit induit : on a
- /Q
- i. f dx.
- Soit 0 l’impulsion produite dans le galvanomètre par une quantité d’électricité connue Q,; si la quantité Q produit une impulsion a, on a
- d’où
- j:
- Q =
- ^ u ’
- (x, f dx a.
- (I)
- jj. est une fonction inconnue de / qu’il s’agit de
- (*) Comptes rendus, t. CVI, p. 200.
- a = VC< I”.
- D’où
- y a„ b 11+11»+1 = y c„ p.
- x-t n 1 a ^ ”
- D’où, en identifiant
- A„ =
- P Qi Ci. 1 /ü B n
- + i
- (2)
- Tous les coefficients A„ sont ainsi connus.
- Les expériences ont porté sur trois tubes en fer de Suède, dont les extrémités étaient munies de prolongements en laiton (fig. 4) d’environ dix centimètres de longueur, pou rassurer une distribution régulière du courant et de la force magnétique.
- La figure 5 montre la disposition adoptée pour faire pénétrer le courant inducteur dans le tube de fer aussi symétriquement que possible. B Best un gros tube de verre rempli de mercure, A A la surface terminale du prolongement en laiton dont nous venons de parler. Le courant inducteur arrive en H H'. Le fil induit est 11'.
- La mesure de l’intensité du courant inducteur a été faite à la boussole des tangentes et parl’élec-
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- Ï4i
- trolyse du sulfate de cuivre par la méthode de Gauss ; la boussole des tangentes a aussi servi à déterminer la valeur de la composante horizontale H du magnétisme terrestre qui intervient dans le tarage du galvanomètre balistique servant à mesurer les décharges induites. Ce dernier appareil était un galvanomètre Thomson à gros fil
- (6,15 ohms environ), dont les impulsions étaient très exactement proportionnelles aux décharges, malgré son fort amortissement.
- Le tableau suivant résume les conditions des tubes et les résultats des expériences. 5* er K sont la perméabilité et la susceptibilité des échantillons.
- l R R'
- Tube n" 1 53> I , 0,415 Non recuit. (j. = 80,15+ 4 S,9/ K = 6,3 + 3,9 f
- Tube n" 2 343 o,75 o,33 Recuit. U = 186,4 +277, /+1240/* (1 = 171,2 + 66,2 / =, 163,4 + 37,6/
- Tube n* 3 288 0,40 0,17
- La force maxima (correspondant à la périphérie du cylindre) employée dans les expériences a été de 0,425 ; la force minima de 0,080.
- Le résultat s’accorde avec la conclusion récente de lord Rayleigh, que le coefficient d’aimantation du fer tend vers une limite fixée lorsque la force magnétisante tend vers zéro.
- Les mêmes mesures, reprises par la méthode classique de l’aimantation longitudinale, ont donné des résultats sensiblement concordants. Nous pouvons, dit l’auteur, faire deux remarques sur ces nombres.
- i° Nous vérifions le fait bien connu de l’augmentation très grande de la perméabilité par le recuit : elle varie de plus du double pour le tube n° 1.
- 20 La valeur limite de la perméabilité pour des forces infiniment faibles varie peu pour les différents tubes recuits (163,4 à 186.4); cependant elle augmente d’une manière manifeste lorsque le diamètre du tube augmente. L’augmentation du coefficient de variation dans les mêmes conditions est au contraire extrêmement rapide. La cause de ce fait peut être attribuée à des différences de recuit; en effet, le recuit doit être d’autant plus parfait que le tube est plus gros, c’est-à-dire se refroidit plus lentement. Si nous adoptons cette manière de voir, nous conclurons des nombres précédents que de petites différences de recuit ont peu d’infiuence sur la valeur limite du coefficient de perméabilité, et ont, au contraire,
- une très grande influence sur le coefficient de variation de cette perméabilité pour de faibles forces magnétiques.
- VARIÉTÉS
- L’ÉLECTRICITÉ
- CONSIDÉRÉE COMME RIVALE DE LA VAPEUR
- PAR M. LOUIS BELL (')
- Pour produire de l’énergie mécanique, on dispose principalement de machines à vapeur ou de forces hydrauliques; il existe en outre d’autres sources d’énergie : des moteurs à gaz ou à pétrole, des machines à air chaud, des moulins à vent; mais ces appareils ne conviennent que pour de petites forces. Aucun d’eux ne peut en effet rivaliser avec la machine à vapeur ou la force hydraulique lorsqu’il s'agit d’opérer en grand.
- Souvenons-nous donc que c’est à l’aide de la vapeur ou par des chutes d’eau qu’il faut produire l'énergie, soit qu’on l’emploie directement, soit qu’on la transforme en énergie électrique.
- Discutons maintenant dans quelles conditions cette transformation présentera des avantages.
- Pour que la lutte entre la machine à vapeur et le moteur électrique soit possible, il faut que le prix de revient du cheval-vapeur à l’endroit où il
- O Voir La Lumière Electrique du 11 avril 1891, p. 92.
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- doit être employé soit de 20 0/0 plus cher qu’à l’endroit où il est produit et transformé en énergie électrique pour être envoyé ensuite au lieu de consommation.
- Je ne considérerai que la vapeur ou la force hydraulique pour actionner les dynamos productrices de l’électricité, car il n’existe pratiquement aucun autre moyen d'obtenir une grande quantité d’électricité.
- On espère bien que ce jour viendra, mais jusqu’à présent ce moyen est inconnu ; on entend souvent parler de l’électricité fournie à l’aide de la chaleur ou par l’énergie chimique, mais on a montré maintes et maintes fois que toutes ces méthodes, bien que pouvant convenir dans certains cas particuliers, sont infiniment plus dispendieuses que la manière ordinaire.
- Nous pouvons nous poser la question : Dans quelles conditions l’usage du moteur électrique présente-t-il des avantages ?
- Pour y répondre, il faut envisager trois conditions où l’emploi des moteurs électriques est économique: i° lorsque l’énergie doit être employée en petites fractions; on obtient alors l’avantage que la production de l’énergie en grand est meilleur marché que la production en détail ; 20 lorsqu’il s’agit de grandes quantités d’énergie, mais que, par suite de circonstances locales l’énergie peut être obtenue à bien meilleur compte à une certaine distance de l’endroit où il la faut dépenser ; 30 lorsque pour une cause quelconque il est difficile ou impraticable de produire l’énergie là où elle est nécessaire.
- C’est le premier cas qui se présente le plus souvent.Si l’on prend mille exemples de dépense d’énergie, on trouve neuf cents cas où la force dépensée est faible, moindre qu’un cheval-vapeur. 11 faut très peu d’énergie pour actionner un tour; pour actionner une presse à imprimer, il suffit d’un cheval ou deux, et il n’en faut pas davantage pour actionner un malaxeur dans une boulangerie ; avec un demi-cheval, on peut faire tourner une douzaine de machines à coudre, et ainsi de suite.
- 11 est impossible de produire ces petites forces d’une manière économique, car la machine à vapeur est alors un très mauvais appareil.
- 11 est très difficile d’obtenir une machine bien proportionnée de moins de dix chevaux et qui puisse soutenir la comparaison avec des machines plus grandes.
- Pour les moteurs électriques, le cas est tout à fait différent ; on peut obtenir un moteur d’un huitième de cheval* aussi bien construit qu’un moteur d’une puissance 100 fois plus considérable, et le rendement sera presque le même.
- Les petites machines à vapeur, au contraire, ont un rendement très faible, car toutes les sources de perte augmentent considérablement lorsque les dimensions de la machine diminuent.
- Lorsqu’il s’agit de forces de cinq cents à mille chevaux, on peut obtenir le cheval avec une dépense de charbon d’environ 700 grammes par heure. Avec des machines plus petites, de cinq chevaux ou moins, il faut, pour obtenir la même énergie, dépenser de 3 à 4 1/2 kilog. de charbon. On voit donc immédiatement que la même dépense de combustible peut produire cinq ou six fois plus d’énergie lorsqu’on l’emploie dans de grandes machines ; puis, comme il faut beaucoup moins de personnel pour faire marcher unegrande machine que plusieurs petites pouvant accomplir le même travail, il s’ensuit un autre avantage en faveurdesgrandes machines.
- Toute l’énergie engendrée par une machine à vapeur actionnant une dynamo ne se retrouve pas dans le courant électrique produit. Le frottement de la machine à pleine charge absorbe fréquemment jusqu’à 10 pour cent de l’énergie produite, et si la machine marche à moitié charge, cette perte atteint souvent jusqu’à 20 pour cent, car : les pertes dues au frottement sont indépendantes du travail produit.
- 11 y a d’autres pertes provenant de réchauffement des fils ou dues aux courants parasites qui se développent dans les masses métalliques, près des fils utiles, et d’autres encore dues à réchauffement des noyaux des armatures.
- L’ensemble de ces pertes peut atteindre 10. pour cent de la puissance totale de la dynamo: et toutes ces pertes, excepté celles dues à réchauffement, restent à peu près les mêmes, quel que soit le courant produit.
- Par conséquent, si la dynamo ne travaille qu’à moitié charge, ces pertes deviennent importantes. On peut toutefois obtenir sous forme d’énergie électrique de la dynamo les quatre cinquièmes de l’énergie engendrée par la machine à vapeur. En, travaillant sur une grande échelle, on peut produire l’énergie électrique très économiquement, et il n’est pas difficile d’établir le prix du cheval-
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- iCÜRNAL UNIVERSEL UÉLE C TRICITÊ
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- heure en connaissant le prix du charbon, le salaire du personnel et le prix de l’établissement de l’usine.
- Avec une capacité totale de mille chevaux dont on n’utilise d’une manière régulière pas moins des neuf dixiémes, et en travaillant douze heures par jour, le prix de l’énergie électrique utilisable dans les conducteurs est presque exactement de 5 centimes par cheval-heure (et ceci comprend tout : combustible, personnel, intérêt du capital, dépréciation des machines et des dynamos, l’huiie et l’eau). Dans une installation de cent chevaux travaillant exactement dans les mêmes conditions, ce prix serait d’un peu plus de 15 centimes.
- On voit donc de suite l’avantage de travailler sur une grande échelle, et il est évident que même s’il y avait des pertes sérieuses provenant de la distribution par des moteurs électriques, on obtiendrait cependant un avantage considérable. Les pertes seraient relativement plus grandes et le coût de l’énergie plus considérable si dans la station de mille chevaux que nous considérons on n’utilisait qu’une fraction de la capacité totale. Si on n’employait par exemple, en moyenne, que le quart de ces mille chevaux, le prix de l'énergie serait environ le double de celui que nous venons d’indiquer.
- II est facile de voir que dans ces circonstances l’énergie électrique revient à meilleur marché que par des petites machines à vapeur établies aux endroits où l’énergie doit être consommée, et cela même si la compagnie qui fournit l’électricité réalise de beaux bénéfices.
- La pratique de tous les jours nous montre que le prix moyen demandé actuellement par les compagnies pour un cheval est de 30 francs par mois, c’est-à-dire un peu moins de 1 fr. 25 par jour.
- Ainsi,en remplaçant des petites machines à vapeur par un moteur électrique, on gagne sous tous les rapports; le prix que je viens d’indiquer correspondrait pour un moteur de cinq chevaux au salaire payé à l’homme chargé de surveiller la machine et de maintenir le feu sous la chaudière.
- Le moteur ne nécessite que très peu de soins, prend très peu de place, est facile à contrôler, est très propre, et ne produit ni poussière, ni fumée, ni vapeur, et il faut se rappeler en outre que lorsqu’il s'agit de chaudière et de feu, on court toujours certains risques. Lorsque l’énergie nécessaire
- est encore plus faible, un quart ou un demi-cheval, les avantages du moteur deviennent de plus en plus appréciables. Personne n’aurait l’idée d’éta-biir une machine à vapeur d’un demi-cheval ; pour ces petites forces on établirait un moteur à gaz ou à eau, mais ces moteurs ne peuvent rivaliser avec le moteur électrique que dans des conditions toutes spéciales. J’espère donc avoir bien démontré que lorsqu’il s’agit de petites forces le moteur électrique peut être considéré comme pouvant rivaliser avec succès avec la vapeur, parce qu’il est possible de produire économiquement l’énergie en grand et que l’on peut la distribuer électriquement sans grandes pertes. De plus, le moteur électrique est plus propre et plus simple que n’importe quelle autre machine à gaz ou à air chaud employée jusqu’ici.
- Considérons un peu le second cas, où il s’agit d’une quantité considérable d’énergie et où on pourrait très bien se servir d’une machine à vapeur, mais où son fonctionnement coûterait cher. Ces conditions existent dans beaucoup d’endroits où il n’est pas commode, où il est onéreux, de se procurer du charbon. A quelques kilomètres plus loin on pourrait trouver une mine ou dépôt de charbon, ou encore une force hydraulique; dans beaucoup de cas on gagnerait ainsi à transporter électriquement l’énergie. Même en supposant une perte de 50 0/0, ce qui est beaucoup, on gagnerait très souvent. L’auteur cite un exemple pris dans la région des mines de Colorado où il faut de l’énergie pour actionner diverses machines et où le charbon revient à un prix excessif; à une distance d’une dizaine de kilomètres, on trouve une force hydraulique avec une chute de 100 mètres; cette chute est actuellement employée pour actionner des dynamos qui distribuent l’énergie dans les. mines, dont plusieurs sont situées à des distances de près de vingt kilomètres.
- II n’est pas difficile d’établir chaque fois qu’il s’agit d'employer de la force motrice combien cette énergie coûterait; une estimation du prix de l’énergie obtenue électriquement d’une station située à une certaine distance montrerait si ce transport offre des avantages. Dans certaines conditions il y aurait naturellement des pertes, mais dans beaucoup d’autres des gains considérables. Nous avions donc parfaitement raison de dire que le moteur électrique peut être meilleur marché que la vapeur, même s’il s’agit d’une force considérable.
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- Finalement nous arrivons au troisième cas que nous avons considéré, celui où il s’agit de conditions où il est difficile d’obtenir de l’énergie autrement que par les moteurs électriques.
- Imaginons, par exemple, qu'il s’agisse d’actionner des machines employées dans des mines profondes. Avec des machines à vapeur les difïicullés de ventilation et les dangers d’incendie ne permettraient pas leur emploi, mais il est facile de faire courir des fils et d’actionner des mote.urs à un grand nombre de points différents situés à des distances variables de la station centrale; on constate en effet que des machines électriques pour l’extraction du charbon deviennent d’un usage de plus en plus fréquent et tendent à remplacer la distribution par l’air comprimé. 11 y a en outre beaucoup de cas où l’emploi d’une machine exigeant de la chaleur ne convient pas ou créerait des difficultés avec les compagnies d’assurances; un moteur électrique enfermé dans une boîte peut être employé presque partout, dans toutes les circonstances, avec une sûreté parfaite. Un autre avantage provient de la facilité des moteurs électriques pour actionner de petits ventilateurs, des machines à coudre, de petites pompes, etc. On se procure ainsi à bon marché une énergie qui est facile à contrôler; en employant des fils flexibles on peut déplacer le moteur avec la plus grande commodité. Pour mettre les moteurs en mouvement, il suffit d’appuyer sur un bouton; il est tout aussi facile de les arrêter; on peut les régler très facilement pour remplir le but recherché, et ces machines travaillent presque automatiquement.
- Tout ce que nous venons de dire montre bien que l’électricité ne peut nullement supplanter la vapeur comme agent capable d’engendrer l’énergie, mais qu’elle constitue un aide extrêmement puissant et commode pour transporter cette énergie d’un point à un autre, et cela avec la plus grande simplicité et de faibles pertes. Pendant longtemps encore la plus grande partie des dynamos seront probablement actionnées directement par des machines à vapeur," mais pour ce qui con-cerqe l’emploi de l’énergie à un point donné, le moteur électrique rivalise avec succès avec la machine à vapeur.
- S’il arrive un jour, ce que nous avons de la peine à prévoir, qu’on obtienne l’énergie électrique directement du charbon, la machine à vapeur
- aura vécu. Comme je l’ai fait déjà remarquer, l’électricité et la chaleur sont reliées d’une manière très intime. Chaque fois, par exemple, que l’on chauffe une pièce de fer, on ne produit pas seulement de la chaleur, mais encore de l’énergie électromagnétique qui constitue la forme sous laquelle la chaleur est rayonnée, et si l’on continue la chauffe jusqu’à la chaleur blanche, on obtient la forme de l’énergie que nous connaissons comme constituant la lumière. Mais tout cela n’est qu’un rêve pour l’avenir, un rêve qui peut-être se réalisera un jour, mais jusque-là nous dépendons de nos dynamos actuelles.
- Dans tout ce que j’ai dit jusqu’ici, vous avez pu remarquer que je n’ai parlé ni des tramways électriques ni de la possibilité de détrôner la locomotive de sa suprématie actuelle. Je me suis borné à vous montrer ce que l’on peut faire du moteur électrique comme machine stationnaire, et vous comprendrez que tout ce qui est vrai pour le moteur immobile l’est encore pour les moteurs en mouvement et transportant des charges. Ceci est seulement Une question de produire une certaine quantité d’énergie à un point donné, et c’est dans cette voie que les moteurs électriques présentent des avantages particuliers et presque dominants. La sagacité des inventeurs a pu difficilement créer une machine à vapeur capable d’actionner convenablement les tramways. 11 faut dire que ces machines ne peuvent convenir, car elles sont extrêmement désagréables aux personnes qui circulent dans la rue en même temps qu’elles.
- Le moteur électrique, au contraire,qui fait tranquillement sa besogne et qui peut être appliqué partout où on lui fournit du courant, a là de grandes chances de succès. 11 suffit de relier le moteur à l’axe de la voiture et de prendre le courant à l’aide du contact mobile d’un conducteur tendu au-dessus de la rue. Pour les services des rues, la machine à vapeur est à peu près en dehors de la question, excepté lorsqu’il s’agit de traction par câbles, mais ce n’est pas cette machine à vapeur stationnaire qu’on peut considérer comme rivale du moteur électrique.
- Bien que les tramways électriques ne datent guère que de trois ans, l'expérience a montré que l’électricité va remplacer les chevaux. Quel que soit le prix relatif du système de tramways à vapeur ou de tramways électriques il n’y a aucun doute par rapport à la traction animale, et le
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- fait qu’il ya près de 300 chemins de fer électriques couvrant 3 000 kilomètres de voies montre jusqu’à l’évidence l’avenir de l’électricité.
- A chaque endroit où l’on a remplacé les chevaux par l’électricité, on y a gagné, et la différence augmentera au fur et à mesure que l’on réalisera des améliorations. On demande souvent si l’électricité peut rivaliser avec la traction par câbles, en d'autres termes, si on peut distribuer l’énergie meilleur marché par l’électricité que par des câbles animés d’un mouvement continu. Les câbles présentent des avantages sur des lignes courtes et très chargées, et dans ces circonstances ce mode de traction est au moins aussi économique que les meilleurs systèmes de tramways électriques.
- Les améliorations de quelques années renverseront probablement ces conditions; déjà lorsque la ligne est longue et pas trop chargée l’avantage reste tout à fait du côté de l’électricité.
- C. B.
- BIBLIOGRAPHIE
- 'Leçons sur VElectricité, professées à l'Institut électro-technique Montefiore (annexé à l’université de Liège), par Eric Gérard, directeur de cet institut. 2' édition. 2 vol. grand în-8\ Paris, Gauthier-Villars. —Liège, Léon de Thier, 1891.
- Il y a un an nous annoncions l’apparition des leçons d’électrotechnique professées par M. Eric Gérard à l’Institut Montefiore, et il s’est à peine écoulé quelques mois depuis l’achèvement de cet important ouvrage.
- Aujourd’hui, nous avons déjà le plaisir d’en signaler aux lecteurs de La Lumière Electrique une deuxième édition. Ce succès si rapide n’est pas seulement dû à l’intérêt d’actualité qui s’attache de nos jours aux publications électriques : il s’explique tout naturellement parles qualités de fond et de forme de l’œuvre et par la haute situation scientifique de l’auteur.
- L’économie générale du livre n'a pas été changée: quelques détails d’exposition ont été perfectionnés ; les chiffres et les renseignements statistiques ont été mis à jour ; mais c’est surtout par de nombreuses additions que cette nouvelle édition diffère de la précédente qui a été accrue de cent pages.
- Notons, dans le chapitre consacré au magnétisme, un excellent exposé des compléments donnés tout récemment par Ewing à la théorie de Weber; au sujet de la propagation des courants, plusieurs paragraphes nouveaux sur les effets d’une capacité et d’une self-induction dans le circuit d’un courant alternatif; dans l’électrométrie, de nouvelles méthodes pour la mesure des perméabilités et des coefficients d’induction. La partie pratique de l’ouvrage a aussi reçu de nombreux compléments exigés par les progrès journaliers de l’industrie. La détermination de l’emplacement le plus favorable d’une usine électrique d’après la méthode de M. L’Hoest, la méthode de sectionnement de MM. Herzog et Stark, les régulateurs Ganz et Kapp, le compteur Thomson, les conducteurs Ferranti, le système de tramway inauguré à Budapest par MM. Siemens et Halske, celui du City and South London Railway font l’objet de paragraphes nouveaux. Le chapitre qui traite des usines électriques s’est enrichi de la description des installations de Sardinia Street à Londres, de Ferranti, également à Londres, de Westinghouse, aux Etats-Unis.
- Nous n’avons plus à faire l’éloge des leçons de M. Gérard : le rapide épuisement de leur première édition dit assez avec quelle faveur le public scientifique et technique l’a accueillie, et les additions importantes faites par le savant professeur de l’Institut Montefiore ne feront, c’est certain, que confirmer ce légitime succès.
- Edm. Francken.
- Traité élémentaire cl’Electricité, par J. Joubert, 2" édition.
- Masson. Paris.
- En 1889, le savant M. Joubert publiait la première édition de ce livre, dont le but était de faire d’une façon simple mais complète la théorie de l’électricité et l'exposé des principes sur lesquels reposent ses applications. Le succès obtenu par ce livre a été très grand et la première édition vite épuisée; c’est la seconde que nous présentons, l’œuvre a été complètement remaniée et certains chapitres ont été entièrement modifiés.
- Le Traité de M. Joubert répond à un besoin dans l’enseignement de l’électricité ; il établit la transition entre les ouvrages élémentaires classiques, absolument insuffisants aujourd’hui, et les
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- 14(5 V LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ouvrages complets à développements mathématiques des savants et des ingénieurs.
- L'autorité de son auteur est un sûr garant de la clarté et de la précision de l’exposé méthodique dés principes de l’électricité moderne.
- - ' A. R.
- Àppunti di meccanica sulla costruçione delle Unes ielegra-
- ficbé, (Formules de mécanique pour la construction des
- lignes télégraphiques), par M. J. Brunelli. — Rome 1890.
- Cet opuscule de 110 pages environ renferme sous une forme élémentaire la démonstration des principales formules relatives aux éléments mécaniques des lignes télégraphiques. 11 renferme en outre tous les renseignements pratiques indispensables pour la construction de ces lignes.
- Ce qui caractérise l’ouvrage de M. Brunelli, c’est une grande clarté. Les démonstrations sont exposées d’une manière sirnple, élégante et ne nécessitent que la connaissance des mathémati-qués élémentaires.
- JLa disposition des chapitres, l’arrangement typographique et les figures sont des plus réussis. L’influencé des variations de température est représentée par plusieurs tableaux graphiques construits avec beaucoup de soin.
- .Voici d’ailleurs un résumé rapide du contenu du manuel de M. Brunelli.
- La première partie, qui traite du fil télégraphique, formeà elle seule la moitié du volume. L'auteur s’occupe dans 29 paragraphes distincts de toutes les questions relatives à la forme que prend le fil, aux tensions qui s’y développent, à l’influence de l’élasticité du métal sur la stabilité du fil, ainsi qu’à l'importance des variations de la tension avec la flèche et avec la température.
- La deuxième partie s’occupe des tensions transmises par le fil aux supports, des tensions en direction horizontale et en direction verticale. L'étude des tensions sur les poteaux dans les tracés curvilignes est faite avec beaucoup de soin.
- Enfin, dans la troisième partie, l’auteur étudie la stabilité des appuis et décrit les différents modes de consolidation des poteaux employés généralement. La stabilité de chacun d’eux est étudiée spécialement.
- Dans son travail l’auteur fait de nombreux renvois au guide officiel italien pour la construction des lignes télégraphiques et s’attache souvent avec beaucoup dé détails aux conditions particu-
- lières des lignes italiennes. Gétte spécialisation n’enlève cependant rien au mérite de ce travail, qui peut être consulté avec fruit par tous ceux qui ont à s’occuper non seulement de la construction des lignes télégraphiques mais aussi de celle des lignes aériennes pour le transport ou la distribution électrique de la force. Dans la construction de ces lignes, où l’on emploie des fils de diamètre considérable, on néglige trop souvent les éléments mécaniques pour ne considérer que les éléments électriques : résistance et isolement. L’étude de l’ouvrage de M. Brunelli ne “bourra donc qu’être de la plus grande utilité aux ingénieurs qui ont à s'occuper de la construction des lignes aériennes industrielles.
- ! A. Palaz.
- Das Eleklrische Licht und die hierzu augewandten Lamf-en, Kohlen und Beleuchtungskcerper. (La lumière électrique et les organes employés pour sa production, lampes, charbons, etc.), par Mi A. von Urbanitzky.— Vienne, Hart-leben, 1890.
- Cet ouvrage, qui forme le troisième volume de la bibliothèque électrotechnique de Hartleben, en est à sa troisième édition. C’est une preuve qu’il a rendu de réels services. Aussi n’avons-nous pas besoin d’insister sur ses qualités. Bornons-nous à donner pour ceux de nos lecteurs qui ne le connaissent pas encore un rapide aperçu de son contenu.
- ; L’ouvrage débute par quelques généralités sur la lumière électrique produite par incandescence ’ ou par l’arc voltaïque. Puis il donne la description des principaux types de lampes à incandescence et d’un grand nombre de lampes à arc; on y : trouve parmi les premières les lampes d’Edison, de Swan, de Maxime et Weston, de Lane-Fox, de Woodhouse et Rawson, de Greiner et Fried-richs, de Cruto, de Diehl. On pourrait faire à ces descriptions le reproche de s’en tenir un peu trop strictement aux anciens types classiques. Le même reproche pourrait peut-être s’adresser à la description des lampes à arc, bien qu’elle comprenne plus de trente types différents.
- Enfin, dans une troisième partie, l’auteur donne les renseignements usuels sur la fabrication des charbons pour les lampes à arc et sur celle des lampes à incandescence.
- A. Palaz.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- H7
- CORRESPONDANCE
- Paris, le 18 mars 1891.
- Monsieur le Directeur,
- Dans le numéro 10 de votre journal, du 7 courant, pages 470 et 480, vous décrivez une pile de M. A. de Méritens.
- Je prends la liberté de porter à votre connaissance, en vous priant de faire bon accueil à la présente, que :
- « J’ai pris, à la date du 26 avril 1890, un brevet pour perfectionnements dans la construction des piles électriques. Le texte de ce brevet décrit un dispositif dont j’ai le droit de revendiquer la propriété, qui permet la réalisation du système présenté par M. de Méritens. Un récent certificat d’addition à ce brevet en précise nettement les parties caractéristiques. »
- A la page 471 de votre journal il est dit :
- « Pour conserver au liquide excitateur le degré voulu d'acidulation, un tube de porosité convenable et contenant du S03HO plonge dans l’élément, dont il complète la composition. »
- M. de Méritens ne peut s’attribuer ce’dispositif; le réservoir d'acide ainsi constitué existe depuis longtemps dans d'autres piles, il est décrit comme applicable à toutes les piles à acide en général.
- Quant à la régénération du zinc par l’électrolyse, le moyen proposé par M. de Méritens (emploi d'une anode soluble en fer plongeant dans la cuve électrolytique) a été indiqué et mis en pratique par M. Archereau; mais, le zinc obtenu devenant vite ferreux dans la cuve électrolytique, ce procédé fut abandonné par lui.
- Récemment, en collaboration avec M. Archereau, nous avons breveté un moyen pratique nouveau donnant du métal pur, tout en nous permettant de réduire sensiblement la force électromotrice qui est nécessaire lorsque l'anode est insoluble.
- D’ici peu nous espérons vous montrer, Monsieur le Directeur, l’ensemble de nos travaux.
- Veuillez agréer, etc.
- E. Ducretet.
- FAITS DIVERS
- Le 10 mai prochain se produira un passage de Mercure qui commencera un peu avant minuit (temps moyen de Paris) dans l’extrême Orient et se terminera un peu avant cinq heures du soir dans nos latitudes. Les observatoires de Saïgon et de Tananarive constateront les diverses phases du phénomène bien avant Paris. Il serait intéressant d’en avoir un compte rendu complet pour la séance de l’Académie des Sciences qui aura lieu le lendemain lundi 11 mai. Ce serait
- une bonne occasion de faire servir la télégraphie électrique à un objet utile au progrès des sciences.
- A propos de l’inauguration du funiculaire de Belleville, il n’est point sans intérêt de rappeler que presque partout en Amérique les lignes à câble sont remplacées par des lignes électriques. Nous trouvons dans le dernier numéro du Western Electrician arrivé à Paris, celui du 28 mars, un fait bien caractéristique. On annonce la conversion au système de traction électrique de la Compagnie des Grand Rapids, qui a dépensé 10 millions de francs dans l’installation de ses lignes à câble.
- M. Pennington exposera à Chicago un ballon captif, de forme allongée, qui portera un moteur électrique. Une batterie d’accumulateurs placée sur le sol sera reliée avec le moteur par un câble souple et lui communiquera une vitesse de rotation de 700 tours à la minute, qui sera réduite à 70 tours pour la commande de l’hélice. La vitesse du ballon atteindra par le calme plat 21 kilomètres à l’heure.
- La Compagnie internationale d’électricité va construire à Fiume une station centrale d’électricité ; l’installation existante n’était que provisoire et produisait 10000 watts pour l’éclairage et 30000 watts pour le transport de la force par les procédés Ganz. La distribution se fait en dérivation et des transformateurs ramènent à 50 volts la tension du courant : les moteurs électriques commanderont huit ascenseurs. La direction du port demande que des lampes électriques soient placées sur les quais.
- La Société d’encouragement pour l’industrie nationale a publié la liste de ses prix pour 1892; l’électricité y figure quatre fois. Le prix Melsens, de 500 francs, peut être attribué à l'auteur d’un progrès dans l’électricité, la balistique, l’hygiène, la physique et la chimie. Un prix de 2000 francs sera décerné pour un petit moteur soit indépendant, soit alimenté par une station centrale, et un prix de 3000 francs pour le meilleur moyen de transmettre l’action des forces naturelles à de grandes distances. Enfin, un prix de 2000 francs pour le meilleur mode de préparation de l’ozone ou son emploi industriel.
- Les modèles, les mémoires, etc., etc., doivent être déposés avant le 1" décembre, dernier délai. En 1893, deux prix seront également décernés aux électriciens, un de 3000 francs pour la découverte d’une matière isolante qui puisse remplacer la gutta-percha, et un de 2000 francs pour un moyen pratique de mesurer ou d’estimer l’isolement des différentes parties d’une installation industrielle pendant qu’elle marche.
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- VElectrical Engiiieer de Londres prétend que le plan fantastique dont il a été question pour donner aux trains une vitesse de 370 kilomètres par heure va être mis à exécution sur une ligne de 1800 kilomètres, ce qui entraîne une dépense de 450 millions.
- Les locomotives électriques voyageant avec cette vitesse foudroyante traîneraient chacune deux wagons. Le matériel se composerait de 50 locomotives et de 100 wagons. On n’a pas oublié que le service aurait lieu dans un chemin à trois rails, deux portant à terre, et le troisième étant soutenu en l’air par des moyens spéciaux, de sorte que ces trains ultrî-spéciaux voyageraient dans une longue cage.
- Si l’on en croit l'Electrical Review, ce n’est pas seulement en Amérique que les tramways à vapeur se convertissent à la traction électrique. Ce phénomène, si facile à comprendre, se passerait aussi à Brême. 11 serait même l’objet d’une sorte de conflit entre l’autorité municipale et le gouvernement de l’Empire.
- En effet, l’administration supérieure serait hostile à l’érection des poteaux destinés à soutenir les conducteurs, mais l’ancienne ville hanséatique, tenant à montrer que les anciennes libertés n’ont pas toutes été perdues dans l’annexion, la police municipale aurait donné l'ordre de procéder aux travaux nécessaires.
- Dans les ateliers on redonne souvent du mordant aux limes usées par des immersions dans de l’eau acidulée. Dans le même but, M. Personne avait indiqué un procédé analogue de retaillage des limes, qui consistait à placer les limes dans une eau acidulée sulfurico-nitrique, en même temps que des charbons de cornues, de façon à former des couples acier-charbon.
- D’après M. Marelle, on obtiendrait encore un meilieur résultat en employant un courant extérieur. Les limes bien décapées sont suspendues aux deux pôles d’une pile sur deux rangées parallèles dans un bain d’eau acidulée. Un commutateur permet de changer le sens du courant.
- Quand les limes du pôle positif sont suffisamment attaquées, elles deviennent blanches et on intervertit le courant; au bout de quelques minutes les limes sont retirées et séchées, leur retaille est opérée.
- 11 n’est point hors de propos de faire savoir à nos lecteurs que le chiffre des recettes du chemin de fer électrique souterrain du sud de Londres continue à s’élever dans une proportion des plus satisfaisantes. A la fin de mars, la moyenne des voyageurs était de 16000 par jour. Avec un prix unique de 20 centimes la compagnie arrive déjà à des recettes qi o-tidiennes de 3200 francs.
- Inutile d’ajouter un commentaire à ce fait remarquable.
- Les architectes de l’Exposition de Chicago ont arrêté les détails de la construction des différents édifices. Comme nous l’avons dit, toutes les constructions seront réunies dans Jackson-Park, mais le Front du Lac sera embelli et décoré aussi bien que possible pour servir d’embarcadère; un service d’excellents bateaux à vapeur sera établi pour conduire les visiteurs à l’Exposition, en suivant le bord du lac Michigan pendant un petit nombre de milles.
- Quelques personnes espèrent encore que le palais des beaux-arts sera distrait de l’exposition générale et construit sur le Front du Lac. La raison sur laquelle elles s’appuient pour réclamer une exception ne laisse point que d’être sérieuse.
- Quoique l’on s’apprête à dépenser 50 millions de francs pour la construction des divers édifices, aucun n’est destiné à être conservé d’une façon permanente. Il n’en serait pas de même du palais des beaux-arts si on le plaçait sur le Front du Lac, et il resterait à Chicago en souvenir de la grande Exposition colombienne.
- L’espace couvert par les différents édifices dont la construction a été décidée s’élève à 40 1/2 hectares. En voici le détail :
- Le pavillon de la pêche, 6800 mètres carrés; son annexe, 26000; pavillon du gouvernement des Etats-Unis, 15000; manufactures, 124000; exposition électrique, 22400; mines, 22400; agriculture, 36800; salle des machines, 38800; annexe de la salle des machines, 32800; générateurs de force, 34400; horticulture, 92800; bâtiment des fermes, 9400; administration, 5600.
- Le 6 février on a publié une première liste des différents états de l’Union américaine qui avaient voté des crédits pour organiser leui participation. Depuis, plusieurs autres ont suivi l’impulsion; à la fin de février le total des sommes ainsi votées s’élevait à 22 millions.
- En ajoutant au capital de la compagnie tous les crédits accordés soit par le gouvernement fédéral, soit par les états delà confédération, soit par les villes,les corporations ou les gouvernements étrangers, on arrivait au chiffre de 128 millions de francs à la fin de février.
- On peut obtenir gratis les classifications, les règlements, des modèles d’adhésions et toutes les informations nécessaires, il suffit d’adresser les demandes, franco, à l'honorable M. Georges R. Davis, directeur, général de l’Exposition colombienne, à Chicago (Illinois).
- Éclairage Électrique
- Le nombre des abonnés à la compagnie parisienne du gaz était au 31 décembre dernier de 233010 et dépassait de 8891 celui des abonnés à la même date de 1889.
- La consommation de 1890 a été de 307861880 mètres cubes, consommation inférieure de 4 396196 mètres cubes à celle de 1889, année exceptionnelle à cause de l’Exposition.
- Cette consommation de 1890 excède de 10164060 celle de 1888, année ordinaire, ce qui fait une augmentation moyenne de 5 082 030 mètres cubes par an.
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- L’augmentation s’explique, malgré la concurrence de • l’éclairage électrique par ce fait que la Compagnie a dirigé tous ses efforts sur l’introduction du gaz dans les cuisines comme agent de chauffage. Depuis 1887, 106987 fourneaux à gaz ont été mis gratuitement à la disposition des abonnés.
- La consommation de jour résultant de l’emploi du gaz dans la cuisine et les usages industriels a été en 1890 de 80 522 325 mètres cubes. Elle a presque doublé en quelques années.
- Encore une bibliothèque qui s’éclaire à la lumière électrique et qui ouvrira $es salles de lecture le soir, mais ce n’est pas la Bibliothèque nationale de la rue Richelieu. Cette bibliothèque existe à Liverpool, et elle a dépensé la somme de 50000 francs pour installer un service essentiel à l’époque actuelle. On ne comprend pas que la Société des Gens de lettres de Paris n’intervienne pas en faveur des travailleurs.
- Une discussion assez confuse s’est élevée à la Chambre des Communes à propos de l’cclairage électrique; nous nous garderons bien de la résumer. Cependant nous en»retiendrons ce fait curieux, qu’on dépense encore 50000 francs par an pour l’éclairage à l’huile dans le Palais de Westminster. Les coroners et les pairs n’en sont même point au régime du gaz!
- La municipalité de Stockholm a fixé ainsi qu’il suit le prix de vente aux particuliers de la lumière électrique fournie par l’usine municipale :
- La lampe-heure de 10 bougies (38 watts), 5 centimes,
- La lampe-heure de 16 bougies (50 watts), 6 centimes.
- La lampe-heure de 25 bougies (80 watts), 7,5 centimes.
- La lampe-heure de 35 bougies (114 watts), 12,5 centimes.
- Par heure et par paire de lampes à arc de 4 ampères, 50 centimes.
- Par heure et par paire de lampes à arc de 6 ampères, 67,5 centimes.
- Par heure et par paire de lampes à arc de 9 ampères, 1 franc.
- Les lampes de 10 et 16 bougies doivent avoir respectivement l’intensité lumineuse d’un bec de gaz ordinaire ou d’un bec Argand
- Le palais impérial de Vienne était déjà éclairé par 2000 lampes à incandescence; la lumière électrique va être installée dans toutes les pièces, et le nombre des lampes sera porté à 4000.
- On compte actuellement en Autriche-Hongrie 185000 lampes* à incandescence et 4000 lampes à arc, alimentées par
- 1200 dynamos. Un tiers environ de ce matériel est en service à Vienne, où l’on trouve 60000 lampes à incandescence. Il est du reste question de construire dans cette ville de nouvelles stations centrales.
- Télégraphie et Téléphonie
- Des essais téléphoniques viennent d’être faits entre Londres et Marseille en raccordant la ligne Londres-Paris à la ligne Paris-Marseille. Les essais ont réussi. C’est le plus beau résultat téléphonique connu : établir des communications à 1300 kilomètres.
- Il faut se rappeler toutefois que M. van Rysselberghe a pu communiquer téléphoniquement de New-York à Chicago, dont la distance est de 1600 kilomètres, mais dans cette ligne il n’y a pas de câble sous-marin, comme celle de Paris à Londres.
- M Moissan, qui a préparé le fluor par voie électrolytique, vient d’essayer d’isoler le bore par l’électrolyse du triiodure de bore, qu’il a réussi à préparer.
- Ce corps solide, fusible à 43’ et maintenu fondu n’a pu être décomposé par un courant de 50 volts, les électrodes de platine étant distantes de 1 millimètre.
- Le.ministre du commerce vient d’approuver l’établissement d’une communication téléphonique interurbaine entre Lyon et Vienne (Isère).
- La grande réforme dont nous avons parlé à plusieurs reprises est un fait accompli. La Compagnie orientale a diminué son tarif pour l’Australie dans une proportion notable. Le prix du mot n’est plus que de 5 francs, excepté pour le Queensland, qui n’a pas voulu souscrire à la garantie d’un minimum d’intérêt. La Nouvelle-Zélande se trouve également exclue.
- Nous doutons cependant que cette mesure paralyse les efforts de M. Cyrus Field tendant à la constitution d’une compagnie pour le télégraphe du Pacifique.
- Une singularité télégraphique doit être notée. Il en coûte moins cher maintenant pour lancer un télégramme de Paris à Melbourne ou à Sidney qug de Paris à Saïgon ou à Hanoï.
- Le développement des lignes téléphoniques françaises est excessivement remarquable, et l’on peut croire qu’à la fin de l’année on aura rattrappé une partie de l’avance qu’on avait laissé prendre aux nations étrangères.
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- Paris sera en communication non-seulement avec Londres, Bruxelles, Lille, Reims, le Havre, Lyon, Marseille, Rouen, Amiens, Saint-Quentin, etc., etc., mais dans la zone suburbaine avec Saint-Cloud, Colombes, Rueil, Romainville, Créteil, Meudon, Courbevoie, Boulogne, Saint-Ouen, le Vésinet, Thiais, Ville-d’Avray, Pontoise, Neuilly, Charenton, etc.
- Des réseaux urbains seront établis dans les villes suivantes : Fécamp, Mâcon, Tours, Arras, Beaune, Châlons-sur-Marne, Angers, Cognac, Grasse, Toulouse, Mazamet, Roanne, Thizy, Corbeil, Versailles, Epernay, Maubeuge, Orléans, Rouen, Calais, Lyon, Vienne, etc., etc.
- Nous renonçons à donner la liste des communications ultra-urbaines départementales.
- Cet élan remarquable est dû, il faut le reconnaître, à l’adoption de la loi permettant aux communes de compter sur le concours de l’Etat, si elles consentent à prendre à leur charge une partie des frais nécessaires. C’est le proverbe « aide-toi, le ciel t’aidera » qui est en train de recevoir une application brillante.
- Il est question de relier les villes du district de Bonslon Stargard (Suède) par un réseau de lignes téléphoniques, dont quelques-unes seraient sous-marines. Les travaux seront probablement exécutés par l’administration.
- On étudie à Madrid un projet de réseau téléphonique destiné à relier Madrid aux quarante-neuf villes principales du royaume, qui pourraient ainsi communiquer entre elles. Le bureau principal serait à Madrid.
- Les études comparatives faites à Londres et à Paris pour déterminer le meilleur téléphone n’ont pas donné des résultats identiques au poste de la Bourse et au poste de Saint-Marlin’s-Ie-Grand. Le service anglaisa adopté l’appareil Gower Bell, auquel les postes et télégraphes de France ont préféré un autre système. Ces divergences d’opinion ne s'expliquent point seulement par les différences existant dans les organes mécaniques ainsi que dans la composition des charbons de microphone, mais dans la diversité des voix des personnes qui se servent du transmetteur; afin d’écarter cet élément des études que l’on continue à faire, on a décidé d’employer comme origine de la voix une impression phonographique.
- Les personnes qui s’occupent de ces comparaisons difficiles croient qu’en procédant ainsi l’on arrivera à des conclusions indiscutables.
- Dans la cabine téléphonique du Post-Office on a placé une lampe de 10 bougies à droite de la personne qui veut parler avec Paris. Cette lampe s’allume automatiquement
- et éclaire pendant tout le temps où l’on reste assis dans le fauteuil disposé en face du transmetteur.
- Le gouvernement espagnol est tellement satisfait du résultat moral obtenu par l’installation de son réseau sur les côtes de l’Afrique septentrionale qu’il ne recule pas devant les dépenses nécessaires pour l’étendre à des villes qui sont encore sous la domination de l’empereur du Maroc. On se propose de relier Ceuta à Tanger par un câble. Le Coran n’ayant pas prévu la télégraphie électrique, on ne croit pas que S. M. chérifienne fasse obstacle à cette invasion des arts de la civilisation sur la barbarie musulmane.
- Une première liste de quinze abonnés du téléphone admis à communiquer directement avec Londres, après le dépôt préalable d’une provision suffisante, a été dressée par les soins de l’administration.
- Des expériences couronnées de succès ont eu lieu pour rattacher Bruxelles et même, comme nous le faisons remarquer plus haut, de Marseille à Londres, par l’intermédiaire du téléphone de la Manche. Le succès obtenu est donc plus complet qu’on n’avait cherché à l’avoir.
- Parmi les expériences curieuses on peut citer l’audition de l’opéra le Mage, actuellement représenté à l’Opéra de Paris; grâce au téléphone, elle a pu avoir lieu à Londres.
- Le nombre des appels téléphoniques de Paris à Londres va en augmentant; suivant le Petit Journal, il s’est élevé à 50 dans la journée du 12 avril. Cependant quelques personnes se plaignent de l’élévation du tarif, fixé comme nous l’avons dit à 10 francs par trois minutes. L’argument principal mis en avant par les partisans d’une réforme est que les journaux font avec les banquiers la base de la clientèle des téléphones à grande distance, et que jamais ils ne consentiront à payer une somme aussi considérable que celle qui résulterait de l’application du tarif actuel.
- On cite à l’appui de cette assertion l’exemple de Y Indépendance Belge qui, occupant chaque nuit la ligne pendant une heure, aurait à payer quotidiennement une somme de 200 francs, avec le tarif Paris-Londres.
- Il est certain que le nouveau téléphone marche admirablement. En effet, un négociant qui a eu la patience de compter les mots échangés pendant une communication de trois minutes n’en a pas trouvé moins de 300 ; au tarif actuel le mot lui sera revenu à un peu plus de trois centimes, beaucoup moins cher que par le câble télégraphique.
- Imprimeur-Gérant :'V. Nory
- Imprimerie de La Lumière Électrique — Paris 31, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d’Electricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- directeur : Dr CORNELIUS HERZ
- XIII* ANNÉE (TOME XL) SAMEDI 25 AVRIL 1891
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- SOMMAIRE. — Sur le prix de revient de la force motrice pâr l’électricité; Ch. Haubtmann. — Expériences avec l’arc élec-' trique; E. Rayerût.— Recherches sur les conductibilités électriques des acides organiques et de leurs sels; Adolphe Minet. «-Détails de construction des machines dynamo; Gustave Richard. — Sur le courant rotatoire et sa mesure; H. Gœrges. — Histoire chronologique de l’électricité, du galvanisme, du magnétisme et du télégraphe; P.-F. Mottelay.—Chronique et revue'de la presse industrielle : Note sur le calcul des dynamos, par M. Mélotte.—Coupe-circuit Blathÿ.— Compteur Hartmann et Braun. — Télégraphe Schuckert. — Accumulateurs Tommasi et Théryc. — Dangers de foudre en pleine mer. — Prescriptions pour l’installation d’établissements électriques dans les colonies espagnoles. — Revue des travaux récents en électricité : Société française de physique (séance du vendredi 17 avril 1891;. — Rapport entre l’unité électro-, magnétique et l’unité électrostatique d’électricité, par M. H. Pellat. —Sur la mesure de l’énergie d’un courant électrique, par MM. Ayrton et Sumpner. — Un'-auxiliaire des électromètres. — Résistance électrique des gaz dans les champs magnétiques, par M. A. Witz. — Bibliographie : Guide pratique pour la construction des appareils électriques à l’usage des amateurs, par R.-S. Bottone. — Electricité et optique, par H. Poincaré. — Faits divers.
- SUR LE PRIX DE REVIENT
- DE LA
- FORGE MOTRICE PAR L’ÉLECTRICITÉ
- Au dernier Congrès du Franklin Institute, M. Bell a développé une étude ayant pour titre : « l’électricité comme rivale de la vapeur 0 », où il examine dans quelles conditions le courant électrique peut remplacer avec avantage la machine à vapeur, et à fortiori le moteur à gaz.
- Nous voulons ici esquisser une étude similaire, en l’adaptant aux conditions spéciales d’une distribution d’énergie dans Paris, sans rien changer à ce qui existe. En un mot, nous nous proposons de rechercher quels seraient les éléments de vie et de prospérité d’une société électrique s’établissant en vue de distribuer l’énergie électrique pendant la journée et de la lumière le soir dans un rayon déterminé de la capitale.
- Ce travail pourra paraître oiseux à beaucoup de personnes, surtout à celles qui doivent y être les plus intéressées, car on ne manquera pas de nous répondre, qu’à toutes nos déductions théoriques, aussi logiquement établies que l’on voudra, cor-
- (*) Lu Lumière Electrique, t. XL, p. 92 et 141.
- respond un fait pratique indéniable en opposition avec elles ; l’examen attentif de l’exploitation journalière d’un des secteurs d’éclairage électrique, où, d’après beaucoup d’ingénieurs, tout a été prévu pour une dépense minima et un rendement maximum.
- Nous n’ayons certainement pas l’intention, dans ce qui suit, de démontrer que ce qui s’est fait en matière de distribution d’énergie électrique jusqu’à ce jour est à côté de la vérité; que si l’on avait changé telle ou telle chose dans l’établissement des usines et des réseaux, on serait arrivé à des résultats merveilleux.
- Nous savons trop par expérience combien est grand ie pas qui sépare, en matière d'industrie* la théorie de la pratique pour nous laisser aller à de telles illusions ; mais une chose qui n’a pu manquer de frapper les ingénieurs est le prix excessif du cheval électrique à Paris. Inévitablement on arrive à se demander quelles peuvent être les causes qui majorent d’une façon si considérable une chose que l’on produit couramment à raison de 0,15 fr. et que l’on ne peut livrer qu’au prix de 0,80 fr, 0.
- Ici, à Paris, dans l’état actuel des choses, IaTôrce motrice par l’électricité est, quant au prix de revient, une affaire impraticable. Un moteur à gaz
- p) Prix moyen du cheval-électrique-heure.
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- coûte moitié moins, el s’il s’agit d'une installation supérieure' à 5 chevaux, la proportion, entre un moteur électrique et une machine à vapeur, saute du simple au triple, tout en tenant compte d’un surveillant spécial affecté à la conduite de cette dernière.
- Pourtant les ingénieurs qui ont établi les secteurs d’électricité de Paris sont loin d’être en arrière sur leurs collègues de l’étranger qui, eux, se font forts de livrer de l’énergie électrique à raison de 0,15 fr. le cheval-heure, en admettant que la source génératrice soit actionnée par des moteurs à vapeur.
- 11 y a donc ou un vice fondamental dans les systèmes exploités, ou un capital engagé trop considérable pour l’entreprise, qui succombe alors sous le poids des intérêts à servir et des amortissements à effectuer.
- Cependant, si l’on jette un coup d’œil sur les devis afférents aux projets concernant l’établissement d’un secteur, on voit que les sommes prévues n’atteignent pas un chiffre excessif; même en prenant une base très large dans les estimations, ôn reste encore dans des limites très raisonnables; le capital sera, il est vrai, beaucoup plus élevé que dans aucune autre industrie, mais il pourra néanmoins se tirer d’affaire quant aux intérêts.
- Nous croyons inutile de pousser plus avant dans cette voie et nous allons examiner immédiatement comment peut exister une compagnie de force à domicile et d’éclairage par l’électricité.
- Pour nous, la grande question doit être celle-ci : donner à ceuxqui l’emploient une économie réelle sur tous les moyens connus aujourd'hui : gaz, air comprimé, raréfié, etc. Ensuite viennent les avantages secondaires de sécurité, propreté, salubrité, etc.
- Etant donné qu’une société quelconque sera Capable de donner ces résultats, il ne fait pas de doute que dans certains quartiers de Paris, tels que le faubourg Saint-Antoine et le Marais, par exemple, elle sera sollicitée par un nombre considérable de petits industriels qui lui demanderont des moteurs variant de 1/2 cheval à 6 ou 7 chevaux.
- L’êxpérience acquise en Amérique ne laisse aucun doute à ce sujet, et puisque nous sommes sur ce chapitre, nous ajouterons que la solution rationnelle de la force à domicile par l’électricité se combine d’elle-même avec l’exploitation d’un réseau de tramcars électriques, à l’instar de ce
- qui se fait actuellement dans plusieurs vilfes du nouveau continent.
- La consommation est donc, en ce qui concernerait Paris, une chose assurée, et pour prendre une base quelconque à nos calculs, nous admettrons 1000 chevaux de force à la station centrale que nous transformerons en courant électrique et que nous distribuerons ensuite dans un rayon donné.
- Ce qui entre pour la plus grosse part dans le prix d’établissement d’un secteur à Paris, c’est évidemment la canalisation. Rien n’est plus variable que le prix du mètre courant des terrassements nécessités par la pose des conducteurs; on doit aussi remarquer que le nombre des traversées de rues influe énormément, de sorte qu’il est très difficile d'établir un prix moyen assez exact.
- Si nous nous plaçons dans l’hypothèse d’une usine centrale extra-muros, nous aurons un nombre de kilomètres de canalisation assez considérable ; nous prendrons 40, par exemple, car de l’usine jusqu'aux fortifications l’administration préfectorale tolère l’emploi de lignes aériennes.
- Le point de production étant éloigné du centre de consommation, les hautes tensions se trouvent indiquées d’elles-mêmes; nous supposerons 2400 volts, ce qui ferait pour 1000 chevaux-vapeur un courant de 300 ampères environ.
- Afin d’obtenir toutes les garanties possibles de sécurité, nous admettrons que ces 300 ampères seront dirigés aux points de consommation par six lignes différentes partant de l’usine centrale, ce qui fait que chaque ligne, qui pourrait au besoin faire office de feeder, porterait 50 ampères.
- En prenant une densité de courant de 1 ampère par mm2, on aurait besoin de 12 câbles de 50 mm2 et 40000 mètres de long; on trouve facilement dans le commerce ces câbles isolés pour une tension de 2 400 volts à raison de 8 francs le mètre courant, soit
- 8 X 12 X 40 000 = 3 840 000 francs.
- Nous avons donc ici 240 kilomètres de conducteurs doubles ou feeders qui permettront certainement d’effectuer une distribution dans de bonnes conditions. Si nous évaluons les terrassements à raison de 12 francs le mètre, la totalité de la canalisation nous reviendra à environ 300000 francs.
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- de sorte qu’en comptant pour ce que nous appellerons lé matériel inerte 5000000 de francs, nous aurons fait largement la part des choses. Nous ne comptons rien pour les installations particulières, que noqs supposons être à la charge des abonnés.
- Voyons approximativement, maintenant, le matériel de la station.
- Pour avoir toutes les garanties de sécurité possible, afin de produire 1000 chevaux aux dynamos nous mettrons 1500 chevaux aux machines à vapeur, en les répartissant de la manière suivante:
- 1 machine 500 chevaux.
- 2 — 250 —
- 4 — 125 —
- de façon à toujours travailler autant que possible
- avec les machines à pleine charge et de manière que si une quelconque des unités vient à être mise hors de service, on puisse immédiatement la remplacer par une ou plusieurs autres unités plus faibles.
- Nous prévoirons aussi 1500 chevaux aux chaudières, de manière à établir un roulement pour
- les laisser éteindre de temps en temps et les vérifier plus à l’aise.
- Nous aurons donc :
- Francs
- Achat du terrain et constructions................. 650,000
- 1 machine à vapeur de 500 chevaux.................. 757°°°
- 2 — 350 ch. à 45,000 fr. l'une.. 90,000
- 4 — 125 ch. à 35,000 fr. l’une.. 100,000
- 1 dynamo de 400 chevaux............................ 70,000
- 3 — 175 — à 36,000 fr............. 73,000
- 4 — 75 — à 20,000 fr.............. 80,000
- Fondations et transmissions..................... 100,000
- *500 chevaux de chaudières........................ 150,000
- Fumisterie, tuyauterie et divers................... 50,000
- Ponts roulants, wagonets........................... 20,000
- Installation électrique........................... 100,000
- Total............................. 1,557,000
- Soit, en chiffres ronds, 1 500000 francs. Si nous ajoutons à ce prix 5 000 000 de canalisation, nous arriverons donc comme capital engagé dans cette affaire à 6500000 francs ; admettons 500000 francs de réserve en caisse et comptons sur 7 000 000 nets.
- Les frais généraux de notre usine seront donc ceux-ci, pour une année :
- Intérêts du capital à 5 0/0............ 350,000
- Amortissement.......................... 500,000
- Entretien............................... ço,ooo
- Personnel.............................. 150,000
- Total................... 1,050,000
- Avec des machines à vapeur Corliss et de bons générateurs, en admettant que l’on marche à condensation, nous pouvons estimer la consommation de combustible par cheval-heure à raison de 1 kil. 500. Ce chiffre, qui peut paraître exagéré, est encore assez difficile à obtenir en pratique, à cause des pertes de toute nature qui se produisent dans la marche d’une exploitation. Si nous comptons sur 18000 chevaux-heures par jour et 300 jours dans l'année, nous aurons comme consommation de combustible:
- 18000 X 300 X 1,5 — 8 100 tonnes.
- Pour mettre tout largement, comptons sur 8500 tonnes à 30 francs, soit. . . fr. 255 000
- Les huiles, les chiffons, pour. ... 100 000
- ; En tout.......................... 355 000
- qui, ajoutés aux frais généraux ... 1 050 000
- donnent comme dépenses de l’année 1 305 000
- Nous allons maintenant, afin de déterminer dans ces conditions le prix du cheval électrique, admettre que 18000 chevaux-heures à l’usine correspondent à 12 000 en ville, pris aux bornes des moteurs et des lampes,
- 12000x300 = 3 600000 chevaux-heures.
- Ces 3 600 000 chevaux ont à supporter, rien que du fait du capital engagé, une charge de 0,28 fr. par cheval.
- Nous avons pris comme consommation du cheval-vapeur 1,5 kilog. de charbon; celle du cheval électrique sera de 2 kilog., ce qui, à raison de 30 francs la tonne, représente 0,06 fr. par cheval électrique ; nous avons négligé le graissage et l’entretien des machines, mais en mettant 0,375 fr. pour le prix de revient du cheval-électri-que-heure, nous voyons qu’en nous mettant dans les plus mauvaises conditions possibles d'établissement et de rendement, nous arrivons à produire le cheval-heure à un prix sensiblement égal à celui du moteur à gaz.
- La compagnie, en vendant les 750 watts à raison de o, 40 fr. gagnerait encore 100000 francs par an ; et il faut remarquer que ce prix, qui n’est que la moitié de celui qu’on exige aujourd’hui, pourrait être considérablement baissé, en diminuant notablement les frais de première installation, ce qui, du reste, serait facile à faire. _
- Nous avons en effet prévu un matériel de secours plus que suffisant, qui au besoin pourrait être en partie supprimé et surtout marcher à
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- l$4
- plus haute tension, et faire une sérieuse économie sur la canalisation.
- En Amérique, des sociétés placées dans des conditions presque aussi défavorables que celles dans lesquelles on se trouve à Paris donnent l’énergie à raison de 0,15 fr. le cheval-heure. Céci est, paraît-il, une chose courante aux Etats-Unis, car d’après le rapport de M. Bell au Franklin Institute on constate un grand nombre de moteurs électriques de 1 cheval de puissance actionnés moyennant une rétribution à la compagnie électrique de 30 francs par mois.
- Il est juste d’ajouter que ces compagnies ont la faculté d’établir des réseaux de câbles aériens, chose qui n’est pas permise ici.
- Donc, reprenant notre prix de o,,40 fr. le cheval-heure, nous voyons que jusqu'à des puissances ne dépassant pas 5 chevaux le moteur électrique garde l’avantage sur la machine à vapeur et le moteur à gaz.
- D’un autre côté, bon nombre de petits industriels reculant devant la dépense de premier établissement d'un moteur n’hésiteraient pas à adopter le moteur électrique, qui est d’un prix beaucoup moins élevé que la machine à vapeur ou à gaz. L’emplacement peut être, pour ainsi dire, quelconque, la surveillance à lui accorder est nulle, et un des grands avantages qu’un système de distribution de force à domicile procure aux particuliers est de pouvoir à tout moment de la journée proportionner la consommation à la demande de force nécessaire à leur industrie.
- Une machine à vapeur de 4 chevaux, par exemple, consomme exactement la même chose si, au lieu de lui demander tout le temps sa pleine puissance, vous ne lui faites effectuer que 1 ou 2 chevaux pendant 3 ou 4 heures de la journée. Le moteur électrique, au contraire, peut régler facilement sa dépense sur le travail à produire.
- Nous croyons donc que, même à raison de 0,40 fr. le cheval-heure, les moteurs électriques ont quelques chances d’être pris en faveur par le public.
- Ce prix de 0,40 fr. que nous avons établi grosso modo, sans aucune prétention, est plutôt exagéré que faible.
- Nousxavons en effet affecté à l’achat du terrain, au prix des machines, aux intérêts du capital engagé des sommes beaucoup plus considérables qu’elles ne le sont réellement.
- Le chiffré de 18000 chevaux-heures par jour
- peut paraître aussi exagéré; le reproche est fondé, Isi la société ne fournit uniquement que l’énergie pour les moteurs; mais il est logique d'admettre qu’une telle installation serait établie en vue de l’éclairage pendant les heures où l’énergie demari-f dée par les moteurs est peu considérable. . ’
- , Nous sommes loin, il est vrai, des résultats obtenus par les Américains, mais il est permis d’espérer qu’un jour ou l’autre la force motrice par l'électricité deviendra une chose réellement pratique, quant à son prix de revient, au plus grand profit de notre industrie nationale.
- Ch. Haubtmann.
- EXPÉRIENCES AVEC L’ARC ÉLECTRIQUE
- Essais poursuivis d’une bougie à courant continu.
- M. Stanley a fait connaître récemment dans , YElectrical IVorld de New-York (* *) une belle expérience exécutée avec un puissant arc électrique à courant alternatif '(*), pour mettre en évidence le pouvoir directeur exercé sur l’arc par un champ magnétique intense.
- A l’occasion de cette publication, M. Andrews indique dans XElectrician deLondres (*) l’application qu’il a faite du même phénomène dans une lampe électrique qu’il a brevetée en 1879.
- Dans une direction analogue, nous avons nous-même poursuivi assez longuement des expériences ayant pour objet le fonctionnement d’une bougie électrique à courant continu; leur exposé se présente tout naturellement à côté des descriptions de M. Stanley et de M. Andrews.
- Une expérience classique domine d’ailleurs toutes celles dont il s’agit ici ; c’est celle de l’œuf électrique de de la Rive où l’étincelle d’induction-tourne autour d’un électro-aimant animé par un courant continu.
- (YElectrical IVorld de NeW-York, 14 mars 1891, Vol. XVII, p. 204.
- (*j Le transformateur à débit constant qui fournissait le courant était capable de donner jusqu’à 800 volts ; il semble permis d’estimer sa puissance vers 10 chevaux.
- • (3) Electrician du 3 avril 1891, vol. XXVI, p. 681.
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- _ JL,a ,figure i en est la représentation sous sa forme la plus ordinaire; la figure 2 en est une autre moin? connue, bien que toutes deux figurent <Jans te livre du comte du Moncel intitulé Notice sur l’appareil d’induction électrique de Ruhm-horffi1). Dans le second appareil « on peut, dit l'auteur, faire passer la décharge soit du robinet à un grand cercle de platine placé au milieu du ballon, ce qui détermine une nappe et une rota-
- Fig. 1
- tion coniques autour du pôle magnétique, soit du sommet de la tige aimantée au cercle, ce qui produit une nappe et une rotation circulaires. Dans ce cas, le jet est légèrement bombé au-dessus du plan horizontal ».
- Dans l’expérience de M. Stanley, qui est un cas particulier analogue des rotations électrodynamiques, le courant peut indifféremment être continu ou alternatif (1e courant changeant simultanément de sens dans l’arc et dans le solénoïde directeur).
- Les figures 3 et 4, dessinées d’après le journal américain, indiquent la situation de l’arc en fonctionnement, il faut préciser seulement qu’il passe (*)
- (*) La-cinquième édition, publiée à Paris par Gauthier-Vil-lars, porte la date de 1867.
- exclusivement dans l’air et qu’aucun isolant réfractaire n’est interposé sur son passage.
- Voici d’ailleurs la description de M._ Stanley :
- « Dans un tube creux d’environ deux pouces de diamètre (5 centimètres) on avait disposé un charbon ordinaire d’environ 7/8 de pouce (2,2 cm.) qui se trouvait ainsi séparé du tube par un espace d’air d’un quart de pouce (6 millimètres), sauf à l’endroit où un anneau isolant le maintenait en place comme on le voit figure 3. Un enroulement de fil relié en série avec les charbons et avec le transformateur à courant constant par un
- Fig. .2
- fil souple était pourvu d’un manche pour le tenir à la main. En établissant un arc entre le charbon intérieur et le tube concentrique, si l’on approchait l’enroulement parallèlement à la face des charbons, l’arc tournait autour du charbon central à la façon d'un rayon de roue autour de l’essieu. En retournant l’enroulement de côté — c’est-à-dire la direction du champ agissant, —le sens de rotation de l’arc changeait immédiatement. Lorsqu’on plaçait l’enroulement autour des charbons concentriques et très près de l’arc, celui-ci changeait de forme comme le montre la figure 4, tout en continuant à tourner autour de l’axe de l’enroulement. » —
- La figure 5 est reproduite d’après l’Electriciart et se rapporte à la lampe que M. Andrews a brevetée en 1879 et 1881.
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- Le dispositif de l’expérience de M. Stanley se rapproche bien davantage des essais de bougie continue que nous avons poursuivis.
- La figure 6 le montre au premier coup d'œil, en
- Fig. 3
- reproduisant l’appareillage fort simple dont nous avons fait usage.
- La situation des charbons et de l’arc s’est trouvée
- Fig. 4
- déjà indiquée dans ce recueil en 18840), à propos d’un brevet de Cristopher Binks employant en 1853 « un charbon cylindrique négatif à l’intérieur duquekse trouve la tige positive. On a là comme une sorte de bougie, mais comme la tige qui s’use le plus vite est intérieure, Binks la fait avancer
- (*) La Lumière Électrique, t. XI, p. 203.
- peu à peu sous l’influence d'un mouvement d'horlogerie ». 1
- Plus récemment 0) on rencontre la description de la bougie annulaire du capitaine Gregory
- Fig. 5
- Ignatiev. .« Le charbon négatif est entouré par un charbon relié au pôle positif de la dynamo et séparé du charbon négatif par un cylindre
- Fig. 6
- de kaolin ou même par une simple couche d’air..»
- Malgré les détails très précis donnés sur cette dernière bougie, et qui nous avaient fait penser alors que notre recherche était sans objet, nous pouvons ajouter que nous n’en avons pas
- (’) La Lumière Electrique, t. XXIY, p. 365.
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- entendu parler pratiquement plus que de celle de Cristopher Binks ni de la lampe de M. Andrews.
- Par contré, nous avons éprouvé plusieurs difficultés sérieuses dans nos essais; elles peuvent tenirà leur imperfection ; nous serions néanmoins surpris de les avoir seul rencontrées.
- Nous nous sommes exclusivement occupé de la bougie à courant continu dans des conditions de voltage et d’intensité de courant ordinaires des régulateurs à arc; le diamètre du charbon employé comme pôle central a varié de 3 à 8 millimètres et l'écartement annulaire le séparant du tube extérieur n'a pas dépassé 2 millimètres. Cette distance de deux millimètres constituait toute la longueur de l'arc mû par lesolénoïde directeur; celui-ci était formé (fig. 6) d’un fil de cuivre enroulé de 2 1/2 millimètres de diamètre et maintenu par un ruban de coton ; sa grandeur était un peu plus importante qu’elle ne paraît sur les figures 3 et 4 de l'expérience de M. Stanley. Le solénoïde était employé soit seul, soit avec un tube central en. fer de faible longueur.
- On voit que nos recherches ont porté sur la rotation d'arcs de longueur ordinaire, beaucoup plus faible assurément que l’arc alternatif de M. Stanley et probablement de celui de M. Andrews; avec un centrage suffisant, la rotation de l’arc ne souffre pas de difficulté.
- .Où nous en avons réellement éprouvé, c’est relativement à la matière capable d’isoler les deux charbons concentriques de la bougie annulaire.
- En se fiant à l’air seul, le centrage suffisant du charbon intérieur avec les dimensions employées .n’est pas réalisable pratiquement et couramment; cette question du centrage est pourtant toujours essentielle, car, en ne faisant pas intervenir le solénoïde directeur, et même avec les bougies à isolant solide, c’est-à-dire en se plaçant dans la situation qu’indiquait M. Ignatiev, nous avons toujours, vu l’arc se fixer radialement sans jamais s’étendre en nappe entre les deux charbons.
- Comme isolant solide, il était naturel d’essayer d’abord le mélange connu de plâtre et de baryte - qui constitue le colombin de la bougie Jablockhoff; c’est ce que nous avons fait ; ce mélange nous a paru beaucoup trop fusible sous l’arc tournant de la bougie continue.
- Peut-être n’était-il pas suffisamment cuit par nous avant l'emploi ; mais nous croyons plutôt que
- son insuffisance doit être attribuée aux conditions de refroidissement qui sont toutes différentes. Entre autres raisons que nous avons de penser ainsi, nous pouvons ajouter que lorsque nous avons eu connaissance des dimensions indiquées par M. Ignatiev pour sa bougie et que nous avons essayé d’en faire une, nous avons obtenu comme premier résultat l’incandescence du charbon central sur toute sa longueur.
- Il semblait, par conséquent, que la disposition à charbon central positif (genre Binks) devait être conservée ; pour y parvenir il faut disposer d'un isolant suffisamment infusible entre les deux charbons.
- Nous pensons qu’il faudra en dernière analyse recourir à l’un des oxydes les plus infusibles des métaux terreux, tels que ceux d’alumine, de ma-
- Fig. v
- gnésie, de chrome ou de zircone ; mais leur emploi n’étant pas exempt de difficultés de fabrication, nous croyons qu’il ne sera pas inutile de nous assurer qu’aucune pâte cuite de porcelaine dure ne pourrait servir. '
- De la durée de combustion ou de volatisation de la matière réfractaire définitivement choisie dépendront toujours d’ailleurs les diamètres et proportions des charbons, ainsi que l’importance de l’organe directeur. .
- Le premier isolant qui nous ait donné un résultat pratique est le plâtre fin ayant subi après moulage une forte cuisson; la figure 7 montre assez bien les proportions et l’aspect de la bougie continue marchant avec 12 ampères sur une distribution à 55 volts, dans une installation particulière.
- L’excellence actuelle du fonctionnement de beaucoup de régulateurs industriels diminue assurément dans une certaine mesure l’intérêt de la
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- bougie à courant continu ; aussi, si l’occasion ne s’en était offerte, n’aurions-nous pas publié le résultat d’expériences —forcément intermittentes — que nous effectuons depuis longtemps, grâce au concours bienveillant et très apprécié d’un ami. Et pourtant nous croyons qu’une bonne solution de la bougie à courant continu aura encore longtemps des chances de succès.
- E. Raverot.
- RECHERCHES
- SUR
- LES CONDUCTIBILITÉS ÉLECTRIQUES
- DES ACIDES ORGANIQUES ET DE LEURS SELS
- La constitution des composés chimiques à l’état dissous ne peut se déterminer que par l’étude de leurs propriétés physiques.
- Les méthodes thermochimiques sont généralement utilisées à cet effet; mais, comme le fait ressortir M. Daniel Bérthelot, elles cessent d’être applicables dans des liqueurs poussées à une dilution extrême.
- La mesure des conductibilités électriques permet au contraire de déterminer l’état d’équilibre des composés dissous, quelle que soit leur dilution, et c’est cette méthode que vient de préconiser M. Berthelet dans sa thèse inaugurale à la Faculté des sciences de Paris, thèse que nous allons résumer ici.
- De nombreux mémoires ont été publiés depuis quelques années, tant en France qu'à l’étranger, sur les conductibilités des électrolytes; mais l’idée d'employer ces mesures à l'étude des réactions chimiques est toute récente.
- C’est ainsi que M. Bouty (*) a proposé, comme conséquence de ses recherches sur les mélanges des sels dissous, l’application de l’électromètre aux problèmes de la mécanique chimique et fondé par là la méthode générale sur laquelle s’appuie M. Daniel Berthelot.
- M, Chroustchoff a étudié par cette méthode les sels acicles, les déplacements réciproques des
- (*) Voir pour la description de la méthode de M. Bouty,1 La Lumière Electrique du 2 août 1890.
- acides et les doubles décompositions dans lin cer» tain nombre de cas. . ; -, ’>
- Antérieurement à ces diverses recherches, M. Foussereau avait montré comment, dans le cas des réactions lentes, la variation de résistance permet de suivre l’altération progressive dé là li* queur.
- M. Berthelot se propose surtout d'appliquer la méthode des conductibilités à l’étude dé la neur tralisation des principaux acides organiques.
- 11 rappelle brièvement les travaux antérieurs relatifs aux substances organiques, comme ceux de Kohlrausch, Bouty, Ostwald, et il démontre la différence essentielle de son étude avec celles de ses prédécesseurs.
- En effet, il ne se propose pas seulement d'étudier le plus grand nombre possible de corps pour comparer leur conductibilité, mais bien de traiter dans un certain nombre de cas typiques des problèmes généraux de mécanique chimique, tels que la formation des sels neutres, acides et basiques, pour les acides monobasiques et polybasiques; la dissociation ou la recomposition progressive de cés composés sous l’action d’un excès d’eau, d’acide ou de basé; l’influence des fonctions différentes (alcool, phénol, alcali) [ointe à là fonction acide (*), etc.
- PRINCIPE DE LA MÉTHODE.
- Le principe de la méthode appliquée par M. Berthelot est le suivant : étant donnés deux, électrolytes, on calcule la conductibilité x du mélange dans l'hypothèse où il n’y aurait pas réaction chimique; on mesure ensuite la conductibilité réelle. Toute différence entre ces deux nombres est l'indice d’une réaction.
- Avant d'indiquer la manière dont se calcule la conductibilité théorique»,il importe d’établir une fois pour toutes la signification des symboles généralement employés dans l’étude précitée.
- Etant donnée une solution d’un corps dans l’eau, et en représentant par :
- c sa conductibilité spécifique, c’est-à-dire l’inverse de la résistance, exprimée en ohms, d’un
- (*) Voir pour ce qui concerne les formules de constitution des composés organiques les articles que nous avons publiés dans là Lumière Electrique en 1889. .V, :i
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- centimètre cube de cette solution, prise à deux faces parallèles;
- sa conductibilité moléculaire, c’est-à-dire le quotient de sa conductibilité' spécifique par le nombre de molécules contenues dans un litre;
- v étant le volume de la liqueur dans lequel est dissoute une molécule on a :
- |*. = cv. (I)
- La conductibilité moléculaire, l’expérience l’a démontré, augmente avec la dilution et tend vers une limite 1*00.
- L’auteür désigne par m le rapport —.qui tend
- (*»
- vers l’unité lorsque la dilution augmenle indéfiniment. '
- La variation de (* permet de classer tout d’abord les électrolytes en deux groupes.
- a) Premier groupe. — Les corps bons conducteurs en solutions concentrées : lès sels, les bases fortes et acides forts.
- Pour tous les corps, [* varie peu avec la dilution ; la loi de variation est représentée par une formule , proposée par M. Kohlrausch et que M. Bouty a, vérifiée dans des limites très étendues:
- K. étant une constante caractéristique du corps étudié.
- b) Deuxième groupe. — Les acides faibles et les bases faibles (ammoniaque et ammoniaques composées, par exemple).
- La loi de variàtion pour les acides faibles seulement est représentée par une formule déduite de considérations théoriques dues à M. Arrhenius
- K étant une constante caractéristique de chaque acide.
- Conductibilité d’un mélange de deux solutions. — Considérons, comme le fait M. Bérthelot, une première solution de vx litres contenant en tout; «! molécules d'un corps A; soit cx sa conductibi-i lité spécifique ;i soient v2, n2,c2 les quantités cor-J respondantes relatives à un second corps B. ;
- Si1 les corps en solution sont des sels normaux de même concentration, la valeur de x sera donnée par l’expression ;
- — Vi Ci v*Ci n' |J| ~t~ m m1»
- ~~ Vi + V» Vi + Vf ' ’
- En d’autres termes, là conductibilité de mélanges binaires ou ternaires de sels normaux de même concentration est égale à la moyenne des conductibilités des mélanges séparés.
- Mais si l’on considère, aü contraire, des sels normaux de concentration différente, ou plus généralement des électrolytes quelconques sans action chimique les uns sur les autres, la formule (4) n’est applicable qu’à condition seulement que les deux solutions contiennent le même nombre de molécules électrolytiques par litre.
- D’après cette proposition, les volumes vx et v2 des solutions des sels anormaux devront être choisies de façon qu’on puisse écrire
- a et .
- 1*1» 1*2» ’
- c’est du moins ce qui résulte des considération^ théoriques émises par M. Bouty etM. Arrhenius, auxquelles l’auteur donne dans son travail un grand développement.
- Dispositions expérimentales. — La méthode employée pour la détermination des valeurs de c est la méthode électrométrique proposée par M. Lipp-mann.
- Elle est fondée sur l’emploi combiné des électrodes impolarisables et dè l'électromètrè capillaire; elle permet d’éviter les inconvénients que l’on constate daris le procédé basé sur l’emploi des courants alternatifs, qui est plus généralement utilisé par les savants allemands.
- Le dispositif est celui qu’a imaginé M. Bouty.
- L’unité de conductibilité choisie comme terme de comparaison est la conductibilité d’une solution de chlorure de potassium à 1/100, équivalant à 170.
- Action propre de l’eau distillée. — Les nombres qui expriment les conductibilités des solutions étudiées sont donnés sans qu'on tienne compte de la conductibilité propre de l’eau. L’âuteur fait remarquer que cette dernière variait, dans ses expériences, de 0,0012 à 0,0016, suivant les flacons ; elle était de 700 à,900 fois plus petite que la con-
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- !i,6o
- ductibilité du chlorure de potassium, qui lui servait de terme de comparaison.
- 11 ajoute que pour comparer ses résultats avec ceux qui ont été obtenus, dans des recherches analogues, par MM. Kohlrausch et Ostwald et divers autres expérimentateurs, il est nécessaire de faire la correction relative à la conductibilité .propre de l’eau.
- On opère cette correction en retranchant simplement des conductibilités spécifiques trouvées par M. Berthelot le nombre 0,0014, qui est la moyenne de la conductibilité spécifique de l’eau distillée.
- ACIDES DIATOMIQUES BIBASIQUES A FONCTION-SIMPLE
- Série grasse
- Acide oxalique........ COOH '
- I
- COOH
- — malonique...... COOH — CH* — COOH
- — succinique.....: COOH — CH* — CH* — COOfi.
- r H*
- — pyrotartrique .... COOH — CH* — CH - <£qOH
- Série aromatique
- Acide phtalique.............. C® H* => (COOH)*i. s.
- — camphorique........... C8 H14 = (COOH)*
- ACIDES DIATOMIQUES BIBASIQUES ISOMÈRES.
- DÉTERMINATIONS EXPÉRIMENTALES.
- L'étude individuelle des divers acides s’opère . dans un ordre bien déterminé.
- L'auteur examine successivement :
- i# Les conductibilités de l’acide libre,
- 3° Les conductibilités du sel neutre de potasse,
- 3° Les conductibilités des mélanges d’acide et de potasse en diverses proportions.
- 11 calcule ensuite, au moyen des expressions (2) et (3), suivant le cas, d’après les chiffres mêmes de l’expérience, les valeurs de K pour les acides li-< bres et les sels neutres de potasse correspondants..
- 11 compare enfin la conductibilité des mélanges d’acide et de potasse, en diverses proportions, donnée par le calcul avec celle que fournit l’expérience.
- Toute différence sensible entre ces deux nombres est l’indice d’une réaction.
- La constitution des composés dissous et leur état d’équilibre peuvent par suite être aisément établis.
- ’ Voici la liste générale des acides organiques soumis à l’expérience. Nous les avons groupés par classes en mettant en regard leurs formules de constitution :
- Acide fumarique — maléique.
- Premier groupe
- C4 H4 O4
- Deuxième groupe
- Acide citraconique...................... \
- — métaconique...................... ( Cb H® O4
- — itaconique....................... )
- ACIDES TRIATOMIQUES TRIBASIQUES
- CH* — COOH
- I
- Acide tricarballylique.............. CH — COOH
- 1
- CH* — COOH
- CH* — COOH I
- Acide aconitique.................... C — COOH
- I
- CH — COOH
- ACIDE HEXATOMIQUE HEXABASIQUE A FONCTION SIMPLE
- Acide mellique......................... c* (COOH)*
- ACIDES PHÉNOLS
- Acides oxybençoiques — ortbo — mita — para
- Acide salicylique....... CO* H(,) — C® H4 —- OH(i)
- — méta-oxybenzoïque.... CO* H(i) — C® H4 — OH(3)
- — para-oxybenzoïque.. CO* H(i) — C® H4 — OH(4)
- ACIDES MONO-ATOMIQUES MONOBASIQUES
- Série grasse
- Acide^ formique......................... H —COOH
- — acétique............................ CH* — COOH
- Série aromatique
- Acide benzoïque........................... C® H® — COOH
- ACIDES ALCOOLS
- Diatomique monobasique
- Acide glycolique................. CH» — OH — COOH
- Triatomique bibasique
- Acide malique.................. CH* ______COOH
- !
- CH — OH — COOH
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- JOURNAL UNIVERSEL U.ÉLECTRICITÉ • 161
- 7étratomique bibasique Acide t?rtrique.............. COOH
- I
- CHOH
- I
- CBOH
- I
- , ., COOH
- Tètratomique tri basique
- Acide citrique
- CH* — COOH
- I
- COH — COOH
- I
- CH* — COOH
- ACIDES ALCALIS
- Monobasiques
- Acide amido-acétique ou glycocolle.............
- — amido benzoïque.
- COOH
- I
- CH* Az H* C6 H*
- Az H* xIOOH
- très différents; ainsi, pour une dilution de de molécule par litre, on trouve :
- c. |A
- Acide oxalique........... 2,3900 239,00
- — acétijue....;....... 0,1161 11,61
- — amido-acétique..... 0,0113 1,13 '
- De plus, on ne peut tirer aucune relation générale entre la conductibilité des acides organiques et leur constitution chimique.
- On trouve aussi de grandes différences pour les acides isomères : par exemple la conductibilité de
- l’acide fumarique à y^ de molécule par litre est
- 0,722, et celle de l’acide maléique de 1,773.
- 20 Sels neutres. — Les conductibilités des sels organiques sont au contraire très voisines, à condition qu'on les compare sous des poids équivalents.
- L'expérience a fourni à M. Berthelot les chiffres suivants, qui correspondent à d’équivalent par litre.
- Bibasique
- Acide aspartique... COOH—CH*—CH. AzH*—COOH
- M. Daniel Berthelot a effectué de nombreuses expériences sur ces acides; leurs sels neutres de potasse, et sur des mélanges à proportions variables d’acide et de potasse; les résultats qu’il a obtenus et les déductions immédiates qu’il en a tirées ne remplissent pas moins de soixante pages de son travail: il nous serait difficile d’en faire même un résumé. Nous préférons en donner avec quelques détails les conclusions; elles sont relatives :
- 1° A la fonction acide en général;
- 20 Aux fonctions spéciales jointes à la fonction acide, telles que les fonctions phénol, alcool et alcali ;
- 3° A l’isomérie.
- 1° DE LA FONCTION ACIDE EN GÉNÉRAL.
- • Sels neutres de potasse des acides monobasiques.
- C.
- Formiate de potasse ... 0,438 87,6
- Acétate . . 0,386 77,2
- Benzoate ••• 0,354 70,8
- Glycolate ... 0,385 77,o
- Salicylate ... 0,367 73,4
- Méta-oxybenzoale ... 0,359 71,8
- Para-oxybenzoate ..: 0,351 70,2
- Amido-acétate ... 0,399 79,8
- Amidobenzoate ... 0,360 72
- Sels neutres de potasse des acides bibasiqi 'les.
- Oxalate ... 0,482 96,4
- Ma lo nate ... 0,448 80,6
- Succinate ... 0,429 85,8
- Pyrotartrate ... 0,412 82,4
- Phtalate ... 0,411 82,2
- Camphorate ... 0,381 76,2
- Tartrate ... 0,433 86,6
- Malate ... 0,432 86,4
- Maléate ... 0,440 88,0
- Itaconate ... 0,423 84,6
- Sels neutres de potasse des acides tribasiqucs.
- Carballylate................. 0,446 89,2
- Aconitate.................... 0,447' "89,4
- Citrate...................... 0,444 88,8
- i° Acides libres. — Les nombres qui représentent les conductibilités des acides organiques sont
- L’auteur fait les remarques suivantes :
- « Dans la série homologue, qui comprend
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- l’oxalate, le malonate, le succinatc, le pyrotar-trate, etc., la conductibilité du sel neutre décroît d’une manière régulière : d’abord rapidement, puis plus lentement, à mesure qu’augmente la complexité de la molécule, c’est-à-dire le nombre des atomes qui la composent.
- «Il en est ainsi, d’ailleurs, même dans les séries non homologues, pour les sels neutres d’acides de même basicité.
- « Ceci posé, si l’on compare à la dilution de
- d’équivalent par litre deux sels neutres dont la molécule renferme un même nombre d'atomes, l'un étant le sel neutre d’un acide monobasique, l’autre celui d’un acide bibasique, la conductibilité du second l’emporte sur celle du premier d’environ douze unités.
- « De même, la conductibilité du sel neutre d’un acide tribasique l’emporte sur celle du sel neutre d’un acide bibasique d’un même nombre d'atomes : l’écart est d’environ six unités. »
- 3° Sels acides. — M. Berthelot a établi expérimentalement les données suivantes :
- a) Les sels acides des acides monobasiques n'existent pas dans les dissolutions étendues, ou du moins il y en existe à peine quelques traces.
- b) Les sels acides des acides bibasiques existent au contraire dans les dissolutions étendues, mais ils sont instables.
- Les conductibilités montrent, en effet, que les sels acides n’existent dans les dissolutions qu’à l'état de dissociation partielle en sel neutre et acide libre. Ce fait avait été démontré déjà par la thermochimie; il est remarquable en ce sens que, de prime abord, il semblerait que les sels acides dussent avoir un même titre que les sels neutres, une existence propre et une stabilité comparable, et cela de par leur formule de constitution.
- 40 Détermination de la basicité. — Soit un acide de basicité inconnue :
- « Si l’on suppose connu son poids moléculaire (par les densités gazeuses de l'acide ou de l'éther, par les points de congélation, ou par toute autre méthode), on peut à l’aide d’un calcul simple reconnaître son degré de basicité.
- « 11 suffit d’ajouter à une molécule d’acide 1, 2, 3... molécules d’alcali et de voir après laquelle de celles-ci s'arrête l’influence sur la conductibilité. Considérons le mélange à molécules égales d’un
- acide quelconque et de potasse, ajoutons-y une ou deux molécules de potasse et inscrivons en regard les différences A des conductibilités.
- « Avec les acides monobasiques, on aura de faibles différences.
- Acides
- formique acétique glycollque
- 2"'molécule de potasse... 0,04 0,04 0,05
- « Ces différences mesurent seulement l’action résiduelle d’un excès de potasse ; elles ne sont pas, par conséquent, la marque d’une réaction d'une combinaison nouvelle, que la théorie, du reste, ne prévoit pas.
- « Avec les acides bibasiques, on a des différences considérables pour la deuxième molécule de potasse, ce qui dénote une combinaison conforme, du reste, à la théorie; au contraire, la troisième molécule de potasse a une action sensible, qui est encore une action résiduelle du même ordre que celle de la dernière molécule de potasse pour les acides monobasiques.
- Acides
- oxalique . malonique lucclnlquo pyrotartrlqu*
- 2"* molécule.... 0,31 0,28 0,29 0,31
- 3— molécule.... 0,03 0,03 0,06 0,03
- « On a également pour les acides tribasiques:
- citrique aconltlque
- 2"‘ molécule........... 0,31 0,33
- 3— molécule............ 0,20 0,20
- 4"* molécule........... 0,06 0,05
- Ces résultats sont très remarquables et font partie des points les plus intéressants mis eh lumière dans la thèse de M. Berthelot.
- 2° ÉTUDE DES FONCTIONS : ,
- L’auteur a examiné également les fonctions spéciales qui viennent s’adjoindre à la fonction acide, telles que les fonctions phénol, alcool et alcali.
- L’étude des mélanges met en évidence les réactions produites par ces diverses fonctions.
- En ce qui concerne la fonction phénol '. > ;
- a) L’acide orthoxybenzoïque (salycilique) ne contracte pas de combinaison stable plus avancée que le sel neutre dans les solutions étendues;
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- 6) Les aCides méta-oxybenzoïques et para-oxy-benzpïqüe fournissent, au contraire, des sels poly-basiques.
- Les résultats relatifs à la fonction alcool simple ou répétée plusieurs fois sont toujours négatifs; en d'autres termes, les alcoolats sont totalement dissociés dans les solutions étendues.
- Pour ce qui est de la fonction alcali, M. Berthe-lot établit qu'elle se manifeste nettement dans le groupe des acides amidés par une série de caractères différents.
- 3° ÉTUDE DE L'iSOMÉRIE
- On a procédé à des expériences sur des acides isomères à fonction simple, tels que les acides maléique et fumarique, d'uné part; itaconique, métaconique et citraconique, d’autre part; et sur des acides à fonction complexes : acides phénols, acides alcools, acides amides.
- Quelques-uns de ces acides offrent les trois cas d’isomérie ortho, méta et para—caractéristiques de la série benzoïque; tels, par exemple, les trois acides oxybenzoïques et les trois acides ami-dobenzoïques. D’autres acides présentent le type de l’isomérie symétrique : les acides tartriques. D’autres encore offrent un type d’isomérie non encore bien défini : tels sont les acides maléique et fumarique; les acides itaconique, métaconique et citraconique.
- Des nombres observés, M. Berthelot dégage les conclusions suivantes :
- « Les conductibilités des acides isomères libres sont en général différentes ; ce qui fournit un moyen de les distinguer.
- « Cette diversité cesse par le fait de la neutralisation ; on constate en effet que les conductibilités des sels neutres de potasse sont les mêmes pour les acides à fonction simple, tels que les maléate et fumarate, les itaconate, métaconate et citraconate.
- « Elles sont également les mêmes pour les divers tartrates, symétriques ou non, pour les trois amidobenzoates.
- « Enfin elles sont voisines pour les trois oxy-benzoates. »
- 11 rappelle que M. Ostwald a déjà examiné à ce point de vue quelques acides monobasiques isomères et reconnu que leurs siels de soude.ont la même conductibilité.
- M. Wàlden a observé le même fait sur les bu-
- tyrate et isobutyrate de magnésie. Mais la question était incertaine pour les sels des acides biba-siques isomères, les seules mesures publiées étant celles de M. Walden, qui avait trouvé que leurs conductibilités étaient différentes.
- En résumé, le travail que M. Daniel Berthelot vient de présenter à la Faculté des sciences de Paris embrasse un grand nombre de phénomènes ; l'auteur démontre que les résultats obtenus par la méthode des conductibilités concordent, en général, avec ceux que fournissent les méthodes thermo-chimiques ; enfin, ces résultats mêmes peuvent être étendus à des dilutions plus grandes et à des problèmes différents.
- Adolphe Minet.
- DÉTAILS DE CONSTRUCTION
- DES MACHINES DYNAMO 0)
- La nouvelle dynamo de M. Reignier se distingue (fig. 1 à 9), par plusieurs particularités originales. L’armature est annulaire ; elle tourne autour de son arbre A et de son noyau C, à disques lamellaires. La rotation de l’armature autour de son axe fixe s’opère sur des sphères roulantes x. Chaque enroulement est constitué (tig. 4) par une lame de fer/, une lame de cuivre c et une lame isolante : ces enroulements sont divisés en groupes séparés par des coins enfer F (fig. 8), assujettis par des boulons cils sont reliés entre eux, par des jonctions a, dans l’ordre indiqué par la figure 3. Sur cette figure, le cercle intérieur représente le collecteur B (fig. 9) d’une bobine Siemens ordinaire, dont chaque lame est reliée à deux barres de fer diamétralement opposées : a, par exemple, aux barres 11 et 6. Toutes les jonctions paires sont dans un plan et les impaires dans un autre plan parallèle au premier. Le principal avantage de la fixation du noyau c serait d’éviter presque entièrement les pertes par hystérésis ; mais, d’autre part, la réalisation pratique du roulement des sphères est des plus difficiles (2). * (*)
- (i) La Lumière Electrique, 14 février 1891, p.
- (*) Voir comme analogie la dynamo Sterlingi— La Lumière Electrique, 15 août 1885, p. 305» '
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- Les figures 10 et n représentent l’application de ce même mode de construction à une armature avec anneau. L’axe A de l’armature, qui tourne ici
- avec elle, porte alors deux bossages G, pourvu chacun de quatre bras dd qui centrent les l'on-* déliés lamellaires T constituant l’anneau; ces
- Fig. 1 à g. — Dynamo Reignier (1890). Vue par bout, coupe longitudinale et plan, schéma de l’enroulement, détail de
- l’armature des jonctions et des paliers à sphères.
- rondelles sont serrées entre les fonds ee par des boulons isolés , h. L’enroulement de l’armature comprend trois parties : une partie extérieure L, constituée comme l’enroulement du tambour de la dynamo précédente; la partie intérieure l, en-
- tièrement en cuivre pour avoir, malgré sa section réduite, la même conductibilité que la partie extérieure; et la partie intermédiaire ou médiane J, en lames de cuivre c, reliant les deux autres. Lçs lames intérieures / reposent sur deux disques
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- isolants M et sont, ainsi que les lames extérieures L, encastrées dans des plateaux P et R, dont l’un, R, est fileté sur une rondelle S, qui en permet le serrage. Le collecteur est constitué par une extension des lames de jonction J, soudées à des segments G, assujettis à un disque r, fixé par des vis b.
- La dynamo multipolaire de M. G. Kapp, représentée par les figures 12 à 15, est remarquable par quelques détails de construction très pratiques. L’anneau de l’armature est constitué par une série de segments (fig. 11) assemblés par des boulons P (fig. 12) et superposés à joints rompus comme l’indiquent les pointillés de la figure 13.
- Fig. 10 et 11. — Dynamo Reignier. Variante, détail de l’armature.
- On économise ainsi la matière au découpage plus qu’en faisant, comme d’habitude, l’anneau en rondelles d’une seule pièce. Entre ces segments, à certains intervalles dans l’épaisseur de l’anneau,
- on intercale des rondelles épaisses D (fig. 14) en fer évidées et crénelées de dents H pour l’enroulement du bobinage. L’ensemble, serré par des boulons Q entre deux fortes étoiles R R, est main-
- Fig. 16 et 17. — Alternateur Kennedy (1890).
- tenu par des boulons P, qui traversent les éléments de l’anneau. L’inducteur en deux pièces (fig. 15) peut facilement se démonter.
- Le nouvel alternateur de M. Kennedy a (fig. 16 et 17) ses inducteurs mobiles F excités par les courants d’une machine magnéto-électrique sans commutateurs N, dont l’armature^est calée sur le même arbre que l’inducteur F. Les douze bobines de F sont reliées par des fils H aux douze bobines de l’armature^excitatrice, dont les interversions pro-
- duisent dans le plan de commutation RK deux alternances par tour, ainsi que dans l’armature fixe A, aux bornes w x de laquelle on recueille le courant.
- La régularisation d’un électromoteur dépendant du rapport de sa force électromotrice, directe à sa force contre-électromotrice il faut, pour régulariser la vitesse d'un électromoteur actionné par un courant de potentiel constant, faire varier sa force contre-électromotrice proportionnellement à sa
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- vitesse, ou introduire dans le circuit une résistance équivalent^ à cette variation supposée indépendante de. la vitesse. Dans les dispositions représentées par la figure 18, M. Thomson-Houston emploie, pour assurer cette régularisation, deux moteurs conjugués constituant chacun une source dé force électromotrice, associés en quantité ou
- Fig. 12 à 15. — Kapp (1890). Dynamo multipolaire avec ahneau segmenté.
- en série de manière que l’on puisse faire varier leur force électromolrice résultante indépendamment de leur vitesse, sans introduire de résistance dans le circuit.
- On a représenté schématiquement sur la figure 18, en X et Y, les câbles principaux du circuit, en Ai B! A2B2 les inducteurs et les armatures des, deux électromoteurs A et B, reliés en série. Le courant suit le trajet (Xbf2AzcmBaBiY) au; travers du commutateur b, qui permet de retran-
- cher du circuit un nombre quelconque des enroù-lements de l’inducteur Ai, jusqu’à annuler là force contrè-électromotrice de A, que l’on peut
- Fig. 18. — Thomson-Houston (1890). Réglage des alterna' teürs-moteurs.
- Fig. 19 et 20. — Thomson-Houston. Réglage des alternateurs.
- alors retirer du circuit sans étincelles, en fermnàt la clef d sur m.
- Pour remettre ensuite le moteur A en quantité avec B, après lui avoir rendu toute son excitation,
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- il suffit d’amener b dans sa position pointillée, ce qui le retranche du circuit, puis de fermer c sur l et b2 sur 0. On peut, en un mot, faire intervenir comme moyen de régularisation les quatre combinaisons suivantes :
- i° Relier les deux moteurs en série ;
- 20 Régler la force contre-électromotrice de l’un des moteurs ou des deux moteurs en en faisant varier l'excitation ;
- Fig. 21, 22 et 23. — Thomson-Houston. Réglage des locomoteurs.
- 3° Retirer du circuit l’un des moteurs après que sa force électromotrice a été suffisamment réduite pour pouvoir le faire sans danger d’étincelles ;
- 4° Relier les deux moteurs en quantité avec leur excitation normale ;
- 5° Régler l’excitation de l’un des deux moteurs de manière à atteindre la vitesse maxima.
- Toutes ces opérations peuvent être exécutées, comme l’indique la figure 19, par une seule manœuvre du bras b, convenablement relié aux commutateurs c et d, de manière à les ma-
- nœuvrer automatiquement après avoir entièrement coupé du circuit l’inducteur Dans la position indiquée, les deux moteurs A, et Bj, montés sur un même axe, sont reliés en série. On déplacé alors b de manière à couper graduellement du circuit les différentes sections de Alt puis, cela fait, lorsque b arrive en g, son petit
- Fig. 24. — Thomson-Houston. . Réglage des locomoteurs, tableau des combinaisons.
- bras 0 ferme les commutateurs c et d sur leurs contacts l etm.
- En figure 20, l’excitation de A est réduite par une résistance/, que l’on retranche graduellement de la dérivation excitatrice. Après avoir séparé du circuit, le bras b vient au contact du bouton et entraîne le bras B3 sur l, pendant qu’il arrive en m et g2.
- Les figures 21 à 24 représentent la disposition adoptée en pratique par la compagnie Thomson*
- u
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- Houston pour le réglage de ses locomoteurs de tramways électriques. Cet appareil consiste en un cylindre constitué par une enfilade de disques P sur,un axe C. Chacun de ces disques consiste en un centre isolé, à la périphérie duquel sont disposées une série de projections £3, destinées à venir successivement au contact des pinces, axai formées chacune de deux lames élastiques rivées à une base conductrice, et reliées au circuit
- Fig. 25. — Dynamo Sherrin.
- comme le montre la figure 24, de manière à fournir, en tournant successivement C d'un douzième de tour, les 11 combinaisons indiquées au bas de cette figure.
- Dans la position 1, correspondant au zéro, les moteurs sont hors circuit; en 2, ils sont reliés en
- Fig. 26. — Dynamo Sherrin. Détail d’un balai.
- série, ainsi qu’en 3, mais alors avec une partie de leurs excitations supprimées. En 4, les inducteurs des deux moteurs sont en parallèle et leurs armatures en série; en 5, on retranche du circuit une partie des inducteurs ; en 6, on en retranche tout à fait celui de B. En 7, les choses sont dans le même état qu’en 6, à l’exception que les inducteurs Vmt substitués l’un à l’autre pour que les variations ne s’effectuent pas toujours sur le même inducteur. En 8, le moteur A est complètement retranché du circuit, et la moitié seulement de l’inducteur B reste en circuit.
- On voit qu’en passant de 7 à 8 l’armature de A est momentanément mise en court circuit, parce que l’écartement des pinces g et h est supérieur à la largeur d’urte dent ^3. En 9, on ne fait qu’intervertir la liaison 8. En 10, les deux moteurs sont en quantité ; en 11, on retranche des enroulements inducteurs pour augmenter la vitesse des moteurs. De 6 à 7 et de 8 à 9, la vitesse ne change pas.
- ! Les doigts (fig. 23), rappelés par les ressorts s,
- Fig. 27 et 28. — Atkinson (1899). Electromoteur-alternateur à moteur auxiliaire synchronique.
- ont pour effet de retarder la rupture du circuit en traînant, après le passage de g3, entre les pinces, idont elles se dégagent ensuite brusquement en coupant sûrement l’arc qui se forme à la rupture du circuit.
- Le collecteur D du moteur Sherrin, représenté par la figure 25, est un collecteur de radial formé
- Fig. 29. — Atkinson. Schéma des circuits.
- de secteurs en cuivre sur lesquels frottent les balais flexibles G G. Ces balais sont attachés au porte-balais L par des axes (fig. 2ô)autour desquels ils pivotent, appuyés sur le collecteur par les vis K. Le porte-balais est orienté et fixé par une vis U sur la douille M, traversée par l’axe de l’armature.
- La construction toute particulière du moteur alternateur de M. Atkinson représenté par les figures 27 à 29 a pour objet de lui permettre de démarrer facilement et de marcher avec un rendement satisfaisant sans tourner en concordance ;
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- de phases avec la génératrice. A cet effet, M. Atkinson construit l’armature de son moteur en forme d’anneau Gramme à enroulements aussi divisés que possible; sur le collecteur, on dispose soit une seule paire de balais, soit autant de paires qu’il y a de paires de pôles, comme dans un électromoteur synchronique ordinaire. Ces balais tournent autour du collecteur sous l’action d’un petit moteur synchronique, de manière que les
- Fig. 30. — Moteur Dobrowolsky (1890).
- pôles tournent synchroniquement dans l’armature du moteur, quelle que soit sa vitesse.
- L’électromoteur représenté par la figure 27 est à quatre pôles et son armature à enroulement continu, à quatre balais b b, dont les deux opposés sont reliés en parallèle et dont les pairs aboutissent au circuit moteur. Ces balais sont actionnés par un moteur synchronique, et tournent à une vitesse telle qu’ils arrivent toujours, quelle que soit la vitesse du moteur, à la position indiquée sur la figure au moment où le courant atteint son maximum.
- Le moteur synchroniseur (fig. 28) a des inducteurs et un anneau lamellaires. Au centre de l’ar-
- mature et de ses quatre enroulements correspondant aux quatre pôles et reliés en série se trouvent les anneaux collecteurs P et Q, dont les deux balais sont reliés à la génératrice. L'arbre porte aussi un commutateur à quatre lames rrtt, reliées respectivement, r à P et / à Q, et dont les deux balais aboutissent aux inducteurs O du synchroniseur et à ceux des moteurs, dans lesquels ils envoient, dès que la vitesse synchronique est atteinte, des courants ondulatoires de sens invariable. La marche des courants est d’ailleurs facile à suivre sur la figure 29. Les courants moteurs arrivent par M Mi aux anneaux collecteurs P et Q du synchroniseur, qui les amène à son armature et aux balais tournants du moteur. Le commuta-
- Fig. 31. — Moteur Dobrowolsky (2" type).
- teur pr les envoie redressés aux inducteurs 0 et o’ du synchroniseur et du moteur.
- L’électromoteur de M. Dobrowolsky représenté par la figure 30 est destiné à être mu par des courants de phases différentes. L’inducteur est représenté comme constitué par 12 enroulements b, recevant des courants de phases différentes, de manière que ses pôles tournent autour de l’armature, et tendent à l’entraîner avec un couple d’autant plus plus puissant que sa vitesse de rotation est moins grande. Mais ce couple, qui diminue ainsi avec la force contre-électromolricedel’armature, augmenteavec sa résistance électrique, de sorte que l’on peut jusqu’à un certain degré régler la marche du moteur en faisant varier la résistance de son armature.
- A cet effet, les deux enroulements dd' de cette armature sont reliés à leurs extrémités eê aux anneaux collecteurs a^,ese3 comme l’indique la figure 30, pendant que, d’autre part, les conducteurs g g sont reliés par a2ai.eheh entre eux et au rhéostat A, de manière que le circuit de l’armature
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- soit fermé par ce rhéostat, suivant le trajet a2 a3 gfbfh gieie5> Par exemple. On peut ainsi régler la marche du moteur en faisant monter ou descendre par ii les lames h b du rhéostat.
- Dans le second type de moteurs Dobrowolsky, représenté par la figure 31, les courants de phases différentes lui sont amenés par des boulons b b,
- Fig. 32 et 33. — Transformateurs Kapp (1890).
- isolés dans les rondelles de l’inducteur lamellaire. S’il n’y a qu’une paire de pôles tournants et deux courants discordant d’un quart de phase, il faudra quatre boulons seulement: avec deux paires de pôles et trois courants écartés d’un sixième de phase, il en faudra six, etc.
- Ces boulons en cuivre sont reliés électriquement par le plateau e à l’une de leurs extrémités, et isolées à l’autre, par où ils reçoivent les courants. L'armature est du type Siemens à navette.
- Le nouveau transformateu r deM .Kapp, représenté
- par les figures 32 et 33, a la partie intérieure de son circuit magnétique constituée par un noyau lamellaire a, divisé en quatre par les plans isolants ik, et sa partie extérieure formée de deux anneaux également lamellaires b b, serrés de champ sur le noyau en h b par des contacts élargis de manière
- ..F
- Fig. 34. — Cleaver (1890). Décalage automatique.
- à assurer leur conductibilité. Les enroulements primaires sont en c, et les secondaires en d. Leurs fils sortent de la boîte en fonte e par des stuffing boxes f /.
- Fig. 35. — Cleaver. Coupe x-x (tig. 34).
- Le mode de réglage par décalage automatique des balais récemment proposé par M. Cleaver est très ingénieux. Le corps de son armature est constitué (fig. 34 et 35) par un tambour creux en bronze, tournant fou sur un arbre c porteur d’un noyau en fer E. Les balais sont portés par un bras F, calé sur l’arbre c et frottant sur deux secteurs iV auxquels on prend le courant. 11 en résulte que ces balais se décalent automatique-
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- ment d'autant plus que l’armature tend à entraîner le noyau E et l’arbre c malgré l’opposition du ressort c3 (*).
- Lé compensateur de MM. Taylor et Siemens, représenté par la figure 36, a pour objet de compenser automatiquement les variations déterminées dans les circuits alimentés par une même dynamo par les changements de résistance ou d’activité de l’un de ces circuits. Il se compose d’un anneau de fils de fer doux A, sur lequel chacun de ces circuits LjL2.vient faire un nombre
- de tours d’autant plus grand que ses lampes
- Fig. 36. — Compensateur Siemens (1890).
- sont plus rapprochées de la station centrale, ou que.leur résistance est moindre.-
- Les courants qui circulent ainsi autour de l’anneau A le transforment en un aimant fermé, opposant au courant de chacun des circuits une force contre-électromotrice. Lorsque l’intensité baisse ou augmente dans un de ces circuits, il en est de même de cette force contre-électromotrice, qui réagit sur tous les autres circuits, de sorte que l’on peut, en faisant varier la vitesse de la dynamo, augmenter ou diminuer l’intensité dans l’ensemble des circuits sans en affecter l’un plus que l’autre.
- Gustave Richard.
- (A suivre.)
- (*) Comme analogie, voir les régulateurs de Sylvanus Thompson. — Lumière Electrique, 18 avril 1885, p. 136.
- SUR LE COURANT ROTATOIRE
- ET SA MESURE
- Le courant rotatoire ayant attiré l’attention des spécialistes et d’une grande partie du public, il peut y avoir intérêt à faire quelques communications sur sa nature et sur la manière de le mesurer. L’occasion de ces recherches a été une série d'expériences qui ont été faites dans la section d’essai de la maison Siemens et Halske à Berlin. On constata immédiatement, en effet, que la mesure du travail fourni par le courant rotatoire, travail dont la détermination est excessivement importante pour des expériences comparatives, ne va pas sans difficultés. L’exposé de la méthode au moyen de laquelle ces difficultés ont été surmontées sera l’objet de ce mémoire.
- On s’est mis simultanément de divers côtés à étudier le système du courant rotatoire (1). Les observations de M. Hazelwander à cet égard ont été publés dernièrement.
- Récemment, M. Dolivo Dobrowolsky, dans l’Electrotechnische Zeitschrift, a exposé en détail ses travaux sur ce sujet.
- On n’a pas encore exactement défini ce qu’il faut entendre par courant rotatoire. 11 est peut-être permis de dire qu’il consiste en un système de courants alternatifs de même période enchaînés ensemble, mais dont les phases ne se déplacent pas les unes par rapport aux autres d’après des lois simples, et que ce sont des courants qui, moyennant des dispositions appropriées, sont en état de produire des champs magnétiques tournant d’une intensité à peu près constante, sans mouvement mécanique.
- Grâce à ces propriétés exceptionnellement importantes, le courant rotatoire peut actionner des électro-moteurs qui fonctionnement asynchroni-quement et qui même peuvent se mettre automatiquement en marche.
- C’est en cela que consiste sa principale supériorité sur le courant alternatif ordinaire, avec lequel il a, en commun, des avantages bien connus : ceux d’être facile à produire et d’être facile à transformer. Pour fixer les idées, admettons que nous ayons une machine productrice de cou-
- (*) Voir déjà sur ce sujet l’article de M. Richard, t. XXXIX
- p. 212.
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- rants, admettons que cette machine ait n pôles, c'est-à-dire des points P jusqu’à P„, desquels partent des courants alternatifs d’égale période (fig- 0-
- On peut, dans une figure schématique, disposer ces pôles en cercle. Supposons qu’il y ait la même tension de deux pôles en deux pôles voisins. Imaginons que des n pôles partent n conducteurs principaux dont les courants aient approximativement la même intensité. Admettons que le déplacement de phases entre les conducteurs voisins deux à deux soit toujours le même et,
- par suite, égal à 2^2 degrés. Ceci implique que les n
- courants prennent par séries cycliques, les uns
- D,
- Fig. 1
- après les autres, leur maximum d’intensité. Supposons que le point final de chaque conducteur principal soit relié avec le point final des deux conducteurs principaux voisins, au moyen de con^ ducteurs intermédiaires, dans lesquels, par conséquent, il y ait également des courants d’intensité aussi égale que possible de conducteur en conducteur, mais avec des phases différentes. Le schéma tout entier du courant est donc tel que le représente la figure i.
- Dans le cas le plus simple, celui qui probablement sera le plus important pour la pratique, s’il y a trois pôles P. on peut facilement produire une distribution de courants de ce genre, de la manière suivante : Si l’on entoure un anneau de fer au, moyen de trois bobines égales occupant chacune un tiers de la surface, et si on le fait tourner dans un champ magnétique constant, comme celui d’une machine ordinaire à deux pôles à courants constants, il se produit des cou-
- rants alternatifs dans les trois sections. Ces courants, cependant, n’ont pas des phases égales, car les bobines passent à des moments différents par le pôle nord ; le maximum d’intensité de courant se produira donc successivement dans les bobines après des intervalles égaux. Pour transmettre ces courants, on pourrait se servir de six conducteurs, et il y aurait alors trois circuits
- de courants complètement séparés les uns des autres, comme le représente la figure 2.
- Dans ce cas, il n’y a pas encore de courant
- Fig. 3
- rotatoire ; mais si l’on réussit deux par deux les conducteurs parallèles, (fig. 3), on obtient un courant rotatoire, chaque conducteur servant tantôt comme conducteur d’aller, tantôt comme conducteur de retour. On conçoit facilement qu’il se produit alors des ramifications du courant.
- La branche Pî Di venant de Pt se partage en Ü! ; une partie du courant s’écoule en D2, une autre partie en Ds, pour arriver en P2 et P3. Le plus fort
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- i/3
- des deux courants (supposons que ce soit le courant Dj D2) se partagera encore une fois en D2 et par conséquent il arrivera, pour la plus grande partie, de D2 à P2 et, poür la petite partie, de D2 à D3, enfin d’ici en P3.
- Nous appellerons \a I* \c les courants partant des points P B et nous dirons qu’ils sont positifs s’ils partent des pôles. Nous appellerons les trois autres courants I31213 et nous dirons qu’ils sont positifs s’ils marchent dans le même sens que les aiguilles d’une montre.
- Les sens positifs sont indiqués partout dans la figure par des flèches.
- Fig. 4
- Nous nommerons aussi les branches \a 1* lc conducteurs principaux, les branches lil2l3 conducteurs intermédiaires.
- En général, il y aura de l’énergie de consommée dans les six branches. Toutefois, il y a lieu de remarquer spécialement les deux cas dans les-
- R*----------------
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- Fig. 5
- quels le travail utile n’est effectué que dans les conducteurs intermédiaires ou que dans les conducteurs principaux.
- C’est à ces deux cas que correspondent les schémas, figures 4 et 5.
- Le premier de ces schémas se comprend immédiatement : le second se comprend d’après la figure 3, si l’on réunit les points D en un seul et que l’on supprime les conducteurs intermédiaires.
- Dans le cas idéal, les courants, les tensions et les travaux seront égaux entre eux, aussi bien dans les conducteurs principaux que dans les conducteurs intermédiaires.
- Les courants les plus simples à mesurer sont les courants 1« I* Ic ; il en est de même pour les
- tensions polaires E<* Ep Ey. 11 y a lieu de se demander si ces grandeurs suffisent pour la mesure du travail et comment il y aurait lieu de procéder dans le cas où la réponse serait affirmative.
- Pour étudier ces rapports multiples, nous nous servons du parallélogramme : bien que cette méthode soit connue, nous en donnerons ici une description sommaire. L’emploi du parallélogramme implique que toutes les grandeurs varient d’après la loi des sinus et ont une période égale.
- Imaginons autour d’un point fixe O (fig. 6) une droite M N animée d’une vitesse constante dans le sens de la rotation des aiguilles d’une montre et tournant de telle sorte que la rotation
- corresponde exactement à la période du courant alternatif.
- Soit O N le côté positif et O M le côté négatif de cette droite.
- Tirons maintenant, à partir de Q, une droite quelconque O A, dont la longueur représente la valeur maxima d’une intensité de courant, c’est-à-dire son amplitude ; sa projection rectangulaire C A1 sur la droite M N donne la valeur de l’intensité du courant au moment même où M N a la direction que représente la figure.
- L’intensité atteint son maximum lorsque M N coïncide avec O A, puis elle devient plus petite; elle est égale à zéro quand M N est perpendiculaire à O A; puis elle devient alors négative, parce que la projection tombe sur le côté négatif de M N, etc.
- Si O A représente une seconde intensité,- il est évident que celle-ci atteint son maximum plus tôt que la première : cette avance est égale au j temps qu’il faut à M N pour décrire l'angle B O ;
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- or, comme le temps qu’il faut à M N pour une révolution complète est égal à la période des courants alternatifs, l'angle BOA indique le déplacement de phases entre O A et O B. Ce déplacement est exprimé soit par l’angle, soit en fraction de la période.
- Les droites O A et O B, par conséquent, ne désignent pas seulement des intensités d’après leur grandeur, mais aussi d’après leur phase.
- Le même diagramme, conformément aux représentations ordinaires avec les courants alternatifs sert également aux tensions, aux magnétismes, bref, à toutes les grandeurs qui varient comme un sinus, et qui ont la même période.
- Dans la pratique, les amplitudes sont moins importantes que les valeurs moyennes mesurées à l’aide de dynamomètre et ayant avec les premières
- le rapport constant ^===-. A l’avenir, par conséquent, ces dernières grandeurs seront représentées dans les diagrammes par les droites en question.
- Pour additionner deux droites OA O B, on opère comme pour le parallélogramme des forces en construisant un parallélogramme O A C B, dont la diagonale O C représente la somme qu’il s'agit de trouver.
- Pour retrancher O B de O A, on prolongera O B par delà O d’une quantité égale à elle-même jusqu’en Bx et on construira le parallélogramme OA D Bt. La différence cherchée est alors O D ; nous désignerons à l’avenir les sommes et différences ainsi trouvées par des indices qui représentent la somme et la différence des indices décomposantes.
- Si, par conséquent OA = I et si OB = I8, on aura OC = l(i+2> et O D = Io-2).
- On sait que l’énergie électrique sera exprimée par le produit
- A = E I cos <p,
- dans lequel E et I représentent les valeurs moyennes de la tension ou de l’intensité mesurées au dynamomètre, et dans lequel <p représente la différence de phase entre E et I.
- H. Gœrges.
- {A suivre).
- HISTOIRE CHRONOLOGIQUE
- DE L'ÉLECTRICITÉ, DU GALVANISME, DU MAGNÉTISME ET DU TÉLÉGRAPHE (1).
- 1490-1541. — Paracelses (Philippe von Hohen-heim) natif de la Suisse et un dés plus grands chimistes de son temps, a fait usage de l’électron magnétisme trois siècles avant la découverte de Œrsted. Il découvrit à nouveau la propriété occulte de l'aimant, qui avait joué douze siècles auparavant un rôle si important dans certains mystères; il devint naturellement le fondateur de l’école de magnétisme et de médecine magique.
- 1492. — Christophe Colomb est le premier qui ait déterminé par l’astronomie la position de la ligne où la variation magnétique est nulle, c’est-à-dire où l’aiguille indique le nord vrai ; cette découverte avait été attribuée à tort, d'après Livio Santo, à Sébastien Cabot.
- Ce n’est pas Colomb, comme on le croit souvent, qui a fait les premières observations relatives à la variation magnétique ; ces variations furent montrées par Andréa Bianco, mais Colomb remarqua, le 13 septembre 1492, qu’à 2 1/2 degrés est de l’îlede Corvo, l’une des Açores, la variation magnétique changeait et passait du N.-E. au N.-O.
- Washington Irving raconte cette découverte de la manière suivante :
- « Dans la soirée du 13 septembre, à environ 200 lieues de l'île de Fer (la plus petite des Canaries), Colomb s’aperçut de la variation de l’aiguille aimantée, phénomène que l’on n’avait pas encore remarqué jusqu’alors. Vers la tombée de la nuit il observa que l’aiguille au lieu de ppinler vers l’étoile du Nord éprouvait une variation d’environ un demi-point, c’est-à-dire de 5 à 6 degrés vers le N.-O., et encore plus le lendemain au matin. Frappé de celte circonstance, il observa ce phénomène pendant trois jours, et il constata que la variation augmentait à mesure que le navire avançait. D’abord il ne communiqua ce phénomène à personne, sachant combien son équipage était sujet à s’alarmer; mais bientôt les pilotes l’aperçurent aussi, ce qui les mit dans la plus grande consternation. Il leur semblait
- 0) La Lumière Electrique du 11 avril 1891, p. 58. — Tous droits réservés.
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- que les lois de la nature étaient changées à mesure qu'ils entraient dans un autre monde, soumis à des influences inconnues.
- Ils appréhendaient que la boussole fût sur le point de perdre sa vertu mystérieuse, et sans ce guide que deviendraient-ils perdus au milieu de ce vaste océan, où aucune indication de route n’est tracée? Colomb tranquillisait ses marins en leur disant que l’aiguille ne pointait point vers l’étoile polaire, mais vers un point fixe et invisible. La variation n’était donc pas causée par un défaut dans le fonctionnement de la boussole, mais par le mouvement de l’étoile polaire elle-même, qui comme tous les corps célestes décrit un cercle autour du pôle. La haute opinion que les pilotes avaient des connaissances astronomiques de Colomb donnait du poids à cette théorie et calmait leurs inquiétudes.
- 1497. — Vase© de Gama, le célèbre navigateur portugais, fit usage de la boussole pendant son voyage aux Indes. Il dit avoir trouvé dans l’océan Indien des pilotes qui en faisaient également un usage régulier. Au lieu d’une aiguille ils se servaient d’une petite plaque de fer aimantée, qui .était suspendue comme l’aiguille des Européens, mais qui indiquait le nord d’une manière très imparfaite.
- 1497. — Sébastien Cabot, navigateur anglais, fit connaître au roi d’Angleterre que la variation de la.boussole était différente en plusieurs endroits et n’était pas réglée d’après la distance comptée à partir d’un méridien particulier.
- 1502. — Varthema, qui quitta l’Europe pour les Indes vers cette époque, constata que les Arabes qui naviguaient dans la mer Rouge employaient la boussole et la carte marine; d’après lui la boussole était d’origine européenne et non chinoise, car l’index pointe vers le nord et non vers le sud, comme cela aurait dû avoir lieu si son origine avait été chinoise.
- 1543-1544. — Georges Hartmann, vicaire de l’église de Saint-Sébalaud à Nuremberg, écrit le 4 mars de cette même année au duc Albrecht de Prusse une lettre dans laquelle on trouve les passages suivants :
- « Je trouve en outre que l’aiguille aimantée non seulement dévie du nord vers l’est d’environ neuf degrés, mais encore qu’elle se dirige vers le bas, ce que l’on peut montrer de la manière suivante: En prenant une aiguille d’une longueur d’un doigt placée horizontalement sur un pivot et en
- la frottant avec une pierre d’aimant on constate qu’elle ne se tient plus horizontale, mais qu’elle s’infléchit d’environ 9 degrés, phénomène dont je suis incapable d’indiquer la cause. »
- 1558-1589. — Le savant italien G. délia Porta fait une série d’expériences avec l’aimant dans le but de pouvoir communiquera distance. 11 publie le compte rendu de ses expériences dans un livre intitulé Magia naturalis, dont la première édition fut publiée à Naples lorsque l’auteur n’était âgé que de 15 ans.
- C’est le premier ouvrage dans lequel on trouve une allusion relative au télégraphe magnétique.
- 1576. — Robert Norman, fabricant de boussoles, fut le premier qui détermina à Londres l’inclinaison de l’aiguille aimantée à l’aide d’une boussole d’inclinaison qu’il avait construite; il trouva que cette inclinaison était de 71 degrés 50 minutes.
- 1580. — On trouve dans Y Histoire du royaume de Chine écrite par de Mendoza, missionnaire espagnol envoyé en Chine par Philippe II, le passage suivant :
- « Les Chinois dirigent leurs navires à l’aide d’une boussole divisée en douze parties; ils n’emploient pas de cartes marines, mais une courte description du routier (ruttier, routier, livre de direction) à l’aide duquel ils naviguent.
- 1581. — Burroughs, contrôleur de la marine anglaise sous le règne d’Élisabeth, est le premier qui ait publié des observations sérieuses sur la variation de la déclinaison.
- 1586. — Le savant jésuite Joseph d’Acosta se dit capable d’indiquer quatre lignes de variation nulle au lieu d’une seulement découverte par Colomb.
- 1590. — Wright, mathématicien anglais, publie son Traité de navigation, dans lequel il préconise les avahtages de tenir des registres des déclinaisons observées dans tous les voyages.
- C’est donc vers cette époque qu’on commença à faire attention aux variations de la déclinaison, non seulement avec le temps, mais aussi aux différents endroits.
- 1590. — Julius Cæsar, chirurgien de Rimini, observe qu’un barreau de fer peut se transformer en aimant uniquement par la position qu’il occupe dans l’espace.
- 1597. — D’après une notice de William Bar-lowe, les navigateurs des Indes orientales employaient une aiguille aimantée de six pouces de
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- long, placée dans une cuvette remplie d’eau, au fond de laquelle étaient tracés les quatre points cardinaux.
- 1600. — Schwenter décrit le moyen de communiquer à distance au moyen de deux aiguilles aimantées combinées avec un alphabet.
- 1600. — William Gilbert, médecin de la reine Élisabeth d’Angleterre, publie son ouvrage Physio-logia nova de Magnete, etc., ouvrage fondamental dans lequel on trouve pour la première fois une classification des phénomènes électriques et magnétiques.
- Cet ouvrage comprend l’énumération de toutes les substances capables de s’électriser ; on y trouve pour la première fois les mots force électrique, attraction électrique.
- Le premier livre traite du magnétisme, le second de l’électricité.
- Dans le chapitre II, Gilbert relate ses expériences, et dans le quatrième il donne une description de la boussole marine.
- Dans la seconde édition de ce livre, parue à Stet-tin en 1628, on remarque une curieuse gravure de la première boussole européenne, une pierre d’aimant flottant sur une cuve, dans la mer, et laissée derrière le navire qui s’en éloigne.
- 1616. — Van Schouten indique des points situés au milieu de l’océan Pacifique et au sud-est des îles Marquises où la déclinaison de la boussole est nulle.
- De Humboldt dit : «11 existe encore actuellement dans cette région un système singulier de lignes isogoniques dans lesquelles chaque courbe concentrique intérieure correspond à une déclinaison plus faible.
- 1617. — Strada, auteur italien, décrit une découverte hypothétique où il s’agit de deux cadrans chiffrés et qui possèdent la propriété d’indiquer toujours la même lettre, de manière que si une aiguille indique une lettre sur l’un des cadrans, l’index indique la même lettre sur l’autre.
- 1625. — Gabriel Naudé, savant français, auteur de l’Apologie pour les grands hommes soupçonnés de magie, s’occupe du magnétisme occulte.
- 1627. — Hokewill, diacre de Surrey, publie à Oxford la première édition de son ouvrage An Apologie... dans laquelle il fait allusion à la boussole marine et à la pierre d’aimant ; il parle en termes diffus d’un télégraphe.
- 1629. — Le jésuite Nicolas Cabia décrit des ex-
- périences à l'aide desquelles des personnes peuvent communiquer par l’intermédiaire d’aiguilles aimantées.
- 1632. — Pierre Gassendi, professeur au collège de France, découvre qu’une partie de la croix dë l’église de Saint-Jean à Aix, après avoir été touchée par un coup de fondre, posséda toutes les propriétés de l’aimant.
- Gilbert mentionne le fait que du magnétisme a été communiqué par la terre à un barreau de fer, comme on l'a constaté par l’examen d’une barre de la tour de l’église des Augustines à Nantua.
- 1632. — Galilée, mathématicien italien, parle d’un secret permettant de parler à distance à l’aide de l’attraction de l’aiguille aimantée ; toutefois cette expérience ne paraît pas bien sérieuse.
- 1635. — Henri Gellibrand, mathématicien anglais, découvre la variation séculaire de la déclinaison ; il constate que la déclinaison de l’aiguille varie du nord-est vers l’ouest.
- 1641. — Kircher, physicien allemand, en parlant de l’aimant terrestre, dit « qu’il n’y a qu’un seul aimant dans l’univers et que c’est de là que provient l’aimantation de tous les autres corps. »
- D’après lui, le soleil est le corps le plus magnétique qui existe.
- 1650. — Henri Bond, professeur de mathématiques, explique la déclinaison de l’aiguille aimantée et indique d'avance ce qu'elle sera pour Londres de 1663 jusqu’à 1716.
- 1660. •— Otto de Guericke, bourgmestre de Magdebourg, construit la première machine électrique à frottement ; elle consistait en un globe de soufre fondu dans un ballon de verre monté sur un axe de rotation; lorsqu’on frottait la boule avec un drap, elle émettait du son et de la lumière.
- C’est ce physicien qui le premier entendit le bruit et vit la lumière artificiellement produits par l’électricité.
- II montra que des corps légers une fois attirés et repoussés ensuite étaient incapables d’une seconde attraction s’ils n’étaient pas de nouveau touchés par un corps électrisé, et il constata en outre que des corps légers peuvent être électrisés lorsqu’on les approche d’autres corps électrisés.
- 1665. — Le père Grimaldi découvre qu'on peut aimanter un barreau de fer lorsqu’on le maintient dans une position verticale.
- 1666. — Dènys, hydrographe de Dieppe, observe
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- que la boussole donne des indications différentes lorsqu'on la place en différents endroits du navire.
- 1671.— Richer, philosophe français, est le premier qui a fait connaître les propriétés électriques de la gymnote.
- 1675. — Robert Boyle, chimiste irlandais, publie plusieurs expériences sur le magnétisme et l’électricité.
- 167?.—Jean Picard, astronome et professeur au Collège de France, est le premier qui observe la lumière électrique dans le vide.
- D’après Tyndall, cette observation fut faite lors du transport d’un baromètre de l’Observatoire à la porte Saint-Michel à Paris ; on constata de la lumière dans la chambre à vide. Cette observation fut répétée plus tard sur d’autres baromètres par Sébastien et Cassini.
- 1675. — Sir Isaac Newton, le célèbre mathématicien et physicien anglais, découvre que le verre frotté attire des corps légers même du côté opposé à celui où on le frotte.
- Il améliore la machine électrique en substituant un globe de verre au globe de soufre employé par de Guericke et par Boyle, et en substituant des frotteurs aux mains de l’opérateur.
- 11 paraît qu’il a anticipé quelque peu sur la grande découverte de Franklin ; on trouve en effet dans une lettre de lui le passage suivant:
- k J’ai été très amusé par le phénomène singulier qu’on obtient en mettant une aiguille près d’un morceau d’ambre ou de résine frotté avec de la soie : une petite flamme, comme la foudre sur très petite échelle, se montre. »
- 1676. — Haward, armateur anglais, constata, à bord du navire Albemarle, le 24 juillet 1641, vers la latitude des Bermudes, après un terrible coup de foudre sur le navire, que les pôles de la boussole étaient retournés, la fleur de lis qui devait indiquer le nord pointant vers le sud. Les autres boussoles du navire présentaient le même phénomène.
- 1678. — Redi, médecin italien, constate que le choc de la torpille peut se communiquer par la ligne qui relie le pêcheur au poisson.
- 1679. — Maxwell, originaire d'Ecosse, dit pouvoir guérir toutes espèces de maladies à l’aide de moyens magnétiques dont il dispose.
- 1683.— Halley, astronome anglais, montre que le magnétisme terrestre est produit par quatre pôles d’attraction, dont deux sont situés près des pôles de la terre.
- Pour vérifier cette théorie le gouvernement anglais lui fit faire trois voyages dans l’océan Atlantique. Les résultats de ces voyages furent la construction des premières cartes magnétiques sur lesquelles les lignes d’égale déclinaison étaient indiquées par des courbes.
- D’après de Humboldt, c’est la première expédition entreprise par un gouvernement dans un but scientique.
- C’est Halley qui a donné le premier une description du phénomène de l’aurore boréale, dont l’origine est certainement électrique et magnétique.
- 1684. — Le philosophe anglais Robert Hoôke est le premier qui ait donné un projet défini du télégraphe. Son appareil était formé d’un cadre supportant un écran ouvert derrière lequel on pouvait suspendre autant de différents objets, cercles, carrés, triangles, etc., qu’il y a de lettres dans l’alphabet. Pendant le jour, ces objets étaient hissés à l’aide d’une poulie, de façon à être visibles dans l’espace ouvert de l’écran ; pendant la nuit on employait des torches, des lanternes et des lumières diverses.
- Hooke a montré également en 1684 que l'on peut aimanter d’une manière permanente des barreaux de fer et d’acier, lorsqu’après les avoir chauffés on les refroidit rapidement, ces barreaux étant placés dans la direction du méridien magnétique.
- 1684. — On trouve dans le Mariner’s Magazine de Sturmy, une mention de la déviation de la boussole et de la possibilité d’obtenir des indications erronées par suite d’actions locales.
- 1692. — Le docteur Le Lorrain de Vallemont mentionne dans sa Description de l’aimant, etc., publiée à Paris, qu’après un terrible orage pendant le mois d’octobre 1690, l’église de Notre-Dame de Chartres devant être réparée, on constata que la croix en fer était couverte de rouille et très fortement aimantée ; un rapport de cet événement fut fait par M. de la Hire et publié dans le Journal des savants.
- 1700. — Jean Bernoulli observe les lueurs phosphorescentes du mercure dans le vide.
- 1700. — Morgagni, médecin à Bologne puis à Venise, employa l’aimant pour extraire des particules de fer tombées accidentellement dansTceil ; il opéra d’une façon analogue à celle que Kir-kringius et Fabricius Hildanus avaient employée avant lui.
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- : 1700. — Joseph Guichard Duverney, éminent
- anatomiste français, savait à cette date que les membres d’une grenouille se contractent par un courant électrique, comme cela est montré dans Y Histoire de V Académie des sciences, 1700, page 40, et 1742, page 187; le médecin italien Caldini fait allusion à ce que les grenouilles nouvellement tuées semblent revivre sous l’influence des décharges électriques.
- 1702. — Marcel, commissaire de la marine, à Arles, rapporte plusieurs exemples authentb-ques de barreaux de fer devenus magnétiques uniquement par suite de la position qu’ils occupaient.
- 1702. — Kaempfer, médecin allemand, décrit des expériences faites sur des torpilles électriques. 11 insiste sur ce fait que l’on peut éviter la sensation du choc lorsqu’on retient sa respiration pendant que l’on touche l’animal; ce fait, quoique paraissant très improbable, a été confirmé souvent.
- 1705. — Francis Hauksbee, naturaliste anglais, montre qu’on peut produire une quantité considérable de lumière en agitant du mercure dans des tubes dans lesquels on a fait un vide plus ou moins parfait. Lorsque le mercure fait une brusque irruption dans ces sortes de tubes, on voit un éclair d’une espèce toute particulière.
- Hauskbee montre également de la lumière produite dans le vide par le frottement de l’ambre et par celui du verre sur de la laine.
- 1707. — Dans un opuscule intitulé Spéculations curieuses pendant des nuits sans sommeil est mentionnée pour la première fois le fait que la tourmaline devient électrique par réchauffement. On y constate que cette pierre fut apportée de Ceylan par les Hollandais en 1703.
- 1708. — Le Dr William Wall communique à l’Académie royale de Londres les résultats de ses expériences pour montrer que l’électricité ressemble au tonnerre et à la foudre.
- 1712. — On trouve dans Y Encyclopédie japonaise une description de la boussole.
- 1717. — Louis Lémery montre à l’Académie des sciences la tourmaline apportée de Ceylan et annonce qu’elle possède des propriétés électriques lorsqu’on l’a chauffée.
- Les^premières expériences scientifiques relatives aux propriétés électriques de la tourmaline ne furent faites cependant qu’en 1756, par Æpinus, qui les publia dans les Mémoires de l’Académie de Berlin. Æpinus montra qu’une température com-
- prise entre 99 1/20 et 2120 Fahrenheit est nécessaire pour le développement du pouvoir d’attirer les corps légers.
- 1720. — Stephen Grey ou Gray publie un mémoire dans lequel on trouve le principe de la découverte de la conductibilité électrique et de l’isolement, ainsi que le fait, mais non le principe, de l’influence électrique. C’est à Grey que revient l’honneur d’avoir posé les premières bases de la science électrique.
- 11 montre que l’on peut produire l’électricité par le frottement de plumes, de cheveux, de la soie, du papier, etc. Toutes ces substances attirent des corps légers, même à la distance de huit à dix pouces. 11 découvre que des corps électrisés peuvent communiquer de l'électricité à des corps rebelles à l’excitation électrique.
- Grey démontra également que l’attraction électrique n’est pas proportionnelle à la quantité de matière comprise dans les corps, mais dépend de l’étendue de leur surface. 11 découvrit le pouvoir conducteur des fluides et du corps humain, il constata également que l’électricité semble être de même substance que le tonnerre et l'éclair* •
- 1722. — George Graham, célèbre opticien et fabricant d’instruments de physique à Londres> fut le premier qui constata la variation diurne de l’aiguille aimantée. 11 trouve que l’extrémité nord commence à se mouvoir vers l’ouest à sept ou huit heures du matin et continue à dévier dans cette direction jusqu’à environ deux heures de l’après-midi; après être restée stationnaire pendant quelque temps, elle retourne vers l’est et devient de nouveau stationnaire pendant la nuit.
- Graham a fait près de mille observations; il trouva que la plus grande déclinaison était de I4°45' vers l’ouest et la moindre de i3°5o'; en général cependant la variation s’exerçait entre 140 et I4°33', donnant 35' pour la valeur de la variation diurne.
- 11 faut observer que la découverte de Graham n’attira que très peu l’attention jusqu’en 1730, où les mêmes observations furent répétées par d’autres.
- 1726. — Un architecte anglais, John Wood, a, dit-on, découvert que le courant électrique peut être transporté à de grandes distancesà l’aide de fils.
- 1729 à 1730. — Un mécanicien anglais, Savary, réussit à aimanter des barreaux d’acier en les touchant avec d’autres barres tenues dans la position de l’aiguille d’inclinaison.
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- 1733.— Charles-François Dufay, directeur du Jardin- des Plantes de Paris, communique à l’Académie des sciences un livre contenant l’histoire de l’électricité jusqu’en 1732. On dit que c’est lui qui est l’inventeur de la théorie des deux espèces d'électricité, bien qu’il partage l’honneur de cette importante découverte avec White, qui était associé dans ses travaux avec Grey, et qui, paraît-il, découvrit d'une manière indépendante le même fait en Angleterre.
- En répétant les expériences de Grey, Dufay observa qu'en mouillant des fils ils transportent plus facilement l’électricité. 11 a pu transporter ainsi le fluide électrique à travers une distance de douze cent cinquante-six pieds.
- 1733. — Winckler, professeur à l’Université de Leipsig, attache des frotteurs fixes à la machine électrique; d’après certains il serait le premier qui aurait préconisé l'emploi de conducteurs pour la protection contre la foudre.
- Pendant l’année 1746, Winckler fait usage de l’électricité pour des communications télégraphiques, en déchargeant des bouteilles de Leyde à travers des circuits très larges dont une partie était formée par la rivière Pleisse.
- 1733. — George Brandt, chimiste suédois, montre la possibilité de communiquer du magnétisme à des substances non ferrugineuses ; il montra ce fait notamment pour le cobalt, et de Cronstedt, le savant chimiste qui découvrit le nickel, montra, en 1750, que ce métal pouvait également être aimanté.
- P. F. Mottelay.
- {A suivre.)
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Note sur le calcul des dynamos, par M. Mélotte (l).
- Cette formule, que j’ai trouvée pratiquement exacte, permet de déterminer la surface nécessaire pour n’avoir qu'un échauffement donné avec une perte donnée.
- Toutes les dimensions du circuit magnétique
- C1) La Lumière Electrique, t. XL, p. 126.— Bulletin de VInstitut électrotechnique de Montefiore t. Il, p. 79.
- étant fixées, on peut déterminer le nombre d’ampères-tours nécessaires pour y créer le flux magnétique voulu. Cela se fait par la méthode d’Hop-kinson, que tout le monde connaît.
- On sait qu’on a
- 4
- it n i = ^
- 4» l
- |1S 1
- en représentant par / et s la longueur et la section du circuit, p. la perméabilité et 4» le flux magnétique.
- On en tire
- ni
- ! ^ $ / 4 TT ji. s1
- ou, si l’on exprime i en ampères,
- i <t> / n a =----> — .
- 1,253 Jmi y. s
- On connaît ainsi le nombre d’ampères-tours nécessaires pour exciter le champ magnétique. Ce nombre se rapporte naturellement à un seul circuit.
- 11 faut tenir compte de la position des bobines inductrices pour fixer le nombre d'ampères-tours total de l’excitation. Ainsi, dans une machine de la forme du type supérieur de Gramme, on doit mettre sur chaque bobine la moitié du nombre total des ampères-tours nécessaires pour créer le champ, puisque ces deux bobines agissent sur le même circuit magnétique. 11 n'en est pas de même dans le type Manchester, où chaque bobine doit avoir le nombre total d’ampères-tours donné par le calcul.
- La même remarque s'applique aux machines multipolaires, où l’on doit distinguer le cas où les bobines sont portées par les pôles mêmes de celui où elles sont enroulées sur la culasse ou anneau qui porte les pôles.
- Lorsqu’on connaît le nombre total des ampères-tours nécessaires, on détermine facilement le fil à employer.
- Nous avons établi, à l’occasion du calcul de la perte dans l’armature, la formule
- M A 50. S ‘
- En l’écrivant S = nous pourrons la faire servir au calcul du fil des inducteurs. En effet, ainsi transformée, elle donne la section S du fil de cuivre, d’une longueur de M mètres, dans lequel
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- i8o
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- une force électromotrice E fait passer un courant de A ampères.
- Le produit M A, que nous pouvons appeler mètres-ampères, nous est connu : c'est le produit du nombre total d’ampères-tours par la longueur en mètres d’une spire moyenne des inducteurs, longueur qui peut être relevée sur le croquis préliminaire.
- Nous connaissons également E : c’est ici la force électromotrice aux bornes de la dynamo. 11 est donc aisé de déterminer la section du fil à employer.
- On voit que cette section ne dépend que da nombre de mètres-ampères nécessaires et de la force électromotrice disponible. Le nombre des ampères-tours ne variera pas, quel que soit le nombre des spires. En effet, si l’on augmente ce nombre, la résistance augmente aussi, et l’intensité du courant diminue dans le même rapport.
- Comme la température des inducteurs est en général un peu inférieure à celle de l’induit, on peut prendre le coefficient de conductibilité un peu plus élevé, par exemple 52 ou 53 au lieu de 50.
- Dans ce qui précède, nous n’avons tenu compte ni du décalage, ni de la réaction d’induit. Les sections du circuit magnétique, les spires de l’armature et des inducteurs ont été calculées comme si la machine ne devait donner qu’à vide un nombre de volts correspondant au voltage normal augmenté des volts qui seraient perdus dans l’armature si elle était traversée par le courant maximum.
- Or, pendant la marche à vide, le décalage est à peu près nul et les spires de l’armature traversées seulement par le courant qu’elles fournissent aux inducteurs ont peu d’influence sur le champ. Mais à mesure qu’on charge la machine et qu’on est obligé de décaler les balais, ces spires produisent de plus en plus de courant. Leur action devient alors appréciable. Une partie n’agit que pour créer une induction transversale dans les pièces polaires; l’autre agit directement en sens contraire des inducteurs, affaiblissant ainsi le champ,
- Il en résulte que pour combattre l’effet de ces contre-ampères-tours, il nous faut donner un supplément d’excitation que l’on peut évaluer de 25 à 35 0/0 dans les armatures à anneau, et de 10 à 15 0/0 dans les induits à tambour.
- 11 y a encore, il est vrai, d’autres causes de diminution de la force électromotrice, mais elles
- sont moins importantes, et si l’on n’a pas été trop rigoureux dans le calcul des dimensions du circuit magnétique, elles auront peu d’influence.
- Nous prendrons donc un chiffre de mètres-ampères d’environ 30 0/0 supérieur à celui que nous avions trouvé précédemment, et c’est ce chiffre que nous emploierons dans la formule
- - _ MA 50 E’
- Le fil isolé de deux couches de coton gomme-laqué a environ 0,6 mm. de plus en diamètre que le fil nu.
- On peut calculer combien de spires juxtaposées pourront prendre place sur chaque bobine, et combien de couches on pourra en mettre. Ainsi s’obtient le nombre de spires, et par conséquent la longueur totale M du fil inducteur. Sachant, d’autre part, que ce fil donne M A mètres-ampères on en tire la valeur du courant d’excitation; il faut alors voir si la perte en watts ne dépasse pas la limite admise et ne donne pas lieu à un échauffement trop considérable.
- Une machine ainsi calculée marcherait à coup sûr et donnerait approximativement ce qu’on en attend, mais il est plus que probable qu’on n’arrivera pas du premier coup à la faire parfaite.
- 11 faudra donc faire plusieurs projets avec des conditions un peu variées : augmenter par ci, diminuer par là, puis choisir la meilleure solution. On est d’ailleurs guidé dans les changements à faire subir aux données par les défauts mêmes des projets précédents. Ainsi telle disposition, qui nécessitait une excitation considérable et ne donnait qu’une faible perte dans l’induit, sera avantageusement modifiée si l’on augmente le nombre de spires sur l’armature, ce qui augmente un peu la perte 12ra, mais aussi diminue le champ à produire, et par conséquent la dépense d’excitation.
- Le projet définitif une fois adopté, il faut s’occuper des questions secondaires, du collecteur, de la manière de loger les fils à l’intérieur de l’anneau, des détails de construction, etc.
- Ensuite, il ne reste plus qu’à faire construire la dynamo et à l’essayer. Pour que cet essai soit instructif, il faut que l’on connaisse exactement toutes les dimensions de la machine. Pour l’en-tre-fer, par exemple, on ne peut se contenter de prendre la cote du dessin ; on doit relever sur place l’alésage du bâti et l’extérieur du fer de l’armature avant le bobinage.
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- Si l’armature est en fil de fer, il faut connaître le nombre de spires qui ont été enroulées. Si elle est en tôle, on tiendra note du nombre et de l’épaisseur, moyenne de celles-ci.
- Ces mesures ont pour but de faire connaître la section de fer offerte au flux magnétique. Il faut aussi connaître le nombre de spires enroulées sur les inducteurs, nombre qui doit être le même sur chaque bobine. Le fil inducteur de cette machine d’essai sera un peu plus gros que celui qui a été déterminé par le calcul, afin de pouvoir donner au besoin plus d’excitation qu'on ne l’a prévu.
- On doit généralement, une première fois, exciter séparément les inducteurs. Par la suite, le bâti conserve généralement assez de magnétisme rémanent pour que la machiné, en tournant, développe une certaine force électromotrice.
- Les connexions entre les inducteurs et les bornes de la dynamo doivent être faites de manière que le courant d’excitation donne un champ de même direction que celui dû au magnétisme rémanent, sinon la machine ne s’amorce pas. Il est donc utile dé savoir quel sera le sens du courant développé dans l’armature, ou, si l’on veut, quels seront les balais positifs et les balais négatifs, lorsque l’on a excité au préalable les inducteurs avec un courant de sens déterminé.
- Le moyen le plus commode pour déterminer le sens du courant dans un conducteur se mouvant dans un champ magnétique est, à mon avis, la règle des trois doigts.
- On sait que les directions champ magnétique, sens du courant et direction du mouvement sont à angles droits.
- On peut figurer un trièdre en étendant l’index et le pouce parallèlement à la paume de la main et les ouvrant à angle droit, puis en dirigeant le médius perpendiculairement à la paume de la main. On réalise ainsi grossièrement trois lignes perpendiculaires qui représenteront respectivement le sens du courant, celui du déplacement et celui des lignes de force magnétiques.
- La main gauche doit être employée pour le cas où c’est le déplacement du conducteur qui donne lieu au courant induit : tel est le cas d’une dynamo.
- Pour le cas d’un moteur, il faut employér la main droite.
- En tendant les deux mains de façon à orienter les médius et les index la même direction, il est
- facile de voir que les pouces sont dirigés en sens opposé, ce qui est conforme aux principes de l’électromagnétisme.
- Si l’on connaît le sens de l’aimantation du bâti, on pourra ainsi déterminer quels sont les balais positifs.
- L’essai fera connaître les qualités et les défauts de la machine. Il en indiquera les modifications nécessaires ou utiles, et permettra, s’il y a lieu, de déterminer avec exactitude l’enroulement com-pound.
- Coupe-circuit Blathy (1890).
- Le principe de cet appareil consiste (fig. i)à faire passer le plomb fusible A au travers d'un disque isolant S, percé d’un trou O juste suffisant pour son passage. On évite ainsi sûrement, même
- À 1 1 L* 1
- r r i i
- Fig. i et 2. — Coupe circuit Blathy.
- aux plus hautes tensions, tout danger d’étincelles entre les deux parties du plomb fondu séparées par le disque.
- On peut, comme l’indique la figure 2, disposer plusieurs de ces disques dans un étui isolant H enfermant le plomb fusible.
- Compteur Hartmann et Braun (1890).
- Ce compteur comprend tout d'abord un ampèremètre constitué par un solénoïde S, dont l’armature est formée par l’enroulement, d’une feuille de fer doux K, découpée comme l’indique la figure }, de manière à constituer un solide biconique que l’on suspend directement à un ressort B. On obtient ainsi des flexions du
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- ressort B proportionnelles à l’intensité du courant et indépendantes de tout magnétisme rémanent. Ces flexion? sont amplifiées par une aiguille z, montée sur l’arbre 3, à ressort de rappel F.
- Cet arbre 3 porte en outre une poulie R, reliée à l’armature oscillante 5 d’un solénoïde E, à fil fin et à dashpot amortisseur 6. Enfin, le cliquet b de ce même arbre commande la première roue d'un
- 3" R\
- Fig. 1 et 2. — Compteur Hartmann et Braun.
- mécanisme totaliseur des mouvements de l’aiguille 2.
- L’électro-aimant E reçoit un courant régulièrement par un mécanisme d’horlogerie 9. A chaque tour de la came 10, le levier 11 ferme en c le circuit 12 de l'électro E. Le ressort de ce mouvement d’horlogerie est remonté automatiquement
- par l’électro-aimant même, E, dont l’un des bras de l’armature 5 actionne par 8 le cliquet de remontage T.
- Il résulte de cette combinaison de l’ampèremètre S et de l’électro E qu’à des intervalles réguliers l’armature 5 de l’électro ramène périodiquement au zéro l’aiguille de l’ampèremètre, puis
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- la laisse revenir au point correspondant à l’intensité actuelle du courant, de sorte que le mécanisme du cpmpteur qui totalise les rappels de l’aiguille 2 par l’électro E donne les ampères-heures (I T). Tant que le courant passe, le levier 14
- Fig. 3. — Détail de l’armature K.
- ne touche jamais le ressort 15, parce qu’il est relevé à temps par le remontage de l’électro E, mais, aussitôt que le courant à mesurer est interrompu, ce levier vient buter sur le ressort 15 et arrêter par le frottement du petit frein P le balancier 9.
- Télégraphe Schuokert (1890).
- Le principe de cet appareil est facile à saisir d’après le schéma figure 1.
- Le manipulateur K du transmetteur se promène sur les touches cx-c7, reliées par les fils Lj-L7 aux contacts correspondants S^S? appuyés sur l'anneau d’un commutateur divisé en deux parties égales et isolées, reliées respectivement par S’ et S'' aux extrémités de l’enroulement inducteur de la dynamo E. Cette dynamo tourne à droite ou à gauche suivant que la clef K lui envoie le courant de la pile P„ P/; par S' ou par S”, et elle transmet son mouvement au commutateur U par une vis sans fin. Ce mouvement se continue jusqu’à ce que l’isolant i vienne sous le contact Si, correspondant à la touche frappée par le manipulateur. Si l’inertie de la dynamo entraîne cet isolant au delà du contact, ce contact, passant sur l’autre moitié du commutateur, fait tourner la dynamo en sens contraire de manière à ramener sous lui l’isolant i. Il en résulte que l’isolant i s’arrête toujours sous le contact correspondant à la touche couverte par le manipulateur, et en indique, par conséquent, la position.
- On peut, comme l’indique la figure 2, diminuer
- le nombre des fils Lt L2 en y groupant les touches cx quatre par quatre, par exemple.
- Ces fils aboutissent d’autre part à quatre contacts: 1, 2, 3, 4, qui frottent sur un commutateur S, à trois anneaux divisés chacun en deux moitiés isolées l’une de l’autre, et reliées les unes (distinguées par des hachures) au collecteur rx et
- Fig. 1 et 2. — Télégraphe Schuckert.J
- les autres au collecteur r2. Ces collecteurs sont reliés respectivement, par les balais Jx /2, aux bobines Wx W2de l’inducteur de la dynamo E, enroulées en sens contraires, de manière qu’elle tourne à droite ou à gauche, ainsi que le commutateur S, en suivant le mouvement du manipulateur K.
- Accumulateurs Tommasi et Théryc (1890).
- Ces accumulateurs sont, comme ceux de M. Tommasi déjà décrits dans ce journal (1), com-
- C) La Lumière Electrique, t. XXXVIII, p. 437.
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- posés non de plaques, mais d’éléments tubulaires formés chacun (fig. i et 2) d’un tube de plomb percé de nombreux trous, suspendu par une tige de plomb fixée à un culot d’ébonite A, et dont la tête peut glisser (fig. 2) dans la rainure du cou-
- D O 0
- OOO
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- Fig. 1 et 2. — Accumulateurs Tommasi et Théryc. Détail des éléments.
- vercleen plomb qui lui sert de support. Les tubes remplis de matière active sont disposés par rangées alternativement positives et négatives de deux en deux (fig. 3) ou de l’une à l’autre (fig. 4). On
- Fig. 3
- peut employer pour ces tubes de la terre poreuse au lieu du plomb perforé, et la matière active peut être enx poudre ou en pâte. Dans ce système, la matière active, parfaitement maintenue et très perméable, présente à l’électrolyte une grande surface. Les électrodes peuvent être inspectées et changées avec la plus grande facilité, de manière
- à permettre de renouveler sans provoquer d’étincelles l’accumulateur, dont la durée est d’autre part augmentée par l’absence de soudures.
- Les inventeurs proposent aussi de remplacer
- Fig. 4. — Groupement des éléments par rangées isolées E sur les barres F et G.
- dans le liquide excitateur l’acide sulfurique par l’acide phosphorique, qui augmenterait, suivant eux, la durée de l’accumulateur.
- G. R.
- Dangers de foudre en pleine mer.
- Les marins savent que l’on court relativement peu le danger d’être foudroyé en mer, malgré les terribles décharges électriques qui se produisent si souvent dans l’océan, notamment dans la zone torride. Les navires à l’ancre dans les rades et les navires amarrés dans les ports paraissent être plus souvent frappés et incendiés par la foudre; toutefois, les données qu’on a recueillies sur ces coups de foudre sont trop peu nombreuses pour que l’on en puisse tirer des conclusions certaines. Etant donné ce défaut de statistique sur les dommages causés par la foudre en mer, on acceptera avec intérêt un mémoire sur ce sujet, publié récemment dans les Annalen der Hydrographie, par le
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- capitaine Dinklage, président de section de l’observatoire allemand.
- L’auteur a examiné tous les journaux de temps arrivés à l’observatoire pendant les onze dernières années, depuis le commencement de 1879 jusqu’à la fin de 1889, et il a trouvé que, pour tous les navires sur lesquels on a tenu le journal de l’observatoire, il n’y a eu que 14 coups de foudre.
- Comme on a eu, en moyenne, 180 navires par an qui ont fourni des journaux, il en résulte que, sur 140 navires, il y en a en moyenne 1 par an qui est frappé par la foudre.
- Le danger de foudroiement n'est donc pas considérable, étant donné que, pendant les orages en mer, un navire dont les mâts s’élèvent à une grande hauteur au-dessus de toute la surface environnante pourrait être considéré comme particulièrement propre à attirer la foudre.
- 11 est de fait que les agrès des voiliers placés très haut servent souvent de conducteurs à l’électricité, ainsi que le prouve l’apparition fréquente du feu Saint-Elme en mer. Mais il est relativement rare que des décharges sous forme d’éclairs viennent frapper un navire, et plus rare encore qu’elles y mettent le feu.
- Ces dernières circonstances s’expliquent, en partie du moins, par ce fait : c’est qu’aujourd’hui tous les navires emploient comme cordages à demeure des câbles de fils de fer. Ces câbles agissent comme d’excellents paratonnerres. Ce que prouvent tous les cas réunis par le capitaine Dinklage.
- Dans aucun de ces cas, il n’y a eu d’incendie causé par la foudre ; au contraire, la foudre partait généralement de la pointe du mât et descendait le long des côtés du navire, pour aller se perdre dans l’eau.
- 11 ne se produisait de dommages, en général, que quand le conducteur était interrompu. Autrefois, lorsque les cordages des navires n’étaient pas encore en fer, les dommages causés par la foudre paraissent avoir été plus graves. Ainsi, le capitaine Horsbourg, dans son célèbre Segelband-buch, raconte ceci :
- « En 1802, une flotte considérable appartenant à la Compagnie des Indes orientales faisait le voyage des Indes en Angleterre. Deux de ses navires, le Britannia et le Bombay-Castle, furent
- frappés par la foudre pendant un grand orage venant de l’ouest, au mois de juillet, devant la baie d’Algoa, au sud de l’Afrique. En un instant, le mât de misaine des deux navires parut en flammes du faîte jusqu’au milieu. Le feu se propagea si rapidement qu’il fut impossible de l’éteindre.
- « Pour sauver les navires, qui avaient à bord de grandes quantités de salpêtre et de matières combustibles, on abattit les deux mâts, qui tombèrent heureusement dans l’eau ».
- Prescriptions pour Installation d’établissements électriques dans les colonies espagnoles.
- La Gaceta de Madrid publie un décret royal du 14 mars 1890 sur les mesures de sûreté qui doivent être prises par les entrepreneurs pendant l’installation et l’exploitation des conducteurs électriques, notamment pour l’éclairage.
- Voici les dispositions relatives à la protection des télégraphes et des téléphones (ce décret, du reste, ne s’applique qu’aux colonies espagnoles de Cuba, de Porto-Rico et des Philippines) :
- i° Les sociétés ou les particuliers qui se proposent d’installer des conducteurs électriques, des machines ou des appareils à produire de l’électricité en vue de l’éclairage électrique ou de la transmission de la force, ou pour toute autre industrie exigeant de forts courants électriques, doivent demander l’autorisation de l’État, par l'intermédiaire du gouverneur de la province.
- 20 On joindra à la demande un plan de la ligne et un mémoire sur les systèmes d’éclairage et de conducteurs, ainsi que sur les machines productrices de courant; on indiquera en outre le maximum d’intensité dans chaque section du réseau.
- 30 Toute modification que l’on se proposera de faire aux installations accordées exigera une nouvelle autorisation préalable.
- 40 Les concessionnaires sont tenus, huit jours avant de commencer les travaux d’installation, d’en informer les chefs du service des communications.
- 5° Avant l’inauguration de l’exploitation, l’installation est visitée par une ou plusieurs personnes nommées par le gouverneur général, d’accord avec l’administration des communications;
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- les essais exigés doivent avoir lieu en présence de ces personnes.
- 6° Les conducteurs de la lumière électrique doivent être exclusivement en métal et ne doivent jamais toucher la terre. Toute communication ou connexion avec ies conduites d’eau, de gaz, etc., est rigoureusement interdite.
- 7° Dans les endroits où les installations d’éclairage se rattachent à une propriété de l’Etat, ainsi qu’au voisinage de conducteurs télégraphiques et téléphoniques appartenant à l’Etat ou concession-nés par l’Etat, les installations, quand les conducteurs ne sont pas souterrains, doivent être entourées de matière qui les isole électriquement et ne permette pas l'accès de l’humidité.
- 8° Les câbles doivent être assez durables pour pouvoir résister aux influences nuisibles auxquelles ils sont exposés; ils doivent, s’il est nécessaire, être soutenus sur toute leur longueur par des fils métalliques assez résistants et être placés assez haut pour que les voitures de tout genre, surtout les voitures de pompiers, avec leurs échelles, ainsi que les voitures pour télégraphes et téléphones, puissent passer sans obstacle.
- 9° Les câbles doivent être supportés par des isolateurs en porcelaine, dans les endroits où ils reposent indirectement, sur des poteaux, supports, etc., et ils doivent être disposés avec assez de précaution pour qu’il n’y ait aucun danger de dérivation du courant.
- io° Les conducteurs doivent avoir un diamètre tel et une conductibilité telle qu’ils puissent donner passage à un courant d’une intensité double de celle énoncée dans le projet, sans atteindre sur aucun point une température supérieure à celle de 65 degrés centigrades.
- 11° La matière servant à l’isolement des conducteurs doit être assez réfractaire pour ne pas se ramollir à une température de 76 degrés centigrades.
- 12° Au point de croisement avec des fils télégraphiques et des fils téléphoniques, les conducteurs télégraphiques doivent être placés au dessous des autres, à angle droit, de telle sorte que la distance verticale entre le fil télégraphique ou téléphonique le plus bas et le câble d’éclairage le plus proche, soit au moins de deux mètres.
- Les points d’appui de ces câbles ne doivent pas se trouver à une distance inférieure à trois mètres de chaque côté desfils télégraphiques ou téléphoniques. Pour que ces derniers, dans le cas de
- rupture, ne [puissent pias arriver à se trouver en contact avec les conducteurs pour l’éclairage, on installera, au dessus des conducteurs d’éclairage, et sur toute la longueur du croisement, pour servir de protection, un fil métallique suffisamment durable.
- 130 On évitera, autant que possible, que les conducteurs électriques soient parallèles aux conducteurs télégraphiques et téléphoniques. Dans le cas où ce parallélisme serait inévitable, la distance entre ces conducteurs serait d’au moins douze mètres.
- 140 Les sociétés de téléphones ne pourront proposer l’application des articles 12 et 13 que si elles peuvent prouver que le voisinage des fils d’éclairage trouble l’exploitation des fils téléphoniques déjà placés. Dans le cas où une société de téléphones se proposerait ensuite d’installer des conducteurs, cette société devrait les placer, conformément aux articles 12 et 13, à la distance qui paraîtrait nécessaire pour prévenir tout danger.
- 150 En vertu de la disposition de l’article 1 du réglement organique pour les employés de télégraphe, ceux-ci sont chargés du contrôle des installations avant leur mise en marche, ainsi que de la surveillance et des essais d’exploitation qui pourraient paraître postérieurement nécessaires.
- 160 Les autorités administratives interdiront immédiatement toute exploitation qui pourrait paraître capable de causer des incendies ou de produire des blessures, et en informeront aussitôt le gouverneur général, pour que celui-ci prenne des mesures définitives.
- C. B..
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- SOCIÉTÉ FRANÇAISE DE PHYSIQUE
- Séance du vendredi 17 avril 1891
- M. Edouard Branly expose les premiers résultats de ses recherches sur les variations de conductibilité de certaines substances sous diverses influences électriques;
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- Les substances qui présentent au plus haut degré ces variations de conductibilité sont les poudres et limailles métalliques.
- On sait que les métaux en poudre fine arrêtent le courant électrique. On sait aussi que la pression diminue considérablement la résistance. Le fait nouveau est celui-ci : le passage d’un courant de haute tension, direct ou induit, accroît la conductibilité dans une très forte proportion, parfois de plusieurs milliers d’ohms à quelques ohms, et l’effet est persistant.
- L'expérience se fait aisément avec les limailles de fer, aluminium, antimoine, etc.; elle réussit même avec la grenaille de plomb.
- 11 suffit de relier la colonne de limaille aux deux pôles d’une pile de 100 volts, ou d’y faire passer de faibles courants induits, ou de la toucher avec l’une des armatures d’une bouteille de Leyde, ou même de produire à distance des étincelles de décharge.
- Il est souvent avantageux de combiner l’action de la pression et l’influence électrique. On rend ainsi facilement conducteur le cuivre réduit par l’hydrogène. De même, le cuivre porphyrisé, appliqué avec un brunissoir sur une plaque d’ébo-nite, constitue une des substances les plus sensibles aux actions électriques.
- On obtient les mêmes résultats en substituant ou en associant à l’air interposé entre les particules métalliques d’autres diélectriques. Sont aussi rendus conducteurs des mélanges de fleur de soufre et de poudre d’aluminium. En chauffant dans un tube de verre, à la température de fusion du soufre, un mélange de poudre d'aluminium et de fleur de soufre, on a un crayon solide qui devient et reste conducteur.
- Même résultat avec un mélange de poudre d’aluminium et de résine.
- Pour de tels corps solides, il est difficile de supposer des déplacements mécaniques de particules auxquelles on serait tenté tout d’abord d’attribuer ces variations de conductibilité.
- Quelques circonstances dans l’étude du phénomène présentent un intérêt spécial.
- L’action produite à distance par les étincelles électriques a lieu sous une cloche de verre; elle ne se produit pas si la substance est enfermée dans une enceinte métallique.
- Le choc produit le retour à la résistance primitive ; les trépidations de la rue, la marche dans une salle voisine suffisent si l’action a été faible; des chocs violents sont nécessaires quand l’action a été forte.
- Une élévation de température produit aussi le retour. Ainsi, une plaque d’ébonite cuivrée, placée près d’un bec de gaz, reprend rapidement sa résistance. Même retour rapide avec un crayon de poudre d’aluminium et de résine tenu entre les doigts.
- Lorsque par un choc on a rétabli la résistance primitive et que le galvanomètre qui sert aux mesures est revenu au zéro, la conductibilité est souvent reproduite par une action électrique beaucoup plus faible que celle du premier départ. C’est un effet résiduel comparable à ceux du magnétisme et de la polarisation.
- Quelle peut être la cause de ces variations de résistance? Le rapprochement mécanique des particules métalliques est impossible dans la plupart de ces expériences ; faut-il songer dans le cas de la limaille à une volatisation superficielle des particules créant un milieu conducteur entre les grains métalliques? dans le cas des mélanges de poudres métalliques et de substances isolantes, faut-il imaginer que les minces couches isolantes sont percées par le passage de petites étincelles et que le trajet des petits conduits formés par ces étincelles se tapisse de matière conductrice entraînée par le courant ? Sans rejeter ces explications, M. Branly regarde comme beaucoup plus probable, d’après l’étude attentive du phénomène que le courant agit directement sur les couches minces du milieu interposé et les rend conductrices par une déformation spéciale, susceptible d’un retour complet ou incomplet.
- La diminution de résistance n’est pas toutefois le seul phénomène observé. 11 peut y avoir augmentation de résistance dans un grand nombre de cas; elle se produit dans des conditions différentes de la diminution. C’est ainsi que certains verres platinés offrent une diminution de résistance par de faibles actions électriques et une augmentation par une vive électrisation.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Rapport entre l’unité électromagnétique et l’unité électrostatique d’électricité, par M. H.
- Pellat(').
- Le rapport qui existe entre l’unité électromagnétique et l’unité électrostatique d’électricité est le même, comme il est facile de le voir, que le rapport du nombre qui exprime en unités électromagnétiques une différence de potentiel à celui qui exprime cette même différence en unités électrostatiques. C’est ce dernier rapport que j'ai mesuré.
- En vertu de la relation d'Ohm (e=ir), la mesure absolue en unités électromagnétiques a été ramenée à la mesure absolue d’une résistance (r) et à celle d’un courant (/); cette dernière mesure a été obtenue au moyen de mon électrodynamomètre absolu (2). Pour la mesure de résistance j’ai
- 106.9
- admis que l’ohm vrai était les —^ de l’ohm légal. Enfin la mesure en unités électrostatiques a été faite avec l’électromètre absolu de sir W. Thomson. Voici la description de la méthode employée.
- Le courant fourni par une pile (A), de plusieurs centaines de petits éléments, passe dans une gralnde résistance (R) composée de n résistances égales (R'= 100000“). La différence de potentiel aux extrémités d’une de ces résistances R’ était opposée à une pile (B) de treize éléments Latimer Clark. La compensation, observée au moyen d’un électromètre capillaire, était produite et maintenue exactement en ajoutant ou retranchant, à l’aide d’un commutateur convenable, soit quelques éléments, soit une fraction d’éléments à la pile A. Cette opération, dont un aide était chargé, assurait la constance du courant de la pilé A pendant les mesures ; la différence de potentiel aux extrémités de la résistance R qui était mesurée à l’électromètre Thomson, valait ainsi exactement n fois la force électromotrice (E) de la pile B. Pour obtenir E, on comparait par opposition chacun des treize éléments de B, avec un latimer-clark étalon (T) pourvu d’un thermomètre, en complétant la légère différence par une dérivation prise sur un courant et en se servant d'un électromètre capillaire très sensible. Enfin la force électromotrice de l’élément M, donnée d’après sa température dans chaque expérience, était déterminée en valeur absolue de
- C) Comptes rendus, t. CXI1, p. 783.
- (*) La Lumière Electrique, X. XXIII, p. 151.
- temps en temps (tous les trois mois environ) de la manière suivante. L'élément T était opposé à la différence de potentiel produite aux extrémités d’une résistance (r) par le passage d’un courant (i), mesuré au moyen de l’électrodynamomètre absolu ; la compensation observée au moyen d’un électromètre capillaire très sensible était obtenue et maintenue à l’aide d’un rhéostat placé dans le circuit du courant (r); cette opération, dont un aide était chargé, assurait l’invariabilité du courant (i) pendant la mesure à l’électrodynamo-mètre. La résistance (r), en fil nu, était placée dans un bain de pétrole dont la température, rendue uniforme par l’agitation, était mesurée. Cette résistance a été, à plusieurs reprises, comparée aux étalons mercuriels de M. Benoît. La relation e = ir fournissait la force électromotrice (e) de l’élément T.
- La mesure à l’électromètre absolu se faisait en alternant, à l’aide d'un commutateur soigneusement isolé, lescommunications entre les extrémités de la résistance R et soit le plateau attractif soit l’armature extérieure de la bouteille de Leyde de l’électromètre. De cette façon, le déplacement du plateau attractif mesurait le double de la force éiectromotrice {n E) existant aux extrémités de la résistance R. En croisant ainsi les expériences à des intervalles égaux (30 secondes), on éliminait l'erreur due à la déperdition, très faible du reste, de la bouteille de Leyde. Chaque détermination comprenait de dix à vingt expériences croisées.
- Après une étude de la disposition expérimentale, qui a duré plus de trois ans, deux séries définitives d’expériences ont été effectuées. La première (mai-juin 1890), comprenant vingt déterminations, a été faite en employant une résistance R d’un mégôhm, aux extrémilés de laquelle se trouvait une différence de potentiel de 189 volts; elle a donné comme résultat v — 3,0093x io10. La seconde (octobre-décembre), comprenant trente-trois déterminations, a été faite en employant comme résistance R deux mégohms, aux extrémités de laquelle se trouvait une différence de potentiel double de la précédente (378 volts) ; elle a donné sensiblement le même résultat (v = 3,0091 X io10).
- Ce nombre 3,009 x ro10 ne diffère que de
- du nombre trouvé par M. Cornu pour la vitesse delà lumière (3,004 X 1 o10); or, l’électromètre Thomson, tel qu’il est construit, ne permet pas
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- une précision absolue supérieure à (les autres
- causes d’erreur sont à peu près négligeables vis-à-vis des erreurs de la mesure électrométrique).
- Sur la mesure de l’énergie d’un courant électrique, par MM. Ayrton et Sumpner (*).
- Pendant les séances du congrès électrique de Paris en 1881, l’un de nous a proposé une méthode pour l’emploi de l’électromètre pour la mesure de l’énergie d’un courant électrique. L’exactitude de cetié méthode est indépendante de la nature du circuit qui peut comprendre de la self-induction, de l’induction mutuelle des capacités et des forces électromotrices; la méthode est indépendante de la nature du courant, qui peut être continu, variable ou alternatif, et être une fonction quelconque du temps. C’est la seule méthode électrique publiée jusqu’ici dont l’exactitude ne dépende pas de suppositions,-soit par rapport à la nature du courant, soit pour ce qui concerne l’absence d’induction.
- En vue des applications progressives du courant alternatif, on aurait pu supposer que cette méthode électrométrique de mesure de l’énergie aurait dû être d’un emploi fréquent. 11 faut constater toutefois qu’il existe une raison qui a restreint l’emploi de cette méthode; c’est que les électromètres à qu-adrants ne suivent pas les lois mathématiques que l'on trouve dans les traités, comme cela a été indiqué par un de nous en collaboration avec M. Perry. On s’est efforcé toutefois à construire des électromètres devant suivre la loi indiquée dans les traités.
- En 1888, M. Blakesley a publié une méthode très ingénieuse pour mesurer, à l'aide de trois électrodynamomètres, l’énergie fournie par un courant alternatif à la bobine primaire d’un transformateur. Sa démonstration était basée sur certaines hypothèses, notamment que les courants primaire et secondaire et le flux magnétique étaient des fonctions sinusoïdales du temps.
- Récemment, l’un de nous a publié en collaboration avec M. Taylor une démonstration analytique de la méthode de M. Blakesley; il a montré en outre que la méthode est vraie quelles que soient les formes des fonctions des courants et du flux magnétique.
- C1) Mémoire présenté à la Société de physique de Londres, le 9 avril 1891.
- La méthode reste toutefois sujette à une objection : c’est qu’on suppose qu’il n’y ait pas de dérivation magnétique dans le transformateur, ou, en d’autres mots, que le nombre de lignes de force embrassées par une spire de la bobine primaire soit le même que celui embrassé par la spire du secondaire. Puis la méthode des trois dynamomètres ne peut pas être appliquée pour mesurer l’énergie donnée à un seul circuit, puisque la bobine d’un des dynamomètres doit nécessairement être mise dans un circuit différent.
- L’emploi d’un wattmètre électromagnétique pour l’énergie des mesures électriques est bien connu, et on a considéré en particulier l’erreur qui provient, lorsqu’il s’agit de courants alternatifs, du coefficient de self-induction de la bobine à fil fin. Ce circuit consiste généralement en une bobine suspendue en série avec une grande résistance sans induction, et différentes méthodes ont
- \; \. v
- '^'(TCcQrôirf'ô'ô' ^aa/vwW-
- • - - - V ; - - --—-
- Fig. 1
- été proposées pour annuler la self-induction du circuit à fil fin. L’une des méthodes les plus simples est celle qui a été proposée par M. Mather; elle consiste à enrouler la résistance stationnaire sans induction de telle façon que la capacité delà bobine enroulée en double neutralise pratiquement l’effet de la self-induction de la bobine suspendue.
- Nous nous sommes aperçus qu’il est possible d’employer une méthode très simple basée sur la différence de phases entre le potentiel et le courant; cette méthode permet de mesurer l’énergie donnée par un courant quelconque à un circuit quelconque.
- On l’a employée depuis un certain temps au laboratoire de la Central Institution de Londres; elle possède encore l’avantage de n’exiger pour la mesure que des voltmètres ordinaires à courants alternatifs. _ ____
- Soit (fig. 1) ab le circuit dont on veut mesurer l’énergie, bc une résistance sans induction de r ohms.
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- Soit Vi V2 et V les indications du voltmètre appliqué successivement entre ab et entre ac; soit W l'énergie cédée au circuit ab\ nous aurons quelle que soit la nature du courant ou celle du circuit a b,
- W = — (V> — V,* — Va*) ; (1)
- 2 Y
- car si vxv°. et v représentent les valeurs instantanées de la force électromotrice entre ab et entre cd on aura à l’instant t
- V s= Vl 4" V'j. (2)
- Si a représente en ampères l'intensité du courant qui traverse le circuit à l’instant /, représentera l’énergie en watts w donnée a b à cet in-stapt. Mais
- Vi
- a — — t r 7
- puisque la résistance bc ne possède pas d’induction ; on a donc
- __ 2>| V2
- En faisant le carré de l’équation (2), on a
- V1 = Vl + 2 Vl V2 + V
- et par conséquent
- , W = ---------- (t,* — X)!* — -Da5).
- 2 r
- Il s’ensuit la relation
- ou
- W = — (V*—Vl* —Va»).
- 2 r
- C’est l’équation donnée plus haut.
- Si la^résistance bc n’est pas connue, ou si l’on craint qu’elle éprouve des variations par le passage du courant, il faut intercaler un ampèremètre à courants alternatifs. Soit A l’indication de cet ampèremètre, ce qui représente la racine carrée du
- carré moyen du courant ; on aura, en substituant V2
- pour r dans (1) sa valeur l'expression.
- (J)
- En employant cette dernière formule on peut prendre pour la résistance sans induction des lampes à incandescence, puisque la variation de la résistance n’intervient pas.
- La méthode que nous venons d’exposer peut être appliquée à la mesure de l’énergie absorbée par un arc alternatif ou par une lampe à courants alternatifs. On sait qu’un arc à courants alternatifs demande un courant plus intense qu'un arc à courants continus employant les mêmes charbons ; une lampe à courants continus de 10 ampères exige 12 1/2 amp., ou 25 0/0 en plus lorsqu’on l’actionne par des courants alternatifs. Dans son remarquable mémoire « sur la théorie des courants alternatifs », M. Hopkinson indique une loi donnée par M. Joubert, que la différence de potentiel entre les charbons d'un arc alternatif possède une valeur numérique approximativement constante pendant la période, et que le signé change d’une manière discontinue à chaque inversion de courant. En se basant sur cette loi, il arrive mathématiquement à certaines relations curieuses entre les variations du courant et la différence de potentiel avec le temps.
- MM. Kolkhorst, Thornton et Weekes ont fait à l’aide de cette méthode des expériences sur l’énergie fournie à des arcs alternatifs. Ces expériences montreraient que la qualité du charbon employé a une certaine influence sur la différence de phases entre le courant qui traverse l’arc et la différence de potentiel entre les charbons.
- Lorsque l’arc est très stable et ne produit que le rhythme qui accompagne un bon arc comme on l’obtient avec des charbons à noyaux de bonne qualité, l’arc agit pratiquement comme une simple résistance et la loi de M. Joubert ne s’applique pas. Mais lorsqu’on établit l’arc entre des charbons de qualité inferieure et sans noyau, la différence de phase est considérable; les expériences montrent en outre que le courant n'est pas un sinusoïde, bien que la forcé électromotrice de la dynamo suive la loi harmonique.
- Notre but n'est pas d’entrer dans cette communication en de longs développements relatifs aux
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- arcs alternatifs, mais quelques exemples montrant les résultats expérimentaux obtenus sont intéressants pour prouver que cette nouvelle méthode de mesure s’applique d’une manière courante.
- (A suivre.) C. B.
- Un auxiliaire des électromètres, par M. Eric Gérard (*)•
- L’usage des électromètres commence à se répandre dans l’industrie pour la mesure des tensions élevées auxquelles on recourt de plus en plus dans les distributions électriques. Pendant longtemps lés électromètres sont restés l’apanage des laboratoires de recherches, et quelques électriciens ont même gardé une certaine prévention contre ces appareils, qui mettent en jeu des attractions électriques minimes et doivent par suite être d’une construction délicate, lorsqu’ils servent à mesurer de faibles différences de potentiel. Mais lorsque les tensions à mesurer sont élevées, l’élec-tromètre peut recevoir des proportions plus robustes et il a l’avantage de permettre aussi bien la mesure des différences de potentiel alternatives que des tensions continues.
- Les voltmètres électromagnétiques, au contraire, qui sont d’un emploi commode pour la détermination des différences de potentiel faibles, donnent lieu à des difficultés de construction et de maniement lorsqu’on a affaire à des tensions élevées et particulièrement à des tensions alternatives.
- On arriverait à étendre davantage l’usage des électromètres si on parvenait à y joindre un appareil qui aurait pour fonction de modifier dans de larges proportions la sensibilité de ces instruments, leur range, pour employer l’expression anglaise; un appareil qui remplirait à la fois le rôle de shunt et de l’aimant directeur mobile du galvanomètre Thomson.
- Nous avons pensé que la machine rhéostatique de Planté pouvait être appelée à cette destination (2). On se souvient que cet appareil, dont le regretté savant français s’est servi particulièrement pour obtenir, à l’aide des piles, des effets de tension comparables à ceux des bobines de Ruhm-korff et des machines électrostatiques, se compose de condensateurs plans qui,à l’aide d’un commu-
- (*) Bulletin de l'Institut Monteflore, février 1891.
- (s) Gaston Planté. Recherches sur l'électricité. Paris, 1883, p. 251.
- tateur, se groupent successivement en surface et en cascade. Si l'on charge la batterie en surface à l’aide d’une pile, puis si on„sassocie les conducteurs en cascade, les polarisations existant dans les diélectriques de ceux-ci s’ajoutent pour donner aux extrémités de la chaîne une différence de potentiel égale à la différence de potentiel initiale multipliée par le nombre de condensateurs. Ce résultat exige toutefois que les charges électriques de ces derniers soient restées intactes pendant la commutation, ce qui est le cas lorsque la capacité des fils de connexion au commutateur et des plots de celui-ci sont négligeables devant la capacité des armatures.
- Inversement, si l’on charge la batterie en cascade et si on opère ensuite le groupement en surface, la différence de potentiel initiale est divisée par le nombre de condensateurs, dans l’hypothèse où ceux-ci ont même capacité.
- Pour le but que nous avons en vue, il y aurait lieu d’apporter quelques modifications de construction à la machine rhéostatique originale, particulièrement en vue d’assurer un meilleur isolement des pièces métalliques qui la composent. Ainsi les condensateurs à lames de mica, construits avec autant de régularité que possible, pourraient être enfermés dans une cage en verre pourvue de matières desséchantes, afin d’éviter les déperditions d’électricité. Dans la construction du commutateur, il conviendrait d’éviter le contact des frotteurs en relation avec les armatures et de l’ébonite qui isole les plots tournants, car l’électricité développée par le frottement peut modifier les charges des condensateurs. On aura soin, dans le même ordre d’idées, de n’employer que des frotteurs et des plots de même métal.
- Ces points étant compris, supposons que l’on se donne un électromètre à réflexion de sensibilité moyenne, permettant de mesurer exactement par la méthode idiostatique une différence de potentiel d’une centaine de volts.
- La première question qui se pose est la graduation de l’électromètre. La machine rhéostatique permet d’éviter l’emploi d’un grand nombre d’éléments étalons, attendu qu’un seul élément chargeant en surface une machine de 80 à 100 condensateurs donne la différence de potentieLexigée lorsque l’on réunit ceux-ci en cascade. En faisant varier le nombre des condensateurs, on obtiendra des différences de potentiel décroissantes.
- Pour éviter l’influence des déperditions d’élec-
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- tricité, on fera tourner le commutateur de la machine jusqu’à ce que l’aiguille de l'électromètre prenne sa déviation maxima.
- L’usage de la machine rhéostatique pour la graduation serait plus utile encore si l’électromètre devait mesurer des potentiels très élevés, 1000 à ioooo volts, car alors les méthodes de graduation habituelles seraient d’une application difficile. Dans un cas semblable, on se servirait d’un étalon intermédiaire formé par une pile simple du genre Volta d’une centaine d’éléments, qui serait comparée elle-même avec un élément étalon, à l’aide de la machine.
- Une différence de potentiel continue de ioooo volts peut se déterminer directement avec l’élec-tromètre de sensibilité moyenne considéré plus haut, si l’on a soin de réduire la tension à 100 volts en passant de la charge en cascade à la décharge en surface. Mais si l’on avait affaire à une différence de potentiel alternative, on serait obligé de faire tourner le commutateur de la machine par un courant alternatif synchronique, ce qui serait peu pratique, et il faudrait tecourir à un électromètre approprié et gradué avec un étalon intermédiaire, comme on l’a dit plus haut.
- Enfin, la machine rhéostatique peut être employée au lieu du replenisher de Thomson pour charger l'aiguille d’un électromètre de sensibilité moyenne à un haut potentiel et permettre de mesurer à l’aide d’un tel instrument des différences de potentiel faibles par la méthode hétérostatique»
- Dans le cas où, par suite d’une mauvaise construction de la machine, le rapport d’amplification des potentiels ne serait pas égal au nombre des condensateurs, ce rapport pourrait être déterminé une fois pour toutes par une expérience préalable.
- En résumé, la combinaison d’un électromètre de sensibilité moyenne et d’une machine rhéostatique permet :
- i° De graduer l’instrument avec un étalon à faible tension en employant la machine comme multiplicateur ;
- 2° De mesurer de faibles différences de potentiel, soit par le procédé idiostatique, soit par la méthode hétérostatique, la machine servant dans ce dernier cas de rechargeur ;
- 3° De mesurer des tensions continues très élevées, la machine faisant fonction de réducteur.
- Résistance électrique des gaz dans les champs magnétiques, par M. A. Witz.
- Le nouveau travail que M. Witz a publié dernièrement dans le Journal de Physique fait suite, pour ainsi dire, à ceux qu’il a déjà publiés sur l’exploration des champs magnétiques par les tubes à gaz raréfiés (J); les appareils et les méthodes de mesures employées sont tels qu’il les a déjà fait connaître. On sait par conséquent que la différence de potentiel est mesurée parla méthode des étincelles équivalentes; les étincelles jaillissent entre les boules d’un micromètre, ayant chacune un centimètre de diamètre, et le tableau suivant, calculé d’après les travaux de MM. Thomson, Mascart et Baille, donne pour un semblable appareil les volts en fonction des longueurs d’étin-
- celles. cm. volts cm. volt» cm. volts
- 0,01 804 0,12... . 5298 0,23 8994
- 02 1422 13... • 5649 24 9312
- 03 1920 14... - 5997 25...... 9630
- 04 2552 13.. • • 6342 26 9945
- °5 2747 16. . . 27 10259
- 06 3123 17... 1023 28 10572
- °7 3497 18.., . 7359 29 10884
- 08 3864 19... . 7692 30 11195
- 09 4227 20. . . . 8022 4° 14286
- 10 4587 21 . . . . 8349 5° 17290
- II 4944 n y