La Lumière électrique
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- La Lumière Électrique
- Journal universel ci'Électricité
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- LA
- LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE
- DIRECTEUR .
- IV CORNÉLIUS HERZ
- APPLICATIONS DE L’ÉLECTRICITÉ LUMIÈRE ÉLECTRIQUE — TÉLÉGRAPHIE ET TÉLÉPHONIE SCIENCE ÉLECTRIQUE, ETC.
- TOME CINQUANTE-DEUXIÈME
- PARIS
- AUX BUREAUX DU JOURNAL
- 31, — BOULEVARD DES ITALIENS, — 31
- I 894
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d’Electricité
- 31, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : D' CORNÉLIUS HERZ ••. -.--------------- ---: ----------------
- XVI- ANNÉE (TOME LU) SAMEDI 7 J£a6s 1894 N= 14
- SOMMAIRE. — Pressions à l’intérieur des aimants et des diélectriques ; A. Liénard. — Transmission de force motrice par courants polyphasés aux ateliers du Jura-Simplon ; Ch. Jacquin. — L’aluminium et son électrométallurgie ;
- . Gustave Richard. — L’exposition de la Société française de physique; F.Guilbert. — Adaptateur microphonique pour diversesdistances.de MM. E. Mercadier et Anizan; J. Anizan — Eclairage électrique domestique; H. de Graffigny. — Chronique et revue de la presse industrielle : Piles étalon au cadmium Muirhead et Dearlove. — Accumulateur Hough. — Electrochimie. Préparation électrolytique du bichromate de cérium, par M. Bricout. — Accumulateur Niblett (Lithanode C°.) — Accumulateur Petschel. — Filaments de lampes imprégnées d’oxydes, par De Chanzy et Depoux. — Commutateur Bell (compagnie Edison-Swan). — Ampèremètre et voltmètre Morris.
- — Polissage et doucissage électrochimiques, par Huber. — Coupe-circuit Marsh et Poole. — Régulateur thermostatique Butre. — Pile thermo-électrique Mestern. — Signal automatique Blakey (Automatic Railway Signal Company, Liverpool). —Electrodes platinées Barnett. — Relais Smith et Granville. — Parafoudre Elihu Thomson
- — Appareils pour le remontage électro-automatique des appareils d’horlogerie et mécanismes de toute sorte dont un poids moteur entretient le mouvement. — Revue des travaux récents en électricité : Sur l’identité probable de la capacité électrostatique spécifique et de la densité de l’éther, par Edwin J. Houston et A. E Kennelly. — Sur la rapidité des phénomènes photo-électriques du sélénium, par M. Quirino Majorana. — Sur la propagation de l’électricité. — Faits divers.
- PRESSIONS A L'INTÉRIEUR DES AIMANTS
- ET DES DIÉLECTRIQUES
- L’étude des pressions à l’intérieur des corps polarisés a déjà donné lieu à bien des travaux. Ce qui suit n’a pour but que de compléter ces travaux sur un point, en rectifiant une erreur qui s’est glissée sous une forme ou sous une autre dans les calculs des savants- qui se sont occupés de la question. Cette correction ne modifie pas d’une manière essentielle les résultats déjà obtenus, mais elle conduit à quelques remarqués et à quelques réflexions nouvelles.
- Nous commencerons par démontrer un lemme presque évident et qui est la base de toute cette étude.
- Lemme. — Soient V et V' deux fonctions continues et uniformes, l’une à l’intérieur d’un espace C et l’autre à l’extérieur. Les dérivées premières sont également continues et uniformes, et les dérivées secondes sont uniformes dans les mêmes limites. La fonction V' est harmonique et s’annule à l’infini à la manière d’une
- En effet, on peut écrire
- dy
- dx
- AV d«
- fonction potentielle et est de plus égale à V sur toute la surface S du corps.
- Soient en un point de la surface S, Ne et Ni les normales extérieure et intérieure. Appelons
- Fig. ;.
- düi un élément de volume et d S un élément de surface. Je dis que l’on a identiquement
- S1 , dV' \ ( dV'
- 2\dx ‘ dx ) \ d N e
- ~ AV d.„ = o dx
- (0
- et deux équations semblables, et
- i+ r_(dVdv;v)/dV
- 2^j(\dz T dz )J \dy ' dy J" )\dNz
- dV'N
- dNeJ
- d S
- +
- dV
- dy
- du — o
- et deux équations semblables.
- IV' _d_ /dV d_V\ ) ly) dz \dx dz) $
- aL /ëY dJL
- dy \dx dy
- . , , dV dV ... r. , , dV dV . J
- cos (Nz, .r) +-^ jï cos (St, y) + cos (Nz, =) ?
- dS.
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- Remarquant que AV' est nul à l’extérieur du corps C et que Ne est directement opposé à N;, on obtient de même
- / rfV' , CMir/dV'\* (dV’Ÿ /dV'\2 1 ... ..dV'dV ... , dV’dV'
- / = |cos(Nî’^+dVd7cos(Nî’^+7YF
- %J CO — c
- dz
- cos (N*, s)jdS
- Ajoutant ces deux équations membre à membre
- dV
- dx
- AV de»
- + sS
- l©‘
- /dvy _ /dv \ d.r/ V«r
- dV'N /dy
- dr/ \d.r
- dV'\ ' dy)
- /dV dVN ldz + '
- ) (S-t)]
- cos (Ng .r)
- -, d~ + 2 Ld.v dy
- dV' dV'1 .... .
- 2-----r~ cos (Ni, r)
- d .v dy} v J
- rdV dV ^ “ Ldx d z
- dy dy
- dx dz
- cos (Ni, z) 5 dS.
- V et V' ayant la même valeur en tous les points de la surface S, il en résulte que
- dv _dy dy dy dv _ dy dy dv>
- dx ~ dx _ dy dy_ _ dz dz _ dNi + dNe (3)
- cos (Ni, X) ~~ cos (Ni, y) ~ cos (Ni, z) ~ i
- Remplaçant donc dans l’équation précédente
- d\T dV'\ /x-. , . (dV J\”\ ,XT.. ,
- -------— cos (Ni, .v) et -3---r— cos (N/, 2)
- . dy dy / K ’ 2 \dz dz )
- par leurs valeurs tirées de (3), simplifiant, et
- , , (dV dV'\ , ’ , ,
- mettant -3------3— en facteur, on retombe sur
- \dx dx j
- l’équation (1) à démontrer, car
- dy
- d Ni
- dV'
- dNe
- ,-dV 1 dn
- dV d x
- ^ cos (Ni, .r) jj.
- A3i B2, C2 étant les composantes de l’aimantation é>lc2 en chaque point. Si on déplace le corps dans le champ, le travail d T accompli par les forces magnétiques est égal à — d Y. Il en résulte immédiatement que chaque molécule dm de C2 est soumis à une force dont les composantes par rapport aux axes de coordonnées sont
- a.^.+ b./L2h.c.
- dx- dx dy
- d*V, dx dz.
- dco
- et deux expressions semblables, et à un couple dont .les composantes par rapport à des parallèles aux axes menées par le centre de gravité de dt» sont
- On ferait une démonstration analogue poulies équations (2). On peut d’ailleurs démontrer ces identités d’une manière plus rapide. Supposons que l’on répande à l’intérieur et à la surface du corps G une distribution de fluide électrique dont les densités superficielle et de volume en chaque point soit données par les formules
- __ dy dV'
- — 4 3(7 — + dNe
- — 4 ii p = AV,
- V et V' représenteront le potentiel dû à cette distribution électrique et les identités (1) et (c) ne seront autres que les six conditions exprimant que le corps G supposé indéformable est en équilibre sous l’action des forces électriques intérieures qui agissent sur lui.
- Geci posé, on sait que la fonction potentielle d’un corps aimanté polarisé G; que je représenterai p~âr l’indice 2, placé dans un champ Vt pro-duitpar d’autres corps représentés par l’indice 1 est égal à
- d\’,-\ dy J
- dt».
- et deux expressions semblables.
- Ges expressions restent-elles encore vraies lorsque l’on considère au lieu du champ Vj le champ V2 produit par le corps C2 lui-même? C'est ce qu'admet implicitement Maxwell (]).
- Il est cependant très facile de voir qu’il n’en est rien. En effet, le corps G, devant être en équilibre sous l'action des forces intérieures on aurait
- d*y_ dx dy
- C
- yy
- - px d'.
- J dt» = 0.
- ür en intégrant par parties, le premier membre peut s’écrire
- cos (N/, x) -f B. cos (Ni, y) + C. cos (Ng :) j-jyyr dS
- +
- JC rd A3 d B. , dC.\ dV. ,
- . (17 + 7F + -dL)-dxd,ù-
- Cg
- C) Traité d’électricité et de magnétisme, t. II, § 63g.
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- Distinguons par un accent la valeur de V2 à l’extérieur du corps. On sait que l’on a
- 4 tc £ A,cos(Nî, -r) + B.cos (N i.r) + G,cos (Nî',0)
- dV. dVj 'dm + dNe
- 4 TC
- r d A. d B, L dx dy
- dCf\
- dz J
- rr A Vs.
- et l’expression précédente devient
- 1. C W
- 4 TT OLdNj
- + dNe I d.v +
- AV
- dV,
- s d.v
- du>,
- ou en vertu du lemme précédent et ayant égard aux équations (3)
- _icr
- s» OL
- S+ST cos;N*"*)dS:
- A- cos (Ni, x) I) cos (Ni, x) dS=z‘2* Çj 9R4- cos'! (911, N.v) dS,
- quantité qui n'est pas nulle en général. ,
- Maintenant que nous avons reconnu l’inexactitude de la formule généralement admise, il convient de chercher la formule exacte.
- Considérons un système de corps polarisés dont le potentiel total est V. Isolons par la pensée une portion C2 d’un de ces corps. Soit V2 le potentiel dû au reste du système, de sorte que l’on a en tous les points de l’espace V = Vj -j- VL.
- Soient X, Y, Z les sommes des composantes parallèles aux axes des forces magnétiques qui agissent sur le corps C2 et 91c.v, 91lp, ©lès les sommes des composantes des coupies et des moments des forces par rapport aux mêmes axes. Les forces et les couples dus à l’action du corps C2 sur lui-même devant se faire équilibre, on aura simplement
- Les termes correctifs à ajouter aux forces et aux moments sont équivalents à ceux qui résulteraient de l'application en chaque point de la surface S de C2 d’une pression normale égale à
- — 2t: 91c2 cos2 (91c, N" = — 2 n| A cos (Ni, .rV
- B cos (Ni, y} + C cos (Ni, s)]2.
- L’existence de ce terme correctif conduit à cette circonstance assez curieuse qu’un élément d’un aimant infiniment petit du 3m” ordre est en général soumis à une force qui n’est que du second ordre de petitesse. Soit, par exemple, un tétraèdre infiniment petit O a b c dont trois faces sont parallèles aux plans des coordonnées et la quatrième perpendiculaire à la direction de l’aimantation 91c. Appelant ci S l’élément de surface O b c, la valeur du terme correctif relatif à X se réduira à
- — 27t[A2 — 91t.*] cïS = 2tt [B2 4 G2| d S,
- quantité qui est de l’ordre de d S, c’est-à-dire du •im\ Le terme principal de X est de l’ordre du d u> en général, c’est-à-dire du 3mo et X est du second ordre comme nous l’avions annoncé.
- Ce résultat suffit à démontrer l’inanité de la
- théorie de Maxwell d’après laquelle les forces magnétiques pourraient être considérées comme résultant des déformations d’un milieu (éther) dans lequel tous les corps sont plongés. Les déformations d’un corps élastique primitivement isotrope ne sauraient engendrer des pressions telles qu’un élément de volume infiniment petit du troisième ordre soit soumis à des forces infiniment petites du deuxième.
- On aurait pu se rendre compte a priori que la formule généralement adoptée était fausse par le raisonnement suivant: admettre qu’un élément dut est soumis à une force dont la composante suivant O.vO n est
- [
- æv
- d.r-
- d'1 V
- + B -5------h C
- dxdr ^
- d2 V dxd:
- : J ^ <*>
- revient à dire que les dérivées de la force magnétique sont finies et bien déterminées à l’intérieur d’un aimant. Or on sait que ia force magnétique est mal déterminée et qu’elle varie en grandeur et en direction suivant la forme de la cavité que l’on suppose creusée à l’intérieur de l’aimant. On devait bien se douter que la même indétermination existe pour les dérivées. Le rapport de la force à laquelle estsoumis un élément dio. au volume de cet. élément est donc essentiellement variable suivant la forme de l’élément d u>, ce qui n’a lieu que si l’on tient compte du terme en
- — 2Tt 91t.2 cos2 (91c, N).
- Démontrons directement que non seulement les dérivées de la force magnétique à l'intérieur d’un aimant sont indéterminées, mais encore qu’elles peuvent devenir infinies si l’on choisit convenablement la forme de la cavité.
- Considérons une aire plane T quelconque, recouverte d’une couche de fluide magnétique de densité constante c. Prenons l’axe des c perpendiculaire un plan de l’aire T. Au signe
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- près —j— représentera le potentiel d’un feuillet
- magnétique d’aire T et de puissance <r. Soit M un point intérieur de l’aire T et de MABM un contour partant de M et revenanten M sur l’autre face du feuillet sans le rencontrer en aucun autre point. L’intégrale de la force magnétique due au feuillet le long de ce contour est égale à 4 7t a d’après un théorème bien connu. Rapprochons le point M et tous les points de M ABM du contour L du feuillet T. L’intégrale demeure constante et le chemin d’intégration a maintenant une longueur infiniment petite. La force magnétique est donc infiniment grande pour tous les points du contour de T. Or les composantes de cette force ne sont autres que lesdéri-dV
- vées de Nous voyons donc que les dérivées ct Z
- secondes de V sont infinies dans tous les points infiniment voisins du contour de T.
- Ceci posé reprenons le tétraèdre élémentaire O abc considéré plus haut et choisissons-le comme forme à donner à la cavité creusée dans l’aimant. Le potentiel VJ produit à l’intérieur du tétraèdre par le reste ct du système est la différence du potentiel V dû au système entier et du potentiel V2 que l’on peut considérer comme résultant de la distribution sur les quatre faces du tétraèdre de quatre couches de fluides magnétiques ayant les densités 91L, — A, — B, — G. Le tétraèdre étant de dimensions infiniment petites, tous les points qui sont à son intérieur sont infiniment voisins des contours de ses différentes faces, et, d’après ce qui précède, les dérivées secondes de V2 seront infiniment grandes. D’ailleurs celle de V sont finies et par suite les dérivées secondes de V,, c’est-à-dire les dérivées de la force magnétique à l’intérieur du tétraèdre sont infinies. C’est ce que nous avionsannoncé.
- Faisons ici une remarque : soit 1) un aimant quelconque, mais qui n’a aucune partie commune avec le tétraèdre et n’est pas à son contact. Ce corps produira à l’intérieur du tétraèdre un champ où la force magnétique et ses dérivées seront finies. Ce champ ne pourra donc être équivalent à celui produit par le corps ct. Donc lorsque deux aimants c2 et r, sont en contact, il n’est pas toujours possible de trouver un troisième aimant D qui ne soie pas au contact de c2 et qui produise à l’intérieur de c2 le même
- champ que celui produit par c,. Cela est même généralement impossible.
- Ce résultat est contraire à celui admis comme évident par quelques savants.
- A. Ljénard,
- (A suivre.)
- TRANSMISSION DE FORCE MOTRICE
- PAR COURANTS POLYPHASÉS AUX ATELIERS DU JURA-SIMPLON
- Pouf établir avec chance de réussite, dans une ville manufacturière, une usine électrique destinée à distribuer en proportions à peu près égales la force motrice et l’éclairage, il faut se trouver dans des conditions spéciales qu’il est peu aisé de rencontrer* Si l’importance de la force motrice s’accroît de façon à ne laisser à l’éclairage qu’un rôle effacé, en un mot s’il s’agit de fournir presque exclusivement de la force motrice dans une localité industrielle, les cas sont encore plus rares où l’électricité puisse soutenir la lutte contre la vapeur.
- Pour résoudre le problème pratiquement il ne suffit pas de disposer, au moyen d'une chute d’eau, d’une certaine somme d’énergie dont la production soit gratuite, encore faut-il que la captation de cette énergie ne soit pas trop onéreuse. Les conditions locales permettent seules de déterminer dans chaque cas particulier si une chute est utilisable ou non, mais on peut dire, en général, qu’une source d’énergie naturelle acquiert surtout de la valeur lorsqu’elle correspond à une grande hauteur de chute et qu’il est possible de l’utiliser dans un endroit peu éloigné.
- A ce point de vue, la Suisse est un pays privilégié, car les chutes de grande hauteur n’y sont pas rares et ont le grand avantage d’être situées à quelques kilomètres seulement de centres industriels. La Suze, par exemple, rivière torrentueuse qui descend des contreforts du Jura, avant de se déverser dans le lac de Bienne, franchit à Boujean, en faisant un saut de 5o mètres, des gorges dont le caractère agreste est bien connu des touristes. Les gorges
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- de la Suze se trouvant à 2 kilomètres de la ville de Bienne, la Compagnie des chemins de fer du Jura-Simplon a songé à emprunter à cette chute d’eau la force motrice dont elle avait besoin pour les ateliers de Bienne.
- La maison Lahmeyer, de Francfort, qui a été chargée de l’exécution de ce projet à la lin de l’année 1892, a fait usage, pour l’installation de Bienne, d’un système de distribution basé sur les mêmes principes qu’elle venait d’appliquer pour la station de Bockenheim. Ce système, rappelons-le, consiste à créer à l’usine génératrice des courants polyphasés de haute tension, qui sont envoyés sur la ligne. A la station secondaire, une partie de ces courants
- est utilisée directement, sans subir aucune transformation, pour alimenter des moteurs à courants polyphasés de haute tension. Le reste est trans-fbrmé en courant continu de basse tension distribué dans les parties environnant la station secondaire. D’autre part les points voisins de la station primaire reçoivent égaletnent du courant continu à basse tension provenant des dynamos employées pour l’excitation des alternateurs à courants polyphasés.
- Lorsque les deux centres de consommation du courant continu ne sont pas trop éloignés ils sont réunis en un réseau commun sur lequel les tensions s’égalisent plus facilement. Mais à Bienne, où l’éclairage a peu d’importance et où les deux stations sont distantes de plus de 2 ki-
- Fig. 1. — Schéma de la distribution.
- lomètres l'une de l’autre, le courant continu est distribué dans le voisinage de chaque usine par un petit réseau indépendant.
- Le schéma de distribution est semblable à celui de Bockenheim reproduit en figure 1, sauf pour les feeders T, qui se trouvent supprimés. Les courants polyphasés qui sont envoyés de la station primaire sur la ligne M, sortent du circuit secondaire des transformateurs principaux B qui élèvent à 1800 volts la tension de 80 volts produite par les dynafhos génératrices A. A l’usine réceptrice une partie des courants polyphasés est employée directement à la tension de 1800 volts dans des moteurs asynchrones C. Un appareil spécial R, que l’on peut désigner sous le nom de transformateur-moteur, est alimenté par les courants de haute tension et constitue un moteur synchrone à courant polyphasés. II joue en même temps le rôle de dyna- |
- moteur en transformant une partie des courants polyphasés de haute tension en courants continus de basse tension ; les courants continus desservent un réseau P pouvant alimenter, à la tension de 100 volts, des lampes L, des petits moteurs D, des accumulateurs, etc.
- L’usine primaire est installée dans un moulin situé sur le bord de la Suze, au pont de Bou-jean, c’est-à-dire à 1 kilomètre environ des gorges de la Suze. L’eau prise au-dessus des gorges est amenée à Boujean par un canal de 760 mètres de longueur et 1 mètre carré de section. Ce canal, qui a 5o mètres d’altitude au-dessus du niveau de la rivière, peut donner en toute saison un débit de 1,5 m. cube par seconde au minimum, ce qui correspond à une puissance de 85o chevaux. Les deux petites turbines qui actionnent le moulin ne prenant pas plus de i5o j chevaux à elles deux, une puissance de 700 che-
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- vaux restait disponible. La moitié seulement de cette puissance est actuellement utilisée pour le transport d’énergie de Bienne. Il reste encore une réserve de 35o chevaux dont on se servira plus tard pour faire marcher une seconde turbine semblable à celle qui fonctionne à présent dans l’usine électrique du moulin.
- La figure 2 représente une vue d’ensemble de l’usine primaire, constituée par une vaste pièce unique de i5 mètres , de longueur, 10 mètres de largeur et 7 mètres de hauteur. La moitié seulement de la salle est occupée ; l’autre partie, restée vide, est réservée par une installation symétrique qui permettra de doubler la
- puissance de l’usine sans créer de nouveaux bâtiments.
- Les machines principales, placées toutes sur une seule file, forment un ensemble compact et. bien ordonné, qui offre une symétrie parfaite par rapport à la turbine placée au centre. Le tableau de distribution est adossé contre le fond de la salle, parallèlemenl à la ligne des ma-
- chines. Deux dynamos à courant continu, actionnées par courroies, sont également placées parallèlement à l’axe, à une distance de 4 mètres. Une cabine téléphonique disposée dans un coin de la salle permet de communiquer avec les postes secondaires.
- L’eau sous pression pénètre dans l’usine par une conduite en fonte de 280 mètres de Ion-
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- gueur, partant du canal d’arrivée et traversant les bâtiments du moulin pour aboutir dans le tambour de la turbine. Après avoir traversé ce tambour, qui mesure i mètre de diamètre et renferme une valve d’admission, l’eau se rend dans le corps même de la turbine, constitué par un cylindre de tôle solidement boulonné, de 1,20 de diamètre, dans lequel se trouvent deux roues à ailettes, l’une fixe et l’autre mobile. L’eau, après avoir cédé sa force vive à la roue mobile, s’échappe par un tuyau vissé à la partie inférieure du cylindre, passe sous le plancher, s’écoule dans une conduite d’une cinquan-
- taine de mètres placée en dehors du bâtiment, et finalement vient se déverser dans la Suze.
- En pénétrant dans la salle des machines, nous avons éprouvé quelque surprise en voyant les faibles dimensions de la turbine qui constitue un moteur de 275 chevaux, mais nous avons été encore plus surpris en regardant couler le filet d’eau presque imperceptible qui s’échappe dans la rivière au scfrtir de la turbine. Par suite de la grande hauteur de chute, 5o mètres, il suffit en effet d’un débit de 700 litres par seconde pour alimenter la turbine.
- L’arbre principal, sur lequel est montée la
- Fig-. 3. — Dynamo Lahmeyer à courants polyphasés.
- roue mobile, repose des deux côtés de la turbine 'dans deux paliers faisant corps avec le bâti du moteur. Cet axe donne le mouvement, par une courroie croisée, à un petit arbre auxiliaire, placé parallèlement au premier, en avant de la turbine. Ce petit arbre actionne par un renvoi de mouvement un régulateur à force centrifuge dont le manchon commande à son tour, par un train d’engrenages, une tige perpendiculaire à l’arbre qui règle l’ouverture de la valve d’admission. Cette dernière peut également être ma-nœuvrée à la main au moyen d’un petit tourniquet. D’après les clauses imposées pour la construction de la turbine, les variations de vitesse entre la marche à vide et la charge maxima
- ne devaient pas dépasser 5 0/0. La maison Rieter et C”, de Winterthur, a réussi à effectuer un réglage automatique presque parfait, au moyen d’un système qu’il serait trop long de décrire et qui est basé sur l’emploi d’un mouvement satellite appliqué sur le régulateur de la valve d’admission. On constate par expérience que la vitesse angulaire, qui est de 3oo tours par minute, se maintient constante à 3 0/0 près, pour une variation de charge de 5o 0/0, ce qui dispense de tout réglage à la main. Le tourniquet n’est employé que pour la mise en marche ou l’arrêt de la turbine. Le rendement normal de celle-ci est garanti supérieur à 75 0/0. Pour produire la puissance de 275 chevaux qui lui est
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- demandée par les deux dynamos, elle consomme une puissance hydraulique équivalente à '35o chevaux. . ;
- L’arbre principal se continue au-delà des paliers de la turbine, et passe de chaque côté dans un second palier plus éloigné. Entre les deux paliers, un volant de 1,80 m. de diamètre est monté sur l’arbre. A côté du volant se trouve une poulie de 0,80 m. de diamètre, actionnant au moyen d’une courroie une dynamo à courant .continu dont la poulie à 0,20 m. de diamètre. L’arbre principal est interrompu de chaque côté en un point voisin de la poulie fixe. Les deux arbres des alternateurs sont placés dans le prolongement de l’axe de la turbine, et peuvent être réunis à ce dernier par un manchon d’accouplement se manœuvrant au moyen d’un volant à vis, comme on le voit sur la figure 2. Les alternateurs se trouvant couplés directement avec la turbineffournent à la même vitesse angulaire que celle-ci, c’est-à-dire à 3oo tours par minute. La partie mobile des dynamos est placée en porte-à-faux à l’extrémité de son arbre; qui est maintenu par deux paliers distants de 1 mètre.
- Les deux dynamos génératrices produisent des courants polyphasés dont la tension de 80 volts est absolument inoffensive. Cetle faible tension a permis de réaliser des machines d’une construction très simple et très robuste, et par suite peu sujettes à se détériorer. Elles sont tout à fait semblables aux dynamos dont nous avons parlé en faisant la description de l’usine de Bockenheim. Il nous suffira de rappeler sommairement que dans ces dynamos l'induit est fixe et l’inducteur mobile. Ce dernier, qui est monté en porte-à-faux sur l’arbre, ainsi qu’il a été dit plus haut, se compose d’un disque de fonte, sur lequel sont vissées latéralement deux plaques en fer verticales, terminées chacune par huit dents, de façon à former une couronne périphérique de 1,20 m. de diamètre portant seize dents ou palettes entrecroisées, comme le montre la figure 3. Une bobine excitatrice unique enfermée à l’intérieur des dents, sur le disquexde fonte, produit l’aimantation des pa-lette.s, qui constituent des pôles magnétiques alternativement positifs et négatifs.
- Le système inducteur à bobine unique, qui a l’avantage de produire une excitation très économique et de simolifier beaucoup la construc-
- tion de la machine, constitue un dispositif excelr lentj qui a été adopté avec succès, dans ces derniers temps, par un grand nombre de fabricants,' pour la construction des alternateurs. R ce propop il est bon de rappeler qu’aucun de ces industriels n’est en droit de s’attribuer le mérite,du système en question, puisque celui-ci a été appliqué au^ alternateurs par M. Mordey dès 1888.
- L’induit est formé d’une couronne fixe en fer lamellé de 1,70 m. de diamètre, faisant corps avec une enveloppe extérieure en fonte que l’on peut déplacer le long du bâti au moyen d’une crémaillère pour dégager l’inducteur et permettre la visite de la dynamo, comme il est représenté en figure 3. Le fer de l’induit est traversé par 48 tiges de cuivre, de 10 millimètres de diamètre et 80 millimètres carrés de section, isolées par un manchon d’asbeste. • Ces tiges étant réunies de trois en trois, de chaque côté de la couronne, par des pièces de connexion en cuivre, forment trois circuits couplés en étoile, c’est-à-dire réunis en quantité par une de leurs extrémités et se terminant à l’autre extrémité par trois bornes libres. Chaque circuit comprend seize bobines élémentaires, situées en regard des seize pôles mobiles de l’inducteur et composées chacune de 3 spires ou barres de cuivre.
- La rotation de l’inducteur produit dans les trois circuits de l’induit des courants alternatifs simples, décalés chacun d’un tiers de période ou 1200, l’un par rapport à l’autre. Les courants triphasés ainsi créés sont recueillis sur trois bornes fixes placées à la partie supérieure de la machine.
- Le courant d’excitation des deux alternateurs provient de deux dynamos Lahmeyer, à courant continu et à quatre pôles, de 0,70 m. de hauteur, tournant à la vitesse angulaire de 1100 tours par minute et pouvant fournir un courant de 80 ampères, à la tension de 110 volts, soit une puissance électrique de 8,8 kilowatts et une puissance mécanique de i5 chevaux.
- Le courant de ces dynamos se rend au tableau de distribution par deux câbles passant sous le plancher. U est conduit aux alternateurs par deux fils nus posés sur des poulies de porcelaine le long des parois de la salle, comme on le voit sur la figure 2. Le courant continu arrive dans l’alternateur par deux balais fixes et passe
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- dans deux bagues pleines montées sur l’arbre de l’inducteur (fig. 3) d’où il se rend dans le circuit d’excitation. Ce dernier n’absorbe que iio volts et 8,5 ampères, soit une dépense de 935 watts, représentant seulement i ,5 o/o de la puissance totale de la dynamo, qui est de 64 kilowatts. Chaque machine génératrice peut, en effet, donner 800 ampères à la tension de 80 volts.
- Les trois conducteurs sortant de chaque alternateur sous forme de barres de cuivre nu de 25o millimètres carrés de section, se rendent au tableau de distribution en longeant les murs de la salle, côte à côte avec les deux fils d’excitation (fig. 2).
- Le tableau de distribution, qui mesure 3,5m.
- de large et 2,20 m. de haut, est surélevé d’un mètre au-dessus du niveau de la salle; on y accède par un petit escalier conduisant à une plate-forme de circulation (fig. 2t
- Les appareils composant le tableau de distribution sont en petit nombre, ainsi qu’on le voit sur la figure 4, et encore la plus grande partie des appareils est-elle nécessitée par le courant continu qui sert à l’éclairage du moulin et de quelques usines environnantes. La puissance dépensée ainsi en courant continu est très faible et représente à peine le 1/8 de la puissance créée à la station primaire pour la transmission de la force motrice à Bienne.
- Le réglage des dynamos à courant continu est effectué au moyen de deux rhéostats et A2
- Fig-. 4 — Tableau de distribution de l'u.sine primaire.
- agissant sur l’excitation de ces machines. Le .courant continu de chaque dynamo, après avoir traversé un coupe-circuit et un commutateur bipolaires B! ou B2. est mesuré par un ampèremètre C, ou C., puis se rend aux barres générales de distribution du courant continu D, D/ ou D2 DU. Les barres D, et D;, de même que D1! et l)'2, sont réunies entre elles, de sorte que pour alimenter tout le réseau à courant continu on peut, suivant l’importance de la consommation, demander le courant soit aux deux dynamos marchant en parallèle, soit seulement à l’une d’entre elles. Un voltmètre E indique la différence de potentiel entre les barres de distribution d’où partent tous les branchements. Sept petits circuits distincts qui servent à l’éclai-
- rage des divers bâtiments du moulin traversent chacun un coupe-circuit et un interrupteur Kx K.> etc., mais ne portent pas d’ampèremètre. Un huitième circuit, qui dessert une usineassez importante, possède un commutateur plus gros F, et un ampèremètre à part K. Enfin deux dérivations prises sur les barres de distribution, après avoir passé par les ampèremètres J! et J2 et les rhéostats Tx et T2, qui servent de commutateur, se rendent au circuit d’excitation des alternateurs. _
- Les rhéostats T, et T2 servent surtout pour la mise en route et l’arrêt des alternateurs : une fois ceux-ci en marche, on ne touche aux rhéostats qu’à de très rares intervalles.
- Les courants continus occupent tout le bas
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- du tableau; la partie supérieure est réservée aux courants polyphasés. Les courants de chacune des dynamos à courants triphasés, après avoir traversé un gros interrupteur et un coupe-circuit tripolaires p! ou P2, et un ampèremètre
- L, ou L2, se réunissent sur trois grosses barres
- M, dont la tension est mesurée par le voltmètre
- N, Les alternateurs peuvent, comme les dynamos à courant continu, fonctionner ensemble en parallèle, dans les moments chargés, tandis que l'un d’eux seul fournit le courant lorsque la consommation est faible.
- ' Les barres générales M servent de point de départ à neuf grosses barres de cuivre portant
- Figf. 5. — Transformateur à courants polyphasés.
- chacune un coupe-circuit et formant trois circuits se rendant au circuit primaire des trois transformateurs principaux placés au-dessus du tableau de distribution.
- Les transformateurs principaux, protégés par une enveloppe métallique à claire voie, sont constitués chacun par trois noyaux de fer doux verticaux (fig. 5) réunis par deux plateaux en fonte horizontaux. L’enroulement primaire de basse tension est formé de trois bobines de gros fil de 3oomm2 de section, disposées sur les trois noyaux de fer, réunies entre elles suivant le montage en étoile, et reliées par trois bornes extérieures aux fils venant des barres générales de basse tension du tableau de distribution. Les
- trois bobines secondaires du courant de haut tension qui recouvrent les bobines primaires sont également montées en étoile. Elles sont formées d’un enroulement en fil fin de 16 mm2 de section et se terminent par trois bornes extérieures d’où partent des fils aboutissant à trois barres générales de haute tension placées sur un petit tableau au-dessus des tranformateurs (voir fig. 4). Les circuits secondaires des trois transformateurs se trouvent ainsi réunis en quantité par ces barres, d’où partent, après avoir traversé des coupe-circuits, six fils de cuivre nu destinés à transporter de Boujean à Bienne, au moyen de deux lignes aériennes, les courants polyphasés de haute tension.
- Ch. Jacquin.
- .(é! suivre).
- L’ALUMINIUM
- ET SON ÉLECTROMÉTALLURGIE (’)
- À mesure que l’électrométallurgie de l’aluminium se développe, on cherche à étendre le plus possible les applications de ce métal et de ses alliages : nous citerons, entre autres, ses applications récentes à la cavalerie pour les fers à cheval et les selles.
- M. -Japy a récemment étudié la question des jars à cheval en aluminium ; les résultats de ces essais ont été présentés par M. Risler, à la Société nationale d’agriculture de France, dans une note à laquelle nous empruntons les renseignements suivants :
- « Une ferrure complète en aluminium pèse environ quatre fois moins que si elle était en fer. L’aluminium étant même allié à 10 0/0 d’un autre métal pour lui donner plus de résistance, la ferrure complète, ainsi faite, ne pèse jamais plus que le poids d’un fer ordinaire de derrière. Les chevaux chaussés ainsi s’aperçoivent de suite de la différence de poids qu’ils ont à porter. On peut parfaitement s’en convaincre, comme je l’ai fait du reste, en ferrant avec l’aluminium un cheval ayant les pieds sensibles et craignant de marcher déferVé; en sortant de la forge avec ce nouveau protecteur de ses sabots, il aura la
- (h La Lumière Électrique, t. XI.IX, p. 67.
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- même appréhension que n’étant pas ferré ; il faudra le forcer à avancer pour lui redonner son assurance habituelle. Au fur et à mesure du développement de la corne, tous les fers s’ouvrent légèrement. Au bout de 3o à 60 jours, ils ont de 2 à 3 millimètres de plus entre les deux éponges que lorsqu’on les a mis en place. Ce fait prouverait que la pression lente exercée parla poussée de la corne fait céder le métal en raison de sa malléabilité. Ce dernier continuant à épouser la forme naturelle du sabot, on peut en tirer parti pour éviter bien des boiteries.
- « Les chocs étant aussi mieux amortis, l’aluminium peut rendre bien des services dans le traitement des maladies du sabot. La durée moyenne d’une ferrure en ce métal, bien établie, peut varier de 40 à 60 jours, suivant la composition adoptée, et suivant le travail donné par l’animal. Elle ne présente toutefois pas toute la sécurité désirable, car le plus petit manque de soins dans sa fabrication change complètement sa résistance. ÆF
- MjgfV
- « Les essais faits à Beaucourt ont porté : ÆBïï/f
- JBm#/
- Sur l’aluminium pur, que je dénommerai covnposit«sKlp>''î
- — 85 0/0 d’alum. et i5 0/0 d’étain - 2
- — 94 0/0 — et 6 0/0 de cuivre — n° 3
- — 900/0 — et 10 0/0 maillechort (33o/o nickel) n» 4
- « Les fers fondus directement avec toutes ces compositions cassaient tous comme du verre ; aussi ils ont été fabriqués de la façon suivante : les différentes compositions ont été laminées en planche d’une épaisseur trois fois plus grande que celle définitive des fers. Ceux-ci ont été découpés à froid, puis estampé pour écrouir le métal et l’amener à l'épaisseur voulue, cette opération finissant en même temps le fer avec les étampures des clous, etc.
- « Essayée à la résistance,
- La composition n° 1 donne 19,79 kg. au 111m2 de section.
- — nu 2 — 20,3o — —
- — n° 3 — 24,50 — —
- — n° 4 — 3o,8o — —
- « Toutefois, une mauvaise chauffe dans le recuisage nécessaire pour cette fabrication peut diminuer cette résistance de 3o à 40 0/0. Une fois terminés, les fers doivent être placés à froid Dans le cas où la forme du fer n’ést pas en rapport avec celle du sabot, il est nécessaire de le recuire. Ce recuisage est très minutieux, car un mauvais recuit rend le fer, soit trop malléable.
- soit trop cassant. Il doit se faire, quand on n’a pas de four spécial, sur une plaque de fonte chauffée au rouge sombre, sur laquelle on retourne le fer de temps en temps.
- « Les clous doivent remplir parfaitement les étampures ; s’ils ont du jeu, ces dernières se forgent, et rapidement les clous sont cisaillés.
- « J’ai, en outre, constaté, en déferrant les chevaux, qu’il existait, entre le fer en aluminium et le sabot, une couche blanche atteignant quelquefois 1 millimètre d’épaisseur, et pesant environ 2 grammes et demi par fer. Cette couche était d’autant plus grande que le métal était plus pur. Ayant analysé cette matière, j’ai reconnu que c’était un sel d’aluminium contenant 33 0/0 de matières organiques. Reste à déterminer si ce sel est produit par. le contact du sabot, par les sécrétions’du pied. ou. par le fumier de l’écurie. En.tous cas, on peut.’éviter cette attaque en enduisant le fer, au moment de le placer, IpSone couche de gutta-percha ramollie à l’eau chaude (* *) »: b ' . . ...
- On voit que la ferrure en aluminium ne peut guère être utilisée que pour.les chevaux de luxe et, de préférence,'avec l’alliage.n04. .C’est aussi l’avis de M. Lavalard; qui trouve la ferrure d’aluminium actuellement-beaucoup Trop coûteuse en raison de son üsure rapide et; de l’impossibilité de remplacer les vieux fers (2.).’. :
- La question des selles en aluminium paraît actuellement à l’o'rdre du jour .pour notre armée d’Afrique. On essaie'dans' quelqües escadrons des spahis soudanais des'sélles avec arçon en aluminium ainsi que les étriers. Le tout pèse environ 3 kilog. de moins que l’ancien équipement et ne coûte pas plus cher.
- On est toujours à la recherche d’un procédé véritablement pratique pour souder l'aluminium (:i). MM. Nicolaï et Lengenbach ont récemment proposé de nouveau l’emploi du chlorure d’argent; mais c’est là un procédé ancien, qui a été essayé bien des fois, notamment par M. E. Thomas, qui s’exprime à ce sujet comme il suit :
- « A côté de ces procédés ordinaires de soudure, il y a des méthodes purement chimiques. Les
- C) Société nationale ci’agriculture de France, vol. 53 1893, p. 340.
- (*) La Lumière Electrique, 1892, p. 304.
- (•’) La Lumière Électrique du 12 nov. 1892, p. 3o5 et i5 ’uil. 1993, p, 67.
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- plus remarquables d’entre elles sont, à coup sûr, celles où entrent en jeu le chlorure d’argent fondu, appelé aussi argent corné, et le bromure d’argent; ces deux corps sont, on peut dire avec toute, certitude, des fondants par excellence, jouant le rôle de véritables soudures. En effet, les soudures faites à l’aide de ces composés sont d’une homogénéité parfaite et d’une solidité à toute épreuve. Si ces sels n’étaient pas d’un prix trop élevé, si la réaction s’effectuait au-dessous de 55oü à 600”, et que les jointures ne présentassent pas le déplorable défaut de noircir à la lumière solaire et même à la lumière diffuse, ce procédé serait préférable à tous les autres au point de vue de la solidité.
- Pour voir l’opération couronnée d’un succès réel, il faut aller avec des précautions infinies pour ne pas brûler ou même fondre les pièces.
- 1 La réaction est très simple : l’aluminium chauffé presque au point de fusion (55o"-6oo°) décompose le chlorure ou le bromure d’argent qu’on y apporte à ce moment; il s’empare du chlore ou du bronze pour donner un chlorure ou un bromure. La chaleur de formation de ces composés contribue pour beaucoup à ce que l’argent s’unisse intégralement à l’aluminium pour former un véritable alliage dont le point de.fusion est à peu près à 55o°. 11 faut des quantités minimes de ces fondants pour souder des surfaces de dimensions considérables,
- Le chlorure et le bromure d’argent fondent à 45o°-46o° environ, mais l’aluminium ne réagit point sur eux à cette température. On s’en convainc aisément en faisant fondre un peu de ces corps sur une lame d’aluminium; on voit qu’en pleine fusion ils se prennent en globules et se mettent à tournoyer. Pour que la réaction s’effectue complètement, on est obligé d’élever la température encore au moins de ioo°.
- En résumé, la soudure par ces procédés ne peut donner de résultats vraiment industriels (') ».
- Les alliages d’aluminium ont été récemment étudiés par M. Daggen, dont les recherches ont été résumées comme il suit par M. Delahaye dans la Revue industrielle du 10 mars dernier (2).
- « L?alliage le plus simple, le bronze d’alumi-
- (* *) Bulletin technologique des Écoles nationales d’arts et métiers, septembre 1893.
- (*) Voir aussi La Lumière Électrique des 21 mars et 11 juillet 1891, p. 556 et 65.
- nium, se prépare soit au four électrique d’après les procédés Cowles, soit par addition d’alümi-nium à un bain de cuivre fondu. Dans le premier cas, le métal brut renferme du silicium et du fer; sa composition s’éloignerait peu des proportions suivantes : aluminium 20 0/0; silicium 4 0/0; fer 4 0/0 et cuivre 72 0/0. Dans le second cas, le produit est incomparablement plus pur, et la proportion d’aluminium peut atteindre jusqu’à 100/0: jusqu'à g 0/0, la texturee st fibreuse; à 10 et 11 0/0, on constate une structure cristalline. »
- Parmi les alliages complexes, ceux dans lesquels il entre à la fois du cuivre et du zinc ont été étudiés aux Etats-Unis (service de la marine, Compagnie de Pittsburg, Compagnie Cowles) et, èn Europe, par la Société d’aluminium de Neuhausen. Les proportions varient de 1 à 6 0/0 pour l'aluminium, de 12 à 430/0 pour le zinc, le cuivre formant l’appoint. Voici les analyses de différents échantillons soumis aux essais :
- Cu Al Si Zn
- Service de la marine dos Etats-Unis........... 63 3,3 o,33 33,3
- Le zinc donne des alliages durs, à grain fin, cassants, dont le point de fusion est moins élevé que l’un ou l’autre de ceux des métaux élémentaires. Un alliage qui paraît appelé à un avenir sérieux renferme 3 0/0 de maillechort; il convient pour couteaux, coupe-papier, pièces de lunetterie, et tous objets où l’on recherche l’élasticité du métal.
- Avec l’argent, jusqu'à la proportion de 6 0/0 de celui-ci, l’élasticité et la dureté augmentent; au delà, les alliages deviennent plus cassants; mais, jusqu’à 3o 0/0 d’argent, ils sont encore utilisables, et trouveront leur application en orfèvrerie, à cause de leur légèreté et de leur éclat.
- Les indications relatives au chrome et au cadmium sont tellement vagues qu’autant vaut n’en pas parler, et nous arrivons aux alliages avec le fer.
- L’aluminium renfermant plus de 1 à 2 0/0 de fer est cassant et dur : avec 8 0/0, il cristallise en aiguilles. La fonte, renfermant i5-i6o/o d’alu . minium, et coulée en coquille, s’attaque difficilement à la lime, et présente une belle cassure cristalline. L’acier à 1 0/0 de manganèse et 7 0/0 d’aluminium raie presque le verre.
- En Angleterre, des . quantités considérables
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- d’aluminium sont employées dans les ronderies de fer etd’acier, et, aux États-Unis, l’usage en est général. Les proportions sont tellement faibles qu’on a quelque peifte à comprendre leur influence. M. Dagger l’explique à sa façon :
- r Au point de vue du carbone combiné, l’aluminium le transformerait en carbone, graphitique, mis en liberté au moment de la solidification. Ajouté à de la fonte blanche, il suffit de o,25 0/0 pour modifier sa couleur, et de 0,75 0/0 pour qu’elle devienne de la fonte grise. Jusqu’à 4 0/0, cet effet se manifeste : les coulées sont de plus en plus douces et grises.
- 20 Au point de vue des oxydes dissous de fer et de silicium, il y a réduction par formation d’alumine, de fer et de silicium.
- 3° Au point de vue des combinaisons gazeuses et solides du carbone avec l’oxygène et l’hydrogène renfermés dans le métal en fusion : il y a décomposition, d’après les expériences du professeur Langley, de l’oxyde de carbone; mais on n’en sait pas davantage, et, quand on opère sur des aciers, il faut tenir grand compte du carbone qc’ils renferment.
- En dehors de ces applications métallurgiques de l’aluminium, il convient de signaler le parti qu’on tirera peut-être un jour de son affinité extraordinaire pour le soufre et de sa non affinité pour le plomb. Grâce à la première, il serait un agent parfait de désulfuration et la seconde fait pressentir un mode de traitement du
- plomb argentifère.... à la condition toutefois
- que le prix du réactif ne soit pas supérieur à la valeur du métal à extraire.
- M. Graban, dont les recherches sont bien connues de nos lecteurs (9 a proposé récemment le procédé suivant pour la fabrication du fluorure d’aluminium pur/sans fer ni silicium.
- On traite du kaolin pulvérisé et calciné, aussi exempt de fer que possible, par de l’acide fluor-hydrique ou de l’acide hydrofluosilicique, par exemple, en mêlant peu à peu un excès de kaolin dans 12 0/0 d’acide fluorhydrique en agitant sans cesse. La température de la réaction ne doit pas dépasser g5° : il faut refroidir i’appareil quand on emploie, l’acide fluorhydrique et le ré-
- (') La Lumière Électrique 27 juillet 188g, 1" novembre 1890, p. i5e et 205; 21 mars, 12 décembre 1891, p. 555 et 510 ; 11 iuin 1891, p. 512.
- chauffer légèrement quand on emploie l’acide hydrofluosilicique. Après quelques minutes, la réaction est terminée, il reste une dissolution de fluorure d’aluminium neutre, sans acide sili-cique libre. Pour que la réaction réussisse, il ne faut pas pousser trop loin la calcination du kaolin : on arrive au degré convenable par tâtonnements, en constatant sur un essai la réaction neutre. Après filtration, il reste un précipité d’acide silicique et de kaolin non attaqué, qu’on lave à l’eau chaude, pour le traiter à nouveau comme précédemment. On retrouve, en général, q5 0/0 de l’acide fluorhydrique employé sous forme de fluorure d’aluminium. La dissolution
- a
- Fig. 1. — Creuset Hall (1893).
- renferme, si l’on a employé 12 0/0 d’acide fluorhydrique, environ i5 à 160/0 de fluorure d’aluminium (Al2 flG) que l’on traite par l’hydrogène sulfuré pour :
- i° Enlever les métaux dissous : plomb, arsenic, etc., que l’on précipite par l’hydrogène sulfuré ;
- 20 Transformer les oxydes ou composés analogues du fer en protoxydes ou sels de protoxyde.
- Après filtration du liquide sulfuré, on l’acidifie légèrement à basse température, il se précipite des cristaux de fluorure d’aluminium (Al2 fl, 18 H20) sans fer ni silice, que l’on sépare de l’eau mère et qu’on lave à la température de o".
- La figure 1 représente l’appareil électrolytique
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- récemment proposé par M. J.-B. iiall pour l’extraction de l’aluminium. L’anode est un mélange de carbone et d’alumine, la cathode est constituée par l’auge B, de même composition. Le bain est formé d’un mélange fondu de chlo-l'ure d’aluminium, de calcium et de lithium. Le courant décompose l’anode, dont l’alumine se diffuse puis se réduit dans le bain et l’aluminium se précipite sur la cathode, au bas du bain, d’où on l’évacue par D. En même temps, l’oxygène dégagé se combine au carbone de l’anode. L’opération se poursuit, paraît-il, automatiquement.
- Il suffit de remplacer les anodes à mesure qu’elles s’usent, puis de restituer au bain les pertes par volatilisation, etc. Si l’alumine est insuffisante dans le bain, la résistance augmente, et il se produit de l’oxyde de carbone, si la pro portion d’alumine est suffisante, il ne se produit’, au contraire, que de l’acide carbonique.
- Il suffit pour obtenir du bronze d’aluminium, de placer en x une feuille de cuivre.
- On s’est, tout récemment, beaucoup préoccupé, aux Etats-Unis et en Allemagne, de l’application de l’électricité à la métallurgie du fer.
- Le procédé dont on a le plus parlé, celui de M. Tàussig, de Bahrenfield, consiste, en principe, à traiter les oxydes métalliques à réduire en les soumettant, à l’état pulvérisé et dans un four étanche à l’air, au passage d’un courant entre deux larges électrodes, avec une intensité suffisante pour provoquer la fusion de ces oxydes.
- Les larges électrodes EE'(fig. 2 et 3), disposées latéralement dans la chambre de fusion e, sont reliées aux câbles cc au travers des stuf-fing boxes a a. Le creuset o est fermé par un bouchon e qui, manœuvré de l’extérieur, laisse, à la fin de l’opération, le métal s’écouler dans un moule, serré G, par une vis l, de manière, à ne pas laisser entrer l’air dans le four, où l’on fait le vide par r. L’opération se surveille par les regards g et gL.
- D’après l’inventeur : « des intensités de courant jusqu’à 20000 et jusqu’à 3oooo ampères n’ont rien d’exagéré, et l’efficacité de l’opération même dans les plus grands appareils, est un point résolu techniquement, qui n’oppose aucune difficulté. Dans l’emploi de 3oooo ampères à 5o volts de tension, ce qui équivaudrait à une force
- d’environ 2000 chevaux, et serait un peu inférieure à celle avec laquelle travaille la Société de l’aluminium à Neuhausen, le canal de fusion dans l'appareil mesurerai* apparemment une longueur de 12 mètres et une section de i5o centimètres carrés pour le moins. Ceci donnerait un volume de 180000 centimètres cubes, ou environ 1400 kilogrammes de métal.
- Toute .installation pareille pourrait, d’après les expériences faites dans celle d’ici jusqu’à ce jour, fondre environ 1400 kilogrammes, ou
- Fig-, 2 et 3. — Cubilot Taussig (1893).
- tout près d’une tonne et demie de métal, dans une seule opération, qui se trouverait terminée dans i5 minutes environ. *
- Actuellement, dans les conditions les plus favorables, on affecte, aux fourneaux de régénération du système Siemens-Martin, 5oo kilos (plus souvent 6 à 700 kilos) de houille pour 1000 kilos d’acier coulé. Suivant le calcul établi ci-dessus, il faudrait, par contre, dans la fusion de 1400 kilos en chaque quart d’heure, pour fondre 1000 kilos de métal en moyenne, environ 36o kilos de charbon seulement.
- Dans le traitement de l’acier au creuset, la différence est bien plus marquée encore, puisqu’on y consomme 1200 kilos de charbon par 1000 kilos d’acier — voire même rôoo à 1600 ki-
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- los pour iooo kilos d’acier avec des charbons riches en cendres, — et un fourneau monté avec 20 creusets, de 25 à 3o kilos de contenance chacun, ne produit en 24 heures que de 2000 à 3ooo kilogrammes d’acier. — Abstraction faite d’une plus grande rapidité dans le travail, et de la majoration dans le rendement, le nouveau procédé, en regard de celui opérant par creusets, ressort donc avec une économie de combustible de plus de moitié, ce qui, pour un métal de fusion et de production aussi difficiles par voie ordinaire que l’acier, constitue un résultat très favorable ».
- Fig-. 4 et 5. — Cubilot Urbanitzky et Fellncr (189.3).
- Ce sont là de belles espérances, mais jusqu’ici tout semble s’être borné à 1’ « exécution devant témoins de petites hélices en fer pour bateaux, et de quelques autres pièces, fondues et coulées en 12 ou i5 minutes ». Il faut donc encoreatten-dre pour connaître exactement la valeur de ce procédé, qui a fait grand bruit en Allemagne, et qui, en tout cas, ne paraît pas absolument original
- L’appareil de MM. Urbanilzky et Fellncr a (fig. 4) la forme d’un cubilot de fonderie, avec
- garniture basique fr,, en un mélange de dolomiè et de magnésie calcinée, comme dans les cornues Bessemer. L’électrode négative* ou cathode, est constituée par une sole en charbon dur c, sur plaque de cuivre c,, reliée au câble e, protégé par le tuyau réfractaire/, et supportée par les coins réfractaires g.
- Les quatre électrodes supérieures, alternativement anodes et cathodes, sont constituées chacune par une série de plaques de charbon l reliées les unes aux autres à tenons et mortaises
- Fig. G. — Creusets Kreinsen (1893).
- dans leurs fourreaux p, recevant le courant des balais h, et avancées par les galets i i. Le tout peut s’avancer ou se reculer rapidement par les manettes o.
- Grâce à leur forme pointue, les anodes pénètrent facilement dans le minerai pulvérisé ou en grains.
- En outre, l’expérience a démontré qu’il fallait établir entre les électrodes 1, 2, 3, 4, et la cathode 5, une rotation, de manière que le courant passe tantôt entre les électrodes supérieures seulement : 1, 2, 3, 4, puis entre elles et
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- 2 2
- l’électrode 5, t de la manière suivante, par
- exemple : 1° Entre ( 1, 2, 3, 4* 4-
- et ( 5. —
- 2° Entre C 1 et 2 +
- et ( 3 et 4 —
- 3o Entre ( 2 et 4 4-
- et { 3 et 1 —
- 4* Entre t 4 et 3 4-
- et ( 2 et 1 —
- 5° Entre ( 3 et 1 4-
- et t 2 et 4 —
- On évite ainsi le collage des électrodes supé-
- rieures.
- Le métal fondu s’amasse sous les électrodes supérieures, que l’on retire peu à peu pour maintenir l’arc. Pour faire de l’acier, on fond d’abord du fer pur, puis on lui ajoute du spié-gel, jusqu’à la teneur en carbone voulue.
- Afin d’éviter l’usure et le bris des creusets en graphite k, par où passe le courant Q, NI. Krein-sen les double (fig. 5) d’un creuset#, en chamotte — méJange de terre réfractaire et de débris de creusets—. Le creuset k est en deux parties reliées par des frettes coniques a et £>, serrées
- par un ressort e, qui en assure le contact, tout en permettant la dilatation sans brisures de h dans k. L’enveloppe calorifuge m empêche les pertes par rayonnement.
- Les électrodes du cubilot électrique de Shaw et Allis sont (fig. 7^ réglées par un électro-aimant en série M, qui, lorsque la résistance augmente, lâche son armature, laquelle, ramenée par son ressort, lâche son rochet D, et permet ainsi au contrepoids G de rapprocher les électrodes (1),
- PROCÉDÉS
- DÉCRITS DANS MES PRÉCÉDANTS ARTICLES
- Aiken, ir juin 1891, p. 5ii.
- Baldwin, rr sept. 1888, 427; Bamberg, 26 juillet 1890, 15g ; Berg, 21 mars 1891, 553; Bessemer, rr nov. 1890, 207; Bradley,.i 1 juin 1892,512; Brin, 26 juillet 1890, 157; Bull, 1" sept. 1888, 428; Burghart et Twinning, rr sept. 1888, 432.
- Castner, 16 juillet 1887, 120; rp sept., 3 nov. 1888; 425, 204; 27 juillet 1889, 154; rr nov. 1890, 205; 12 déc. 1891, 507; Colby, ier nov. 1890, 203. Cowles, 7 mai, 3 août 1887, 257, 316 ; 27 janv., 3 nov. 1888, 178, 205; 21 mars, 12 déc, 1891, 556, 5io. Cross, rp sept. 1888, 432.
- Daniell, Dichl, 26 juillet 1890, 154.
- Emme, 12 nov. 1892, 307.
- Falk et Schagg, 26 juillet 1890, i56. Feldman-Ferranti, Ier sept’. 1888, 427, 432. Faure, 3 nov. 1888, 210; 12 déc. 1891,511; 11 juin 1892, 5io. Faurie-Forster, 27 juillet 1889, 154. Fell, 21 mars 1891, 554.
- Grabau, 27 juillet 1889, 164; 26 juillet, rr nov. 1890, i52, 205; 21 mars, 12 déc. 1891, 555, 5io; 11 juin 1891, 5i2. Great Western Aluminium G0, 26 juillet 1890, 153 ; Greenwood, 11 juillet 1891, 58.
- Héroult, 7 mai 1887, 258; iersept. 1888, 433; 21 mars, 11 juillet 1891, 553, 5g. Hall, 27 juillet 1887, 152, 26 juillet
- 1890, 157. Hampe, 27 juillet 1889, 1S2.
- Killiani, 1" nov. 1889, 203. Kleiner, 7 mai, 16 juillet 1887, 256, 190. Kreinsen, i5 juillet 1893, p. 69.
- Lécuyer, 26 juillet 1890, »58. Lindsey, 12 déc. 1891, 5i2
- Maxwell, 21 janv. 1888* 181. Minet: rp sept. 1888, 430; ior nov.-1890, 202, Meyer, 12 nov. 1892, 307.
- Nahnsen, 27 juillet 1889, 152; 26 juillet 1890, i56. Netto, iec sept. 1888, 427; 27 juillet 1889, 1 5ü; 26 juillet 1890, i53.
- Olliver, 12 nov. 1892, 3o5; Omholdt, 3 nov. 1888, 209.
- Parker, 1" nov. 1890, 156 ; 12 nov. 1892, 307.
- Rogers, 26 juillet 1890, 156; n juin 1892, 513; Rogerson, 21 janv. 1888, 182. Reillon, Montagnac et Bougerel, Ier sept. 1888, 427.
- Salindres, 7 mai 1888, 253. Siemens, 21 janv. 1888, 180, Stephan et Southerson, 27 juillet 1889, 154. Schneller et Astfalk, 11 juillet 1891, 59.
- Thomson, 7 mai 1887, 257. Thomson et White, rp sept. 1888, 427. Thowles, 3 nov, 1888, 211.
- Walrand, 12 nov. 1392, 3o5. Webster, 7 mai, 16 juillet 1887, 255, 122. White, 21 mars 1891, 555. Willson, 21 mars
- 1891, 554; i5 juillet 1893, 68; Wohle, 21 mars 1891, 554»
- Gustave Richard.
- (4) La Lumière Electrique, i5 juillet 1893, p. 69.
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
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- L’EXPOSITION
- DE LA SOCIÉTÉ FRANÇAISE DE PHYSIQUE
- Gomme tous les ans la Société française de Physique a profité des vacances de Pâques pour offrir à ses nombreux membres de province et de la capitale un aperçu rapide des principaux appareils qui s’ils n’ont pas vu le jour dans l’année ont néanmoins reçu un perfectionnement quelconque qui autorise les constructeurs à les présenter une fois de plus en public.
- Le beau temps aidant, les visiteurs ne se sont pas fait faute de venir le mardi et le mercredi de Pâques, à l’hôtel delà Société d’encouragement, jeter un coup d’œil sur cette exposition, qui a été des plus intéressantes.
- Notre intention est de donner une description rapide des appareils' nouveaux exposés en nous limitant à peu près uniquement aux applications de l’électricité et à celles qui peuvent intéresser les Electriciens.
- Suivant l’usage c’est la maison Gance qui s’occupe de l’éclairage électrique de l’exposition.
- Comme l’an dernier également les lampes Gance de la façade de l'hôtel sont munies de globes dits «holophanes», perfectionnement des globes réfracteurs divergents Psaroudaki-Blondel.
- Nous n’insisterons pas trop aujourd’hui sur ces globes, parce que nous aurons probablement l’occasion d’en parler avec plus de détails. Il est néanmoins utile de répéter ce que nous disions l’an dernier, à savoir que l’effet obtenu est absolument sans précédent, et à en juger par l’attention que ces globes ont attiré de la part du public, ils sont destinés à révolutionner avant peu les conditions actuelles de l’éclairage.
- Toutes les autres lampes à arc sont, munies de globes opalins ordinaires des lampes Gance.
- Arrivons maintenant à l’exposition proprement dite.
- M. Aylmer, concessionaire pour la France des appareils de sir William Thomson, nous montre plusieurs voltmètres multicellulaires apériodiques ainsi que des ampèremètres également apériodiques et pour gros courants.
- M. Bonetti expose sa machine à influence sans secteur que M. le docteur d’Arsonval avait présentée au nom de son inventeur dans une des
- dernières séances de la Société des Électriciens ('). Nous pouvons donner aujourd’hui quelques détails complémentaires sur cette machine, qui a fait l’objet de plusieurs réclamations de la part de divers inventeurs.
- Voici la description de la machine telle que M. Bonetti la construit actuellement.
- Sur les plateaux isolants, entièrement dépourvus de secteurs, on fait frotter une triple rangée de balais, disposés de façon à embrasser presque toute la surface des disques. De cette façon la partie 'électrisée qui, dans les machines ordinaires, se trouve limitée aux abords des balais frotteurs, s’étend ainsi sur toute la surface des plateaux, ce qui a pour résultat de doubler et même de tripler le débit de la machine, tout en augmentant considérablement la tension. Ainsi, avec la machine n° 3, de 35 centimètres de diamètre de plateaux, sur laquelle l’inventeur a fait un grand nombre d’essais, il a obtenu, par un temps favorable, des étincelles continues de 18 à 19 centimètres, alors que le modèle ordinaire ne fournit que des étincelles qui ne dépassent pas 14 centimètres, avec un débit moitié moindre. La production d’électricité dans cette nouvelle machine est telle que, pour éviter les pertes, l’inventeur a dû augmenter les diamètres des conducteurs, devenus insuffisants pour retenir toute la charge.
- M. Bonetti a également constaté qu’il n’était pas nécessaire de mettre les balais en contact avec les plateaux; en particulier ces balais peuvent être remplacés par des peignes. Un seul inconvénient est cependant à signaler dans ce dernier cas, c’est que la machine cesse de fonctionner dès qu’on rapproche trop les excitateurs.
- Une autre remarque importante est l’indifférence avec laquelle l’étincelle éclate, de quelque façon que soient placés les excitateurs. Dans la machine ordinaire, il est nécessaire, pour tirer de longues étincelles, de mettre les excitateurs sous un angle de 90" environ, le pôle positif en bas. Or, dans la nouvelle machine, l’inventeur a constaté précisément le contraire. En effet, à la condition de mettre à l’excitateur négatif une boule sensiblement plus grosse que celle du pôle positif, on obtient des effets surprenants en plaçant l’excitateur positif verticalement et
- (') l.a Lumière Électrique, t. LI, p. 336.
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- en inclinant le négatif; c’est, du reste, dans ces conditions qu’on a obtenu les belles étincelles signalées plus haut. En plaçant les excitateurs dans la position ordinaire, la petite boule positive en bas et la grosse boule négative en haut, on obtient des étincelles moins éclatantes, mais se succédant plus rapidement.
- Nous n’insisterons pas sur l’inversibilité des pôles et sur l’amorçage de cette machine, dont le débit peut être facilement réglé par le déplacement des balais.
- Les machines exposées sont au nombre de trois, dont l’une est employée à produire de l’ozone à l’aide d’un ozoneur Bonetti-Séguy, et une autre, de grande dimension, donne des étincelles de plus de 60 centimètres.
- M. Broca expose une collection de dessins du système de traction électrique employé par la compagnie des Tramways-Nord.
- La maison Chabaud nous montre quelques appareils en diélectrine, l’isolant à la mode et que nos lecteurs connaissent déjà (1).
- A signaler aussi une modification très importante au point de vue pratique, et due à M. Limb, de l’électromètre de M. Lippmann. Tous ceux qui ont eu à se servir de cet appareil savent combien il est difficile d’amener le ménisque du mercure dans le tube capillaire au point voulu. Dans ce but le tube porte maintenant une tubulure latérale communiquant avec un tube en caoutchouc à un récipient à mercure mobile le long d’une règle verticale (fig. i). Lorsqu’on veut se servir de l’appareil, il suffit alors de monter très doucement ce récipient jusqu’à ce que le niveau du mercure dans le tube capillaire arrive dans le champ de la lunette. Celle-ci est maintenant munie d’un cône de projection qui permet la lecture de l’instrument à l’œil nu.
- M. Cadiot représente sa dynamo universelle pouvant être actionnée à bras et donnant comme on se le rappelle des courants continus ou alternatifs à une seule ou à plusieurs phases ; une dynamo à pédale et des moteurs électriques d’une vingtaine de watts.
- La maison Gaiffe, qui avait annoncé l’appa-
- reil à courants sinusoïdaux de M. le D" d’Arson-val muni d’un tachymètre électrique, remplace cet ensemble intéressant par un pont de Whea-stone portatif dont le galvanomètre est supporté par le couvercle laissé à angle droit avec sa boîte lorsque l’appareil est ouvert.
- Le miroir du galvanomètre porte son réticule collé sur lut et l’on regarde l’échelle dans le miroir. Ce dispositif, déjà connu du reste, est des plus commodes dans les appareils portatifs.
- L’ohmmètre de M. Mergier, présenté l’an der-
- . A.,
- Fi g. i. — Élcctromôtrc Lippmann, modification de M. Limb.
- nier à la Société de physique par l’inventeur, est également exposé par la maison Gaiffe.
- L’exposition de la maison Carpentier occupe presque exclusivement la salle de l’entresol. Nous y retrouvons les condensateurs en mica argenté de Mi Bouty, un voltmètre portatif et un pont de Wheastone à six chiffres., chacune des séries contenant dix résistances au lieu de neuf.
- Comme nouveauté cette maison donne son ohmmètre pour la vérification des isolements, qui fut présenté dans le courant de l’an dernier à la Société internationale des Electriciens ainsi qu’à la Société de Physique; un wattmètre à miroir, des résistances à grande surface'de refroidissement et des lignes artificielles.
- Les appareils les plus remarqués sont un potentiomètre de M. Pellat pour, l’étalonnement
- (*) La Lumière Électrique, t LI, p. 285.
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- ab
- des forces électromotrices en fonction d’un étalon par la méthode Bouty-Pellat, qui consiste, comme on le sait, à équilibrer chacune des deux forces électromotrices, étalon et celle à mesurer, par une différence de potentiel prise aux bornes d’une résistance, en faisant varier en sens contraire une résistance en circuit avec celle-ci de façon à ce que l’intensité reste constante. Puis un appareil d’IIopkinson pour l’étude des propriétés magnétiques des échantillons de fer.
- Il faut joindre à cela un grand npmbre d’appareils de photographie.
- Fig. 2. — Compteur Déjardin.
- M. Déjardin présente son compteur déjà décrit dans cette revue (*) et un wattmètre fondé sur les mêmes principes, c’est-à-dire sur celui de la balance de Joule et sur celui des pesées par une chaîne comme dans les balances de M. V. Serrin (fig. 2 et 3).
- C’est un appareil à intégration discontinue, mais les discontinuités ne sont que de cinq secondes sur trois cents. Son volume est des plus réduits. •
- M. Limb expose un minuscule transport de force. Une machine Gramme, type d’atelier,
- (M La Lumière Electrique t. L, p. 431.
- était destinée à alimenter un petit moteur, type Manchester, dont l’axe muni d’une roue dentée actionne une des roues d’une petite locomotive. Malheureusement le moteur à air chaud qui devait commander la génératrice n’a pas pu
- Fig 3. — Compteur Déjardin.
- fonctionner et le courant a dû être fourni par la machine servant à l’éclairage.
- Chacun des pôles de la machine communiquait avec l’un des rails qui étaient isolés l’un de l’autre. Le petit moteur Manchester a une 1 puissance de trois kilogrammètres avec une vitesse périphérique de cinq mètres par seconde.
- La maison Ducrétet et Lejeune présente une grande quantité d’appareil. Notons en particu-
- lier un galvanomètre enregistreur à aiguille libre.
- C’est une sorte de galvanomètre d’Arsonval dont l’aimant est placé horizontalement et a des pièces polaires assez développées (fig. 4). L’aiguille fixée au cadran est recourbée à angle droit, de façon à être horizontale, et vient frotter sur un cylindre enregistreur.
- Cet appareil est destine aux observations acti-nométriques, pyrométriques et autres. .
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- Nous retrouvons également l’appareil portatif pour la mesure des- isolements présenté par M. Lejeune aux Sociétés des Électriciens et de Physique et plusieurs types de fours électriques de laboratoire à intérieur visible.
- Puis une série d’appareils connus : un transformateur électrique avec inducteur mobile pour courants de haute tension et de haute fréquence, une machine magnéto-électrique pour expériences de cours avec courants alternatifs, une dynamo à courants continus et alternatifs triphasés, un commutateur rotatif transformant les courants continus en triphasés, une machine de Wiméhurst, etc.
- Parmi les appareils construits par la maison Ducretet et Lejeune nous pouvons citer un re-plenisher de M. Pellat pour batterie électrique, un pont de Wheatstone de M. Kovalski pour la mesure des résistances pour hautes fréquence et tensions, et un appareil du même auteur pour l’étude des décharges électriques dans les gaz, sous diverses pressions et dans le vide, un appareil du colonel Manceron pour la vérification rapide de l’âme des canons et enfin un ampère-heure-mètre électrolytique Grassot.
- .Gomme tous les ans la maison J. Richard expose une série des plus complètes d’appareils enregistreurs, parmi lesquels nous remarquons un anémoscope électrique engistreur et à un seul fil et pouvant enregistrer 128 directions, un tableau indicateur électrique à contact d’alarme pour le chauffage, déclenchant dès que la température s’élève ou s’abaisse trop, des ampèremètres et voltmètres enregistreurs d’alarme à grande marche.
- Un des appareils les plus intéressants est un petit voltmètre de poche à aimant et permettant de lire jusqu’à trois volts. Get appareil se compose d’un aimant permanent directeur et d’une bobine fixe agissant sur un morceau de fer doux dont les mouvements sont amplifiés avant d’être communiqués à l’aiguille.
- L’aimant est shunté par un petit barreau de fer doux qui peut être déplacé de façon à se rapprocher des pôles ou à s’en éloigner de façon à diminuer ou à augmenter le champ, ce qui est des-plus commodes pour l’étalonnement de ce petit appareil.
- A signaler également un planimètre basé sur le même principe que les appareils à intégra-
- tions Richard, c’est-à-dire sur l'emploi d’une sorte de roulette ou galet laminée entre deux plateaux à ressort. Cet appareil est d’un mani-menttrès commode et les indications sont indépendantes de l’état du papier qui est enroulé sur un cylindre qu’on fait tourner d’une main, tandis qu’on déplace la pointe de l’autre. Puis un ciné-mographe ou indicateur de vitesse à distance. Cet instrument est fermé par la combinaison de l’indicateur de vitesse bien connue de la maison Richard avec un système de déclenchement produit par un électro-aimant.
- Chaque machine porte un dispositif quelconque fermant un circuit électrique à chaque révolution de l’arbre. De chaque contact partent deux fils dont l’un est relié à un fil commun de retour et dont l’autre aboutit dans le bureau où se trouve placé le cinémographe, qui permet ainsi de contrôler à un instant quelconque la vitesse d’une quelconque des machines et l’enregistre en même temps.
- M. Pellat présente son système de contrôle et d’enregistreur de la marche des trains avec signaux avertisseurs, imaginé il y a près de deux ans (* 1). Ce système consiste, comme on se le rappelle, à diviser la voie en sections, chacune de celle-ci comprenant un appareil enregistreur. De distance en distance, les locomotives des trains en marche établissent des contacts électriques dont l’effet est de tracer un trait sur une feuille de papier se déroulantd’une façon continue. La succession des traits ainsi obtenus donne une sorte de diagramme de la marche des trains et une idée de leur vitesse, ce qui permet au surveillant de prévenir électriquement le mécanicien d’avoir à ralentir sa machine ou à stopper. L’exposition de M. Pellat comprend une section de ce genre, avec deux petites locomotives allant en sens contraire sur la même voie.
- M. PeyruSson présente de nouveau son accumulateur à électrodes plissées et que le lecteur connaît (2).
- M. Wuilleumierexpose, au nomdeMM.Mey-lan et Rechniewsky, un compteur d’énergie électrique, modification de leur ancien système.
- f) Lumière Électrique, t. XLV. p 134.
- 1 (2) La Lumière Electrique, t. XLVIII, p. Sa.
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- M. Sosnowski fait fonctionner sous le vestibule d’entrëe la nouvelle turbine de Laval.
- Dans cette machine, la vapeur, au lieu d’agir par sa pression, comme dans toute autre machine à vapeur, arrive sur les aubes de la turbine après s’être entièrement détendue dans un certain nombre de canaux, et n’agit que par sa force vive.
- La consommation par cheval-heure a été, dans un essai d’une durée de huit heures : en vapeur, 8,95 kilos; en charbon, 1,21 kilos. La turbine essayée était d’une puissance d’environ 65 chevaux.
- M. Werlein expose le nouvel arc étalon de M. Blondel. Cet appareil a subi depuis l’an dernier quelques modifications importantes. Les charbons sont maintenant disposés horizontalement et l’arc jaillit à l’intérieur d’un creuset de
- L A J
- Fig. 5
- charbon entouré d’un four en terre réfractaire destiné à préserver l'arc des courants d’air extérieurs ainsi qu’à maintenir la température de l’enceinte sensiblement constante.
- M. Werlein présente également des meules en corindon durci qu’il propose d’appeler potié-rile, en souvenir de la collaboration du savant professeur de l'Ecole polytechnique. Ce corps est obtenu par électrolyse et à une résistance près de sept ou huit fois supérieure à celle des meules d’émeri ordinaires.
- MM. Pillon et Velter, successeurs de M. De-leuil, exposent un photomètre de Foucault légèrement modifié par eux de façon à en faire un photomètre à contraste sans employer de prismes comme celui de Lummel et Brodhun.
- La fenêtre a la forme de la figure 5. On obtient ainsi sur l’écran opalescent quatre plages, deux pour chaque source. Ces deux plages ne sont pas également éclairées, par suite de l’inégalité des angles d’incidance. L’égalité d’éclairement correspond à l’égal contraste des deux systèmes de plages voisines.
- Le moyen 1-e plus commode est de voiler tout d’abord les plages extrêmes avec un petit volet
- qu’on déplace à l’aide d’une vis pour transformer l’appareil en Foucault ordinaire, puis l’égalité à peu près obtenue, à se servir de l'appareil double. La comparaison si ennuyeuse des sources de composition lumineuse différente devient alors sensiblement plus facile.
- Enfin, M. Trouvé nous montre une série d’appareils les plus divers et bien connus.
- On voit, par cette rapide revue que l’exposition de la Société de Physique a présenté cette année, comme les autres années du reste, un certain intérêt.
- F. Guii.bert.
- ADAPTATEUR MICROPHONIQUE
- POUR DIVERSES DISTANCES
- DE MM. E. MERCADIER ET ANIZAN
- Le téléphone, à son début, était loin de faire prévoir l’extraordinaire développement indus-ti'iel qu’il a pris depuis. Il tend de plus en plus à se substituer, dans une certaine mesure, à son aînée la télégraphie. Cette rapide extension de la téléphonie est due surtout, il faut bien le dire, à l’emploi du microphone avec bobine d'induction, et aussi à l’amélioration des lignes téléphoniques par la substitution des fils de cuivre au fil de fer.
- Les microphones, universellement employés dans les postes téléphoniques— même dans les postés domestiques — sont donc intéressants à étudier. On peut les diviser en deux grandes catégories : les microphones à crayons de charbon et les microphones à grenaille de charbon. Une expérience déjà longue montre que les microphones à grenaille qui donnent des effets très brillants au début, ne tardent pas à perdre peu à peu leurs qualités, par suite du tassement de la grenaille, et deviennent vite inférieurs aux microphones à crayons. Ceux-ci donnent des effets plus modestes au début, mais ils conservent toujours, à peu de chose près, leurs propriétés.
- FM raison de l’état actuel du réseau télépho-
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- nique dans les différents pays, et du développement progressif des lignes interurbaines, un poste microtéléphonique d’abonné doit être construit de telle sorte que l’abonné a.t, du réseau urbain A, puisse converser utilement aussi bien avec un autre abonné a2du même réseau urbain qu’avec un abonné bt d’un autre réseau urbain B, les deux réseaux urbains A et B étant réunis par un circuit téléphonique interurbain d’une longueur souvent très grande.
- Nécessairement, c’est le microphone qui doit être étudié en vue d’obtenir une bonne conversation aussi bien avec les petites qu’avec les longues distances.
- Les deux qualités qu’on cherche à obtenir lorsqu’on règle un microphone sont l’intensité et la netteté. Les praticiens savent bien que ces qualités sont opposées, c’est-à-dire qu’on n’aug-rrtente l’une d’elles qu’au détriment de l’autre. On recherche surtout l’intensité pour les microphones à grande distance et la netteté pour les microphones à petite distance, l’intensité, dans ce dernier cas, étant toujours largement suffisante.
- Dans les microphones à crayons de charbon il faudra que les contacts microphoniques des crayons avec les réglettes de charbon soient très sensibles et très légers, si on veut causer à longue distance. On sera bien limité par le bruit désagréable causé par un microphone trop sensible dans le téléphone même de la personne qui parle, mais on peut combattre ces effets au moyen d’un enroulement différentiel.
- Pour causer à petite distance —dans un réseau urbain constitué en fils de cuivre aériens, par exemple — il sera nécessaire d’avoir des contacts microphoniques peu sensibles.
- Dans les microphones à grenaille, on fera varier soit la surface des électrodes de charbon, soit leur distance, soit ces deux conditions à la fois, suivant qu’on veut faire servir le microphone pour la conversation à longue ou à petite distance.
- Enfin, quel que soit le type de microphone — à grenaille ou à charbons — on pourra encore, qaour un réglage donné des contacts microphoniques, faire servir le microphone pour la longue distance en prenant un diaphragme de faible épaisseur et de grand diamètre, et pour la petite distance en employant un diaphragme plus épais et de petit diamètre.
- On pourra arriver encore à un résultat analogue en utilisant des diaphragmes de mêmes dimensions, mais de natures différentes, en fer et en bois par exemple.
- Aux États-Unis, la Bell Téléphoné G0 utilise franchement deux modèles de transmetteurs microphoniques différents, l’un pour le service urbain exclusivement, et l’autre pour le service à longue distance. Dans ce dernier modèle, un bouton-poussoir permet de mettre en court circuit le fil secondaire de la bobine d’induction pendant que l’opérateur écoute.
- En Europe, on utilise encore des microphones réglés de telle sorte qu’ils puissent servir aussi bien pour les petites distances que pour les grandes. On est alors obligé d’opérer un réglage mixte. Ainsi que nous l’avons expliqué plus haut, ces microphones ne donnent pas tout ce qu’on pourrait obtenir d’eux pour les longues distances, afin ne ne pas trop nuire à leur netteté lorsqu'ils servent pour les petites distances, et, d’un autre côté, on n’obtient pas d’eux toute la netteté désirable dans les petites distances, de façon à ce qu’ils puissent servir pour les longues distances.
- L’adaptateur microphonique de MM. Merca-dieret Anizan a pour but :
- r De faire donner à un microphone quelconque son maximum d’intensité lorsqu’on s’en sert pour la grande distance;
- 2° D’obtenir du même microphone une intensité et une netteté convenables lorsqu’il est utilisé pour les petites distances.
- La figure i représente schématiquement le dispositif de cet adaptateur microphonique.
- Ge dispositif consiste à placer, à un moment donné, une résistance électrique convenable, en dérivation sur les charbons du microphone. Sh est une résistance (bobine ou lampe à incandescence) de 3 ohms environ, I est un interrupteur ordinaire.
- Un système aussi simple est facile à réaliser pratiquement :
- Dans l’intérieur d’une boîte en bois de petites dimensions se trouve la bobine Sh et l’interrupteur I.
- Une manette extérieure manœuvrée par l’abonné actionne l’interrupteur I.
- On s’est arrangé de façon que l’interrupteur se trouve sur contact lorsque la manette a été placée en face de l’étiquette « Urbain » et qu’il
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- est ouvert lorsque la manette est sur l’étiquette « Longue distance ».
- Deux bornes extérieures servent à relier l’adaptateur avec les charbons du microphone employé.
- L’abonné n'a à s’occuper que de la manœuvre de la manette au commencement de la conversation. Il la placera dans l’une des deux positions « Urbain » ou « Longue distance» suivant le cas.
- Lorsqu’on veut se servir du microphone pour la longue distance, l'interrupteur, commandé par la manette, est ouvert, et, par conséquent, le shunt n’agit pas. On a pu sensibiliser le microphone de façon à le rendre aussi puissant que possible.
- L, L,
- Ç\ft‘le/tlionc
- disposer le shunt sur les charbons. On constate alors deux effets : une diminution d’intensité et une parfaite netteté. La diminution d’intensité s’explique par ce fait qu’une partie du courant traversant le shunt, les variations de résistance
- Fig. 2. — Adaptateur microphonique.
- ./VWVNAWvWWVV
- Fig. 1. — Emploi d’un shunt.
- Si on ne se sert pas de téléphones avec bobines à double enroulement, on sera cependant arrêté au moment où les crachements devien-' dront gênants pour l’abonné qui parle.
- Une simple expérience sur une ligne artifi-,, cielle avec résistance et capacité, permettra au constructeur de trouver le réglage' cqrivénable. Il n’en est pas moins vrai que, ri’ayant pas à se préoccuper du cas où le microphone devrait servir tel quel pour les petites distancés, il a^’éte ' possible de le rendre plus puissant pour les grandes distances. •
- Lorsqu’on veut utiliser le microphone ainsi réglé dans le réseau urbain, c’est-à-dire sur une ligne courte qui aura une résistance et'.u’he'ca- : pacité très faibles si ce réseau est àéri’èn, il suffit, en agissant sur la manette, de mettre’ l’interrupteur I sur contact, et, par conséquent,‘de.
- des charbons en vibration n’agissent que sur la partie du courant qui parcourt les charbons.
- La netteté est bonne parce que, quelle que soit la sensibilité et la mobilité des charbons, la résistance maximum des charbons en vibration, combinée avec celle du shunt, ne dépassera
- Téléphone
- Bobine tl'irzducticri.
- Fig. 3. — Emploi d’une résistance,
- jamais la résistance des.charbons. Si on appelle C la résistance des charbons .et- S celle du shunt
- Sh, la. résistance résultante sera R =
- G S C.+.S‘
- .NaturellemenL;G j varie à chaque instant lorsqu’on parle»su.ij re';diaphragme du microphone.. . ‘On peut conélufe;yde ce qui précède qu’il y aürait intérêfùi placer un shunt fixe sur les char-
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- bons des microphones trop sensibles et sujets à des crachements.
- Il est très important de déterminer par l’expérience la valeur de la résistance électrique du shunt Sh. On constate, en effet, que, si on place une dérivation de io ohms sur des charbons qui ont eux-mêmes, au repos, une résistance de io ohms, l’intensité des courants téléphoniques est à peine diminuée. C’est que, si d’un côté, la moitié du courant passe par le shunt, d’un autre côté, la résistance combinée des charbons et du shunt est de 5 ohms seulement, d’intensité du courant qui traverse le circuit primaire de la bobine d’induction est ainsi augmentée et bien que les variations de résistance ne se produisent
- Bobine d'induction.
- I on.guc
- distance
- Urbain
- Fig. 4.— Emploi combiné d’un shunt et d’une résistance
- que dans l’une des branches (charbons) du circuit dérivé, il arrive que les variations d’intensité du courant dans le circuit primaire de la bobine d’induction sont du même ordre de grandeur que celles qui se produisent lorsque le shunt n’agit pas, l’interrupteur étant ouvert.
- Il existe bien un autre moyen de réduire l’intensité du courant à moment donné dans le circuit primaire microphonique. Ce moyen consiste à introduire dans ce circuit une résistance convenablement calculée R (fig. 3).
- Mais on n’obtient ainsi que la moitié des effets que donne le dispositif précédent.
- L’intensité est bien diminuée, mais la netteté laisse à désirer. 11 ne faut pas oublier qu’en sen-siblisant les contacts microphoniques, on a rendu les charbons plus mobiles. Dans ces conditions le microphone produit des crachements. Ces crachements sont insensibles, à l’arrivée,
- lorsque la ligne est longue, mais ils gênent beaucoup la conversation sur des lignes courtes.
- Le système actuel qui consiste à opérer, par construction, un réglage mixte des contacts microphoniques serait préférable au moyen que nous venons de décrire, parce qu’il garantit une certaine netteté dans le service urbain.
- Nous concluons donc soit à l’emploi du shunt, soit à l’emploi combiné d’une résistance et d’un shunt.
- La figure 4 montre schématiquement quel serait le dispositif dans ce dernier cas.
- Un commutateur à deux directions D remplacerait l’interrupteur 1 de la ligure 1.
- Pour le service à longue distance, le circuit du shunt serait ouvert et la résistance R serait en court circuit.
- Pour le service urbain la résistance R serait introduite dans le circuit, en même temps que le shunt Sh serait fermé sur les charbons.
- L’emploide l’un.de ces deux moyens est préférable a celui de ia résistance seule (fig. 3) parce qu’on réduit l’intensité pour les petites distances, en même temps qu’on assure une bonne netteté. De plus, rappelons qu’on a pu rendre le microphone plus puissant pour les longues distances. De sorte que, l’adaptateur qui agit comme réducteur dans l’autre cas, joue, en quelque sorte, quoique indirectement, dans ce cas, le rôle d’amplificateur.
- L’emploi du shunt a donné naissance à un appareil très simple et peu coûteux, lequel peut se combiner avec tous les transmetteurs microphoniques actuellement en usage.
- J. Anizan.
- ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE DOMESTIQUE
- De nombreux inventeurs ont cherché à édifier un système d’ensemble électrique permettant d’avoir,* partout où il n’existe aucune distribution d’énergie électrique, un courant assez intense pour alimenter quelques lampes à incandescence. Beaucoup ont proposé les piles primaires (Radiguet, Cloris-Baudet, Upward, Trouvé, Jeanty, etc.), mais l'ennui des manipulations et le peu de constance du courant
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- obtenu a empêché cette application des piles de se réaliser.
- La meilleure solution consiste à réduire au minimum le nombre des éléments et à les faire travailler à charger des accumulateurs. La première idée a été de prendre une pile au bichromate à écoulement et de lui faire charger constamment une batterie secondaire. Aujourd’hui, le modèle qui paraît le plus en vogue est l’ensemble électrogène « Fulgur » composé de piles au sulfate de cuivre d’une construction étudiée pour produire le maximum d’énergie avec le minimum de dépense.
- Deux écueils sont, en effet, à redouter dans ce dispositif : l’embarras du chargement et le prix de revient des piles. Ces inconvénients inhérents à toutes les piles primaires, doivent être réduits à leur plus simple expression si l’on ne parvient pas à les supprimer complètement. Deux jeunes électriciens, MM. Marquis et Piérou ont fait connaître depuis quelque temps un système qui paraît atténuer en grande partie ces désagréments et nous allons décrire ici l’ensemble électrogène qu’ils préconisent.
- Sur une espèce de banc solide^ à deux étages, sont rangés, d’abord les accumulateurs ensuite les piles. Les accumulateurs sont du type Dujardin 1/4 P, de 3o ampères-heure de capacité. Les piles' se composent d’un vase poreux méplat, contenant une plaque de charbon de cornue,* fermé hermétiquement par un tampon de paraffine, et de deux lames de zinc amalgamé. La charge se compose d’eau acidulée sulfurique au vingtième dans le vase de grès renfermant les zincs, et d’un mélange d’acide azotique à 36° et d’acide chromique (au vingtième) dans le vase poreux. On remplit ceux-ci à l’aide d’un entonnoir en verre. Les vases extérieurs communiquent entre eux à l’aide de siphons, comme dans la pile siphoïdeau bichromate de Baudet. L’eau acidulée venant d’un réservoir supérieur circule d’un vase à l’autre et s’échappe chargée de sulfate de zinc par le dernier siphon. Le volume des récipients est de un demi-litre pour les vases poreux et un litre un tiers pour les cuves en grès. L’arrivée de l’eau acidulée étant réglée par un robinet, en limitant la décharge de la pile à 14 heures, pour utiliser au mieux l’acideazotique, on dépense 6 litres de cette eau à 10 degrés B.
- L’appareil est complété par un coupleur à main ou automatique et par un voltmètre indi-
- quant les tensions des piles primaires et secondaires.
- Voici les chiffres relevés sur un ensemble fonctionnant depuis plusieurs mois :
- Piles primaires, au nombre de 4, groupées 2 en quantité et 2 en tension, travaillant sur 16 accumulateurs couplés en quantité.
- Le voltage des deux couples est de 3,4 volts et le débit, de 10 ampères au début.
- Ce débit s’élève jusqu’à 18 ampères entre la sixième et la huitième heure; après la dixième heure il est encore de 12 ampères. Le voltage baisse un peu après la douzième heure et un moment avant l’arrêt de la marche, après 14
- Fig. 1. — Piles primaires.
- heures, il est de 2,6 volts, avec un débit de 8 ampères. La capacité totale de la charge élément est donc de 110 ampères-heure, soit 180 watts-heure, pour une consommation de 160 grammes de zinc, 600 grammes d’acide chromo-azotique et 600 grammes d’acide sulfurique, représentant une dépense de 0,45 fr. soit 1,90 fr. par cheval-heure.
- Les accumulateurs chargés ont une capacité totale de 480 ampères-heure soit, en tenant compte de leur rendement et du point auquel la décharge doit être arrêtée (1,85 volt par élément) 75c watts-heure utile. La durée la plus convenable de la décharge est de 5 heures, ce qui représente un débit de 5 ampères à la tension de 3o volts ou i5o watts-heure, soit 3 lampes de 5o watts (16 bougies de 3 watts) allumées ensemble.
- Ce dispositif peut rendre de bons services, vu son prix réduit de fabrication et d’obtention du
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- courant. La manipulation des acides est réduite à son minimum, grâce au système de circulation et de vidange des éléments par siphons. Mais il est bien évident qu’au dessus d’une production journalière de 2 kilowatts-heure, ses qualités disparaissent, et qu’il est plus économique de faire l’achat d’un moteur et d’une dynamo.
- On pourrait croire que l’hydraulique est d’un emploi impossible à la ville et que les turbines sont d’une utilisation admissible seulement à la campagne. Il n’e'n est pourtant rien, et chaque fois qu’on dispose d’eau sous pression et à bon marché, on peut en tirer parti pour son éclairage; ce moyen paraît plus avantageux que l’emploi des piles.
- M. Taverdon a imaginé un petit moteur hydraulique qu’il a dénommé le « Chicago Top » et dont la construction robuste et le bon marché assurent le succès. Ce moteur tourne assez vite pour être accouplé à une dynamo,soit par joint élastique, soit par une simple corde à boyau.
- C’est ainsi qu’une personne de nos amis, habitant Saint-Omer (Pas-de-Calais), a procédé pour son éclairage. Disposant d’eau sous une pression de 4 atmosphères (correspondant à 40 mètres de hauteur de chute), cette personne a branché sur un robinet de la colonne montante, sa turbine, qui consomme 1200 litres d’eau à l’heure pour produire 5 kilogrammètres. Le mouvement de rotation (2600 tours par minute), est communiqué à une petite dynamo shunt donnant 10 ampères et 4 volts, chargeant une batterie d’accumulateurs duj genre de celle que nous avons décrite plus haut: En 10 heures, on a 400 watts-heure d’emmagasiriés: Dans le cas où on prévoit une grande dépense d’éclairage, on peut tourner 20 heures sur 24 et produire 800 watts-heure.
- Le prix du mètre cube d’eau étant de 12 centimes, le cheval-heure ressort donc à 3 francs par ce système, soit un tiers plus cher que par les piles ’chromo-azotiques genre Bunsen qui sont, pour l’instant, les plus économiques qu’on connaisse et les seules convenables pour les éclairages domestiques dë faible importance. L’hydraulique ne donne encore qu’une solution approchée du problème.
- IL de Graffignv
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Piles étalon au cadmium Muirhead et Dearlove (1893).
- D’après les inventeurs, la force électromotrice d’une pile à électrode négative en mercure-cadmium augmenterait comme il suit avec la proportion de cadmium :
- un volts.
- 1 de cadmium pour 100 de mercure... 1
- 2 — — — 1 ,oo65
- 5 — — -- i,oi39
- 7 — — — 1,0164
- ip — — -- 1,0168
- 14 — — — 1,0192
- 100 — — — 1,0800
- Il importe donc pour l’exactitude. des piles étalons au cadmium que la composition de l’amalgame soit rigoureusement défini.
- Afin de rendre la pile portative, on coule cet amalgame en forme d’une tige dans un tube de verre ou de porcelaine.
- On emploie de préférence un amalgame de 1 de cadmium pour 7 de mercure, qui donne une force électromotrice de 1,0192 volt.
- Accumulateur Hough (1892).
- Les plaques sont constituées par des treillis de fils de cuivre recouverts de plomb par immersion, puis étirés, renfermant de la litharge en poudre, pressés entre feutres, humectés d’acide sulfurique étendu, puis formés comme à l’ordinaire. G. R.
- Electrochimie. Préparation électrolytique du bichromate de cérium, par M. Bricout (*)•
- On avait déjà remarqué que l’électrolyse des sels céreux donnait au pôle positif des sels cé-riques, M. Bricout est arrivé à préparer ainsi un composé insoluble qui permet la séparation du cérium d’avec le lanthane et le didyme, métaux qui se rencontrent toujours associés.
- Les carbonates dissous dans l’acide chromi-que et en solution un peu acide sont électrolysés avec un courant de 2,5 à 3 volts avec une électrode positive à grande surface. Il se dépose sur
- fi) Comptes rendus, i5 janvier 1894.
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- cette électrode des cristaux de bichromate céri-que Ce O2, 2Cr O3, 2 H2 O, insolubles dans l’eau.
- Accumulateur Niblett (Lithanode C°) (1893).
- Les plaques positives sont en un mélange de ..lithanode et de sulfate de magnésie, pressé entre feutres et séché; le sulfate, en se dissolvant, laisse une masse poreuse, conductrice, se prêtant facilement aux décharges rapides.
- Accumulateur Petschel (1893).
- : Sur les figures 1 à 4 on a désigné para les cadres des électrodes positives, par b ceux des né-
- JFig-2
- 9• S- r
- Fig.. 1 à 4. — Accumulateur Petschel.
- bornes positive et négative pn et pb, qui sortent seules de la pile. On obtient ainsi un accumulateur très puissant, et qui, paraît-il, ne se déforme que très peu, grâce à la liberté laissée aux petites tuiles d.
- G. R.
- Filaments de lampes imprégnées d’oxydes, par De Chanzy et Depoux.
- Dans le but d’augmenter l’éclat et la durée des filaments des lampes à incandescence, on a essayé d’y incorporer les oxydes des terres rares utilisés dans les becs Auer.
- Pour cela les filaments sont, au cours de leur préparation, trempés dans une bouillie chaude contenant :
- Azotate de magnésie............... 20
- Zircone................... :...... 10
- Oxyde de lanthane................. 10
- Eau............................... 5o
- On sèche après un contact de 48 heures.
- Si on traite avant la carbonisation, on doit tremper une seconde fois dans la bouillie après avoir carbonisé.
- ____________A. R.
- Commutateur Bell (compagnie Edison-Swan).
- Le bouton B est attaché à un tube T, dont le croisillon H est guidé en K sur les tiges L L, et.
- gatives, renfermant (fig. 4) de petites plaques d, de 1/4 de millimètre environ d’épaisseur, oxydées par le procédé Planté, séparées par des cloisons isolantes perforées e, avec supports isolants g, et maintenues écartées par des plombs h. Les plaques de même signe sont réunies entre elles, par des tiges h et /, aux
- Fig. 1 à 4. — Commutateur Bell.
- dans T, glisse un second tube N, tiré par un ressort S. Les fils W W' du circuit aboutissent aux ressorts D Dlt à contacts E,, qui, lorsqu’on presse le bouton, font contact surla partie conique G de N. Quand on lâche ce bouton, C reste
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- emprisonné entre les contacts FEn et le circuit reste fermé. Lorsqu’on repousse une seconde fois le bouton, les lames A A' écartent les lames D D, qui lâchent G de manière que le contact est rompu dès qu’on lâche le bouton.
- Ampèremètre et voltmètre Morris (1893).
- Le quadrant porte deux graduations opposées : l’une en ampères, l’autre en volts, dont les
- Fig-. i et 2. — Ampèremètre Morris.
- aiguilles sont manœuvrées respectivement, en (DB) et (A G), par deux solénoïdes F et E, reliés au courant l’un en I J, l’autre en H G.
- G. R.
- Polissage et doucissage électrochimiques, parHuber.
- Ôn 'peut préparer le polissage d’un métal en détruisant la cohésion moléculaire de sa surface.
- M. Huber y arrive en plaçant le métal comme anode dans un électrolyte capable de donner un union attaquant le métal en le laissant à l’état
- de composé insoluble ou peu soluble, puis en renversant le courant, le métal se trouve de nouveau mis en liberté sous forme spongieuse; la surface est ainsi prête pour le polissage.Pour l’étain, l’électrolyte est une solution à o,5 o/o de fluorure d’ammonium. Pour le zinc et le plomb, c’est une solution de 5 parties d’iodurede potassium dans i5o parties d’eau.
- On peut encore employer pour le plomb une solution donnant un mélange de chlorure et de sulfate de plomb (chlorate de potassium i; sulfate d’ammonium io; acide sulfurique 20; eau ioo, mettre l’eau d’abord.
- Pour le fer, on prend une solution faible à o,5 de fluorure de sodium, on comprend ce mode de décapage qui doit être moins brutal que le procédé aux acides.
- A. R.
- Coupe-circuit Marsh et Poole (1893).
- Le levier D, pivoté en G, manœuvre la barre H, à contacts K K1( par son coulisseau F, pris dans la coulissa G de IL Un ressort L facilite le
- Fig. i et u. — Coupe-circuit Marsh et Poole.
- relèvement de H, qui reste coincé dans sa position de fermeture par l’arcboutement deD, indépendamment du ressort L.
- G. R. •
- Régulateur thermostatique Butre (1893).
- Dans l’état figuré, le courant de la pile 4 passe par 5 61e ventilateur électrique A, les résistances 1 2 et 3, pour revenir à la pile par 19 et 20, de manière à développer en G la plus grande cha*
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- leur possible. Quand la température augmente, le thermostat, compound, à mercure G et à barre mixte d’acier et de caoutchouc D et C, ferme successivement les contacts 7 8 et 9 de manière à
- Fig. 1. — Régulateur Butre.
- couper successivement du circuit les résistances 1, 2 et 3 jusqu’à ce que la température soit retombée au degré prévu par le réglage de la vis h.
- G. R.
- Pile thermo électrique Mestern (1893).
- Chacun des éléments, A et B, consiste en un cylindre C, en un alliage de 6 d’antimoine pour 4 de zinc, coulé sur le fond en fonte K, dans la garniture d’amiante H, qui l’isole de l’enveloppe métallique E. Une seconde garniture d’amiante G enveloppe F.
- Les connexions D, en nikeline, sont coulées
- -» J> J>
- Fig. 1. — Pile Mestern.
- dans F et G. On chauffe en G les blocs F, qui empêchent la fusion et la destruction de G.
- G. R.
- Signal automatique Blakey (Automatic Railway Signal Company, Liverpool), 1893.
- Les signaux b b de la voie montante, et//de la voie descendante, qui couvrent la bifurcation
- -i !\l;
- Fig. 1 — Signal Blakey.
- at, sont conjugués de manière que l’un soit à voie libre quand l’autre est au danger, et réciproquement. Ils sont reliés en parallèle au cir-circuit c d’une pile cl5 dont les commutateurs sont manœuvrés par l’aiguille d. Quand leur circuit'est rompu par le levier de l’aiguille, les signaux tombent au danger, et ce levier est en-
- clenché par l’armature d2 d’un électro d3 quand le éircuit de sa pile / est fermé. Les pédales ee^-yCz rompent et refont, au passage du train, le circuit/de la pile/, qui renferme le relais/, dont l’armature /, relié à la terre, ferme tant qu’elle est attirée, la dérivation d, en coupant du circuit tous les contacts. Si le train bifurque sur
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- au il referme ensuite le circuit à son passage sur e.
- Sur la figure, les signaux b b de la voie descendante sont à voie libre, l’aiguille de a, est fermée, , et les signaux bt bt sont au danger. Au passage du train descendant, e rompt le circuit/, et da ferme celui de la pile du qui enclenche l’aiguille, empêchant de l’ouvrir, ou de changer les signaux, jusqu’à ce que le train ainsi bifurqué sur a, soit passé en <-’
- Electrodes platinées Barnett (1893).
- Afin d’augmenter la surface des électrodes platinées, de réduire leur résistance ainsi que les effets des,gaz dégagés sur l'électrode et l’usure du dépôt de platine, on constitue le support de
- Fig. i à 6. — Relais
- âme de fer doux A3, entourée d’une bobine B, fixée à l’aiguille G, et enveloppée par le second pôle A2. L’aiguille C, pivotée sur Cu est plus ou moins supportée, suivant le réglage C5, par lès fils C2C3, à ressorts C3 C3, et elle porte une petite auge D, pleine d'huile/ dans laquelle baigne
- ce dépôt par un treillis de fils d’argent disposé comme une toile métallique.
- On peut aussi remplacer l’argent par du carbone : coton ou celluloïde : plongé dans une dissolution de chlorure de platine, puis carbonisé. On emporte et sèche des charbons de lampe électrique, on les entoure de fils ou de bandes de velours de coton collées, séchées lentement à l’air, puis empilées, arrosées de chlorure de platine, séchées et carbonisées dans un four ou un moufle au charbon de bois.
- Relais Smith et Granville (1893).
- L’un des pôles A, de l’aimant permanent lamellaire A porte à l’extrémité de ses bras une
- Smith et Granville. »
- l’extrémité en forme de palette du levier E, monté sur couteaux E', et dont l’autre extrémité oscille entre les contacts F F! du relais. L’aiguille G est isolante, de manière que l’électricité arrive à la bobine G,, par X Xj, les colonnes G G et les fils flexibles G,, le long de l’aiguille:Gï Dès:
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- cfue le courant passe en C3avec une variation suffisamment brusque, l’huile de D entraîne par sa viscosité le levier E, et lui font fermer l’un des contacts du relais, tandis qu’elle n’est pas influencée par les variations lentes des courants terrestres, etc.
- G. R.
- Parafoudres Elihu Thomson (1893'.
- On interpose dans le circuit a b de la dynamo à protéger D un condensateur triple K, relié par m et 11 aux deux pôles de la dynamo, et, par P, aux inducteurs F, avec addition en R et en S d’enroulements ouverts, dont l’auto-induction agit en cas de décharges très vives sur la ligne a' b'.
- Fig. i à 3.
- Parafoudre E. Thomson.
- Cette ligne est reliée à a b par une doubje bobine T : l’une relie a à a' et l’autre b à b', et elles sont enroulées de façon qu’une décharge dirigée de a' sur a, par exemple, induise dans l’âutre enroulement une décharge de b' en b. Enfin les fils a’et b' sont reliés par un para-foudre ordinaire tzt'. Comme une décharge de a' vers a en induit une de même potentiel de b' vers b, ces décharges se neutralisent à peu près sur la dynamo, et elles sont dérivées en m n, par les inductances R et S, sur le condensateur à grande capacité L, d’où elles vont, par P, charger les inducteurs F F' au même potentiel que l’induit D. Si, par exemple, la décharge est positive, et tend à amener l’armature D à un potentiel positif très élevé, le condensateur enverra en P une décharge, positive aussi, tendant à amener
- les inducteurs au même potentiel positif que D. Il faut, bien entendu, pour cela, que la capacité du condensateur soit assez grande, et que la dynamo ne soit pas reliée à la terre de manière à en paralyser l’effet.
- En un mot, le principe de l’invention consiste à égaliser par induction les potentiels dans les différentes parties de la dynamo et du système : la double bobine K le fait en a et b, par son induction électrodynamique, et le condensateur K le fait pour D et F, par son induction électrostatique.
- En figure 2, la double bobine est remplacée par deux enroulements T et T', formant en vv' un circuit fermé.
- En figure 3, le triple condensateur K est divisé en deux condensateurs K et K', et les deux enroulements T et T' sont reliés par un second condensateur L.
- G. R.
- Appareils pour le remontage électro-automatique des appareils d’horlogerie et mécanismes de toute sorte dont un poids moteur entretient le mouvement. (Systèmes D. Bknézet, contrôleur du télégraphe à la Compagnie de l’Ouest.)
- Ces deux systèmes également simples résument tous les cas où un appareil quelconque ayant un poids pour moteur doit être remonté périodiquement pour entretenir le mouvement de ses rouages.
- Appareil A. — Ce premier appareil s’applique plus spécialement aux régulateurs chronométriques ou autres mécanismes de toute sorte qui sont construits de façon à ne subir aucun temps d’arrêt dans leur marche pendant le remontage ou, en d’autres termes, qui possèdent des ressorts auxiliaires dont faction commence à s’exercer sur le rouage, lorsque celle du poids moteur cesse.
- Ce système a été spécialement étudié et construit pour que son adaptation à cette catégorie d’appareils soit facile et ne nécessite de modification d’aucune sorte à ces derniers.
- Le principe en est indiqué dans la figure schématique ci-jointe.
- La corde supportant le poids moteur, après avoir fait un certain nombre de tours sur la fusée ou tambour F, sur lequel elle est fixée, est prolongée de façon à ce que son extrémité opposée vienne s’attacher, sur l’appareil chargé
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- de remonter le poids, en un point de la circonférence de la poulie P.
- Cette poulie P est alternativement solidaire ou indépendante du treuil T. sur l’axe duquel elle est. montée, et qui est actionné par l’électro-moteur D.
- Elle en est solidaire lorsqu’il y a lieu de remonter le poids, et indépendante lorsque ce dernier bénéficiant de sa hauteur de chute redescend en entraînant le rouage.
- Les mouvements d’encliquetage ou de déclic de la poulie P sur le treuil s’opèrent de la façon suivante :
- Un verrou \r porté par la poulie est poussé par un ressort r afin que son extrémité puisse pénétrer dans une encoche E pratiquée dans la roue du treuil. Ce mouvement du verrou a aussi pour effet de fermer le circuit d’une pile C sur l’électro-moteur.
- Dès que la poulie P et la roue du treuil sont rendues solidaires par l’encliquetage du verrou, l’électro-moteur se met en mouvement et Je contact se prolonge jusqu’à ce que la direction diamétrale dans laquelle le verrou peut se mouvoir, soit sensiblement perpendiculaire à celle de la corde qui s’enroule sur la poulie (fig. i).
- A ce moment la corde, par la tension du poids qu'elle supporte, fait rentrer le verrou en même temps qu’elle supprime le contact avec l’axe dont il est isolé (contact qui fermait le circuit de la pile sur l’électro-moteur). La poulie P devient alors indépendante du treuil, et le mouvement de descente du poids M lui fera parcourir en sens inverse le chemin qu’elle vient de faire, ce qui aura pour conséquence de ramener le verrou V en regard de l’encoche E.
- Ces mouvements se reproduiront ainsi alternativement par périodicités correspondantes à l’enroulement et au déroulement de la corde sur la poulie.
- Appareil B. — Un autre dispositif a été conçu en vue d’applications générales à tous les mécanismes auxquels l’appareil précédemment décrit ne serait pas applicable (appareils chronométriques quels qu’ils soient, et à toute la catégorie d'enregistreurs de toute sorte).
- La modification que doit subir l’appareil auquel on désire l’adapter consiste simplement à fixer sur l’un des mobiles un pignon denté du pas de la chaîne sans fin destinée à supporter le poids moteur qui doit conduire le rouage.
- L’examen du schéma de l’appareil suffit à en faire comprendre le principe (fig. 2).
- E est un électro-moteur qui par l’intermédiaire de la vis V actionne un treuil sur lequel s’enroule une chaîne sans fin qui passe elle-même sous la roue ou poulie R supportant le poids moteur. Sur l’un des axes du rouage à remonter est fixé un pignon denté semblable à celui du treuil P et Pr. Ce pignon remplace le
- Fig. 1. — Schéma du remontage électro-automatique. Appareit A : D électromoteur, T treuil, P poulie, E en-
- coche, V verrou, M poids, R rochet auxiliaire, F fusée ou tambour, C, Pile et circuit, r ressort à boudin.
- tambour ou fusée des appareils à remonter, et le poids s’v trouve aussi suspendu de façon à entraîner le rouage dans le sens voulu.
- Ces pignons dentés sont du pas de la chaîne, et le nombre de dents de la roue R est double de celui des pignons P et P. Lorsque ce dernier, solidaire de l’axe dont le mouvement de rotation conduit le rouage, aura fait un tour complet, la roue qui est montée sur l’axe du poids (et qui
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- tourne à une vitesse égale ou proportionnelle à la longueur de la chaîne qui s’enroule sur sa circonférence), en ferâ exactement un demi.
- Un commutateur circulaire solidaire de cette roue R se meut avec elle. 11 est composé de deux demi-circonférences l’une en métal M, l’autre en ivoire I.
- M est en communication avec la masse et I isole le ressort r qui ferme le circuit de la pile
- =€> '
- Fig. 2. — Schéma du remontage électro-automatique. Appareil D : E éleetromoteur, T treuil, P' pignon du treuil, P pignon du rouage à remonter, R roue du poids moteur, MI commutateur circulaire, r ressort de contact, B poids moteur, N poids de tension de la chaîne, c pile et circuit.
- dès que ce ressort vient au contact de M. Par le mouvement de descente du poids moteur, sa roue R tourne dans le sens de la flèche. Elle amène la partie métallique de son commutateur au contact de r, et aussitôt le circuit électrique dans lequel se trouve l’électro-moteur, étant fermé, la chaîne s’enroulera sur le treuil en entraînant cette roue dans le même sens. Le
- .contact se prolongera jusqu’à ce que la partie J isolante du commutateur circulaire vienne dans ! son mouvement de rotation toucher au ressort r. , Le poids sera alors remonté d’une quantité égale à la 1/2 circonférence de la roue R ou à la circonférence totale du pignon P, c’est-à-dire j exactement la quantité dont il était descendu.
- 11 est facile de voir que le poids étant mouflé, , son action sur les rouages s’exerce toujours , également pendant le remontage, et, si la lon-1 gueur de chaîne est suffisante, plusieurs contacts successifs venant à manquer n’auront pas . encore pour conséquence l’arrêt de l’appareil.
- Il est à remarquer que dans l’appareil A, comme dans l’appareil B, le nombre de contacts se trouve réduit à son minimum, puisque ces systèmes n’en comportent qu’un. Ils ont lieu tous les deux par friction, et dans l’appareil B le contact se trouve assuré par les mouvements mêmes qu’il doit produire.
- ! L’extrême facilité avec laquelle ils peuvent s’appliquer aux appareils déjà existants n’est pas un des moindres avantages de ces systèmes, : et l’expérience a déjà démontré ce que l’on peut , attendre de leur irréprochable fonctionnement.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Sur l’identité probable de la capacité électrostatique spécifique et de la densité de l’éther, par Edwin J. Houston et A. E. Kennelly (’).
- La conséquence suivante de la théorie électromagnétique de la lumière de Maxwell ne semble pas avoir été remarquée ou n’est tout au moins pas généralement connue.
- En supposantque la perméabilité magnétique des diélectriques transparents est sensiblement égale à celle de l’éther dans l’espace libre, Clerk Maxwell a montré comme corrollaire nécessaire de sa théorie électromagnétique de la lumière que la capacité électrostatique spécifique d’un milieu diélectrique isotrope doit être égale au carré de son indice de réfraction pour des radiations de la plus grande longueur d’onde.
- C) The Electncian, 3o mars 1894.
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- ' 4° LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Cette présomption a été vérifiée pour un grand nombre de diélectriques transparents, solides et liquides, avec des exceptions notables pour les huiles animales et végétales.
- Mais on sait que l’indice de réfraction d’une substance pour une longueur d’onde donnée est le rapport de la vitesse de propagation de ces ondes dans l’espace libre à la vitesse à l’intérieur du corps considéré, et l’expérience tend à montrer que c’est l’éther qui, à l’intérieur d’une substance transparente, transmet la lumière, et non les molécules de la substance elle-même.
- ‘ Le mécanisme par lequel l’éther transmet l’énergie rayonnante est inconnu, même si l-’on admet qu’il est de nature électromagnétique, principalement parce que la nature de l’éther est elle-même problématique; mais Fizeau démontra expérimentalement, en i85g (*), que la vitesse supplémentaire communiquée à la lumière traversant un corps transparent en mouvement n’est pas égale à la composante due au mouvement du corps dans la direction de la transmission lumineuse, mais n’en est qu’une
- fraction : —^—, en désignant par n l’indice de
- réfraction. Ce résultat expérimental a été confirmé en 1886 par Michelson et Morley,
- L’interprétation naturelle de cette observation sembl'e montrer que l’éther est plus dense à l’intérieur du corps que dans l’espace, et que sa densité moyenne doit être exprimée par le carré de l’indice de réfraction. Cette relation est en conformité également avec la formule ordinaire pour la transmission d’une perturbation dans les corps matériels, soit v proportionnel
- ‘VI-
- Si l’on admet cette indication des expériences de Fizeau-Michelson-Morley, il s’ensuit que le nombre représentant la capacité électrostatique spécifique d’un corps doit être égal au nombre représentant la densité moyenne de l’éther dans ce corps. Ou bien, en notation courante
- I
- v = —, et pour u.= i, n* = K;
- y k [F
- de plus, puisque
- D = n\
- il vient D = K.
- Si l’éther présente de l’inertie, cette déduction semble parler en faveur de l’opinion que le déplacement et la tension électrostatiques sont de nature cinétique, c’est-à-dire qu’ils impliquent un mouvement, tourbillonnaire par exemple, des particules d’éther. D’autre part, si l’ether est dépourvu d’inertie, l’argument peut servir à défendre l’opidion opposée.
- Une autre déduction de la théorie de Maxwell et des expériences de Fizeau serait que les cristaux présentent des densités d’éther différentes dans les différentes directions.
- Voici quelques densités de l’éther dans différents corps, d’après les valeurs de Klemencic :
- Air.................................... 1,000293
- Hydrogène............................ 1,000 i32
- Acide carbonique....................... 1,000492
- Oxyde de carbone....................... 1,000347
- Bioxyde d’azote........................ 1,000579
- Gaz oléfiant..................... ... 1,000 729
- Gaz des marais....................... 1,000476
- Bisulfure de carbone................... 1,000460
- Acide sulfureux........................ 1,004770
- Ether................................ 1,003720
- Chlorure d’éthyle.................... 1,007760
- Bromure d’éthyle....................... 1,007730
- A. H.
- Sur la rapidité des phénomènes photo-électriques du sélénium, par M. Quirino Majorana (M.
- Les variations de la résistance électrique du sélénium sous l’action d’un faisceau de rayons lumineux sont bien connues, Bell les a étudiées dans son photophone. M. Mercadier a pu obtenir, en se servant d’un récepteur à sélénium, un son composé de 1800 vibrations par seconde.
- Il est bon de noter incidemment que MM. Bel-lati et Romanese, en voulant constater la rapidité de ces phénomènes, ont imaginé une expérience dont les conclusions ne paraissent pas suffisamment rigoureuses.
- Le but de l’auteur est d’utiliser la propriété rappelée du sélénium dans un appareil capable de transmettre les images mobiles au moyen de l’électricité. A priori, on arrive à cette conclusion que l’appareil serait réalisé si l’on pouvait
- (’) Ann. de Chimie et Physique (III), t. LVII, p. 385, (') Rendi conti délia R. Accademia dei Lincei, n» 4,
- 1859. 1894-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- A i
- décomposer l’image en un grand nombre de petits faisceaux lumineux exerçant leur action sur la résistance électrique d’un conducteur (par exemple le sélénium) et dont la durée soit d’environ deux millionièmes de seconde. Laissant de côté la démonstration de ce fait, il suffit de vérifier si l’action de la lumière sur le sélénium a la rapidité suffisante.
- Cellule de sélénium. — Les propriétés photoélectriques du sélénium ne peuvent se mettre en évidence que dans des conditions spéciales, et l’explication du phénomène est un peu discutée. L’auteur pense que l’action de la lumière sur ce corps doit être attribuée à des séléniures. Le sélénium, pour être très sensible, doit être cristallisé et de résistance électrique faible. Ces. deux conditions se réalisent, en maintenant le corps pendant quelque temps à une température voisine de son point de fusion. *
- Les dispositions des électrodes métalliques entre lesquelles on interpose le sélénium sont nombreuses. L’auteur a cherché à réduire le plus possible les dimensions d’une cellule tout en ne lui laissant qu’une résistance très grande. Ces cellules sont en cuivre et ont une surface d’environ un centimètre carré.
- Chaque cellule se compose d’environ ioo plaques de cuivre d’un quinzième de millimètre d’épaisseur, placées l’une sur l’autre et séparées par des feuilles de mica d’une épaisseur deux fois moindre. Chaque plaque (fig. i) porte un appendice A placé à droite pour les lames paires, et à gauche pour les impaires. Le rectangle MNPQ représente le mica. Chaque paquet de lames ainsi formé est serré avec une mâchoire èt deux serre-fils fixés aux deux séries de plaques permettent d’envoyer le courant. Le tout ainsi préparé est soudé à la température de fusion du sélénium avec un crayon de sélénium traçant sur la face M N une couche très mince. Le métal se cristallise, et avant que toute la masse soit réfroidie, le tout est placé dans un bain de paraffine maintenu à 195". On laisse ensuite refroidir très lentement.
- 11 est utile de revêtir les cellules ainsi construites d’une couche de vernis blanc transparent et isolant, de façon à protéger la surface du sélénium. Une cellule construite en février 1893 fonctionne encore bien maintenant. Elle présente, lorsqu’on l’expose aux radiations lumineuses, une résistance de 258 100 ohms; cette
- résistance s’abaisse à 86yco lorsqu'on supprime la lumière; c'est donc une réduction d’environ deux tiers.
- L’auteur a également employé* un autre procédé pour la construction des cellules desélénium. Les lamelles de cuivre, au lieu de porter un appendice, sont simplement rectangulaires et chevauchent les unes sur les autres, comme le montre la figure 2. Les faces MN et P Q sont polies de façon à éviter les contacts métalliques d’une lame à l’autre. Un système ainsi préparé et regardé à travers les faces M N et P Q laisse passer une quantité très notable de lumière.
- Les cellules ainsi préparées sont donc plus sensibles que* les premières. En effet, si dans les premières on fait une section par un plan normal à la face sensible et aux lames, la lumière vient frapper le côté droit de la figure 3 où les hachures représentent les parties métalliques, et les autres le mica. La couche de sélénium est
- A JH T//
- Fig. 1, 2 et 3.
- assez épaisse et ne laisse passer aucune lumière (*).
- L’action de la lumière ne pénètre pas probablement à une grande profondeur, mais si on remarque que le courant électrique qui traverse le sélénium est beaucoup plus intense près des côtés,courts du rectangle’représentant le mica, on en conclut qu’on aura une plus grande sensibilité dans la cellule lorsque la lumière, au lieu d’entrer dans le côté droit, entre dans le gauche. C’est ce qui se passe dans les cellules construites par le second procédé, par suite de la transparence du mica.
- L’auteur a construit une cellule d’après ce principe, mais il a reconnu que son mode de fonctionnement était sensiblement le même, que la lumière entrât par la droite ou par la gauche. Ceci n’infirme en rien le raisonnement précédent, car le mica absorbe une quantité très notable de lumière. Il est probable que si l’on
- (') Le sélénium sur une faible épaisseur est, par transparence, d’un beau rouge, mais la couche suffisamment mince pour observer cet effet est assez difficile A obtenir:
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- 42
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- pouvait diminuer la largeur des plaques on obtiendrait une notable augmentation de sensibilité.
- Loi de variation de la résistance du sélénium après l'action de la lumière. — L’appareil employé par l’auteur pour étudier cette loi se compose d’un miroir S (fig. 4) porté par A et pouvant tourner à l’aide d’une poulie P. Le plan du miroir est parallèle à l’axe. Celui-ci n’est pas fixé au tambour formé de deux disques et d’une plaque cylindrique ne recouvrant que la moitié de sa surface. L’axe A porte un cercle C gradué en degrés et tournant avec lui. .
- Le tambour est constamment repoussé vers la partie droite de l’arbre par un ressort en spirale M. Un bras B empêche, lorsqu’on est dans la position de la figure, que le tambour B obéisse à l’action du ressort M, et dans cette position
- Fig. 4
- l’appendice a' du tambour n’est jamais heurté par l’appendice a fixé au cercle gradué. Mais si on libère le tambour T en déplaçant le bras B, ce tambour est sollicité par le ressort M, et a' vient heurter contre a, et le tambour tourne.
- Celui-ci porte un autre appendice D qui, en rencontrant la pièce E, l’abaisse en tournant autour de son axe F F' et contraint le tambour à se déplacer vers la gauche. Dans ce but, F est disposé, non perpendiculairement à l’axe de rotation de S, mais est un peu incliné et porte un exhaussement D comme on le voit sur la figure 5.
- Lorsque D est arrivé à s’encastrer dans le trou de^E, le tambour s’est déplacé de la quantité nécessaire pour que a ne touche plus a'.
- Enfin, un ressort N, fixé au pied de l’instrument, communique avec un serre-fils R (fig. 6), et lorsque le tambour tourne, établit un contact avec la piece métallique m soudée sur la plaque
- cylindrique formant le tambour et placée au milieu d’une couche d’ébonite représentée par des hachures sur la figure.
- Ce contact de N et m établit une communication métallique entre les bornes R et R' en traversant l’axe de l’instrument.
- Remarquons encore que le tambour T doit être le plus léger possible, de façon à ce que son inertie n’apporte un retard sensible au mouvement du miroir lorsque celui-ci doit commencer à se mouvoir.
- Donnons maintenant la marche d’une expérience.
- Un faisceau de lumière solaire est débarrassé
- Fig. 5
- de ses rayons calorifiques en passant à travers une cuve à faces parallèles contenant une dissolution d’alun et vient se réfléchir sur le miroir.
- Normalement à la position indiquée sur la figure, et à une distance qu’on peut faire varier, on place une cellule de sélénium. Si le tambour T tourne et est maintenu dans la position de la figure, à chaque tour du miroir le faisceau lumineux vient frapper la cellule. Mais si l’on veut
- faire une mesure, le tambour est arrêté par l’appendice D à l’endroit où se trouve la lettre H et le bras B empêche les taquets a et a' de se toucher. Un galvanomètre genre Thomson et à grande résistance est en circuit avec l’appareil, le sélénium et un élément de pile. Si alors, lorsque le miroir tourne avec une vitesse connue, on déplace le bras B dans le sens de la flèche, le tambour T vient le déplacer vers la droite et a et a' se touchant ; il se met en mouvement et sa rotation est limitée à un tour par l’effet de la pièce E. Pendant ce tour, le rayon lumineux frappe une seule fois le sélénium, et le ressort N ferme une seule fois le circuit électrique, ferme-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ t 4 3
- ture qui produit une certaine déviation du galvanomètre.
- Ce mode de fonctionnement de l’appareil n’admet que des déviations impulsives dépendant du temps pendant lequel le circuit est
- Ohms
- 250000
- 240000
- «30000
- 220000
- 210000
- 200000
- 7 Secondes
- 80 100 120 140 160 Degrés
- fermé. De plus, ces déviations étaient assez petites (5 centimètres) et exigeant l’emploi d’une lunette placée à 2,56 m. du galvanomètre, on peut admettre que les déviations obtenues sont proportionnelles aux intensités du courant. Les
- résistances de la pile et du galvanomètre sont négligeables.
- Entre le moment où le sélénium est frappé par les rayons ^umineux et celui où on ferme le circuit, il s’écoule un certain temps qu’on peut évaluer en lisant le nombre de degrés du cercle qui passent entre ces deux époques.
- Le miroir est mis en mouvement à l’aide d’un mécanisme d’horlogerie. Comme ce mouvement peut ne pas être tout à fait uniforme, on le remonte à chaque expérience et on fait les expériences toujours après la même durée de rotation. Le miroir fait un tour en i5",8.
- . Dans les mesures qui suivent, nous comparerons les déviations obtenues lorsqu’on met en circuit le sélénium éclairé ou obscur ou lorsqu’on remplace celui-ci par une résistance métallique quelconque R.
- En observant les déviations obtenues avec le sélénium obscur et avec la résistance R, on peut voir que ces résistances restent sensiblement constantes ainsi que la pile.
- Le tableau suivant donne la moyenne des mesures faites par l’auteur :
- D-grés du tambour J 1 ”3o' 1 i’3o' 23°0' 38"3o' S2uo' 65"o' 7 4°0' 87°3o' 1 o.3”3o' 1 24“3o' 1 43"o' i56"o' lO'/o'
- Durée entre Ja lumière et le .contact en secondes J o'o66 o"5o i"or 1 "69 2"29 2"86 3"26 3"85 4''64 5''46 6"29 6"86 7"44
- Résistance R.. 22.70 22.79 22.65 22.77 22.68 22.60 22 88 22.74 22.65 22.81 22.70 22.78 22.05
- Sélén obscur. |H.5] 18.60 18.46 18-5o I8.48 18.67 18.45 18.52 18.45 18.59 18.47 18.42 18.38
- Sélén. illuminé 23.72 22.20 21,5l 20.81 20.42 20.0.3 19-9.4 19-62 19-36 19. 65 18.93 18.88 18.81
- Résistance du sélénium (en mill. d’ohms)l 201 42 214 63 222.23 229.61 233.98 238.58 2.39.61 243.52 246.79 249 49 252.40 252.06 254.14
- On en déduit : |
- Valeur moyenne de R............. 210 200 ohms I
- — du sélénium éclairé. 258 100 *—
- Les chiffres de la dernière ligne du tableau ont été déduits des valeurs de R.
- En portant ces nombres en ordonnées et en prenant pour abscisses les degrés du tambour, on obtient la courbe de la figure 7. Cette courbe est relative aux conditions spéciales des divers éléments qui entrent dans le phénomène, c’est-à-dire de l’intensité des rayons lumineux réflé-
- chis sur le miroir, de la distance du sélénium au miroir (1,9 m.) et à la vitesse de celui-ci.
- Mais il est logique d’admettre que si la cellule de sélénium a à un instant donné une certaine résistance différente de sa résistance ordinaire, à partir de ce moment la résistance ira en augmentant successivement et ceci toujours de la même manière indépendamment de celle de l’état primitif et qu’il soit frappé d’une lumière plus ou moins intense et pendant un temps plus ou moins loin. C’est pourquoi l’auteur s’est limité à faire les seules observations précédentes
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- sans changer la distance du sélénium et l’intensité des rayons.
- Si l'on avait adopté un faisceau plus intense, on aurait eu évidemment une partie de plus à la courbe de la figure 7.
- D’après la forme de celle-ci, on reconnaît facilement que l’action de la lumière sur le sélénium est très lente etqu’elle n'est plus utilisable dans le problème de la vision à distance par l’électricité, tel qu’il a été présenté par Weiller, Sutton, Brillouin et autres.
- F. G.
- Sur la propagation de l’électricité par M. Poincaré (*),
- On sait que la vitesse avec laquelle paraît se propager une onde électrique dans un fil cylindrique dépend de la durée et de la nature du contact qui lance le courant dans le fil. Lorsqu’on néglige les phénomènes d’induction, la valeur du potentiel V en un point du conducteur distant de x dès l’origine et à l’époque l est donnée par l’équation différentielle
- moment où les expériences sur ia vitesse dé l’électricité dans les fils sont à l’ordre du jour. 1 En faisant un choix convenable d’unités et, en particulier, en prenant pour unité de vitesse la lumière, l’équation précédente peut s’écrire
- ci-V dV _ dd\’ dï- + 3 dï “ d ,v‘ ’
- et en posant
- V = Ue “ L
- elle devient
- dF = dx*+l:- ' ^
- Pour que la fonction V satisfaisant à cette équation soit déterminée il faut connaître les conditions initiales. Supposons donc que l’on ait
- U=/(-v) ^=./.(.v)
- pour l — o. Ces fonctions f(x)eift (x) peuvent se mettre sous la forme d’intégrales de Fourier:
- d'j y
- j——x
- d.V-
- dy
- dl
- + (52V=o.
- • En posant
- V=Ue
- *
- cette équation se réduit à la suivante
- cTV__2 du _ d.v1 * dt ~
- %
- dont la discussion à l’aide des intégrales de Fourier est devenue classique
- .Mais si l’on tient compte des phénomènes d’induction, la distribution des potentiels se trouve réglée par Yéquation des télégraphistes
- ... /'
- CO
- 6 (q)eT^A d q,
- /» q- =o
- ,,W- J -
- 0,(c7)e 1Q'X dq,
- et alors l’intégrale de l’équation (1) peut s’écrire U — f C H0 cos / \tqî —I q- 0, sin /— H d q (a)
- J—œ L Vg2—1 J
- ou bien
- }~ CO
- U *
- ' __ rr
- A ——
- dr-
- + aB-
- dy
- dt
- d8 V d .v- ’
- dont la discussion fort difficile <|st généralement laissée de côté dans les traités d’électricité. C’est la recherche de l’intégrale générale de cette ^équation qui fait l’objet de la note de M. Poincaré. La méthode qu’il emploie, basée sur les propriétés des intégrales de Fourier, est assez simple et mérite d’être exposée ici au
- \ °°
- |U* i(qx — t
- CC
- \lq*— 1 dq,
- (3)
- en remplaçant les lignes trigonométriques par leurs valeurs exprimées à l’aide des exponentielles imaginaires et en posant
- « = -• + —4=. p _ 0 :
- En général la distribution des potentiels à l’origine des temps se trouve limitée à une por-
- (*} Comptes rendus, t. CXVIl', p. 1027, 26décembre 1893.
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- 45
- tion du conducteur; admettons donc que f(x) etL (x) sont nuis pour x > a et x < b et soient égaux à des polynômes entiers en x pour x compris entre a et b.
- Il en sera ainsi si
- ’e—^+a"
- — iqb
- , —iqa P = P'e H +
- p"e
- • tqb
- a', a", jî', étant développables suivant les puis-dances de ^ quand q est assez grand. En portant ces valeurs dans l’expression (3) de V on obtient deux intégrales dont la première est
- X+00
- • oo
- I , — iqa
- [<*' e +
- iq(x + t) e
- '>]
- dq
- caré envisage successivement les deux cas suivants :
- P/est nul et/, quelconque;
- 2°/est quelconque et/, nul.
- Il est évidentque pour avoir la solution quand /et/, sont quelconques, il suffira d’ajouter les valeurs de U correspondant à ces deux cas particuliers.
- Dans le premier, U se réduit à
- K désignant l’intégrale
- dz/t {z)
- 2 7t
- K,
- (4)
- + «J
- K =
- iq{x-s) .
- dq,
- \V— i
- la seconde n’en différant que par le changement de a' et a" en et p" et le changement de / en — /.
- L’exponentielle '--tf/étant développa-
- ble, pour q suffisamment grand, suivant les
- puissances croissantes de ^ et de / on peut démontrer que l’intégrale précédente est une fonction holomorphe de x et de /, pour / — o, et pour toutes les valeurs réelles de x sauf pour x = a-{-tQtx=b-srt-
- Par conséquent U est une fonction holomorphe de x et de / sauf pour
- x = t x = b±t,
- * et puisque cette fonction et sa dérivée sont
- nulles à l’origine du temps pour les valeurs de x non comprises en a et b, U sera nul pour
- x > a + t et .V <6 — t
- On voit de plus que la fonction U possède quatre discontinuités
- x = a ± t et .v = b ± /
- qui se propagent avec la vitesse de la lumière Pour trouver la valeur de U en un point et à un instant déterminés, quelles que soient les fonctions /et /0 qui représentent U et sa dérivée
- entre x — a et x = b à l’instant t=oi M. Poin-
- laquelle est nulle pour les valeurs de z non compris entre x — t et x -j- t et qui est égale à
- i (x — Z) COS <p
- £sin œ e r
- d ç = A (x —s,t).
- quand z eSt compris entre ces limites
- Considérons un instant t > -—- et cherchons
- 2
- les diverses valeurs de U à cet instant le long du conducteur.
- Pour les points tels que * > a -J- /, nous avons x —1> a; par conséquent toutes les valeurs de z inférieures à a seront plus petites que x — /et à ces valeurs correspondront des valeurs nulles de K. Pour les valeurs de t plus grandes que a, /, (2) sera nul par hypothèse. Donc pour toutes les valeurs de z, l’élément différentiel de l’intégrale qui donne U sera nul et cette intégrale elle-même sera nulle.
- Pour les points tels que a -f- / > x > b + /, x — / est > b et < a ; mais comme /, (z) est nul en dehors de a et de b et que K l’est en dehors de -v — / et de x -f- /, U se réduit à l’intégrale (4) prise entre les limites x — / et a.
- On pourrait considérer trois autres positions du point puisqu’il y a quatre discontinuités de la fonction U ; des raisonnements analogues permettraient de trouver U. Le tableau suivant donne les valeurs de cette fonction pour les valeurs de x correspondant aux cinq positions que
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- 46 LA LUMIÈRE $L,MCTHiqUE
- peut occuper un point par rapport aux quatre discontinuités.
- i° a* > a -M U = o
- 2 *a + />A>fc + i U
- A (x — z, t) dz
- (S)
- A d :
- = l -lliÉ) a (
- / 2 n
- Jx — l
- 3*‘b ~+ ï>x>~à— 't U = A d
- /X -{- t
- 5? .: : fc-/>.v u — o
- ^.Passons maintenant au cas où est nul et f quelconque entre a et b.
- On a alors
- /*+00 ___________
- . ^ U z= t 0 cos t>Jq* — i dq,
- J— CD
- a-j-/. Mais la fin de la perturbation ne se propage pas de la même façon car, à l’instant t, la fonction U n’est pas nulle pour tous les points situés en deçà de bt. En d’autres termes, la perturbation en se propageant laisse derrière elle un résidu qui à l’instant t occupe la longueur comprise entre x = b -f-1 et x~=a — t.
- Quand la perturbation est de très courte durée, la différence a — b est très petite et les limites des intégrales des expressions (5) et (6) sont très rapprochées. Par suite les intégrales sont très petites et les valeurs de U se réduisent aux termes débarrassés du signe J'. On a alors
- pour a + i > a: > b t
- pour a — t>x>b — t U = o dans tous les autres cas.
- V='-J (*-') u= ;/(*+<)
- de, sorte que, pour passer du cas précédent à celui-ci, il suffit de changer Oj en 6 (et par suite et f) ôt -de différencier par rapport à /. On trouve ainsi dans les cinq hypothèses que l’on peut faire sur la position du point considéré
- A>a + t U = o, ü
- a» a + t > x > b + t
- 3» b -f-1 > x >a— t U
- 4 '® 'a — / > x > b — t
- = f J-
- d A dt
- Js%x 4- /
- b
- dA
- dt
- d z,
- (6)
- J_ dA 2 7t dt
- A(-‘- ')'•
- b — ï>t U=o.
- Les expressions de U correspondant à la deuxième et quatrième hypothèses 'peuvent d’ailleurs se simplifier, car il est facile de voir que l’on a
- A (t. t)— A (— t, t) — 7T.
- Il résulte de là que quand une perturbation électrique est produite à l’origine d’un fil conducteur, la tête ou commencement de la pertur- | bation se propage dans une direction avec une J vitesse égale à celle de la lumière, puisque, à J l’instant t la fonction U est nulle au-delà de /
- La perturbation se propage donc, dans les deux sens, avec une vitesse i sans laisser derrière elle de résidu appréciable.
- Le résidu que laisse une perturbation de longue durée peut troubler les observations et M. Poincaré en conclut qu’il ne sera pas inutile de sè rappeler ces résultats quand on voudra discuter les expériences relatives à la vitesse de propagation de l’électricité.
- Ajoutons que la méthode que nous venons d’exposer n’est pas la seule qui permette .de discuter l’équation (i). Si l’on pose
- 2 u — x-\-t, 2 r = x — t,
- cette équation devient
- ÜLÏl+u-
- d2 U ^
- (7)
- et les conditions initiales s’exprimeront en donnant les valeurs de U et de ses dérivées partielles du premier ordre le long d’un segment fini de la bissectrice de l’angle des axes de coordonnées u et v. Or, dans ces conditions, l’équation (7) est intégrable par la méthode de Rie-mann, ainsi que l’a fait voirM. Picard Q, qui se propose de publier bientôt les calculs élégants auxquels conduit l’application de cette méthode.
- J. B.
- (') Comptes rendus, t CXVIII, p. 16.
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-
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- JOURNAL ' UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- FAITS DIVERS
- I ,____
- A propos de la machine Willans, dont nous avons parlé récemment (p. 448 du tome précèdent), ajoutons les
- statistiques suivantes:
- ' Les ordres principaux pour stations centrales coin-prennent :
- La Compagnie de Liverpool........... 1920 chevaux.
- La Compagnie de Westminster........ 1160 —
- La ville dé Brightoh..........«.... 720 —
- La Compagnie de Birmingham....... 200 —
- La Compagnie de Saint-James et Pall
- Mail.............................. 55o —
- La ville de Bradford................. 400 —
- La municipalité de Saint-Pancras... 400 —
- La ville de Bfistol................ 720 —
- La ville de Glasgow.................. 720 —
- La C“ de Chelsea.................... 200 —
- La ville de Rottingham............... 65o —
- La ville d’Aberdeen...........-.... 320 —
- La ville de Lancaster................ 400 —
- La ville de Hampstead.............. «60 —
- La ville de Warington.............. 270 —
- ; La ville de Dewsbury................ 400
- - *La ville de Nelson................. 135 —
- Les Postes et Télégraphes............ 400 —
- Le restaurant Holborn.....*.......... 400 —
- Rotterdam............................ 400 —
- Biarritz.....!..................... 220 —
- Caen................................. 200 —
- Naples............................... 400 —
- Manufacture d’armes de Herstal..... 3oo —
- Indépendamment des commandes précitées. il a été monté, en cette même année 1893, les installations principales suivantes, reliquats d’ordres passés en 1892 :
- Bristol.......................... 1440 chevaux.
- Glasgow....................... 1480 —
- Cité de Londres.................... 1440 —
- Londres, Carnaby Street.......... 1060 —
- Dundee............................ 660 —
- Norwich......................... 3oo —
- Tramways de Hobarb................. 600 —
- Whitehaven.........»............ 240 —
- 1 lie Eleclrician décrit un nouveau balai pour dynamo fabriqué par la Belknap Motor Company. U est formé d'un tissu de fil de cuivre dont les feuillets emprisonnent du graphite. A mesure que le balai s’use, du graphite en poudre s’en échappe et fournit le lubrifiant nécessaire pour maintenir le collecteur en bon état-
- Dans le rapport du Smithsonian Institule pour l’année finissant en juin 1893, il est dit que le professeur Langlev continue ses intéressantes recherches avec le bolomètre. Cet instrument,, sous sa forme la plus régente, est corn-.
- posé d’une mince bandelette de métal o,o5 mm. de largeur et moins de o,oo5 mm. d’épaisseur. Ce filament est traversé par un courant continu. Ses variations de résistance scus l’influence des différentes parties du spectre sont enregistrées automatiquement. Les nouveaux instruments sont si délicats qu’ils permettent de déceler une variation de température d’un millionième de degré.
- 11 est question, paraît il, d’organiser pour 189S une exposition nationale ou internationale d’électricité à Paris ; cette exposition devrait, d’après l’intention des promoteurs, servir d’atrforce à l’exposition internationale de 1900.
- Parmi les promotions et nominations dans l’ordre de la Légion d’honneur faites à l’occasion de l’Exposition de Chicago, nous relevons les noms suivants :
- Officiers : MM. Carpentier, constructeur électricien; Lippmann, membre de l’Académie des sciences; Violle, profeseeur au Conservatoire des arts et métiers.
- Chevaliers : MM. Bigot de la Touanne, ingénieur des télégraphes; Milde, fabricant d’appareils électriques; Richard, constructeur d’instruments de précision; Werlein,, fabricant d’instruments d’optique.
- Une bonne unité pratique pour évaluer l’intensité d’une source lumineuse faisant défaut jusqu’à présent, il n’est pas étonnant que le rapport entre la carcel et les différentes espèces de bougies plus ou moins normales, diffère d’après les auteurs.
- Ainsi la carcel vaut :
- D’après Schilling 9,6 bougies anglaises ou 9,826 bougies de l’union technique allemande;
- D’après Le Blanc g,3o bougies, anglaises;
- D'après Monnier8,3o bougies anglaises ou 7,5o bougies normales allemandes;
- D’après Violle 8,91 bougies anglaises, 7,89 bougies allemandes, 9,62 bougies décimales, 9,08 étalons Heffner ou 0,48 unité Violle (quantité de lumière émise normalement par un centimètre,carré de surface de platine fondu à la température de solidification).
- Quant au pétrole on obtient le carcel-heure en brûlant de 40 à 5o millilitres de pétrole; on sait que pour obtenir le carcel-heure à l’aide d'un bec papillon, il faut brûler environ 120 litres de gaz ; cette consommation descend à 90 litres avec des brûleurs perfectionnés; elle n’est que de 25 litres pour les becs Auer, mais cette consommation augmente beaucoup avec l'usure de la capsule incandescente.
- Nous donnons ci-après d’après un organe métallurgique allemand plusieurs compositions de bains de nickel don-
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- nant tous de bons résultats, mais nécessitant des manipulations différentes :
- 1. — Dans ioo litres d’eau dissoudre 8 kilog de sulfate double de nickel et d’ammonium; rendre la solution légèrement alcaline en ajoutant un peu d’ammoniaque; faire bouillir, filtrer après refroidissement et ajouter de l’acide citrique jusqu’à réaction très peu acide.
- 2. — Un autre bain pour reproductions galvanoplastiques se compose de 5 kilog de sulfate de nickel neutralisé par l’ammoniaque, 3,75 kg de tartrate d’ammoniaque, 25 grammes d’acide gallique et suffisamment d’eau pour obtenir îoo litres de liquide.
- Le dépôt obtenu est très uniforme et ne présente, même à forte épaisseur, pas de rugosités. On obtient le tartrate d’ammoniaque en ajoutant à l’acide tartrique une quantité d’ammoniaque suffisante pour neutraliser complètement.
- 3. — Un bain très peu altérable s’obtient avec l’acétate de nickel; d’après les indications de Potts (Philadelphie), il est composé de 2,75 parties d’acétate de nickel, 2,5 parties d’acétate de chaux et 100 litres d’eau, auxquels on ajoute 700 grammes d’acide acétique de 1,047 de densité.
- On peut préparer ce bain en précipitant avec du carbonate de soude une solution de sulfate double de nickel et d’ammoniaque, en lavant le précipité et le dissolvant à chaud dans l’acide acétique.
- 4. —. 5 kilog. de sulfate de nickel et d’ammoniaque, 2 kilog. de sulfate d’ammoniaque, 5oo grammes d’acide citrique. Faire bouillir et filtrer.
- 5. _3 kilog. de sulfate double, 1 kilog. de sel ammoniac et 5oo grammes d’oxalate de baryte dans 100 litres d’eau. Peut également s’employer sans oxalate.
- 6. — 6 kilog de sulfate double, 3,5 kilog. de sel ammoniac et 2,5 kilog. de sulfate d’ammoniaque dans 100 litres d’eau.
- 7. — Bain pour fonte, et pour tous autres métaux. 5 kilog. de sulfate double, 1 kilog. de sulfate d’ammoniaque et 100 litres d’eau.
- 8. — 5 kilog. de sulfate double et 2,5 kilog. d’acide borique dans 100 litres d’eau.
- Porwell a trouvé, après de nombreux essais, que l’adjonction d’acide benzoïque ou de benzoate rend le dépôt de nickel plus blanc et plus régulier. La quantité à ajouter dépend naturellement delà composition du bain; elle peut varier de 1 à 8 grammes par litre. Le môme auteur recommande les formules suivantes :
- 1. — 124 grammes de sulfate de nickel, 93 grammes de citrate de nickel et3i grammes d’acide benzoïque.
- IL — 62 grammes de chlorure de nickel, 62 grammes de citrate de nickel, 62 grammes d’acétate, 62 grammes de phosphate du même métal, et 3i 'grammes d’acide benzoïque.
- III. — 93 grammes de sulfate, 94 grammes de benzoate de nickel et 8 grammes d’acide benzoïque.
- Un bain facile à manipuler et dont se servent bon
- nombre de galvanoplastes est formé de sulfate double de nickel et d’ammoniaque, d’acide borique et de sel ammoniac. Les bains à l’acide borique donnent une couche dure et couvrent bien les surfaces unies, mais n’atteignent pas les cavités. On évite ce dernier inconvénient en ajoutant du chlorure de sodium.
- On dissout alors 5 kilos de sulfate double dans 100 litres d’eau, et on ajoute 2,5 kilos d’acide borique 1,25 kilo de chlorure de sodium. On fait bouillir, on acidulé à l’acide citrique, on neutralise à l’ammoniaque, et on filtre.
- Ajoutons qu’en employant le chlorure de nickel et l’acide borique dans le rapport 5 : 2 ou 2 ; 1, on obtient un excellent bain, mais ne convient pas pour le fer et l’acier, car tous les bains contenant du chlore font rouiller ces métaux. Il est préférable de se servir pour le nicke-lage du fer des acides faibles comme les acides citrique, benzoïque, tartrique, etc.
- Une compagnie de Québec (Canada) vient d’acquérir, au prix de 1 3ooooo francs le droit d’utiliser les chutes d’eau de Montmorency, dont la hauteur utilisable est de près de 5o mètres. Cette compagnie y a établi une station centrale comprenant quatre turbines de 620 chevaux et quatre de 3to chevaux. Les dynamos seront de 3io kilowatts ; elles sont compoundées pour donner 2 5oo volts à pleine charge. Leur induit est fixe, leurs inducteurs mobiles; les induits ne contiennent pas de fer.
- L’énergie électrique sera transmise à la ville de Québec à une distance de 10 kilomètres; elle servira à l’éclairage et à la production de force motrice.
- Encore de nouveaux procédés électrolytiques de désinfection des alcools : celui de R. Garcia, dans lequel les flegmes sont électrolysés en présence de toluène avec des électrodes en charbon en forme de grilles; celui de M. Tommasi, qui consiste dans l’emploi du zinc électrolytique obtenu par les zincates alcalins. Le mélange d’alcool et de zinc est distillé dans un appareil à colonnes à cloisons filtrantes; le filtre est un mélange de charbon et de caoutchouc.
- D’après M. Voysey l’emploi de tissus formés d’étoffes duveteuses et de fils métalliques peut déterminer des incendies; les fils métalliques subissant l’action inductive des décharges métalliques de la foudre, le duvet peut s’enflammer, et l’auteur demande la prohibition de ces tissus.
- Une innovation intéressante à signaler 1 Afin de permettre à tout le monde de visiter ses installations, la Compagnie des tramways bruxellois a décidé que le public serait admis à son usine d’électricité de la
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- rue Brogniez, à Bruxelles, moyennant un minime droit d’entrée au profit de la Société de secours mutuels de son personnel.
- Cette excellente mesure sera favorablement accueillie par tous ceux qui s’intéressent aux progrès des applications industrielles et à l’amélioration du sort des travailleurs modestes et intéressants des tramways.
- On sait qu’en Amérique on ne se contente pas de distribuer l’eau, le gaz, l’énergie électrique, la chaleur, mais on distribue également le froid si l’on peut ainsi parler, car il s’agit là d’une distribution à rebours ou d’un enlèvement à domicile de la chaleur par une station centrale.
- Comme pour l’électricité il est nécessaire de pouvoir régler la quantité à fournir et le potentiel ou la température. Dans ce but on a adopté des robinets automatiques actionnés électriquement. Un thermostat est installé chez l’abonné; tout écart de température fait agir cet appareil sur le moteur électrique commandant l’ouverture du robinet. Le moteur est relié par des conducteurs qui suivent la même canalisation que les tuyaux réfrigérants à une batterie d’accumulateurs disposée à la station centrale.
- Ces mêmes circuits peuvent servir à avertir la station centrale de tous les dérangements éventuels.
- Dans la Zeitschrift fur Instrumentenhunde, M. Ebeling montre par des exemples qu’il n'est pas toujours permis d’employer des pièces nickelées dans les instruments de mesure électriques et magnétiques. L’Institut impérial de physique avait dernièrement à essayer une boussole à boîte nickelée. L’aiguille de cette boussole ne conservait pas l’orientation N-S lorsqu’on tournait la boîte extérieure ; l’erreur était même assez considérable et ne provenait que de la couche de nickel dont était recouverte la boîte.
- De très faibles couches de nickel agissent déjà comme on a pu s’en assurer en approchant d’un magnétomètre une tige de laiton très légèrement nickelée. Il faut absolument éviter le nickelage de toutes les pièces des appareils de précision tels que boussoles, galvanomètres très sensibles, etc.
- Le 27 mai prochain s’ouvrira à Budapest une exposition de machines-outils électriques. Cette exposition est organisée par le musée commercial hongrois. Y participeront les maisons auxquelles une feuille d’admission aura été envoyée.
- Quoique l’entreprise du chemin de fer électrique de Chicago à Saint-Louis semble avoir rencontré de très grandes difficultés, les Américains ne sont pas découragés. Il est question maintenant de relier par un chemin de fer électrique New-York à Philadelphie. On fixe même à l’hiver prochain l’époque de sa mise en service.
- L’Association suisse des électriciens met au concours là question suivante :
- « Etude critique des divers règlements adoptés jusqu’à maintenant par les compagnies d’assurance contre l’incendie, les sociétés techniques et les entreprises d’éclairage électrique pour les oscillations intérieures Etablissement d’un projet de spcifications normales pour les installations isolées où attachées à un réseau public ».
- Les électriciens suisses ou domiciliés en Suisse peuvent seuls prendre part au concours;, il sera décerné un ou ou plusieurs prix d’une valeur totale d’au moins 200francs, aux meilleurs mémoires présentés : un jury de 3 membres nommée par l’assemblé générale de l’Association jugera ces travaux qui peuvent être publiés ensuite sur la proposition du jury.
- Les mémoires devront être remis avant le rr septembre 1894 au secrétaire général de l’Association, M. Palaz, professeur à Lausanne.
- L’Administration allemande vient d’organiser dans le phare de Rixhoeft et dans le nouveau phare de Borkum un service télégraphique sémaphorique pour permettre la correspondance avec les navires en mer au moyen des signaux du code commercial.
- Éclairage électrique.
- Dans la Revue maritime et coloniale 9 M. le lieutenant de vaisseau Boyer préconise l’emploi d’un projecteur électrique à l’avant des navires rapides pour éviter les abordages. Il fait remarquer que l’intensité lumineuse des fanaux éleétriques a permis de remédier jusqu’à un certain point à l’augmentation des risques d’abordage que causait l’augmentation toujours croissante de la vitesse des navires modernes, mais qu’aucun progrès n’a été réalisé jusqu’à ce jour dans l’indication de la route, et surtout dans l’indication des changements de route de deux navires qui se rencontrent.
- C’est cependant là le point capital, car, si peu vite que marche un navire, il pourra toujours se garer de la route d’un paquebot rapide quand il connaîtra bien la route suivie par ce dernier, et de même, lorsqu’il y a
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- risque de collision, la connaissance réciproque et instantanée du cap du navire rencontré empêcherait bien des hésitations, dissiperait toute incertitude et permettrait dans beaucoup de cas d’éviter les abordages.
- Sans rien modifier aux feux de route prescrit par le règlement international, M. Boyer pense qu’on pourrait résoudre le problème en disposant à l’avant de tout navire rapide, et par conséquent éclairé à l’électricité, qu’il soit bâtiment de guerre ou bâtiment de commerce, un projecteur suffisamment puissant, placé â hauteur de la hune, et produisant, suivant le plan vertical même du navire, un faisceau lumineux divergent dans le sens vertical.
- Ce faisceau prolongerait au loin la route suivie et, l’in diquant d’une rhanière parfaitement exacte, permettrait de l’éviter. Tant qu’on ne serait pas dans le plan lumineux, on n'aurait rien à craindre, et l’on poursuivrait sa route en toute sécurilé; au contraire, dès qu’on se verrait éclairé par la nappe de lumière on aviserait à s’en écarter.
- Avec les vitesses considérables qui commencent à entrer dans te service courant, il faut bien se dire que les feux de route des navires deviennent insuffisants, et i on se demande s'il sera possible, quand on filera 20 nœuds, d’éviter par un mouvement de barre un bâtiment que l’on apercevra subitement sous son étrave. Aussi les navires moins rapides et dont les commandants seront pénétrés de celte idée, seront-ils les premiers à fuir la route des bâtiments â grande vitesse.
- Actuellement,,l’incertitude où l’on est sur le cap exact des navires que l’on rencontre fait ou bien que l’on perd du temps parce que l’on se dérange de très loin, alors qu’il n’y avait pas lieu de le faire, ou bien que l’on attend d’être très près, et que l’on augmente les risques de collision.
- Le faisceau lumineux qui éclairerait l’avant du navire à partir d’une centaine de mètres ne gênerait nullement les officiers de quart, mais en illuminant à grande distance les barques de pêche ou au besoin les balises qui se trouveraient sur la route, il permettrait de les éviter.
- Il serait intéressant de faire des expériences dans ce sens. Un pareil système ne coûterait pour ainsi dire rien, car tous les navires rapides ont des installations électriques, et il ne demanderait qu’un dispositif très simple et une dépense supplémentaire très faible de force motrice.
- La Société normande d’électricité ayant obtenu de bons résultats, a décidé de doubler son installation en établissant un groupe de chaudières, une machine â vapeur et une dynamo d’une puissance de 1000 chevaux. La commande a été donnée à la maison Farcot, qui a garanti une dépense de 9,700 kilog. de vapeur par kilowatt-heure aux bornes du tableau.
- Le groupe se compose de générateurs Collet, d’une machine à vapeur compound genre Corliss, â condensation et d’une dynamo volant système Hutin et Leblanc. Cette dynamo est, comme on sait, constituée par un alternateur dont le courant est redressé par un collecteur se trouvant non sur la machine, mais sur le tableau, avec balais tournant synchroniquement.
- Les barres de l’iifduit fixe, au lieu d’èlre pleines, comme dans les grandes dynamos d’égale puissance, seront composés de tubes de cuivre dans l’intérieur desquels circulera constamment un courant d’air. Cette disposition ingénieuse a pour but de maintenir constamment l’induit â une température voisine du milieu ambiant.
- Télégraphie et Téléphonie.
- Une dépêche reçue par le ministre des colonies l’informe que la ligne télégraphique entre Siguiri et Kankarl, au Soudan, est terminée.
- Il ne s’agit là que d’un petit tronçon d’une centaine de kilomètres qui devra être prolongé plus au sud, jusqu’à Kérouané, et, plus tard jusqu’à Kissidougou, notre poste le plus avancé du Soudan méridional. Il faudra aussi songer à relier le Soudan à la Guinée française par la route reconnue l’an dernier par le capitaine Briquelot, afin de doubler la ligne télégraphique allant de Saint-Louis du Sénégal au Niger par Rayes et Kita.
- Enfin, il ne faut pas perdre de vue la situation qui nous est faite par les derniers événements de Tombouctou. Le télégraphe s’arrête aujourd’hui à Ségou, Un prolongement par ligne aérienne ou par câble, desservant Djennê, Mopti et Tombouctou s’impose afin que le gouverneur du Soudan puisse suivre au jour le jour les événements qui peuvent se produire dans le Macin et dans les environs de Tombouctou.
- Les chambres de commerce associées, qui viennent de tenir leur meeting annuel dans l’hôtel Métropole, à Londres, ont adopté une résolution invitant le gouvernement anglais à entamer des négociations avec le gouvernement français pour une réduction à.10 centimes par mot de la taxe téélgraphicfue entre les deux pays.
- Le Post-Master general, M. Morley, a objecté que celte diminution entraînerait une perte de deux millions de francs par an et que la poste coloniale faisait déjà subir de grandes pertes au pays.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique. — Paris, 3i, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- JL
- Journal universel d!Electricité
- 31, Boulevard des Italiens. Paris Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XVI' ANNÉE (TOME LU)
- SAMEDI 14 AVRIL 1894
- N' 15
- SOMMAIRE. — Questions relatives à l’exploitation des stations centrales; G. Claude —Applications mécaniques de l’électricité; Gustave Richard. — Pressions à l’intérieur des aimants et des diélectriques; A. Liénard. — Transmission de force motrice par courants polyphasés aux ateliers du Jura-Simplon ; Ch. Jacquin. — Chronique et revue de la presse industrielle : Fils fusibles pour la protection des appareils télégraphiques. — Boîte universelle de shunts pour galvanomètres, par W.-E. Avrton et T. Mather. — Microphone R. Damseaux. — Le déve-loppement des* stations centrales en Allemagne. — Revue des travaux récents en électricité Sur les conditions de fonctionnement d’un transformateur sans fer avec une fréquence inférieure à une certaine valeur critique, par E. C. Rimington. — Représentation graphique du courant dans des circuits primaire et secondaire, par G.-M. Minchin. — Nécrologie : Paul Jablockhoff. — Faits divers.
- QUESTIONS
- RELATIVES A
- L’EXPLOITATION DES STATIONS CENTRALES
- Après les brillantes espérances qu’a fait concevoir dès ses débuts la science électrique, ce fut une désillusion de constater que si ces promesses ont été pour la plus grande partie largement tenues, si nos connaissances se sont développées avec une rapidité dont aucune autre science n’avait donné l’exemple jusque là, les résultats obtenus à un autre point de vue n’ont pas toujours été aussi heureux.
- Ce n’est pas tout de pénétrer la nature de phénomènes obscurs, d’édifier un ensemble de conceptions qui peut-être nous conduira bientôt à la synthèse de toutes les manifestations de l’énergie et de la matière, d’appliquer ces connaissances à la création d’instruments d’une sensibilité extrême, de machines presque parfaites, de procédés de distribution pouvant se plier à toutes les exigences des cas les plus divers. Pour qu’une science aussi éminemment industrielle puisse prendre un développement en rapport avec son importance, la première condition à laquelle elle doit satisfaire, pour si terre à terre qu’on tienne de semblables préoccupations, est de donner pécuniairement de bons résultats, et de ce côté, on doit le reconnaître, l’industrie électrique n’a pas encore ré-
- pondu à toutes les espérances que l’on avait basées sur elle.
- Il ne faudrait pas admettre, cependant, que les insucïès constatés tiennent à une question de principe; il ne conviendrait pas de conclure systématiquement de ces insuccès à une inaptitude de l’électricité à remplir les conditions qu’011 prétendait lui imposera cet égard : les nombreux succès constatés d’autre part, dans les conditions quelquefois les plus défavorables, répondraient suffisamment à une telle assertion. En réalité, le mal vient plutôt de quelques points défectueux, déjà bien des fois signalés, mais qui, du moins en France, font toujours partie d’une ligne de conduite dont on a quelque peine à se départir.
- Aussi, malgré les nombreuses discussions, malgré les articles plus nombreux encore consacrés à cette question si importante de l’exploitation des stations centrales, elle n’en reste pas moins d’actualité, et peut-être ne serons-nous pas importun en apportant à notre tour le tribut de quelques idées personnelles.
- Remarquons tout d’abord que, créée de toutes pièces dans un délai de quelques années, l’industrie électrique ne pouvait espérer échapper complètement à la période de tâtonnements commune à toutes les industries nouvelles : s’il était permis de s’étonner de quelque chose, ce ne serait certes pas tant de l’imperfection de quelques points particuliers que de la perfection
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- atteinte sous tant de rapports. Néanmoins elle a pour elle une aide précieuse dans les points qui peuvent être communs de l’expérience déjà acquise dans d’autres industries plus anciennes, et la comparaison peut amener souvent à d utiles conclusions.
- L’industrie du gaz, en particulier, présente avec la nôtre les plus nombreuses affinités : comme celle-ci, elle a pour but d emmagasiner l’énergie sous une forme qui se prête facilement au transport et qui permet une restitution facile, tant sous la forme de lumière que sous celle d’énergie mécanique.
- 1. — Considérations relatives à l'éclairage.
- Or, cette industrie, à peu près stationnaire depuis de longues années, a précisément réalisé dans ces derniers temps des progrès surprenants, sous la poussée de la concurrence que lui a fait l’électricité auprès de ses meilleurs clients. Si elle est absolument décidée, ainsi qu’en ont fait foi de récentes discussions au conseil municipal de Paris, à maintenir ses prix à un taux aussi élevé, c’est qu’elle a reconnu que ceux de ses clients qui l’abandonnaient pour l’électricité mettaient en seconde ligne le prix de revient de l’éclairage électrique, que les conditions de production de l'énergie à Paris et le mode d’utilisation défectueux rendaient presque toujours supérieur à celui du gaz, mais considéraient avant tout la qualité de la lumière obtenue.
- Aussi l’industrie gazière a-t-elle dirigé ses efforts vers la voie que lui indiquait tout naturellement cette remarque : elle a modifié complètement des systèmes de brûleurs qu’une pratique d’un demi-siècle aurait pu faire juger immuables, et est arrivée ainsi à ce double résultat d’obtenir un éclairage beaucoup plus économique que l’ancien à puissance lumineuse égale, tout en pouvant — presque — rivaliser comme beauté avec l’éclairage électrique. Les conséquences de cette transformation ne se sont pas fait attendre : le mouvement de substitution de l’éclairage électrique à l’éclairage au gaz a été en partie brusquement enrayé : on a continué à avoir recours au gaz, et on s’est contenté de substituer aux anciens brûleurs les nouveaux becs Auer ou Wenham.
- 11 y a dans la manière dont s’est opérée cette transformation un enseignement dont l’indus-
- trie électrique pourrait sans doute tirer profit. Malgré la diminution de consommation qui semblait devoir être a priori la première conséquence de l’augmentation du rendement lumineux, la Compagnie Parisienne du Gaz a bien vite reconnu que son intérêt était dans le nouveau mode d’éclairage. Elle s’est dit que mieux valait voir diminuer un peu la consommation de chaque client que de risquer d’en être abandonnée tout à fait; que d’ailleurs cette diminu-nution de consommation n’était rien moins que certaine, puisque ces clients n’étant pas arrêtés par le prix de l’éclairage électrique et ne considérant que sa qualité, regarderaient sans doute moins encore au maintien du nombre de becs primitif, malgré l’augmentation de puissance lumineuse de chacun d’eux, de manière à pouvoir joindre à la qualité une plus grande quantité de lumière.
- Aussi, avec un esprit de décision qu’on ne saurait trop remarquer, elle a poussé autant qu’il était en son pouvoir à la connaissance et à l’adoption des nouveaux appareils, par la création, par exemple, de salles d’exposition dont la salle du boulevard Saint-Germain reste le type.
- L’expérience n’a pas tardé à prouver la justesse de ce raisonnement, et, en même temps que le mouvement ascendant de l’éclairage électrique subissait ce ralentissement que je rappelais tout' à l’heure, on a pu remarquer que la tendance à l’augmentation de l’éclairement des magasins et des cafés s’est précisément accentuée, par un effet d’émulation facile à comprendre, depuis cette époque de concurrence plus active entre le gaz et l’électricité. Aussi, bien que le gaz ne soit pas sorti tout à fait indemne de la lutte, du moins a-t-il paré dans une large mesure le coup qui le menaçait.
- Puisque l’industrie du gaz est entrée aussi résolument dans cette voie, dans le seul but de conserver ses abonnés, et puisqu’elle s’en est trouvée bien, l’industrie électrique trouverait sans doute des avantages encore plus considérables dans une manière de procéder analogue, elle qui a des clients nouveaux à conquérir, et pour arriver à ce but, pas mal de préjugés à déraciner, à commencer par la défiance qu’inspire l’électricité à beaucoup de ceux qui ne sont pas familiarisés avec elle.
- Et justement, la situation, quant aux moyens i à employer, est absolument identique.
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- De même que le rendement des brûleurs à gaz augmente avec la température de combustion qu’ils permettent d’obtenir, de même le rendement des lampes électriques à incandescence est d’autant meilleur que ces lampes sont plus poussées.
- On oppose, il est vrai, à cette supériorité des lampes poussées, que d’un autre côté leur durée est diminuée considérablement; mais cette objection n’est pas très grave, tant qu’o.n s’en tient à des limites raisonnables, puisque, on le sait, avec le tarif de l’énergie électrique dans les grandes villes et en particulier à Paris, le prix d’achat d’une lampe est insignifiant devant le prix de l’énergie électrique qu’elle consomme pendant sa duréee. Prenons par exemple le cas d’une lampe de 16 bougies, non poussée, absorbant 60 watts et durant 800 heures : le prix d’achat de cette lampe est d’environ deux francs, et d’autre part, la quantité d’énergie consommée pendant cette durée de 800 heures est de 48 kilowatt-heures, ce qui correspond, au prix moyen de 1 franc le kilowatt-heure, à quarante-huit francs. On voit combien peu de chose est le prix de la lampe comparé à celui de l’énergie, et c’est cependant ce prix de la lampe qui, chez nombre de consommateurs, est l’élément capital. Remplacer les lampes le moins souvent possible, tel est l’idéal, devant lequel tout le reste doit s’effacer, même l’efficacité de l’éclairage !
- Cet état d’esprit, particulier est certainement préjudiciable à l’avenir de l’éclairage électrique, dont il masque en grande partie les avantages, et on peut se demander pourquoi les intéressés, c’est-à-dire les Sociétés d’éclairage électrique, ne font pas tous leurs efforts pour le modifier. Il semble que si les consommateurs pouvaient être convaincus de la supériorité de l'électricité sur le gaz, non seulement en tant qu’éclairage, mais aussi au point de vue du prix; s’ils étaient assurés simplement de la possibilité de ne pas dépenser beaucoup plus qu’avec le gaz, le nombre des abonnés augmenterait dans une proportion considérable et compenserait largement la diminution de consommation de chacun d’eux, si cette diminution, toutefois, venait à se pro-d uire.
- Et une semblable affirmation n’a rien d’exagéré; à la condition de se placer dans les meilleures conditions, c’est-à-dire de pousser les lampes, il est possible d’abaisser le taux de
- l'éclairage à incandescence à une valeur voisine de celle de l’éclairage au gaz.
- Cette question du poussage des lampes a été très controversée, mais il semble qu’actuelle-ment l’opinion soit fixée. Entre beaucoup d’autres, M. Ayrton, avec toute l’autorité qui lui appartient, a affirmé dans un article récent 0) la supériorité des lampes poussées, même en admettant pour ces lampes le prix élevé qu'elles ont conservé jusqu’ici en Angleterre.
- Quelques expériences, effectuées sur des lampes « Rationnelles », signalées comme très bonnes à cet égard, nous ont convaincu pour notre part de cette supériorité. Des lampes de 10 bougies, poussées à 16 bougies, soit au régime de 1 bougie par 2,5 w. en dépit d’un voltage extrêmement irrégulier qui dépassait souvent de 5 volts la différence de potentiel normal, ont présenté une durée moyenne de 200 heures avant de tomber de 20 0/0 au-dessous de la puissance lumineuse initiale; il aurait même été possible de les utiliser plus longtemps par suite de cette propriété particulière aux lampes poussées de paraître éclairer davantage;, à puissance lumineuse égale. Cette durée utile de 200 heures au régime de 1 bougie par 2,5 w. peut donc être considérée comme très pratique, et le serait surtout si les stations, par des manœuvres et un réglage particulièrement soignés, s’attachaient à réduire dans la mesure du possible les variations préjudiciables à la fixité de l’éclairage.
- Or, la dépense d’énergie pendant cette pé* riode de 200 heures étant pour-une lampe de 16 bougies, de 8 kilowatts-heure, soit 8 francs, la dépense totale revient, avec le prix de la lampe, à 10 francs. La dépense en 800 heures serait donc de 40 francs, au lieu de 5o trouvés précédemment, ce qui correspond à une économie de 20 0/0 en faveur des lampes poussées à ce régime encore modéré de 1 bougie par 2,5 w.
- Si nous comparons maintenantau prix du gaz, nous pouvons admettre que dans de bonnes conditions, le bec ancien modèle de 16 bougies consomme 17.5 litres par heure, ce qui, au prix de o,3o fr. le mètre cube correspond à o,o525 fr. par bec et par heure; pour les lampes’poussées, les chiffres précédents nous indiquent dans les mêmes conditions o,o5 fr.. et ce chiffre est un
- The Hlcclrician du «9 septembre 189S.
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- maximum d’après ce que nous avons dit. Ainsi, l’avantage est pour les lampes poussées sur les anciens brûleurs à gaz, sans compter que l’éclairage est autrement brillant dans le cas de l’électricité, tandis que ces deux avantages disparaîtraient simultanément si l’on ne poussait pas les lampes.
- A la vérité, l’avantage du prix de revient n’existe plus par rapport aux nouveaux becs de gaz intensifs du système Auer, qui ramènent, tout compris, le prix de la lampe-heure de 16 bougies à o,o32 fr. environ. Mais si cette supériorité est d’un autre côté assez considérable, on doit faire entrer en ligne de compte dans beaucoup de cas l’insécurité de l'éclairage au gaz, et aussi la teinte blafarde à laquelle on ne peut encore remédier qu’aux dépens du rendement, et qui communique en particulier aux visages un aspect.... maladif si peu agréable.
- L’éclairage électrique peut donc encore, malgré les progrès réalisés par l’industrie du gaz, se défendre assez bien, sans môme attendre les progrès que, d’une part, le caractère éminemment perfectible de la lampe à incandescence actuelle et la généralisation de l’emploi des! lampes à arc à faible intensité; d’autre part, la réalisation industrielle des expériences et des idées de Tesla nous permettent d’espérer. Mais la lutte est devenue assez difficile pour qu’il soit nécessaire aujourd'hui de faire rendre à l’éclairage électrique tout ce qu’il est susceptible de rendre.
- Malheureusement, le consommateur est très loin actuellement de l'état d’esprit qui lui permettrait d’arriver à de bons résultats, puisque souvent, nous l’avons fait remarquer, son idéal consiste à faire durer ses lampes le plus longtemps possible. Quand par hasard il a recours aux lampes poussées, c’est par l’intermédiaire d’un de ces quelques industriels qui, s’étant aperçus dès longtemps de l’avantage des lampes poussées, se chargent du remplacement des lampes primitives de l’abonné par d’autres, douées de qualités spèciales, en réalité plus poussées. Le bénéfice inhérent à la meilleure utilisation de l’énergie disparaît alors presque entièrement, absorbé qu’il est par un intermédiaire à peu près inutile.
- Heureux l’abonné quand certaines pratiques moins régulières : diminution de la puissance lumineuse initiale des lampes résultant de la
- I difficulté d’une évaluation même approximative à l'œil; diminution progressive du poussage correspondant à une diminution des frais de remplacement ; quand ces pratiques ne viennent pas annuler le bénéfice réel et même le rendre négatif; et plus heureuse encore la station, car l’abonné s’il constate à un moment donné que s’il paie moins il est aussi plus mal éclairé, ne manque pas d’en attribuer la cause à l’électricité.
- L’intermédiaire joue donc un rôle doublement nuisible, en ce qu’il diminue la consommation de chacun des abonnés sans en favoriser la multiplication; pour le supprimer, il suffirait que l’éducation du consommateur fût un peu plus complète, car il verraitde suite avec quelle facilité il pourrait s’en passer. Mais il n’est guère probable que le consommateur acquière de lui-même cette éducation; à qui donc appartient-il ' de l'entreprendre, si ce n’est aux compagnies d’éclairage qui y ont un si grand intérêt?
- Ne serait-il pas possible, par exemple, et en émettant cette proposition, nous ne faisons que nous retrancher derrière l’exemple de la Compagnie du gaz, d’obtenir de bons résultats à cet égard au moyen de salles d’exposition dans lesquelles seraient réunis les uns à côté des autres les différents modes de production de la lumière? en regard de chaque système, on pourrait indiquer le prix de l’unité de lumière dans l’unité de temps, et les différents facteurs dans lesquels ce prix se décompose, de manière à permettre une comparaison facile et à bien mettre en évidence tous les avantages de l’éclairage électrique rationnel.
- De la sorte, le consommateur de gaz au lieu d’être guidé, comme aujourd’hui, quand il s’adresse à l’électricité, presque uniquement par des considérations d’amour-propre, se déciderait en connaissance de cause, et devant un prix notablement inférieur en général à celui qu’il aurait supposé, donnerait plus souvent la préférence à l’éclairage électrique.
- 11. — Considérations relatives à l'utilisation de jour du matériel des stations.
- Mais cette question du développement de l’éclairage électrique n’est qu’un des éléments de ce problème complexe de l’exploitation des
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- stations centrales, qu’elle complique même à un certain point de vue. On a déjà fait remarquer bien souvent combien le fait d’utiliser les stations centrales à peu près uniquement pour l’éclairage était contraire à l’obtention de bons résultats financiers; cette situation revient en effet à la presque complète inutilisation d’un matériel coûteux pendant les 4/5 en moyenne de la journée, et à l’aggravation dans la même proportion des charges imposées par l’amortissement. Ainsi dans quelques cas, sur les différents éléments dans lesquels se décompose le prix de revient, 5o 0/0 sont imputables à l’amortissement. De là cette conséquence : on fait des efforts considérables, très louables du reste, pour augmenter de quelques centièmes par des soins, par un entretien minutieux, le rendement du matériel producteur; on ne diminue guère ainsi, cependant, et dans une faible proportion, que le facteur relatif au prix du combustible, qui est lui-même d’importance secondaire; tandis qu’on pourrait, par une utilisation seulement un peu meilleure de ce matériel, abaisser dans une proportion considérable l’influence de l’élément prépondérant, l’amortissement. !
- L'augmentation du coefficient d’utilisation des machines se présente ainsi comme le moyen d’amélioration le plus efficace des conditions économiques.
- 11 est donc complètement insuffisant de chercher, comme nous l’avons fait jusqu’ici, à augmenter la consommation de lumière, puisque nous tendons ainsi à augmenter le matériel nécessaire à certaines heures sans rendre meilleure l’utilisation spécifique : il faut chercher en même temps à augmenter autant que possible cette utilisation en dehors des heures d’éclairage.
- Mais on peut proposer divers procédés pour arriver à ce résultat.
- L’emploi des accumulateurs à titre de réservoirs proprement dits, chargés tout le jour et déchargés la nuit concurremment avec les machines est une solution qui compte de nombreux adhérents. Ce procédé laisse cependant à désirer par plusieurs points défectueux que je ne ferai que rappeler.
- En premier lieu, le prix d’achat en est élevé eu égard à l’emmagasinementrelativement faible qu’ils permettent de réaliser; l’encombrement est grand pour la même raison, et l’entretien
- dispendieux. Puis nous ne sommes pas habitués en France, sauf de rares exceptions, à ces rendements extraordinaires, atteignant 85 et 86 0/0, signalés couramment dans les stations d’Allemagne, et qui sont, paraît-il, absolument authentiques. Quand nous arrivons pour notre part à 75 0/0, nous nous estimons très heureux, de sorte que le quart du charbon consommé dans les générateurs sert en définitive à échauffer le liquide des bacs.
- Ensuite, cet emploi des accumulateurs, même s’il est très bien compris et permet l’utilisation maxima du matériel générateur pendant la saison d’hiver, n’empêche pas l’utilisation de redevenir très mauvaise pendant l'été, puisque, quoi qu’on fasse, la consommation d’énergie pour la lumière est au moins deux fois plus petite à cette époque de l’année.
- En dernier lieu, même en hiver, cette augmentation du coefficient d’utilisation, qui estl’un des, grands arguments des partisans des accumulateurs, est loin d’être complètepen effet, l’un des facteurs les plus importants du prix d’établissement de l’usine, c’est-à-dire de l’amortissement, réside dans la canalisation qui, dans-beaucoup de cas, représente le tiers de la dépense totale. Or, comme en général la batterie d’accumulateurs est située à l'usine même, la canalisation n’est en rien intéressée dansl’augmentation de l’utilisation du matériel : elle reste, comme devant, à peu près inactive pendant les heures de faible charge. La conséquence de ce fait n’est pas bien évidente dés l’abord, car du moment qu’on produit et qu’on vend par un procédé quelconque deux fois plus, je suppose, d’énergie électrique, l’amortissement restant le même, l’influence relative de celui-ci est réndue deux fois plus petite, quelle que soit la manière dont ce supplément de production est obtenu.
- En y réfléchissant, cependant, on remarque que si cette multiplication par 2 de la production provient de l’emploi des accumulateurs permettant un développement de l’éclairage, comme les heures d’éclairage restent les mêmes, il faut que la charge de la canalisation pendant ces heures soit doublée. Si donc la canalisation était convenable avant l’emploi des accumulateurs, ou il faudra doubler sa section, ce qui occasionnera une dépense considérable et compensera en partie l’influence favorable sur l’amortissement: ou bien si l’on ne veut pas
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- modifier la section, la loi de Thomson indique que le supplément dé puissance perdue en ligne fera largement compensation ; de plus le réglage sera mauvais.
- Il faut bien remarquer, d’ailleurs que quelques-uns de ces inconvénients ne peuvent pas être imputés à l’emploi des accumulateurs et existeraient tout aussi bien dans le cas des machines seules : telles sont, par exemple, en toute saison, l’utilisation incomplète de la canalisation O,et la diminution de la charge en été, inconvénientsqui doivent être considérés comme inhérents au fait d’employer l’énergie électrique uniquement à l’éclairage.
- Il est certain qu’à ces divers points de vue la solution idéale serait celle qui permettrait à chaque instant de la journée l’utilisation totale de la puissance disponible, et il est bien évident aussi que si cette hypothèse était réalisée, les accumulateurs deviendraient parfaitement mu-files, en sorte qu’on pourrait presque avancer que la présence çles accumulateurs dans une station centrale est à elle seule l’indice d’un étatde choses défectueux (en mettant à part leur emploi comme régulateur;.
- A coup sûr, nous ne pouvons espérer atteindre cette solution parfaite, mais tout au moins est-il nécessaire défaire tous les efforts possibles pour s’en rapprocher. Pour cela, la seule solution rationnelle consiste à favoriser le développement des applications de jour de l’énergie électrique. Moins que toute autre, l’industrie électrique devrait être arrêtée en semblable occurence, puisque l’extraordinaire facilité avec laquelle elle satisfait à toutes les exigences semble lui ouvrir la porte des applications les plus diverses. II faut pourtant reconnaître que sous ce rapport aussi elle s’est laissée distancer par l’industrie du gaz, et c’est encore près de celle-ci que nous devrons chercher la bonne voie.
- L’intérêt qui s’attache pour l’industrie du gaz au développement des applications de jour n’est cependant pas aussi essentiel. Pour elle, peu importe que la consommation ait lieu à un moment donné ou soit répartie uniformément toute la durée de la journée, puisque l’intermédiaire des accumulateurs qui lui sont propres, c’est-à-dire des gazomètres, est indispensable dans un
- (') Sauf le cas d’accumulateurs placés à l’extrémité de la canalisation.
- cas comme dans l’autre et d’ailleurs à peu près gratuit.
- Si donc la consommation de jour est augmentée, il faut faire subir au matériel de l’usine à gaz exactement la même augmentation que si le surcroît de consommation portait sur les applications de nuit. La situation est toute différente pour l’industrie électrique, qui peut faire face à cette augmentation de consommation sans augmenter en rien son matériel et qui y trouve par conséquent un intérêt d'autant plus grand.
- Et cependant, l’importance du développement de la consommation est si grande que malgré cet inconvénient, non seulement la Compagnie Parisienne du gaz fait tout ce qu’elle peut pour répandre dans l’industrie la connaissance du moteur à gaz, en en montrant les diverses applications dans ses salles,d’exposition, mais encore consent à une réduction importante sur le prix du gaz destiné à la production de l’énergie mécanique. Il faut ajouter que le prix de revient du gaz lui rend légère une semblable libéralité.
- Donc, à plus forte raison, si l’on veut développer les applications mécaniques de l'électricité, il faut abaisser le prix de l’énergie absorbée dans les moteurs; et il ne s’agit pas, qu’on le remarque, d’une réduction de prix insignifiante, qui serait tout à fait insuffisante pour atteindre le but, mais d’une réduction de moitié, des deux tiers s’il est nécessaire ; on peut se le permettre, et il est de l’intérêt des stations centrales de ne pas hésiter.
- Lorsque nous augmentons la consommation de jour, en effet, nous n’augmentons pas sensiblement l’amortissement, le matériel restant le même et son entretien n’augmentant pas beaucoup du fait d’une marche plus prolongée; d’autre part, les frais de personnel et de graissage restent aussi à peu de chose près constants, puisque dans une usine dépourvue d’accumulateurs on ne peut guère arrêter pendant le jour. Le facteur relatif à la consommation du charbon et de l’eau de condensation augmente donc seul à peu près comme la production ; c’est en conséquence ce facteur qui, presque uniquement, grève le prix du supplément d’énergie produit, et nous savons que relativement ce facteur est peu important.
- Il suffira donc, pour retirer un bénéfice de la vente de cette énergie supplémentaire, de la vendre à un prix supérieur au prix du combusti-
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- ble dépensé, prix qui pourra être très bas, et même inférieur au prix de revient moyen de l’énergie.
- Prenons un exemple : supposons que le prix de revient de l’énergie dans une usine ou on la distribue exclusivement pour la lumière soit de 0,60 fr. le kilowatt-heure et se décompose
- ainsi :
- Franc
- Amortissement..................... o,3o
- Personnel........................ o,i5
- Combustible....................... 0,10
- Graissage, chiffons, etc.......... o,o5
- Total..... 0,60
- Le prix de vente est d’autre part de 1 franc le kilowatt-heure, ün adjoint alors les applications mécaniques et, je le suppose, on double ainsi la production journalière; le prix de revient du supplément d’énergie est constitué par les o, 10 fr. de combustible par kilowatt-heure, auxquels j’ajouterai o,o5 fc pour tenir compte de la faible augmentation du personnel, de l’entretien et du graissage. Si donc on vend le kilowatt-heure au prix très bas de o,3o fr., on réalise un bénéfice journalier supplémentaire de i5o francs par 1000 kilowatts-heure vendus, et cependant le prix de revient moyen de l’énergie totale produite ressort à :
- Franc
- Amortissement.................... o, i5
- Personnel........................ 0,09
- Combustible...................... 0,10
- Graissage, etc................... o,o35
- Soit à..... 0,375
- par kilowa.tt-heure, c’est-à-dire que ce prix moyen est notablement supérieur au prix de l’énergie vendue pour les applications mécaniques.
- Remarquons cependant que, si bas qu’il soit, ce prix de o,3o fr. le kilowatt-heure ou 0,225 fr. le cheval-heure ne suffirait pas à lui seul pour donner l’avantage aux moteurs électriques sur les moteurs à gaz, puisque, avec le tarif de la Compagnie Parisienne, le kilowatt-heure revient avec ceux-ci à o,23 fr. environ pour des moteurs de plusieurs kilowatts; mais, d’autre part, la facilité extrême avec laquelle lè moteur électrique permet la division de la puissance et son faible prix d’achat lui assurent une supériorité considérable; pour toutes les applications où la puissance demandée correspond à une fraction de
- cheval, on ne peut songer à employer le moteur à gaz, tandis que l’emploi du moteur électrique est tout indiqué.
- Il reste encore un point sur lequel il est utile d’insister. Supposons que la station centrale abaisse son tarif à une valeur voisine de celui du gaz pour les applications mécaniques de l'energie électrique. Assurément, c’est là déjà un très grand pas vers la généralisation de ces applications; toutefois, si on devait se borner à cela, ce serait parfaitement insuffisant. Nous pouvons en effet rééditer une observation que nous avons déjà faite à propos de l’éclairage. L’industriel qui pourrait avoir un très grand intérêt à ce servir d’un moteur électrique ne le fera pas parce qu'il ne saura pas qu’il pourrait le faire, parce que le moteur électrique est encore si peu entré dans nos mœurs que cette idée ne peut lui venir naturellement à l’esprit. Il faut donc lui donner l’exemple tout d’abord, et là encore il serait d’une grande utilité d’imiter l’exemple de la Compagnie Parisienne du gaz enjoignant aux différents systèmes d’éclairage, dans ces salles d’expositions dont je parlais tout à l’heure, les différentes applications des moteurs électriques, et elles sont nombreuses.
- Sans parler des applications spéciales, telles que ventilateurs, machines à glace, etc. ; des distributions d’énergie pour des ateliers de peu d’importance pour lesquelles la dépense d’un moteur à vapeur ou à gaz ne serait pas justifiée ; des distributions plus importantes, mais au sujet desquelles des difficultés spéciales, dues, par exemple, à la transmission, feraient donner encore la préférence à l’électricité, combien d’applications dans lesquelles l’homme lui-même met les machines en mouvement, et naturellement ne peut servir de moteur qu’au détriment du travail effectué! Les tours au pied, machines à coudre, soufflets de forge, etc., sont des exemples de ces applications dans lesquelles le moteur électrique, s’il était connu, rendrait des services très appréciables. Qu’on aille au reste prendre l’exemple dans certaines villes de l’étranger, par exemple à Berlin, et on verra à quelle multiplicité d’usages peuvent se prêter les moteurs électriques, dont presque toutes les catégories d’industriels apprécient là-bas les avantages, depuis le boulanger dont il actionne le pétrin jusqu’au tailleur dont il coupe le drap, en passant par le cordonnier, le tourneur, etc.
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- En dehors des applications à la force motrice, des réflexions analogues pourraient être faites au sujet d’un certain nombre d’autres applications qu’il serait également intéressant de chercher à développer plus qu’on ne l’a fait jusqu’ici. Telles sont, par exemple, du moins avec le courant continu, celles des applications électrochimiques pouvant s’accommoderdu courant fourni par les stations centrales, et qu’il y aurait peut-être intérêt dans certains cas, étant donné le prix auquel serait vendue l’énergie, à faciliter par l’emploi des transformateurs-moteurs.
- Telles sont aussi les applications calorifiques, dont l’une des principales serait la soudure, pour laquelle on pourrait également se servir de transformateurs ; et en général toutes celles dans lesquelles l’avantage de réchauffement par le courant provient surtout du mode d’action • sans déperdition, au point même d’utilisation : aussi est-il bien entendu que parmi ces applications nous n’entendons pas ranger le chauffage, qui est certainement de toutes la dernière réservée à l’électricité, car, à moins de circonstances bien particulières, il est toujours infiniment plus économique de brûler du charbon dans un foyer que de passer par l’intermédiaire, non de la dynamo, mais de la machine à vapeur.
- Quant à la manière dont la diminution de tarifs correspondant à l’énergie mécanique serait appliquée, différents systèmes ont été proposés pour différencier l’énergie consommée dans les lampes de celle absorbée dans les moteurs. La plus simple, celle qui se présente le plus naturellement à l’esprit, consiste à munir de compteurs distincts le circuit d’éclairage et le circuit des moteurs; mais ce moyen prête trop aisément à la fraude, car rien n’est plus facile que de brancher des lampes sur ce dernier circuit. L’un des meilleurs systèmes semble consister dans l’application du tarif réduit de telles à telles heures de la journée et de la nuit, du tarif maximum pendant la soirée, et dans l’emploi, chez chaque abonné, de deux compteurs distincts, ou plutôt d’un seul compteur à deux cadrans d’échelles différentes, embrayés ou débrayés à ces heures par un mouvement d’horlogerie.
- On objectera qu’avec ce système l’énergie étant vendue'beaucoup moins cher le jour que la nuit, quelques abonnés pourront se servir de
- cette énergie pour charger des accumulateurs; qu’importe, puisque ces abonnés, dont le nombre sera forcément limité, tendront dans une certaine mesure vers le but que l’usine elle-même doit se proposer, c’est-à-dire vers l’augmentation de la charge de jour. En outre, si l’on n’y mettait aucun obstacle, beaucoup des moteurs fonctionneraient encore pendant la période de production de lumière ; or, il est nécessaire d’empêcher, dans la limite du possible, cette coïncidence entre les deux ordres d’applications, coïncidénce qui nécessiterait à certains moments une puissance totale supérieure à la puissance disponible, et précisément, l’application du tarif maximum après une certaine heure constituera cette entrave.
- Il est vrai que cette entrave sera dans certains cas un obstacle absolu à l’emploi des moteurs, et que d’autre part la nécessité de changer chaque mois l’application des tarifs avec la durée des jours constituera aussi une sujétion ennuyeuse. De quelque façon qu’on traite le problème, il est certain qu’il y a là un point délicat, dont la pratique donnera seule la solution préférable; mais ce n’est en tous cas qu’une question de détail qui ne doit pas arrêter l’application de ce principe essentiel : développer la consommation de jour.
- Conclusion. — En résumé, la médiocre situation actuelle des stations centrales au point de vue financier provient de. deux causes principales.
- i° La consommation d’énergie électrique n’a pas atteint jusqu’ici l’importance nécessaire à l’obtention de bénéfices pouvant couvrir les frais considérables d’amortissement et produire de bons dividendes ;
- 2° Malgré cette consommation relativement faible, un matériel important est nécessaire, qui est insuffisamment utilisé.
- Pour améliorer cette situation, il faut donc :
- i° Augmenter autant que possible la consommation en s’appliquant sans cesse à accroître à tous les points de vue les avantages de l’énergie électrique, et surtout à les rendre bien évidents à l’esprit des consommateurs. Si nous considérons en particulier l’éclairage, l’étude précédente cherche à prouver que ce résultat sera obtenu en faisant ressortir la supériorité de rendement des lampes poussées;
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- 2° Augmenter l’utilisation spécifique des machines, et pour cela, non pas recourir à l’emploi des accumulateurs, qui ne donneront qu’une solution très imparfaite, mais développer les applications de jour, en ne craignant pas d’abaisser à des valeurs extrêmement réduites le prix de l’énergie absorbée par ces applications.
- C’est là une manière de concevoir la lutte entre le gaz et l’électricité assez différente de celle, intéressante à tant de titres, qu’a exposée récemment M. Jules Bourquin. Peut-être n’est-elle pas moins bonne, car le premier résultat de la concurrence est d’activer la marche du progrès, et de cela, tout au moins, on ne saurait se plaindre.
- i G. Claude.*
- Le casse-fil de MM. Demi et Coker, représenté par les figures 3 à b, a pour organe de contact un maillon 14 — un pour chaque bobine
- Fig. 3 à 6. — Casse-fil Denn et CoUer (1S93)
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- 10 — dont le fil e3 traverse l’œillet 16 de manière à le maintenir ordinairement soulevé, avec son crochet 17 appuyé sur les barreaux supé-
- Ca perforatrice électrique de Warner a (fig. 1 et 2), son fleuret C commandé, du plateau b,
- Fig-. i et 1. — Perforatrice Warner (Western Electric C°, 1891-1893).
- par dehx ressorts dd, articulés sur la manette /, pivotés en e.
- Cette transmission amortit les chocs sur le mécanisme et permet au fleuret de régler jusqu’à un certain point automatiquement sa course, pour suivre l’avancement de la perforatrice, qui se fait à la main.
- rieurs 22 et son dos séparé de la plaque de contact 18. Quand un fil casse, le maillon correspondant tombe dans la position indiquée en figure 5, et ferme, par 18 et le barreau 21, le
- (‘) La Lumière Electrique, 3 mars 1894, p. 406.
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- circuit de l’électro-aimant 19. Cet électro attire alors son armature 52, réglée par la vis 53, et fait ainsi pivoter le levier 5i autour de son arti-culateur 5o, de manière que la pointe du levier 54, pivoté en 55, et sans cesse oscillé par l’excentrique 57, vienne repousser 51, et faire ainsi pivoter autour de 49 le levier 48. Ce mouvement fait que 48 lâche en 47 la tige 43 du passe-courroies 40, de sorte que cette tige, repoussée par son ressort 46, arrête aussitôt la machine.
- L'avertisseur de niveau d'eau de Rodgers est
- Fig. 9, 10 et 11. — Enclenchement Tyer (1893).
- (fig. 7) constitué par un tube 11, monté sur la colonne de niveau A de la chaudière, et entourant un second tube 12, plein d’alcool, et communiquant avec un tude de Bourdon 20. Tant que l’eau est à son niveau normal en A, dans la chaudière et en 11, sa température, plus basse que celle de la vapeur, parce qu’elle baisse du fait du rayonnement de A et de 11, maintient le tube 20 dans la position figure 8; mais dès que le niveau de l’eau baisse, la vapeur la remplace en 11, et l’alcool de 12, se dilatant, redresse le tube 20 jusqu’à ce qu’il vienne fermer en 3o le
- circuit 29 3o de la sonnerie avertisseuse 23, en même temps qu’il indique approximativement par son aiguille la position du niveau.
- L'enclenchement électrique Tyer pour aiguilles de chemins de fer est (fig. 9) excessivement simple. En temps ordinaire, le levier L reste enclenché sur le secteur Q par sa clenche R, qui ne peut pas se retirer, parce que la butée de son verrou C sur l’enclencheur B empêche de la relever. Quand on fait passer un courant dans dans les électros G, B, attiré par les pôles F et D, malgré le ressort de E, se défile de C, et permet
- Fig. 12 à >5. — Signaux Johnson (Hall Signal C° 1893).
- la manœuvre du levier. La poussée de E par C peut être utilisée pour indiquer par un signal l’exécution du déclenchement.
- Pour déclencher L aux deux extrémités de sa course, il suffit, comme l’indique la figure to, de munir la boîte A de deux paires de pôles symétriques DD], correspondant à deux électros G. Les pôles F sont, comme on le voit en figure 9, pourvus de ressorts destinés à amortir le choc du levier L.
- En figure 11 un pendule H vient, dès que B est attiré, prendre la position indiquée en traits pleins, où il maintient, par h et le taquet b, B
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- dans sa position de déclenchement, jusqu’à ce que, le levier L étant ramené dans sa position primitive, le pendule H prenne, par son inertie, la position II,, indiquée en pointillé, où il lâche b, et laisse le verrou B reprendre, s’il n’est pas attiré par D, sa position d’enclenchement,
- Le bras du sémaphore dq Johnson, représenté par la figure 12, est mené, de la dynamo C, par un train d’engrenages aboutissant au secteur /, qui commande en même temps le commutateur m.
- Le bras a est normalement maintenu par son contrepoids a' dans sa position horizontale ou au danger, comme sur la figure;"quand il arrive,
- H i ' lit
- Fig. 16 et 17. — Manœuvre d’aiguilles Johnson.
- par l’action de la dynamo C, dans sa position verticale, ou de voie libre, le commutateur m est amené, par une brusque détente, de n sur «2, où il coupe du circuit la dynamo G, en même temps qu’il y introduit l’électro O, qui arrête et immobilise la dynamo par le frein/.
- La dynamo C se met à tourner dès que, le bras a étant au danger, on ferme,, du poste-signal, son circuit par le relais R; mais il n’entraîne pas aussitôt le premier pignon g du train g...l parce que ce pignon est (fig. i3) solidaire du plateau /, fou sur l’arbre G' de la dynamo, et ce plateau n’est entraîné par G' que si la dynamo a pris une vitesse suffisante pour que les masses centrifuges ce, rainurées dans les pla-
- quettes dd, calées sure', viennent, malgré les ressorts é e '(fig. i§), frotter sur la jante de /avec une adhérence suffisante. On peut ainsi mettre la dynamo C graduellement en charge : condition évidemment avantageuse pour la sûreté et l’économie de sa marche.
- La figure 16 représente l’application du système à une manœuvre d’aiguilles au moyen d’un commutateur x1 x2- Actuellement, le courant passe dans la dynamo C, qui ferme les aiguilles, en rompant, à la fin de cette fermeture, son circuit en 7 par le second commutateur y : un ressort z amortit en l le choc de l’arrêt. Pour rouvrir l’aiguille, il fautaméner x' sur 8, et x2 sur g, ce qui renvoie le courant à la dynamo, mais en le changeant de sens : à la fin de l’ouverture des aiguilles, le commutateur y rompt denouveau le circuit en 9, mais en le rétablissant en 8, prêt pour une seconde manœuvre de fermeture. Un second ressort z' amortit, comme z, le choc de l’arrêt.
- Le pointeur de MM. Cromplon et Smith comprend essentiellement deux parties distinctes : les appareils de visée et l’appareil central de réception relié aux divers appareils de visée.
- Chacun des appareils de visée se compose d’une lunette 12 (fig. 18) tournant autour de son axe vertical par une vis sans fin 15, que commande par les pignons 17 et 16, la manivelle 19, dont l’axe 18 porte (fig. 20), une came 20 qui imprime par le galet 21, un mouvement d’oscillation à l’arbre 22, tantôt dans un sens, tantôt dans l’autre, suivant le sens de la rotation de 18. A cet effet, le bras triangulaire du galet 21, calé sur 22, est poussé paY un ressort 23, qui le ramène sans cesse dans la^position moyenne indiquée sur la figure 20 aussitôt après le passage d’une came 20.
- L’axe 22 porte un commutateur 24, à deux secteurs 2.5 et 26, et à quatre contacts : deux contacts 28 reliés aux pôles de la pile, et deux contacts 29, reliés au câble de la station centrale, à laquelle ils envoient ainsi des courants tantôt dans un sens tantôt dans l’autre, suivant le sens de la rotation de 29.
- Une seconde manivelle33, à ressort de rappel 32, et pouvant tourner entre les butées 3q et 35 perle un second commutateur semblable au premier, relié aussi à la pile et à deux des conducteurs du câble : celui qui n’est pas employé par le premier commutateur et le fil de retour
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- G 2
- commun aux deux commutateurs. Le circuit de ce second commutateur reste fergné tant que l’on ne presse pas un bouton de contact placé à la portée de la lunette. »
- Au poste central (fig. 22), un mouvement d’horlogerie fait tourner, fous sur un arbre 34, et en sens contraires, deux pignons 32 3e, em-brayables par les griffes 35 35 d'un levier polarisé 40, pivoté en 41, entre les pôles des électros
- 44 44. A chaque tour de la manivelle 19 du poste de visée, un courant passe dans l’électro-aimant 39, de manière à déclencher en 37 le mouvement d’horlogerie de l’appareil central correspondant, puis dans les électros 44, qui attirent leur levier 40 a droite ou à gauche, suivant le sens du courant, de sorte que le mouvement d'horlogerie fait, par la transmission hélicoïdale45 46 (fig. 29) tourner l’axe 47 synchroniquement avec la lu-
- ‘EUS) "T'
- À tA /-'CJ '
- r1-©1)
- ïmi j S-r—v,
- ü I
- Fig. 18 à 22. — Pointeur Crompton et Smith (1892). Montage de la lunette de visée ; détail des commutateurs de visée.
- nette du poste de visée qui lui est reliée. L’axe 47 porte un projecteur lumineux constitué (fig. 26) par une lampe à incandescence dont les rayons, parallélisés par une lentille 5o sur un fil de réticule sont réfléchis totalement par un prisme 51, dont la fente 52 focalise l’image du fil sur la carte.du poste central.
- La remise au zéro, ou l’établissement de la concorda-nce initiale entre le rayon du projecteur et la lunette de visée correspondante, s’opère au moyen des courants envoyés au poste central par le second commutateur de visée et sa manivelle 3i. Quand l’observateur, au poste de visée,
- dont la vis i5 fait iSo tours pour un tour de sa lunette, veut ramener le synchronisme, il amène le vqrnier de sa table 12 au zéro ou à l’une des divisions 4, 8, 16... multiple de 4 et pousse son bouton. 11 envoie ainsi un courant dans un relais polarisé du poste central, qui ferme le circuit local d’un électro-aimant 53, dont les armatures 5q 54 se ferment alors malgré les ressorts 50 (fig. 23) sur le levier 40, et l’immobilisent dans sa position centrale, de manière à arrêter la rotation du projecteur. En même temps, les armatures 54 ferment aussi, par 57, le circuit local de l’électro-aimant 58, dont l’armature 5g tire
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ELECTRICITE .
- 63
- (fig. 29) vers la droite la glissière60, qui ramène ainsi au zéro l’axe 34, par sa came 61 62. Dès que le courant cesse de passer en 58, un ressort rappelle la glissière 60, de manière que l’axe 34 peut de nouveau fonctionner.
- La station centrale comporte autant de projecteurs que de postes de visée, disposé.; par rapport à sa carte comme les postes de visée sur le terrain, de manière que l’intersection des
- JS JJ
- Fig-. 23 à 25. — Pointr uCromepton et Smith.
- Plan et détails d’un récepteur central.
- rayons lumineux de deux projecteurs indique sur la carte le point visé simultanément par les deux lunettes correspondantes, et son déplacement celui même de l’objet visé. Cet objet peut être, par exemple, un bateau de sondage, dont on peut ainsi marquer immédiatement les points sur la carte.
- MM. Crompton et Smith ont étudié avec grand soin tous les détails de leurs appareils, modifiés de bien des manières pour les adapter plus facilement à différents cas particuliers, mais nous devons nous borner à la description
- précédente, qqi suffit pour en faire comprendre le principe et l’utilité.
- La cible électrique de Wyatl se compose (fig. 3o) d'une caisse en tôle A, percée de quatre ouvertures, vis-à-vis de plaques B, suspendues à des ressorts b. Quand une balle frappe l’une de ces plaques, son ressort fléchit, et elle fait, par C, tourner la roue D, à ressort de rappel
- Fig. 26 a 29. — Pointeur Crompton et Smith.
- Détails d’un récepteur central.
- S. Cette roue entraîne avec elle, par son axe E, les contacts II, qu’elle maintient fermés pendant son oscillation, assez lente, grâce à son inertie, durant un temps suffisamment long pour assurer l’envoi d’un signal par le câble J. Un taquet T limite le rappel de la roue D.
- Le chronographe de Lewis se compose (fig. 34) de deux chambres noires M et N, pourvues de deux objectifs instantanés E et F, et de deux
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- cadrans G et D, devant lesquels .tournent deux aiguilles synchrones, calées sur le même axe d’un mécanisme d’horlogerie. Quand le boulet
- ïgY~)
- Fig. 3o à 33. — Cible électrique Wyatt (1S93,..
- K traverse les'deux cibles 1 et J, il lait successivement jaillir, par les bobines d’induction G et H, des étincelles en i5 et en 16. de sorte que les
- Fig. 34 à 36. — Chronographe Lewis (1893).
- \
- plaques i3 et 14 photographient les positions des aiguilles en G et en D aux passages du boulet en I et en J. 11 faut avoir soin de ne tirer qu’après un temps suffisant pour que le méca-
- nisme d’horlogerie, déclenché en 12, ait pu prendre sa vitesse normale et uniforme.
- On a souvent, comme le savent nos lecteurs (*), proposé, aux Etats-Unis surtout, des dispositifs électriques permettant aux pompiers qui manient la lance de communiquer avec la pompe à incendie. Le dispositif récemment proposé par M. L. Bamard est fort simple et robuste.
- Les fils D et D', protégés comme l’indique la figure 37, et reliés aux bornes d’une pile, sont enroulés entre les doublures A et A' du tuyau, sous forme de spirales ondulées extrêmement souples, et ils aboutissent, l’un en d, à la lame
- Fig. 37 à 40. — Signa] de pompiers Bamard (1893},
- de cuivre C, et l’autre, par E, au contact G' G'.,, puis au bouton H. Quand on appuie ce bouton sur la lame G, le circuit D D' est fermé, et envoie par une télégraphie quelconque des signaux à la pompe. Le bouton II est protégé par une membrane h2 contre toute humidité, et le contact G' G2 s’établit au moyen de deux accouplements G G, à crochets g g, maintenus étanches et serrés par une compression énergique des caoutchoucs ee.
- Le dispositif deM. Ilolmes, représenté par les figures 41 à 46, a pour objet de permettre de détacher automatiquement les longes des chevaux d’une écurie de pompiers, en avertissant en même temps le bureau, s'il se déclare un feu dans l’usine même.
- (') La Lumière L'iaclrique, 14 octobre 1893, p. 69.
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- ün a représenté sur le schéma (fig. 46), au-dessus de la ligne y y, tout ce qui se trouve dans l’écurie, et au-dessous de zz l’installation du bureau.
- Si le feu se déclare dans l’écurie, le plomb g1 fond, et le ressort G, fermant le contact g2, fait passer le courant de L par m' g2 g q2 Q Q' O N, de manière que Q' donne l’alarme, et aussi, par (çr3ERo) aux électros E de chaque stalle (fig. 41),
- JC
- Fig. 41 à 46. — Déclic électrique Holmes (i8g3).
- dont l’armature D attire, comme en figure 43, le cliquet c, et lâche en b2 le verrou B, lequel, remonté par son ressort b,'lâche aussitôt l’anneau de la longe. En même temps, cet anneau ferme les contacts hx et h2, de manière à donner en ml P O un courant suffisant pour faire partir la sonnerie P', qui indique que les chevaux sont détachés.
- Si le veilleur découvre le feu dans l’écurie avant le fonctionnement du thermostat G, il obtient le même résultat en fermant le commutateur K.
- Des boutons F (fig. 45) permettent de détacher les chevaux séparément, en déclenchant à la main le cliquet e : dans ce cas, la sonnerie P' fonctionne seule, ce qui indique que l’on a simplement détaché un cheval sans accident.
- Dans le système de distribution de l'heure de Prenhss, chacune des horloges secondaires G (fig. 47), reliées entre elles et à l’horloge maîtresse P, comme l’indique la figure 48, porte sur son arbre des minutes une lame D qui, à son heure, lâche le commutateur E, de manière que, rap-
- Fig. 47. — Horloge Prentiss (1893).
- pelé par son ressort L, il ouvre le contact h' et ferme en h celui de l’électro M. De plus, ces horloges sont réglées de façon à avancer toujours un peu sur l'horloge maîtresse, par exemple de 1 à 3 secondes. Supposons que G soit en avance de 5 secondes. La maîtresse horloge, 10 secondes avant son heure, l’heure vraie, ferme son circuit en F, puis, 5 secondes avant cette heure, c’est-à-dire, quand l’horloge secondaire G marque l’heure, sa came D ferme ce circuit sur h', de manière que l’électro-aimant M attirant son armature, arrête son échappement A jusqu’à ce que l’horloge maîtresse rompe son contact F, c’est-à-dire jusqu’à l’heure vraie, et il en est de même pour les autres horloges cy c2, ainsi que l’indique le schéma figure 48. Si l’avance de l’une de ces horloges est supérieure à celle de la fermeture de F par l’horloge maîtresse, ou à 10 secondes, cette avance se réduira
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- de io en io secondes, à chaque heure, jusqu’à* la remise à l'heure complète. Les lames D sont taillées de façon à laisser A fermé pendant une demi-heure, pour que ce rattrapage puisse s’effectuer même avec une avance d’une demi-heure.
- Le signal limbrcur de M. Gaynor fonctionne dé la manière suivante (fig. 5o) :
- Lorsqu'on tourne l’une des roues I de l’un des
- m
- Fig. 48. — Distribution de l’heure
- G4 le circuit Mj. Cette roue est calée, comme les autres, E: E2... sur un arbre E commandé, par un mouvement d’horlogerie, et ordinairement immobilisé par la butée Aia de l’armature A de D4. Aussitôt que D] attire A, E-, se met à tourner; .c’est ce qui aura lieu dans l’hypothèse figurée sur le schéma (fig. 5o), dès le passage de la première dent de I, de sorte que le circuit M
- Fig. 49. — Signal timbreur Gaynor (1893).
- sera aussitôt rompu, et que l’armature D A ne frappera qu’un coup en B, appuyant ainsi pendant un moment très court la feuille de papier B, qui se déroule du télégraphe central K sur la roue timbreuse L, commandée par un mécanisme d’horlogerie.
- Cette roue marque ainsi l’heure et la date de l’envoi de la dépêche, laquelle continue à s’inscrire sur le papier K par le jeu de l’armature Jj et de sa plume J2. 11 faut, pour cela, que I tourne
- postes-signaux reliés à l’appareil ou au poste central, le passage des dents de cette roue ouvre et ferme en I* le circuit I, de l’électro I3, à sonnerie I], de la pile I5, et de l’électro J du poste central, dont l’armature J! ouvre et ferme, par J3, le circuit local M de la pile M, sur l’électro D4 et la roue E5 (fig. 49), supposée sur la figure 5o, dans une position telle que sa dent En ferme en
- e Ci
- . * f
- F
- Prentiss. Ensemble des circuits.
- moins vite que E3, de manière qu’elle ait fini l’envoi de son signal avant le retour de En en G4.
- Pour envoyer du poste central un signal en 1
- M,
- Fig. 5o. — Signal timbreur Gaynor.
- Schéma des circuits.
- au moment précis où le contrôleur ou l’agent de police doit venir tourner cette roue, l’on ferme le commutateur N, comme sur la figure 5o, de sorte que le premier courant envoyé de I dans le circuit I4, déterminant, comme nous l’avons expliqué plus haut, la rotation de E, ce circuit
- r
- —G P
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- reste fermé jusqu'à ce que l’encoche E2 de E, vienne l’interrompre en passant sous le contact Gi, et fasse ainsi marcher, après l’envoi complet de la dépêche de I, sa sonnerie It. De même, la roue E9 fera, si l’on ferme Nj au lieu de N, frapper, par le passage de ses trois dents en G2, trois coups au lieu de deux en I, etc. La clef O permet, d'autre part, de causer avec l'après avoir fermé N sur N2. En amenant P sur P2, on ferme le circuit de la pile I5 sur J en cas de rupture du circuit I4.
- Ainsi que l’indique la figure 5o, l’armature J! commande par l’échappement J.-, K3 le mécanisme dérouleur Kt K2 du papier K.
- Gustave Richard.
- PRESSIONS A L’INTÉRIEUR DES AIMANTS
- ET DES DIÉLECTRIQUES (J)
- De la détermination des pressions à l'intérieur d'un corps polarisé (aimant ou diélectrique).
- Nous conviendrons dorénavant d’appeler force magnétique en un point le vecteur H dont les composantes sont
- d "V _ d V d,V . ,
- a dx P dy 7 dz 7
- et induction magnétique le vecteur B de composantes
- a = ct+4itA £’=|3 + 4 B c = Y + 4nC. (8) Des équations (7) et (8), on tire
- d ^_d y
- dz~ dy
- dy
- dx
- dai
- dz
- da. __ djî dy dx’
- (9)
- .Oo)
- df d&,dc_da dadv rdA , d B , dCT
- dx + dy + dz dx + dy + d z + 4n L dx + dy + dz J —°'
- Les formules (5) et (6) relatives aux forces et 1 être placées p. 9, après les mots « on aura sim-aux couples dus à l’action du corps C2, formules | plement » sont les suivantes : que nous rétablissons ici et qui auraient dû I
- x=-X[a-s,+b-^+c-^]‘,"=-X[a-s+b>^+Ci^"
- +XtA'^+B'^+c,^^‘'=_X[A,^+B*^+c'®^J‘‘"_”S*’cos’i*,N,“siNi,A!
- (5) x\d S
- et deux expressions analogues pour Y et Z . De même
- 9H.*:
- d V, dy
- C ïr* d*V, „ d* V, , ,, d2V,1 d*V, , „ d*V, , „ d*V, T , dV, „
- Jc"-A* dx dz +dx dy+C* dz*~_Y |_Aï d a: dy + B’“dr3 + d xyd\Z + B* dz Cj
- et par une transformation analogue, on trouve
- r Wa d*V , r, "ï’V , _ diV"l f. d1 V, , D d*v , _ d‘V-1).
- Je iL ' 4 * Wd~z + Cs dJï\r~ L Aî dx~dÿ + B'dr-+C’- Wd-z\\du>
- (6)
- — J’jB. ^ -C5|y-J d u> — 2 ji Çj 91t.2 cos® 91t, N) £ cos (N i,z)y — cos (Nî,y)s Jd w ,
- et deux expressions semblables.
- Ces formules peuvent s’écrire en tenant compte de (7)-6 (10) :
- x = - 4^ j [(“-«) S + (b -p) + (c - y) dir^-l dM ~2* S cos2 (9E> N) cos (Ni> A‘>d s
- — 1 _!_**« . „d«l„ 1 C r d a d 8 dy~\
- 4 7t J L dx dy . dz\ 4 71 y L dx r dx ' d.rj
- — 2 7u ^ 911* cos* ^91t, N^ cos ^Ni, d S.
- (9 La Lumière Électrique, du 7 avril 1894, p. 7.
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-
-
- es
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- li + l»îi + ï§îlr
- ou en intégrant le premier terme par parties en tenant compte de l'équation (io) .
- X = — -L j [a cos ^Nz, -f b cos i, yj + ccos ^Nz, a^J d S ^
- + S [«2 + P* + T2] cos (N*.-v) d S - 2U S cos2 cos (Ni> ds ^
- et deux expressions semblables en Y et Z
- -[ “ fj + p Ÿr+ ’ U\s + ('’-»)' ~(c -') l> i J"
- — 2 zc 3 91L2cos2 [9ll,N^[cos ^Nz, zj y—cos [x% y'j sj d S v
- = — j” S [^ — p^J [a cos A) ^ cos y) C C0S £) J d S
- + s~7t S [“2 + tS] [COS (î''?’ z) r ~ C0S (N*’ -r) S
- — 2 7i Çj 91l2cos2 ^91L,N^ [cos z, y — cos ^X’z, y^ r j d S
- Soit P la valeur de la pression exercée sur l’élément d S par les parties extérieures voisines. Nous ne ferons d’abord aucune hypothèse sur la manière dont P varie en un point suivant l’orientation de l’élément d S. Soient de plus Xe, Ye, Zc les composantes par unité de masse des forces extérieures étrangères au magnétisme qui agissent en chaque point sur le corps, p sa densité. Les conditions d’équilibre statique d’une partie C du corps considéré donnent les six équations suivantes :
- :+Çjpcos ^P,a-)dS + J
- p X, et
- (>0
- et deux équations semblables.
- 91é, + § P [cos [p, z'j r — cos [p,.rJ s J d s
- /\p»-V.=]
- U (•> := O
- et deux équations semblables.
- Posons pour simplifier^
- P cos [p,_v j = P, cos [p,, .v^ + a [a cos j^Xz, ,v^
- + b cos [xj, y'j -f ccos ^X/\ z^j |
- “ ^ H' Y Y2] C0S (NL -'Vr)
- + 2i 9K2 cos2 ^91t,X’^ cos ^Xi, x'j et deux équations semblables.
- (12)
- i I.Tl
- Les équations (ii) et (12) se réduisent alors tous calculs faits à
- 3p,cos(p1)vjcfS+ I pX, dto=o (11*) 3 P, [cos (p„ s)y - cos (p,,r) s] d S
- J P[z.r_Y.q
- d « = o. (12')
- On démontrera comme dans l’étude de l’équilibre intérieur d’un corps non aimanté que la solution la plus générale des équations (n')et (12') s’obtient en posant
- P, cos ^P,, a-^ = p,xx cos [nz, a*^ 4- ptyy cos ^Nz, yj
- + p,x. cos ^Nz, 5^
- et deux équations semblables, avec les conditions
- P1», = Pt-., Px,, = Pi,, Px,„ = p,,,
- dp,,, dp,,,,
- dx dy
- +
- dp,
- dz
- - = P Xr
- (14)
- (15)
- et deux équations semblables
- Dans le cas où Xc, Yc, Zt. sont nuis, la solution la plus générale des équations (14) et (i5) est donnée par les formules
- — l1" a i-v- -r’ ^
- — dy dz
- d'2 / (x, y, z) dz dx
- !- J; (X,y, Z)
- dx d)
- P,,,
- PlV’J
- Px,,
- l
- [
- d1 y. dyi
- dz* ^ dy* dH , d^<?"| dp + d S2J d2 a t d2 y l
- dy2 ”l 9 x2 J
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 69
- En résumé, la pression P peut être considérée comme la résultante de quatre pressions : i° La pression Pt;
- 20 Une pression P2 égale à — de la force ma-
- 4 ^
- gnétique qui multiplie le flux d’induction par unité de surface, soit — H B cos (B, Ni). Cette
- 4 TT
- pression est parallèle à la force magnétique tang et a pour composantes parallèles aux axes
- P, cos ^P„ xj — ptxx cos i, xj + pttxcos yj
- + pIxx COS (Ni, jS j
- et deux équations semblables,
- en posant
- a a p,xx = — 4 n b y 4 77 C 3 \
- b & P*>» — 7~L 4 C a Ptxx = — 4 K P"*=H ! (,e) 4 77 i
- C Y a p 4 77 b a | P»*. = —• 4 77 ‘
- On remarquera que p2yz est différent de p2zy ; 3° Une pression P3 égale à — |^a2 + p2-f~ y2J
- =— -É H2, normale à l’élément sur lequel
- elle s’applique et indépendante de son orientation.
- 4° Une pression P4 égale à 2 Tt91t2cos2 (01t, N) normale à l'élément sur lequel elle s’applique, mais dont la valeur dépend essentiellement de l’orientation de cet élément.
- La manière dont la pression P4 varie en grandeur et en direction suivant l’orientation delà surface sur laquelle elle s’applique est absolument unique dans l’étude de la physique, et seuls les aimants et les diélectriques en montrent un exemple.
- La valeur de la pression P, n’est pas arbitraire. Il faut la choisir parmi les solutions des équations (13), de manière que pour une déformation virtuelle quelconque le travail des pressions soit égal et de signe contraire à la somme des travaux des forces extérieures, des forces magnétiques et des forces intérieures.
- Si on compare ces résultats avec ceux de Maxwell on s’aperçoit qu’il a commis les erreurs suivantes :
- t° Il n’a pas connu l’existence de la pression P4;
- 20 Pour que l’on puisse expliquer les forces magnétiques par l’existence de pressions dans un milieu, il ne suffit pas qu’il existe un système de pressions équivalant au point de vue statique au système des forces magnétiques. Il faut de plus qu’en cas de déformation et de déplacement le travail des pressions soit égal au travail des forces magnétiques. Or cela n’a pas lieu si on ne considère comme le fait Maxwell que les pressions P? et P3, et même en rétablissant le terme P4 l’égalité n’a pas lieu. On est obligé de faire intervenir la pression P4, mai3 l’expression de P, ne dépend pas seulement de l’état magnétique du milieu mais encore des paramètres qui définissent l’état physique (température, volume spécifique, etc.), et de la forme des relations entre ces paramètres. La détermination de P3 ne pourra donc se faire que dans chaque cas particulier;
- 3° Les pressions étant déterminées, on ne peut en déduire les déformations du milieu en appliquant les formules ordinaires de la théorie de l’élasticité.
- L’état d’aimantation d’un c.orps est un élément essentiel de l’état physique de ce corps et les constantes qui définissent cette aimantation doivent être introduites dans les formules de l’élasticité. Si Maxwell avait connu l’existence du terme P4, la forme particulière de son expression aurait suffi pour lui montrer que les formules ordinaires de la théorie de l’élasticité devaient être modifiées pour les corps aimantés.
- Dans l’application de la théorie du potentiel thermodynamique à l’étude du magnétisme, M. Duhem (J) a évité ces deux dernières erreurs et a donné les vrais principes que l’on doit suivre dans l’étude de cette question. Malheureusement, la première lui a échappé par suite d’une faute de calcul. Mais avant de montrer en quel endroit M. Duhem a laissé cette faute se glisser dans ses calculs, nous allons effectuer la détermination directe de la pression P, dans un cas particulier, celui d’un fluide aimanté incompressible.
- Nous supposerons qu’il s’agit d’un fluide parfait, c’est-à-dire dénué de frottement intérieur,
- i (1) Leçons sur l’électricité et le magnétisme, t. II.
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- 70
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Dans ces conditions, les pressions doivent être normales, ce qui exige que l’on ait
- [p“*+Klcos (Ni-x) + [p'“ + K |coe (Ni- y) + D7*» + Klcos (Nf> z)
- cos (Ni, .r)
- fa**+Klcos (*”• x)+[p*"+Klcos (Ni-y)+[p,*y+Klcos (N<*2) _
- cos (Ni, y) ~
- etc.
- quels que soient cos (N/,#), cos (Ni,y), cos(Nz, z), d’où
- Pi„ +^~P<„ +K=a“ + jl=f{x,y’z') (I7)
- 47C 47C 47T \ /
- . b a . afï
- *>«».+ — =P>,v + —..........= 0.
- 4 71 4k
- ou d’après les équations (14) b a — a (î — o, ou encore
- a___a__a + 47c A__A
- c’est-à-dire
- A B c \
- ï=î>=:;=iv-M
- L’équilibre n’est donc possible à l’intérieur d’un fluide aimanté que si l’aimantation est en chaque point dirigée suivant la force magnétique.
- Les formules ( 15), où je supposerai X, Ye, Ze nuis, deviennent
- + 4*B B
- 1^ = -L rf (b*)+*(c«)]=-L\bp+c%t + am + p)] = l-\b‘^+cpL-ap']
- dx 4 * \.dy \ / dz\ /J 4«L <4.r rf? Wr dzj J 4 * L dx dx dx J De l’équation (17) on tire
- + ^d^(“a) ÔÜ+ c5ï]==8^[I+4,c8]è[“*-t‘P‘ + ï‘]
- df_ dp cZcv <4;r
- 1 + 47c 0
- 8 TC
- 4/
- <44;
- *L
- dz
- ' d_
- dx
- [«+P* + Y*] J;[«2 + P* + Y2] à[“2 + P* + ï‘J
- y est donc une fonction de a2 -J- [ï2 -f- y2 et par suite 0 en est une également. D’autre part, 01£2
- a2 + P2 + Y2 est égal à -p- et l’on peut considé-
- rer aussi bien 0 comme une fonction de 9ÎC. Nous poserons donc
- 6 = 0(911),
- d’où
- ,, i + 4TC0(9fc) .r SIC- T- 1 A ®K* , a-..
- dJ=z---Sri--dL0(9K)J^^d0M9K)+md
- SK 1 ^ SK* . 9lt* — — d + d
- /= K+i*L+
- 0 (9K) ~~ 8n 02(9K) •SK
- 91tc4 91t 0 (SK) © (9lt)
- 8 TC 0*(91t) ^ 0 (SK.)
- -jf
- 'SIC<4 9K 0(9K)
- Finalement nous obtenons pour expression de la pression normale P exercée sur un élément de surface perpendiculaire à la direction N
- P=/ + P» + P4=K +
- SK* 0 (Slt)
- J/»91t 0
- SK d 91t. 0 (SK)
- + 2 tc 91t2 cos2 (91t,N) (18)
- La pression au sein d’un fluide aimanté, bien que toujours normale à l’élément sur lequel elle s'applique, a donc une valeur variable en un même point suivant la direction de l’élément, contrairement à ce que l’on croyait jusqu’à ce jour.
- L’égalité (18), que nous venons de démontrer, est identique à l’égalité (32), obtenue par
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- IV
- M. Duhem (J) par une voie différente, sauf l’introduction du terme 2 ir 91t9 cos2 (9ît, N).
- Examinons maintenant l’origine de l'oubli de ce terme dans la formule de M. Duhem. Il provient de l’inexactitude des formules (18) et (19) (pages 243 et 244) relatives à la variation du potentiel magnétique Y d’un aimant légèrement déformé.
- 5Y=-I J | [a8 A + pîB + y2cJ + j^A8« + B 8 p + Ci
- Considérons un corps aimanté C limité par la surface S. On sait que l’on a
- J' j^Aa + B p+ Cyjcfü)
- Supposons d’abord que sans déformer le corps, on fasse varier l’aimantation en chaque point de 8 91t. Y variera de
- y] 4“ |^8 A8a-|-8B8(3-J- SCS y J j dm
- A+fiSB+yS cjd co — ^ j j^8A8a + 8Bàp + 8C8y|ciw
- Si on suppose que 91t ait varié infiniment peu en grandeur et en direction, SA, 8 B, 8C sont infiniment petits ainsi que S a, 8 jî, 8 y, que l’on peut considérer comme les composantes de la force magnétique due à une aimantation 8 A, S B, 8 C, et le second terme de 8 Y est négligeable devant le premier.
- Supposons maintenant que laissant l’aiman-
- tation constante en chaque point, on déforme légèrement la surface qui limite le corps en l’amenant en S, (fig. 2).
- On supprimera ainsi de l’aimant ou on lui ajoutera l’espace compris entre S et Sx. Dans
- ce dernier cas, on donnera à la partie ajoutée une aimantation égale à celle des points voisins de la surface S. Je ferai correspondre la surface S, à la surface S, point par point, de façon que deux points correspondants M et Mj soient infiniment voisins, u, v, w étant les projections de M Mj. Appelons H et H' les valeurs de la force magnétique produite par l’aimant primitif en des points infiniment voisins de la surface S, mais situés de part et d’autre. Soient de même Hj, H4, H" les valeurs de la force magnétique due à l’élément d’aimant rajouté entre S et S,, et enfin H2 et H'2 les valeurs de la force magnétique de part et d’autre de la surface S, après la déformation. Remarquant que S! n’est pas une surface de discontinuité pour H’, ni S pour H,, on voit sans peine que l’on a
- <*'« = a' + a', at — a, + a' = a", + a (19)
- Ceci posé, la variation-du potentiel magnétique est égale à
- 8 Y = — £a »' + B p' + C y'J u cos ^Ni, x'j — v cos ^Nz, — w cos ^Nz, ci S
- 1 — ^ S [A *• + B-P* + C Tl] [— u cos (N2* — V cos (ni, 4-^ — W cos ^Nz, J d S.
- Par analogie avec l’exemple précédent, on est tenté de négliger le second terme devant le premier, et c’est ce que fait implicitement M. Duhem, mais il est facile de voir qu’on n’en a pas le droit, car Hj n’est pas infiniment petit, contrairement à ce qui avait lieu tout à l’heure pour 8 H. En effet, la distribution fictive de magnétisme équivalente à la portion rajoutée se compose d’une couche de densité A cos (Ni, .x)
- + B cos (Nij) -j- G cos (Ni, 2), quantité finie, répandue sur la surface S, et d’une couche égale et de signe contraire répandue sur S4. Pour avoir l’action de cette distribution sur les points voisins du point M, on peut remplacer S et St par deux plans indéfinis parallèles entre'eux et normaux à Ni. L’action d’un tel système sur un point extérieur est nul, tandis qu’elle est finie entre les deux plans et indépendante de leur écartement. H1! et H"! sont donc infiniment petits et négligeables, tandis que les formules
- C) Leçons sur l’électricité et le magnétisme, t. Il, p. 249.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- (17) donnent pour les composantes de Hj les Remplaçant aH [h, yt par ces valeurs dans l’ex-valeurs finies pression de 8 Y, il vient
- a. = a — *' Pi = P — P'. Y* — Y “ y'-
- 8Y = -§j A*' JBP'+CT' + j[a (a_a')+B(p-p') +C (y - y')]
- £— u cos — v cos ^X7, — w cos^Ni, s') J d S,
- — _ Jsj |^A “ + B ^ ^ + C ? j j^— « cos ^Nt, X^j — v cos i, y'j — w cos ^Xi, d S (20)
- — Jsj | [ A a 4- B P + C y] + r2 T A “) + B (p'— p) + c (y — y) ] j [— «• COS (nù* ) — V cos (n i.yj — w cos f Nt. z'j ] d S.
- D’autre part
- « — a' _ 3 — P' _ Y —Y' _ ll(« — «') cos (Ni, -V)|]
- cos (Ni, -v) ~ cos (Ni, Y) ~~ cos (Ni, z) |) cos* (Ni, a-)[|
- /dV dV\
- Unî + dNej_ — 47t|| Acos (Ni..v)||_ || A (a - *')||
- 1 — 1 ~~|) AcosNi,.r)|| ’
- La comparaison des deux derniers termes donne
- [1 A (a' - a) || = 4 ic ©114 cos4 (©11, XT),
- d'où
- 8 Y = — j^A a + B p -f C rJ JJ — u cos (îU, -r) |] d S
- — 2 it ©11* cos2 ^©11, | — u cos^Ni, j| dS. (21)
- Nous avons admis dans la démonstration qu’on vient de faire que la surface S, était à l’extérieur de la surface S. On arrive, par des calculs un peu différents, à la même formule en supposant S, à l’intérieur de S, à condition de prendre toujours la valeur de H à l'intérieur de la surface S.
- Les formules de M. Duhem citées plus haut reviennent, vu les différences de notation, à ne considérer que le premier terme de notre formule (21). En effet, bien qu’il ne le dise pas, la suite du calcul montre que M. Duhem prend
- pour valeur de à la surface, la valeur de
- cette quantité en un point intérieur infiniment voisin. Les formules de M. Duhem doivent donc être complétées comme il suit :
- cv II 1 j| (.) + 2 7T COS* | (f S (©11,
- S. Y _ + | K-°| j <0 —2tc9K*cos*| (i 8 (©11, ")
- Si on tient compte de cette correction dans les calculs qui suivent, la méthode de M. Duhem conduit pour la valeur de la pression*à l’intérieur d’un fluide aimanté à notre formule (18).
- Nous n’insisterons pas sur les modifications
- qu’entraîne cette correction pour toute la suite des calculs. Elles sont faciles à faire et ne portent sur aucun résultat essentiel. Nous ferons simplement les quelques remarques qui suivent:
- i° Glücker a fait des expériences sur la dénivellation qui se produit entre les deux branches d’un tube rempli d’un liquide magnétique. La formule (21) (p. 254), qui est relative à ces expériences doit être modifiée comme il suit :
- p2 g [Z -Z'] = W (m,,) - A (9H.) + 2 * [©11*4 cos4 (©11., N) - ©K,4 cos4 {©IL, X’)]
- Il en résulte que la dénivellation ne dépend pas seulement de l’intensité du champ magnétique et de l’aimantation sur les surfaces libres, mais encore de l’angle que fait la direction de l’aimantation avec la surface libre. Cette conséquence est susceptible d’une vérification expérimentale.
- 20 Dans l’étude de l’équilibre des fluides et des solides polarisés, les équations d’équilibre intérieur [équations (23) p. 415 et (22) p. 442] ne sont pas modifiées. Le mode de propagation des vibrations ne sera pas changé. En particulier, dans un fluide, la vitesse de propagation des vibrations reste la même dans toutes les directions, bien que la pression varie.
- Les conditions d’équilibre à la surface sont au contraire modifiées par l’introduction du terme 2 k 9112 cos2 (9tl, N), et la loi de la réfraction des vibrations à la surface de séparation de deux milieux peut en subir un changement;
- 3° La solution trouvée pour le calcul de la dilatation d’un corps magnétique qui, à l’état naturel, était isotrope et de forme sphérique, et
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ELEC tricite
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- que l’on place dans un champ uniforme, n’est plus exacte. La dilatation sera plus grande que celle calculée, à moins que l’on n’exerce en chaque point de la surface une pression normale égale à 2 7t 91è2 cos2 (91è, N) condition impossible à réaliser pratiquement.
- 4° Enfin, la formule de la page 447, relative à la dilatation d’une lame de diélectrique placée entre les deux plateaux d’un condensateur, doit être remplacée par les suivantes :
- d\J__eCc (V' — Vy-
- 1 + 4 u c
- >. + 1*
- dV___dW _ s C c (V'—Y)8
- ]•
- dy ci z 3 A- l (A.
- Pour terminer, cherchons quelle est la limite que peut atteindre en pratique le terme de correction P4 — 2 7t 91I2 cos2 (91è, N). Le fer doux aimanté à saturation présente une intensité égale à 1700 unités C. G. S. Le maximum du cosinus étant 1, le maximum de P4 est de 2 tt (1700)2. Ce nombre est exprimé en dynes par centimètre carré. Pour l’avoir en kilogrammes, il suffit dé le diviser par io3 g, ce qui donne environ 20 kilogrammes par centimètre carré, pression qui n’est nullement négligeable.
- Nous aurions pu nous contenter de rectifier les formules de M. Duhem, car son mode de calcul permet de faire la détermination complète des pressions dans tous les cas, et est certainement le meilleur, mais nous avons cru préférable de ne pas nous borner là. D’abord, au point de vue historique, c’est par la suite de calculs que nous avons exposée que nous nous sommes aperçu de l’existence du terme correctif. De plus, en suivant pas à pas la méthode de Maxwell, on se rend même compte des points où les erreurs se sont glissées dans son raisonnement. A. Liénard.
- TRANSMISSION DE FORCE MOTRICE
- PAR COURANTS POLYPHASÉS AUX ATELIERS DU JURA-SIMPLON (‘)
- Les deux lignes sont formées chacune de trois fils de cuivre nii. Ces six fils sont placés sur les
- I mêmes poteaux pendant deux kilomètres, trajet -au cours duquel la ligne suit la route parcourue par le tramway de Bienne au pont de Bou-jean. Avant d'entrer dans Bienne même, une: •des canalisations s’écarte vers la droite pour se> j rendre aux ateliers de réparation du matériel et i de la traction de la compagnie du chemin de fer • du Jura-Simplon ; l’autre ligne continue à suivre •le tramway, en traversant toute la ville pour arriver à la gare de Bienne. La première ligne, composée de fils de 6 millimètres de diamètre, s’étend sur 2,12 km. et produit une chute de tension de 5 0/0. La canalisation de la gare, qui a 3,i km. de longueur, est formée de 3 fils de cuivre de 5,5 mm. de diamètre.
- ; Au moment où nous avons visité l’installation de Bienne, c’est-à-dire il y a quelques mois, la sous-station qui doit être aménagée dans les dépendances de la gare n’était pas encore commencée; mais nous avons appris depuis qu’elle est à présent en cours d’exécution. Dans la 1 sous-station de la gare, le courant polyphasé, à ' la tension de 1800 volts, sera transformé en un courant continu de x iovolts de tension au moyen d’un dynamoteur spécial. Cetappareil n’étant pas encore installé, nous n’en parlerons pas; nous nous contenterons de renvoyer le lecteur à la description des dynamoteurs analogues qui sont en service à Bockenheim (i).
- Il ne sera installé aucun moteur électrique à la gare de Bienne. Une portion du courant continu, représentant environ 20 kilowatts, servira à l’éclairage des bâtiments avoisinant la gare et de la gare elle-même. Le reste du courant sera employé dans une usine de charge pour accumulateurs qui absorbera dès le début une puissance de 20 kilowatts environ.
- On sait que la compagnie du Jura-Simplon a . monté l’éclairage électrique sur toutes les voitures de ses trains express. Les accumulateurs qui servent à cet éclairage sont chargés actuellement à Fribourg, où ils arrivent de tous les points du x*éseau par des fourgons de service. L’énei'gie électrique coûtant relativement cher à Fribourg, la compagnie va transporter ti'ès prochainement son usine de charge à Bienne, qui occupe une position plus centrale que Fribourg, et où la charge des accumulateurs
- (*) La Lumière Electrique, 12 août 1893, p. 272.
- (*) La Lumière Électrique, du 7 avril 1894, p. 10.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- sera très économique. En effet, l’entretien de la station primaire est effectué par la société du moulin de Boujean, qui estpropriétaire del’usine. Le chemin de fer du Jura-Simplon paie simplement au moulin de Boujean une redevance de o,o5 fr. par cheval-heure pris sur la turbine. En admettant que le rendement commercial entre la turbine et le circuit à courant continu de la gare ne soit que de 5o o/o, chiffre inférieur à la réalité, le kilowatt-heure reviendra à la compagnie au prix exceptionnel de o,i25 fr.
- A la sous-station des ateliers de Bienne, où la plus grande partie de l’énergie est utilisée pour la conduite des machines-outils, l’énergie étant payée aux mêmes conditions qu’à la gare, on voit que la compagnie a grand intérêt à employer une transmission électrique pour ses ateliers, puisque le cheval-heure lui revient au ‘maximum à o fr. io.
- Le moulin de Boujean ne parvient à livrer de l’énergie au taux de o,o5 fr. le cheval-heure que grâce à la faible dépense que nécessite la station primaire pour son entretien et son personnel. Pendant la plus grande partie de la journée on laisse les machines complètement seules; on se contente d’envoyer de temps en temps un ouvrier du moulin occupé à un autre travail faire une tournée de surveillance dans l’usine électrique. Ce résultat est dû à la simplicité de construction et de marche des dynamos et découle de l’emploi des courants polyphasés.
- La ligne qui dessert les ateliers de Bienne se divise, à l’arrivée, en deux branchements distincts. L’un de ces branchements se rend par trois fils aériens dans un petit atelier séparé qui demande peu de force motrice, et où est installé un moteur asynchrone à courant polyphasé d’une puissance de i5 chevaux, tournant à la vitesse angulaire de 800 tours par minute.
- Ce moteur, représenté en figure 6, se compose d’un inducteur mobile et d’un induit fixe. Ce dernier, formé par une couronne annulaire en fer boulonnée sur le bâti, est traversé par une série de tiges de cuivre réunies en quantité de chaque côté de la couronne. Le circuit induit se trouve ainsi fermé sur lui-même et complètement isolé. L’inducteur mobile est monté sur un axe dont les extrémités s’appuient dans deux paliers faisant corps avec le bâti, et qui porte à l’un des bouts une poulie actionnant par courroie la transmission du petit atelier. Le
- système inducteur est constitué par un tambour tournant dans l’intervalle laissé vide par l'induit. Ce tambour, en fer feuilleté, porte trois bobines de fil de cuivre isolé, montées en étoile et dont les extrémités externes sont reliées à trois bagues pleines placées, sur l'axe et protégées par une enveloppe métallique empêchant tout contact accidentel avec le circuit de haute tension. Le courant polyphasé à 1800 volts, qui arrive dans l’atelier par trois fils nus, traverse d’abord un commutateur tripolaire et un ampèremètre placés sur une planchette adossée contre un mur, puis il passe dans un rhéostat à eau, et de là il est conduit aux trois balais frotteurs et aux trois bagues de l’inducteur. La mise en route et l’arrêt, du moteur se font en ouvrant ou fermant le commutateur tripolaire, et en manœuvrant le rhéostat à eau pour diminuer ou augmenter progressivement la résistance du circuit inducteur. Une fois mis en marche, le moteur est abandonné à lui-même, sans aucune surveillance. Il suffit de verser de temps en temps de l’huile dans les paliers.
- Nous avons constaté que le démarrage s’effectuait sans la moindre difficulté, pourvu que les machines-outils ne fussent pas trop chargées, ce qui est toujours le cas au moment de la mise en marche.
- A propos de l’installation de Bockenheim, nous avons cherché non pas à donner une théorie des moteurs à champ tournant, mais à expliquer sans aucune formule le fonctionnement de ces appareils, encore peu connus en général à cette époque. Nous n’y reviendrons pas, d’autant plus que le sujet a été traité depuis d'une façon complète dans le cours de plusieurs études intéressantes publiées dans ce journal. Il nous suffira de faire remarquer la concordance qui existe entre nos explications et les études théoriques ultérieures.
- Nous avions dit par exemple que les moteurs à champ tournantétaient construits de telle sorte que la self-induction de l’induit (qui ne peut jamais être nulle) a une valeur suffisamment faible en pratique pour permettre un démarrage facile et donner au moteur un rendement satisfaisant. Mais nous n’avons jamais parlé que de moteurs de faible puissance, quinze chevaux au maximum, pour lesquels on a surtout en vue la commodité du fonctionnement de l’appareil sans
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- se préoccuper des dimensions et du poids du moteur.
- Pour les moteurs de puissance .élevée la question change d’aspect. Dans ce cas, le rendement et la puissance spécifique acquièrent une grande importance. Il est facile de voir, sans entrer dans des considérations bien théoriques, que ces qualités sont incompatibles avec une bonne marche d’un moteur asynchrone à courants polyphasés. Un moteur de ce genre peut être en effet comparé à un transformateur dont les
- circuits seraient capables de se déplacer l’un par rapport à l'autre. Pour obtenir dans le moteur un couple énergique, et par suite une grande puissance, il faut que les champs magnétiques qui réagissent l’un sur l’autre soient aussi grands que possible, et comme l’un des flux est produit par l’induction de l’autre, cela revient à dire que l’on doit augmenter le plus possible le coefficient d’induction mutuelle de l’ensemble des deux circuits. Mais le coefficient d’induction mutuelle n’étant que le produit des deux coefficients de
- Fig. 6. — Moteur asynchrone Lahmeyer à courants polyphasés
- self-induction, on ne peut en augmenter la valeur qu’en augmentant la self-induction de l’un ou l’autre des circuits, ce qui produit des effets nuisibles dans les deux cas, parce que les circuits sont parcourus tous deux par des courants alternatifs. Si l’on accroît la self-induction de l'inducteur, on diminue la puissance spécifique du moteur; si l’on augmente la self-induction de l’induit, on diminue le couple au démarrage et on rend la marche du moteur instable en lui faisant perdre ses qualités d’asynchronisme. Par conséquent, lorsqu’il s’agit de moteurs un peu
- puissants, pour lesquels intervient la question de poids et de dimensions, il n’est pas pratique de s’adresser aux appareils à champ touraant. Gela ne veut pas dire que les courants polyphasés doivent être rejetés, car ils peuvent fournir, sous la forme d’appareils synchrones, une solution industrielle du problème des moteurs puissants.
- Nous avons expliqué incidemment, en parlant des dynamoteurs à courants polyphasés installés à Bockenheim, le fonctionnement des moteurs synchrones à courants polyphasés. Nous
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- LA lumière électrique
- , rappellerons brièvement que dans ce moteur le système inducteur est composé d’électro-aimants ordinaires parcourus par un courant continu. L’induit, formé d’un anneau ou tambour, porte autant.de groupes de 3 bobines qu’il y a de paires de pôles inducteurs. Chacune des bobines étant reliée à l’un des 3 conducteurs de courants triphasés, il se produit dans l’induit des champs magnétiques tournants en nombre égal à celui des champs inducteurs. Lorsque l’induit tourne synchroniquement avec les courants polyphasés, c’est-à-dire est animé d’une vitesse égale au nombre de périodes des courants triphasés, divisé par le nombre de champs magnétiques, les pôles de l’inducteur se trouvent toujours en- présence d’aimants fictifs de même polarité créés dans l’induit, ce qui donne lieu à la production d’un couple moteur toujours de même sens tant que le synchronisme existe. Mais si la vitesse du moteur s’écarte de la vitesse de variation des courants polyphasés et par suite de la vitesse des champs tournants, c’est-à-dire si le synchronisme est détruit, par exemple à cause d’une surcharge trop grande du moteur, la valeur du couple moteur ira constamment en s’affaiblissant jusqu’à ce que le moteur s’arrête.
- Les moteurssynchrones n’ont pas la souplesse de marche et la simplicité des moteurs asynchrones, mais on comprend très bien qu’en revanche ils soient supérieurs aux moteurs à champ tournant comme puissance spécifique. Le circuit inducteur ne recevant que des courants continus, la self-induction de ce circuit n’ofiïe plus d’inconvénient ; on peut donc mettre des bobines aussi fortes que l’on veut pour créer un flux inducteur très intense. Le champ induc teur ayant une valeur élevée, on peut obtenir un couple très puissant tout en limitant la valeur du champ magnétique de l’induit. D’ailleurs le flux magnétique qui circule dans l’induit n’est plus.ici créé par induction, il est indépendant et engendré directement par les courants polyphasés. La self-induction du courant induit n’étant plus indispensable à la création du champ, on peut la réduire considérablement et amoindrir ainsi'beaucoup ses effets parasites. Déplus, le flux inducteur étant fixe, il ne donne naissance à aucune perte par hystérésis dans le fer de l’inducteur, et la pèrte par hystérésis dans l’induit se trouve réduite parce que le moteur peut avoir
- un grand nombre de pôles et que sa vitesse relative est plus faible. Les moteurs synchrones à courants polyphasés peuvent donc donner, sous un poids relativement faible, une grande puissance et un rendement élevé.
- Ils présentent sur les moteurs à courants alternatifs ordinaires le grand avantage de démarrer d’eux-mêmes sans impulsion, pourvu qu’ils soient très faiblement chargés. Si, au momentde la mise en marche, on laisse d’abord le circuit des électro-aimants ouvert, et que l’on envoie seulement les courants polyphasés dans l’anneau ou la bobine, l’appareil va se comporter comme un moteur à champ tournant ordinaire. Il se mettra en mouvement par la réaction du champ tournant de l’anneau jouant le rôle d’inducteur sur le champ créé par induction dans les électro-aimants non excités jouant le rôle d’induit. Le moteur atteindra de lui-même sa vitesse de synchronisme et l’on pourra à partir de ce moment fermer le circuit à courant continu des électro-aimants pour faire fonctionner .l’appareil comme moteur synchrone.
- Nous avons vu précédemment qu’aux ateliers de Bienne une des deux bifurcations de la ligne alimente un petit moteur asynchrone à courants triphasés de la puissance de i5 chevaux.
- Dans l’atelier principal, où pénètre l’autre branchement, une puissance de 5o chevaux est nécessaire à la conduite des machines-outils. La force motrice à produire dans cet atelier étant assez considérable, on a choisi, avec raison, un moteur synchrone à courants triphasés, de préférence à un moteur à champ tournant.
- En réalité l’appareil que la maison Lahmeyer a installé dans l’atelier principal de Bienne non seulement transforme en énergie mécanique l’énergie électrique qu’il reçoit sous forme de courants polyphasés, ruais en même temps transforme une autre partie de ces courants polyphasés en courant continu.
- C’est donc plus qu’un moteur synchrone, c’est un appareil multiple que nous appellerons Iransformaleur-moleur à courants polyphasés. Cet appareil réalise pour les courants polyphasés ce que M. Lahmeyer avait déjà fait en 1891 pour les courants continus avec son transformateur-moteur pour courants continus dont nous avons parlé à cette époque f1).
- (!) La Lumière Electrique, 19'septernbre 1891, p. 56g....
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- Pour passer du moteur synchrone au transformateur-moteur, il suffit de placer sur l’induit, en même temps qu’un enroulement à courants
- polyphasés, un second enroulement à courant continu, en anneau ou en tambour, relié à un collecteur ordinaire. On obtient ainsi un appa-
- Fig-. 7. — Moteur synchrone Lahmeyer à courants polyphasés.
- reil qui ne diffère, comme parties essentielles, des dynamoteurs de Bockenheim que par l’adjonction d’une poulie motrice^
- Le démarrage des moteurs synchrones s’effectuant sans excitation des électro-aimants indqe* teurs, si l’induit porte un enroulement à courant
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- continu, le courant venant de cet enroulement pourra servir à l’excitation des électro-aimants inducteurs. C'est surtout pour cette raison qu’on a misa Bienne un transformateur-moteur, parce qu’on n’aurait pas su où se procurer le courant continu nécessaire à l’excitation d’un simple moteur synchrone. Le courant continu du transformateur-moteur sert en outre à l’éclairage général des ateliers.
- Le transformateur-moteur de Bienne se trouve placé à l’un des bouts de l’atelier, dans une petite salle de 5 mètres de long sur 3 mètres de large. Les trois fils aériens qui amènent les courants triphasés se rendent à un petit tableau de distribution fixé dans le fond de la salle, et traversent un commutateur tripolaire et un ampèremètre. Trois fils isolés partant du tableau et passant au plafond de la salle conduisent les courants polyphasés aux trois bagues pleines du collecteur à haute tension du transformateur-moteur. Ce collecteur est monté à l’extrémité droite (fig. 7) de l’arbre de l’induit. Comme il constitue la seule partie dangereuse du moteur, il est protégé par un manchon en tôle perforée destiné à éviter tout contact accidentel. A l’autre extrémité de l’arbre de l’induit se trouve un collecteur ordinaire à lames, sur lequel six balais viennent prendre les courants continus engendrés dans l’appareil.' Ces courants continus sont amenés au tableau de distribution par 2 fils isolés posés sous le plancher. Ils passent par un ampèremètre et un interrupteur principaux, ainsi que par un rhéostat, avant d’aboutir aux deux barres générales de connexion. Plusieurs circuits alimentant des lampes à incandescence, et possédant chacun leur interrupteur particulier, partent de ces deux barres pour se rendredans les divers ateliers. Un voltmètre est branché sur les deux barres de connexion, dont une dérivation est utilisée pour l’excitation du transformateur moteur. Un commutateur et un ampèremètre sont, intercales dans ce circuit d’excitation, qui se compose de deux fils isolés passant sous le plancher pour arriver aux électro-aimants du moteur.
- Le système inducteur du transformateur moteur est formé de 12 pièces radiales en fer fixées à l’intérieur d’une-couronne en fonte de i,35m. de diamètre boulonnée sur la plateforme du bâti. Les bobines des électro-aimants, sont reliées en série et portent des enroulements en
- sens inverse, de façon à créer 12 pôles alternativement positifs et négatifs.
- L’induit est formé d’une série de plaques cy* lindriques de fer feuilleté portant des encoches à la circonférence. Dans les dents du tambour sont logés deux enroulements soigneusement isolés l’un de l’autre. Le circuit à courants polyphasés se trouve au fond des dents et le circuit à courant continu par dessus. Les pôles inducteurs étant au nombre de 12, le circuit à courants polyphasés est divisé en 6 sections disposées successivement sur le pourtour de l’anneau. Chaque section se compose de 90 bobines divisées en 3 parties comprenant chacune 3o bobines reliées à chacun des 3 circuits polyphasés ; les 3 parties sont montés en étoile. Les 6 sections sont reliées en quantité et se terminent par 3 fils aboutissant aux 3 bagues du collecteur de haute tension. L’enroulement est fait avec du fil de cuivre isolé de 3,6 mm. de diamètre. L’enroulemenL à courant continu est formé par q56 fils de cuivre de 4,2 mm. de diamètre, divisées en 228 bobines de 2 spires reliées chacune à une touche du collecteur de basse tension. Entre les bobines de l’enroulement et les lames du collecteur se trouvent, comme dans toutes les dynamos à courant continu construites par la maison Lahmeyer, une petite résistance en fils de nickeline destinée à éviter la production d’étincelles et à supprimer, comme on le voit sur la figure, le croisement des fils à l’extrémité du tambour. Six balais, calés à 60° l’un de l’autre, sur une couronne fixée au bâti, recueillent le courant continu sur le collecteur à basse tension.
- L’induit en forme de tambour, de 0,75 m. de diamètre, tourne dans l’espace intérieur laissé vide par les électro-aimants. Son arbre repose par ses deux extrémités sur 2 paliers fixés sur la plateforme du bâti, qui est elle-même boulonnée sur des rails assujettis dans le sol, de sorte que l’ensemble du moteur peut être déplacé le long des rails en cas de besoin. L’extrémité de l’arbre qyi se trouve de l’autre côté du collecteur à haute tension se prolonge au-delà du palier en une partie terminale sur laquelle est calée une poulie de 0,60 m. de diamètre. La poulie du moteur transmet le mouvement à l’arbre de commande général, fixé au plafond de la salle, par une courroie de 5 mètres de long et par deux poulies l’une fixe et l’autre.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÊLEC TRICI TÉ
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- folle. Un petit volant à main, placé à côté du moteur et commandant un système d’embrayage, permet de faire passer la courroie sur la poulie fixe ou sur la folle suivant que l’on veut mettre en marche ou au repos la commande de l'atelier.
- Quant au moteur, on le laisse tourner, même à vide, durant toute la journée d’atelier, c’est-à-dire en moyenne pendant u heures, avec interruption d’une heure au moment du déjeuner. Pour le mettre en route il suffit, après avoir ouvert le commutateur principal du courant continu et coupé le circuit d’excitation des inducteurs, d’envoyer les courants triphasés dans l’induit. Le moteur se met aussitôt en marche sans la moindre difficulté, pourvu que la courroie soit sur la poulie folle, et atteint très vite sa vitesse normale, qui est de 400 tours par minute. On ferme alors l’interrupteur général de courant continu, puis le circuit des inducteurs. Le moteur se trouvant dès lors excité, sa rotation se maintient d’une façon permanente et devient capable de fournir, sans aucun réglage, du courant continu et de la force motrice en quantité variable suivant les besoins. Les inducteurs étant en dérivation et le moteur appartenant au genre synchrone, sa vitesse ne varie pas de plus de 2 0/0 entre la marche à vide et la pleine charge. La force électromotrice du courant continu créée dans l’appareil reste donc constante quelle que soit la charge, ce qui dispense de tout réglage sur le circuit à courant continu. Le rhéostat du tableau de distribution est placé une fois pour toutes dans la position voulue pour donner aux lampes la tension de 110 volts pour laquelle elles doivent fonctionner.
- Le circuit à courant continu du transformateur-moteur fournit un courant de 58 ampères à la tension de 110 volts, soit une puissance de 6,5 kilowatts. L’excitation des inducteurs demande 27 ampères, c’est-à-dire une puissance de 2970 watts.; les 3i ampères restants sont employés le soir pour l’éclairage des ateliers.
- Le moteur est construit de façon à pouvoir développer normalement une puissance de 80 chevaux; mais actuellement les machines de l’atelier n’absorbent jamais plus de 5o chevaux. De la sorte, on n’a pas à craindre de surcharges par suite de calage du moteur. Le rendement dù moteur, c’est-à-dire le rapport de la puissance
- mécanique recueillie sur la poulie à la puissance électrique dépensée, est de 90 0/0.
- A pleine charge, le transformateur prendrait environ q5 ampères à la tension de '.800 volts, représentant une puissance de 75 kilowatts. En réalité la puissance électrique dépensée dans l’appareil ne dépasse pas 5o kilowatts avec un courant polyphasé de 3o ampères.
- Malgré le régime variable et la longue durée de service quotidien auquel il est soumis, le transformateur-moteur ne demande pour ainsi dire aucune surveillance. Le collecteur à haute tension peut fonctionner pendant plus d’un mois sans qu’on ait besoin d’y toucher. Le collecteur à courant continu demande à être surveillé un peu plus souvent, mais il se maintient également en parfait état de conservation. D’ailleurs la conduite des moteurs électriques aux ateliers de Bienne est si facile qu’on n’a pas jugé utile ‘ de la confier à ùn ouvrier spécial; elle se trouve assurée sans difficulté par le personnel ordinaire de l’atelier.
- La caractéristique de l’installation de Bienne, qui fonctionne depuis février 1893, c’est la nouveauté : on y rencontre, outre des générateurs, transformateurs, dynamoteurs et moteurs synchrone à courants polyphasés qui, quoique d’invention récente, se sont répandus assez vite, un appareil très curieux et complètement inédit, le transformateur-moteur pour courants polyphasés. De plus, non-seulement les moteurs synchrones à courants polyphasés ont trouvé leur première application à Bienne, mais c’est là qu’on voit pour la première fois une transmission de force motrice de 70 chevaux à 2 kilomètres de distajice effectuée avec des courants polyphasés. Enfin l’usuiede Bienne offre le premier exemple d’une station à courants polyphasés créée dans le but de charger des aceumula-teurs.
- Comme conclusion, l’intéressante installation de Bienne fournit une démonstration très nette de la souplesse d'emploi à laquelle se prêtent les courants polyphasés qui, dans le cas présent, répondent au multiple problème de la transmission de l’énergie électrique et mécanique, de la distribution de l’éclairage et de la charge des accumulateurs.
- Ch. Jacquin.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Fils fusibles pour la protection des appareils télégraphiques,
- Dans une communication à la Société électrotechnique de Berlin, M. Strecker a rendu compte d’expériences faites pour obtenir un fil pouvant agir comme coupe-circuit de sûreté pour appareils télégraphiques.
- Un fil de o,o3 millimètre de diamètre formé de l’alliage connu sous le nom de « constantan » fond sous l’influence d’un courant de o,3 ampère. Gomme la limite de l’intensité que peuvent supporter certains appareils n’est que de o,i5 ampère, il faudrait pouvoir se servir de fils de 0,02 mm. de diamètre, dont le maniement serait trop délicat.
- A ce propos, M. Feussnera indiqué un dispositif qui peut avantageusement remplacer le fil fusible dans ces conditions. Un fil fin est suspendu d’une part à une borne fixe, d’autre part à une borne montée sur un ressort. A l’aide d’un crochet, on suspend à ce fil fin un poids qui en abaissant la borne mobile la met en contact avec une vis complétant le circuit. Le crochet de suspension du poids est formé d’une substance quelconque très fusible; il se rompt dès que le fil fin métallique s’échauffe à une certaine température. Le poids tombe alors, la borne mobile remonte sous l’action du res-sort et le circuit est rompu.
- Boîte universelle de shunts pour galvanomètres, par W.-E. Ayrton et T. Mather (>).
- Il y a plusieurs années, M. Latimer Clark appela l’attention sur ce fait que l’emploi des shunts dans la comparaison de capacités à l’aide de galvanomètres balistiques donne des résultats inexacts quand le pouvoir multiplicateur des shunts est supposé le même que dans le cas de courants constants; peu après, ce sujet fut traité mathématiquement par M. Hockin, qui montra que l’erreur est due à l’influence qu’exerce le shunt sur l’amortissement du galvanomètre. L’élongation instantanée d’un galvanomètre est
- 1— --------————----y --------------
- (') Communiqué par les auteurs. Mémoire présenté à l’Institution of Electrical Enginéers.
- diminuée plus que dans le rapport 4e$jfé.sis** tances, comme si la résistance intérieure était. augmentée d’une quantité déterminée par les détails de construction du galvanomètre et par le réglage de l’aimant directeur.
- En 1892, dans notre communication à la Société de Physique sur « les galvanomètres balistiques industriels », nous avons mentionné incidemment la méthode que nous avions imaginée pour la construction de shunts entièrement exempts de ces inconvénients. A cette époque nous nous rendions compte seulement de l’importance de ces shunts à amortissement constant en ce qui a rapport aux galvanomètres balistiques; mais plus tard, en calculant les résistances de ces shunts, nous nous aperçûmes que cette méthode de construction ne supprime pas seulement la difficulté signalée par M. Latimer Clark, mais qu’elle permet encore de se servir de la même boîte de shunts avec un nombre quelconque de galvanomètres différents, de résistance et de construction quelconques, et cela avec un degré de précision bien supérieur à celui que permet d’atteindre l’emploi de la boîte de shunts construite pour chaque galvanomètre particulier. Pour nous permettre d’apprécier les avantages de cette méthode, voyons d’abord la méthode de construction ordinaire des shunts et les défauts dont elle est entachée.
- 1. Les résistances des shunts 1/10, 1/100 et 1/1000 doivent être exactement 1/9, 1/99 et 1/999 de la résistance du galvanomètre ; si la résistance du galvanomètre est, par exemple, de 1000 ohms, les shunts doivent avoir 111,1, n,n et 1,111 ohms de résistance ; donc, il nous faut construire le shunt 1/1000 exactement à un millième d’ohm près, si nous voulons obtenir une précision de 1/10 0/0 seulement.
- 2. Le galvanomètre est enroulé de fil de cuivre; nous avons donc à rechercher quel métal nous devons employer pour enrouler les shunts. Si nous nous servons de maillechort, de platinoïde, de manganine ou d’un autre métal à faible coefficient de température, les bobines de shunt peuvent avoir une résistance très constante, mais une élévation de température de îo° C portant à la fois sur les shunts et sur le galvanomètre introduira une erreur de 4 0/0 dans le rapport des résistances.
- Si, d’autre part, nous confectionnons les shunts avec du fil de cuivre, il est assez difficile
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- Ôi
- de s’assurer s’il n’y a pas de différence de quelques degrés entre les températures moyennes de la boîte de shunts et du galvanomètre, de sorte que les résistances relatives des deux parties peuvent être facilement faussées de io o/o, par exemple.
- En fait, excepté dans le cas rare où le galvanomètre aussi bien que les shunts sont eni'oulés de fil de maillechort ou d’un autre fil à faible coefficient de température, il est inutile de chercher à ajuster exactement les résistances des bobines de shunt dans leur mode de construction ordinaire.
- 3. Même lorsque les résistances des shunts sont exactement le 1/9, 1/99 et 1/999 de celle du
- Fig- Î
- galvanomètre, elles agissent comme si elles ne permettaient pas que les 1/10, 1/100 et 1/1000 de la charge d’un condensateur passent à travers le galvanomètre employé en balistique.
- 4. Finalement, il faut pour chaque galvanomètre une série spéciale de shunts.
- Tous ces défauts dérivent du fait que la méthode jusqu’ici adoptée pour faire varier le courant dans le galvanomètre tandis que le courant dans le circuit principal reste le même consiste à faire varier la résistance du shunt appliquée au galvanomètre. Si, au contraire, nous ne touchons pas au shunt, et si nous faisons varier le courant dans le galvanomètre en changeant le point d’attache des conducteurs principaux, nous faisons disparaître tous ces inconvénients.
- La figure 1 donne le diagramme d’une boîte de shunt ainsi construite. Les bornes A et B de la
- boîte sont reliées d’une façon permanente aux bornes du galvanomètre G, et les bornes B et G sont reliées aux deux fils principaux du circuit extérieur. Les extrémités d’une bobine de résistance quelconque r restent constamment reliées comme il est indiqué sur la figure, et en certains points de cette bobine correspondant à
- T T V
- — — --------ohms des fils de connexion mènent
- 10 100 1000
- aux plots de la boîte de shunt. -
- Quelle que soit alors la résistance r de cette bobine, comparée à celle g du galvanomètre, il est facile de montrer que si le courant dans le galvanomètre est de G ampères lorsqu’une fiche est placée dans le trou d, ce courant prendra
- respectivement les valeurs —, — et —am-
- jo 100 1000
- pères, lorsqu’on insère cette fiche dans les trous c, b et a, pourvu que le courant dans le circuit principal reste constant, condition que l’on observe toujours dans l’emploi ordinaire des shunts. Ou encore, si une quantité d’électricité définie s’écoule d’un condensateur dans le circuit principal, et que le galvanomètre soit traversé par Q coulombs lorsque la connexion est
- faite en d, cette quantité sera de — , -É=- et-^—
- 10 100 1000
- coulombs lorsque la connexion est faite respectivement en c, b ou a, et les élongations correspondront à ces quantités.
- En effet, appelons A le courant constant du circuit principal; avec la fiche en d le courant galvanomètre est égal à
- )' +g
- A,
- ou G ;
- avec la fiche en c, ce courant est égal à
- r
- 10
- rfe-j
- ou
- G . 10 ’
- avec la fiche en b,
- r
- avec la fiche en a,
- 1000 . G
- ---------,--------r A, OU ----- .
- -JL + (QW r f 0î -'OOO
- IOOO \IOOO /
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- Ô2
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- De même, si K est la quantité dont varie la charge d’un condensateur dans le circuit principal, etpK, ou Q, le nombre de coulombs passant dans le galvanomètre, lorsque la fiche est en d, on peut montrer, puisque la résistance du galvanomètre plus celle du shunt reste constante et que par suite l'amortissement est constant, que les quantités d’électricité passant dans le galvanomètre pour les positions c, b et a de la fiche sont
- Q Q
- Q
- coulombs.
- respectivement de—, -^-et
- Le galvanomètre peut donc être enroulé de fil de cuivre ou d’un métal quelconque, une seule série de shunts peut être construite en fil de manganine, et subdivisée exactement en un nombre entier d’ohms, les fractions d'ohm n intervenant pas nécessairement dans notre système ; le galvanomètre peut avoir une résistance quelconque , être à une température quelconque, pourvu que cette dernière soit constante pendant la durée d’une série d’essais ; la subdivision d’un courant constant ou d’une décharge d’électricité en parties étant entre elles dans les rapports i, i/io, *1/100, i/iooo, s’obtient avec la plus grande précision.
- La disposition de la boîte de shunt représentée par la figure i est sujette à un inconvénient : pour faire passer dans le galvanomètre la totalité du courant principal il faut défaire le fil .serré par la borne C et le porter à la borne A. Pour éviter cette manipulation et permettre d’opérer toutes les connexions à l’aide des fiches, nous disposons quelquefois les plots de la boîte de shunt de la manière indiquée par la
- figure 2.
- En laissant une fiche en h, et en portant une autre fiche eh <i, c, b, ou en a, nous obtenons les résultats que nous venons d’indiquer. Et, en plaçant une fiche seulement dans le trou/, on fait passer le courant principal entièrement dans le galvanomètre. Le court circuit est obtenu en bouchant à la fois/et j.
- La disposition de la figure 2 permet aussi, en insérant une fiche en j, de détacher le galvanomètre sans couper le circuit principal. La possibilité d’opérer ainsi est utile lorsqu’on veut déterminer le zéro d’un galvanomètre très sensible qui, même en court circuit apparent, dévie encore sous l’influence du courant extrêmement faible qui le traverse.
- Mais lorsque r est plus de dix fois plus grand
- que g, la forme plus simple de la figure 1 suffit pour les besoins ordinaires ; car, quoi qu’il soit impossible avec cette boîte de shunt de faire passer dans le galvanomètre un courant supé-
- rieur à —p— A ampères, A étant le courant ^ “b g
- principal, cette valeur de G étant supérieure à
- j^-A, se trouve être suffisamment rapprochée de
- A pour les besoins habituels.
- Quelle que soit d’ailleurs la grandeur de r par rapport à celle de g, le courant passant dans le galvanomètre quand on place la fiche en c, b et a respectivement est exactement 1/10, 1/100, 1/1000 de la valeur qu’il prend lorsque la fiche est en d. Le seul avantage que l’on gagne en
- faisant /'grand par rapport à g, est que
- r
- r +g
- A
- ou G, le courant-unité, devient pratiquement égal à A.
- Les shunts disposés comme nous venons de l’indiquer présentent alors l’avantage de permettre l’emploi d’une seule et même boîte de shunt avec des instruments quelconques, balistiques ou non; mieux encore, en procédant ainsi, c’est à dire en faisant varier le point d’attache d’un des fils au lieu de faire varier la résistance, on peut employer comme shunt pour un galvanomètre donné une boîte de résistance ordinaire quelconque, et lire directement les fractions de courant dans le galvanomètre et dans le shunt, sans aucun calcul et sans connaître la résistance du galvanomètre, et avec un degré de précision bien supérieur à celui que donnent
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- les shunts spécialement construits d’après la disposition habituelle pour chaque galvanomètre particulier.
- On sait que dans la méthode ordinaire, en faisant varier le shunt, on fait varier la résistance du circuit. 11 est intéressant d’examiner si cette variation de résistance du circuit est plus grande avec notre méthode de disposition du shunt ou avec la méthode actuelle.
- Dans le cas habituel, on laisse les conducteurs principaux M, M , (fig. 3) en relation permanente
- Fig. 3
- avec le galvanomètre G et on fait varier la résistance s du shunt. En appliquant ce shunt la
- . . S o*
- résistance du circuit passe de g à —r—, c’est-à-
- s + g
- dire que la résistance diminue de — . Si le
- * + §
- shunt est tel qu’il laisse passer dans le galva-
- I O*
- nomètre - du courant, a* est égal à —, et la n ° n — i
- résistance du circuit est diminuée de --------- g
- n
- lorsqu’on introduit ce shunt. Par exemple si n — io, la résistance du circuit est diminuée de
- 9
- 10
- Avec la méthode proposée consistant à maintenir une résistance fixe r attachée au galvanomètre G (fig. 4) et à faire varier la connexion de l’un des fils principaux, par exemple, en portant
- le fil M2 du point d au point c, la résistance du
- rln—\ _ \
- rg n\ n *+£j
- circuit passe de —f - à
- r+g r g
- la résistance du circuit est donc diminuée de
- r n-
- 111 — 1 n
- A
- (0
- Gette expression ne dépend pas seulement des valeurs de 11 et de g, mais aussi de celle de r. Si l’on choisit r tel qu’il soit inférieur à ng, l’expression (1) est positive, c’est-à dire que la résistance du circuit est diminuée par le dépla-cementdu fil M, du point d au point c; tandis qu'avec r plus grand que 11 g l’expression (1) est négative, ce qui indique qu’en déplaçant M2 dans le même sens on augmente la résistance du circuit. Enfin, en faisant r= ng, le déplacement du fil ne modifie en aucune façon la résistance du circuit, de sorte que le courant passant
- alors dans le galvanomètre est exactement - de
- celui qui y passait auparavant, puisque le courant total ne varie pas.
- En donnant donc à r une valeur voisine de n g la disposition que nous proposons donne les résultats suivants, lorsqu’on déplace M2 de d en c :
- a) Si la résistance additionnelle du circuit est grande par rapport à celle du galvanomètre le courant passant dans ce dernier a maintenant
- une intensité exactement égale à - de celle qu’il
- D 11
- présentait auparavant, quelle que soit la température
- b) Si la résistance additionnelle du circuit est petite par rapport à celle du galvanomètre le courant passant dans ce dernier a maintenant
- une intensité très rapprochée de ^ de celle qu’il
- présentait auparavant, quelle que soit la température.
- Avec la méthode ordinaire on arrive, par contre, aux résultats suivants :
- a) Même si la résistance additionnelle du circuit est grande par rapport à celle du galvanomètre, ce n’est que pour une valeur définie de la température que le courant actuel dans le galvanomètre est exactement ^ du courant qui y passait auparavant.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- b) Si la résistance additionnelle du circuit est petite par rapport à celle du galvanomètre, le courant actuel dans ce dernier est de beaucoup
- supérieur à ^ de sa valeur initiale.
- Enfin, quelles que soient les valeurs de g. r
- et n, notre méthode de variation du courant de
- mesure produit un moindre changement de
- résistance du circuit que la méthode ordinaire.
- Car, avec cette dernière, la résistance du circuit
- . , n— i g, tandis qu’avec la nôtre, la va-
- varie de-----
- n
- riation de résistance est de
- En retranchant celle dernière diminution de résistance de la première, on obtient comme différence
- n — i r* -F n g1 , ,
- ---;-------—. (2)
- n* r + g
- Cette expression est toujours positive, si n est supérieur à l’unité. Par conséquent, notre méthode de shuntage produit dans tous les cas moins de variation de résistanee que la méthode habituelle. A. H.
- Microphone R. Damseaux.
- Le but poursuivi dans cet appareil est de réduire le plus possible la surface de contact' entre le système microphonique et la plaque vibrante.
- Fig-, i et 2. — Microphone Damseaux.
- afin de laisser à celle-ci toute son élasticité et la plus grande latitude de vibration.
- Diverses expériences ont porté l’auteur à croire que les microphones dont les organes sontvdirectement appliqués sur la plaque ne rendent pas leur plein effet. Pour s’en convaincre, il construisit, sans changer la disposition générale, certains appareils en usage dans lesquels le contact des pièces avec le diaphragme
- vibrant n’avait lieu que par des pointes d’ivoire légèrement bombées, de 5 à 6mm.de longueur, remplacées avantageusement dans la suite par de simples épingles reppsant par leur tête sur la plaque. De petits ressorts plats maintenaient les pièces en place, afin d'assurer un contact permanent des pointes avec la plaque.
- Des essais comparatifs établirent que les appareils munis de pointes étaient d’une supério-1-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- rité marquante sous le rapport de la sensibilité et de la netteté de l’audition.
- Les figures .1 et 2 montrent en élévation et plan l’appareil microphonique construit par M. Damseaux à la suite 4e ces essais.
- Cet appareil se compose d’une tige d’acier très mince A dont une extrémité est effilée, tandis que l’autre s’appuyànt contre la plaque est renflée. Cette tige est soudée vers son milieu à un ressort plat très flexible B ayant pour but de la maintenir dans une position normale au centre de la plaque. Cette tige A est, en outre, munie en C d’une goupille servant d’arrêt à un charbon cylindre horizontal Q, que la tige traverse par une ouverture légèrement conique.
- Ce charbon Q se termine par deux douilles M et N munies de pivots P. Ces pivots reposent sur deux minces tringles d’ébonite E, elles-mêmes pivotées aux extrémités de deux équerres R et R'. Celles-ci portent horizontalement deux tiges de cuivre, à chacune desquelles sont suspendus deux charbons K s’appuyant sur le charbon horizontal Q. Le mode de suspension de ces charbons K permet d’en renouveler la surface de contact avec le charbon Q en leur imprimant une légère rotation autour de leur axe. Ce résultat est obtenu en armant chaque charbon K d’une douille de cuivre M munie en son centre d’une tige filetée. Celle-ci s’engage dans l’ouverture ménagée à la partie inférieure des pièces en U traversées librement par les axes horizontaux. La tige filetée est fixée sur les pièces en U à l’aide d’une rondelle bombée formant ressort, d’un écrou et d’un contre-écrou. Toutes ces pièces sont reliées par des fils fins à des lames métalliques en relation avec les bornes T T du microphone.
- Les pôles de la pile aboutissent l’un à la paire de charbons de droite, l’autre à la paire de gauche. Le courant passe par les deux charbons K d’une paire, traverse le charbon horizontal Q et remonte par l’autre paire.
- La plaque vibrante H est une feuille d’ébonite de i,5 mm. d’épaisseur et de 7 centimètres de diamètre. Ses vibrations sont transmises aux organes du microphone par l’intermédiaire de la tige A.
- Cet appareil est très sensible, mais sa sensibilité varie avec l’inclinaison des charbons K. La position la plus favorable déduite d’expériences est celle où l’axe des charbons fait un
- angle de 180 et l’axe des tiges d’ébonite E un angle de 6° avec la verticale. Il nous semble toutefois que le réglage doive aussi dépendre du poids et de la longueur des charbons K.
- Les essais faits dans ces conditions ont été concluants. Un interlocuteur peut parler dans une pièce contiguë à celle où se trouve l’appareil, la porte de communication restant entrebâillée; la parole est perçue très distinctement.
- On peut également parler en tournant le dos à l’appareil. Ces expériences ont été faites sur une ligne de 80 kilomètres de longueur; l’appareil était installé sur un poste téléphonique ordinaire et le courant fourni par un élément Le-clanché à grande surface.
- M. Damseaux nous annonce qu’il a observé le fait très curieux suivant. Le microphone étant installé sur un poste ordinaire, si l’on supprime le récepteur en ayant soin de fermer le circuit, on peut converser sans difficulté en plaçant l’oreille sur le pavillon du microphone. Ce fait montrerait, d’après l’auteur, que l’appareil peut également servir de récepteur. L’expérience a été faite sur une ligne de 200 kilomètres.
- Le développement des stations centrales en Allemagne (*).
- Plusieurs stations centrales d’Allemagne viennent de publier leurs résultats d’exploitation, et il est intéressant d’établir une comparaison entre les principales données qui ont été portées à la connaissance du public. Nous nous occuperons en particulier des stations centrales de Barmen, Elberfeld, Hanovre, Hambourg, Cologne et Düsseldorf, qui ont publié les renseignements les plus complets.
- On peut tout d’abord constater qu’en général les résultats financiers des usines établies ont été satisfaisants dès la première année d’exploitation. Malgré la concurrence du gaz, le bilan des stations les plus récemment établies accuse dès la première année des plus-values permettant de fonder les plus grandes espérances sur l’avenir de ces entreprises.
- Le tableau ci-après, qui résume les principaux chiffres publiés, permet de se rendre compte des rendements économiques et techniques des diverses installations.
- En ce qui concerne les dépenses afférant au
- (•) D’après PElektrotechnische Zeitschrifti
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- 86 ' LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- capital, on peut compter l’intérêt à 3,5 o/o et l'amortissement à 40/0 seulement, car il suffit d’affecter 1,5 à 2 0/0 aux bâtiments, 4 à 5 0/0 aux chaudières, machines et appareils, 6 0/0 aux accumulateurs, 3 0/0 aux câbles et 8 à 100/0 aux autres dispositifs d’installation. II faut considérer en outre que l’achat des accumulateurs se fait sous le bénéfice d’une garantie de dix ans. En affectant 6 0/0 d’amortissement à cette partie de l’usine, on disposerait donc au bout
- de 10 ans d’uné somme atteignant 7 0/0 du pnx d’achat et qui pourrait être employée dans les cinq années suivantes en frais.de renouvellements et de réparations.
- Il est assez difficile de comparer les usines à courant continu avec celles à courant alternatif, car ce dernier système n’est représenté que par la station de Cologne, et l*on ne saurait tirer de conclusions définitives de cet unique exemple.
- Puissance des stations.
- Puissance disponible, en kilowatts........
- Nombre de lampes de 5o watts pouvant être |
- l’usine.........
- alimentées par........-..................... ^ la canalisation.
- Rendements.
- Durée d’exploitation, en années.............................
- Énergie, en kilowatts-heures.................. j dfstribuée.
- Rapport de l’énergie distribuée à l’énergie produite.
- produite.. distribuée
- Énergie en watts-heures, par kilogr. de charbon
- Charge des accumulateurs, en kilowatts-heures .
- Décharge — — .............
- Rendement des accumulateurs .................................
- Rapport de l’énergie fournie par les accumulateurs à l’énergie
- . i totale distribuée........................................
- Perte dans les accumulât., en 0/0 de l’énergie totale distribuée
- Coefficients d'utilisation.
- .Nombre de lampes de 5o watts installées.......................
- — — allumées simultanément........
- Rapport du nombre de lampes allumées simultanément au
- nombre de lampes installées ................................
- Puissance maxima utilisée, en lcitowatis.................
- Durée d’allumage des lampes installées* en heures par an — d’atl. des lampes allumées simult., —
- Dépenses et recettes.
- Capital d’installation, en francs............................
- — par lampe, en francs.....................
- Dépense de combustible par kilowatt-heure distribué, en cent.
- Salaires par kilowatt-heure distribué, en centimes...........
- Dépenses totales, en francs..................................
- Dépenses totales par kilowatt-heure distribué, en centimes....
- Recettes totales, en francs..................................
- Recettes totales par kilowatt-heure distribué, en centimes...
- Dépenses en 0/0 du capital...................................
- Recettes — ...................................
- Bénéfice brut total, en francs..............................
- Bénéfice en 0/0 du capital...................................
- Stations centrales de
- Bar mon Elbcrfeld Hambourg Hanovre Cologno Dllsseldorf
- 225 5oo 58o 85o 65o 55o,
- 4500 10000 11 600 17 OOO i3 000 12 OOO
- 6500 12 000 12 OOO 22 OOO » 23 OOO
- 5 5 4 2
- 144996 313438 542 900 452 520 » 484 1 11
- 122 026 3o5 794 5x3 x83 365 114 307 074 337 285
- 84,16 97,5 94,3 80,69 » 69,68-
- 229 » 3 25 482 )) 406
- 198 » 307 398 i56 283
- 59 573 » » 194 733 » 279 5o6
- 42 584 » » 154 836 » 2i656i
- 71,46 » » 79,5 » 77,48
- 34,9 » » 42,4 » 61,9
- i3,9 » » 10,9 » i3
- 7325 11 100 14 000 i3 642 i5 329 «# 16 623
- 2780 8000 9240 83oo 6020 6200
- 38 72 66 60,8 42,5 37,4
- i3g 400 462 415 326 3io
- 325 569 694 529 422 419
- 906 837 1128 934 973 I 132
- 1 o53 745 I 406 340 2 442 849 2 125 OOO 2 525 000 2 848 75o
- 235 140 193 120 194 238
- 6,86 8,53 12,1 4,75 8,06 4,0
- 20,1 i3,o 10,0 II,1 i5,i 12,0
- 43 122 90 201 137 465 94 747 105465 79011
- 35,4 29,5 26,8 26,0 34 , 4 23,4
- 123686 288 566 578 585 335 o63 276 806 388 206
- IOI 94,3 113 91,8 90,2 115
- 4,09 •6,41 5,62 4,46 4,07 2,72
- H,74 20,5 23,68 i5,8 10,69 13,62
- 80 564 198 365 411 120 240 316 171 341 309 195
- 7,65 14,09 18,05 11,34 6,8 io,85
- Au point de vue des rendements il faut remarquer que l’usine de Hambourg fonctionne avec de petites unités dont le rendement est
- évidemment inférieur à celui des grandes machines à expansion multiple de plus en plus employées aujourd’hui. Cette station étant de-
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-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ • . * ,87'
- !»
- venue la propriété de là Société d’électricité de Nuremberg (ancienne maison Schuckert), va être pôurvué de dynamos a vapeur à triple expansion, d’une puissance de 5ooà 600 chevaux, qui permettront d’effectuer de notables économies sur le combustible. De plus, les stations de Hambourg et de Hanovre, situées au milieu de la ville, ne peuvent consommer que du combustible donnant peu de fumée (à Hambourg, du coke; à Hanovre, de l’anthracite) dont le prix est naturellement plus élevé. La station d’El-berfeld fonctionne à courant continu sans accumulateurs. Pour la station de Cologne, nous ne connaissons malheureusement pas le nombre de kilowatts-heures produits.
- Certains facteurs qui ont une influence considérable sur le prix de revient de l’énergie, varient notablement d’une ville à l’autre. 11 en est ainsi des salaires, qui, de 10 centimes par kilowatt-heure à Hambourg s’élèvent à 20,1 centimes à Barmen.
- Dans les rapports des stations fonctionnant avec accumulateurs, on constate que les rendements de ces appareils sont plus élevés qu’on ne le suppose d’ordinaire dans les projets, et nous avouons qu’un rendement de 80 0/0, moyenne de toute une année, rie laisse pas que de nous surprendre.
- Les chiffres relatifs à l’utilisation des installations de la part des consommateurs sont très instructifs. On admettait jusqu'ici que sur la totalité des lampes installées sur un réseau, on pouvait compter sur 65 à 70 0/0 allumées,simultanément, et on en déduisait la puissance des machines à installer au début. On admettait aussi que dans les villes d’importance moyenne chaque lampe installée fonctionnait pendant 5oo à 600 heures annuellement, et dans les grandes villes pendant 600 à 65o heures. Les chiffres du tableau montrent que les conditions sont souvent bien différentes de celles admises dans les projets. Dans une seule des stations, la durée d’utilisation atteint les chiffres supposés, et pourtant ce facteur doit avoir la valeur la plus élevée possible pour l’utilisation satis-. faisante du matériel d’une station. On peut en compenser l’écart par la vente à tarif réduit de l’énergie électrique pendant le jour pour la distribution de la force motrice.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Sur les conditions de fonctionnement d’un transfor-! mateür sans fer avec une fréquence inférieure à 1 une certaine valeur critique, par E. C. Riming-
- ton (*).
- On admet généralement dans le cas d’un transformateur dont le primaire est alimenté par une différence de potentiel alternative de valeur constante que l’impédance du primaire diminue lorsqu’on ferme le circuit secondaire. L’auteur montre par les considérations sui- vantes que dans certaines conditions il n’en est pas ainsi.
- Soient :
- 1\ la résistance du circuit primaire ;
- L son inductance ;
- r2 la résistance du circuit secondaire ;
- N son inductance ;
- M l’inductance mutuelle entre les deux circuits.
- On admet que les coefficients d’induction sont constants, résultat que l’on n’obtient en pratique qu’en employant des bobines sans noyau de'fer. La différence de potentiel alternative est supposée sinusoïdale.
- Soient, en outre,
- p — 2 t: 11, si 11 désigne la fréquence ;
- e la valeur de la différence de potentiel à l’instant /, et E sa valeur maxima;
- /, et i., les intensités de courant primaire et secondaire, Ij et I2 respectivement leurs valeurs maxima ;
- J, + paL‘J, impédance du circuit primaiie
- J, = JrJ r P'2 N*, — — secondaire ;
- Nous avons les équations bien connues :
- di, , ,, di. . . dT + yXdf ' l'r‘~e . 6)
- , di, , di, , . dT + M5r'î"1^ = 0’ ; la)
- Différentions (1) par rapporta /, et multiplions par N ; différentions de même (2) et multiplions
- ('; Philnsophic.il M.ig.izinc, t. XXXVII. avril 1S94,-’ P-
- A. H.
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-
-
-
- 88.
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- par M; puis retranchons les deux résultats l’un de i’autre :
- n % <3>
- Multiplions (i) par r2 et ajoutons (3); nous obtenons
- (LN-Mâ)ï‘+'(Nr* + L,-t)
- di,
- dt
- r de
- + r1rsfI = r,e+N^ (4)
- D’une façon analogue, on obtient :
- (LN-M,)^ + (Nri + Lr*)i
- 1 di, dt'
- 4- r, r, i. = — M
- (5)
- Or, il est évident, si la différence de potentiel est une fonction sinus simple et si les coefficients sont constants, que les courants doivent également suivre la loi des sinus, et ne différer de la différence de potentiel que par leur phase.
- Posons donc
- et
- et
- i,— I, sin pt, it = I* sin (p t + 9),
- e = E sin (p t + <I>), di,
- dt
- d'H,
- dt*
- — p I, cos pt,
- p* I, sin p t ;
- de plus
- — =pEcos(p/ + <I>).
- En substituant ces valeurs dans l’équation (4) on arrive à
- h £jr4 r, — p4^LN — M*^jsinp4 + p ^NV,-(-Lr3cosplJ = E r, sin (pt + + Ep N cos (pt + . (6)
- Pour abréger, posons
- a pour ri r, ~ p’ (L N — M*),
- et
- b pour p (N r, + Lr,'.
- L’équation (6) prend alors la forme
- I, y/a* 4- b* sin (pt + ’E) = E J, sin (pt + <P + y), (7)
- dans laquelle
- b p N
- tang V = - et tang y — ~
- Comme (7) doit se vérifier pour toutes les valeurs de t, il faut nécessairement que
- I, y/a* + b*— Ef et que
- EJ,
- ou I, = / „ . T~i \/a2 + b*
- 'E = <1> 4- -/ ou <l> := *E — x-
- (8)
- Donc
- tang<I> =
- b p N p3 N M*
- a ~ r, _ b rt — apN _____J,*
- , p*r, M*
- 1 f ^7 r, + ~T?~
- (9)
- Ceci nous montre que l’on diminue toujours la différence de phase entre le courant primaire et la différence de potentiel lorsqu’on ferme le circuit secondaire, puisque, ce dernier étant ouvert, on a
- . ^ PL
- tang <I> =: -— .
- On déduit pareillement de (5) pME
- l.=
- y/a* 4- b2
- (10)
- et
- mais puisque
- . * . 3
- e 4- 4 = <i> 4- ;
- ie = <ï> 4- •/
- •=¥-*-* +6-*).
- c’est-à-dire que 0 est supérieur à it et inférieur à 3
- - 7t, et que
- tang 9 = cotg x =^j
- (")
- Appelons J l’impédance apparente du primaire lorsque le secondaire est fermé (J, étant son impédance à secondaire ouvert); alors
- j = a , d’après (8) ;
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-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 89
- ou
- condition indiquant les valeurs critiques :
- J2JS2= a2 +- b* = J,2 J,2 -p2 M2 j p2 (2LN - M2) - ar, jyj, ou encore
- J2 = L2 - (aLN — M2) — ar, rJ (.2)
- Cette équation (12) montre que J n’est inférieur à Jj que lorsque la quantité entre parenthèses est positive, il en résulte donc que si 2 Pj r2 > p2 (2 L N — M2), J2 sera plus grand que Jx2 et J > Jl5 c’est-à-dire que dans ce cas l’impédance du primaire est augmentée par la fermeture du secondaire.
- Pour la commodité du calcul, posons
- ~ 'oi7(2-.p2) ’ (“2 étant donné) ; et
- a,~ â,"(a-p2) ’ (“<étantdonné)-
- Quand le primaire et le secondaire sont de forme et de volume identiques, et quand le secondaire est en court circuit, on a
- a, = a» = 4 ;
- et l’équation (i3) se réduit à
- G)*-
- p2 a2 <;2 — a2 (2 — p2
- 1 +
- (1 + *')•
- et la valeur critique de
- (•4)
- oq représente la tangente de l’angle de décalage entre le courant primaire et la différence de potentiel lorsque le secondaire est ouvert, tandis
- que ^ -f- arc tang a2 est l’angle de différence de
- phase entre les courants primaire et secondaire lorsque le secondaire est fermé.
- Soit M = |3 \/L N, de façon que p représente le rapport du flux traversant le secondaire à celui traversant le primaire; ce rapport est naturellement inférieur à l’unité, et ioo (j — p) donne le pourcentage de fuites magnétiques (*). Nous pouvons donc écrire (12) comme suit :
- p2 a, a» ja a, a» (2 p2)| ^
- \J./ (I +a,2H. -f-eJ)
- oc —
- \Ar
- 2
- -p2‘
- Pour p = 1, c’est-à-dire au cas où le flux traverse totalement les deux circuits, la valeur critique de a =
- Recherche de la valeur de 04 pour laquelle ~ est
- J1
- maximum, a2 P étant donnés.
- En différentiant l’équation (i3) par rapport à oq et en égalant à zéro, on obtient :
- V4 + «81!(2 — p2)2 —«a(2— p2)
- Pour p = 1,
- Pour que ~ devienne supérieur à l’unité, il J1
- est évidemment nécessaire que
- a, as<
- P*’
- C) Cette dernière expression n’est justifiée que pour deux bobines d’égales dimensions et forme; dans les autres cas le rapport du flux dans le secondaire à celui dans le primaire, le circuit primaire étant traversé par un courant, n’est pas égal au rapport du flux dans leprimaire à celui dans le secondaire, lorsqu’un courant passe dans ce dernier.
- p est la moyenne géométrique de ces deux rapports.
- a,
- ou
- 1
- «s
- (t
- Si les bobines ont la même constante de temps ou pour aq = ot2 = a
- et
- h V +4-p2 v'Ï^T2’
- si, de plus, p = 1,
- a = et i = {ITJ ~ i,)5îv V2 J'
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-
-
-
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- La valeur de a> rendant y maximum est, par J i
- J i
- raison de symétrie, donnée par
- I — g,2
- «s (2 — |i2)
- = «, .
- Si nous considérons 94 et a2 comme variables simultanées les deux équations exprimant a2 et doivent être satisfaites, ce qui ne peut avoir lieu que pour
- a4 = a, —
- ce qui nous ramène à la condition (i5i>).
- Valeurs de
- Fig. 1
- Donc, pour que y- soit maximum, le primaire
- et le secondaire doivent présenter la même
- valeur de a égale , 1 , ou, s’il n’y a pas de
- y/3— p2
- fuites magnétiques, égale à -L. Dans ce cas
- \/ -
- J
- - = i, 155, J 1
- ce qui veut dire qu’en mettant le
- secondaire en court circuit l’impédance s’accroît de t5,5 o/o, augmentation la plus considérable qui puisse se produire.
- Considérons le cas d’un transformateur dont les bobines présentent des constantes de temps égales et ne donnent pas lieu à des fuites ma-
- gnétiques. Pour des valeurs de a inférieures à vc l’impédance est augmentée, et en posant p = î dans (14) on a
- J_ _ V1 -t- 4 «*
- J> ~ I +a2
- Cette formule a servi à tracer la courbe JJ J de la figure 1 ; les abscisses donnent les valeurs
- de a et les ordonnées les valeurs de-y exprimées
- J1
- en pour cent. Pour un transformateur dans L N 1
- lequel — = — = =— , on a indiqué les fré* n r, r2 5oo n-
- quences correspondantes.
- La courbe III de la même figure donne le rapport de I, courant primaire lorsque le secondaire est fermé, à Ia, même courant à secondaire ouvert, d’après l’équation
- 1 _Ji = _JL+ a”
- Ii J v/] + 4 *2
- Distribution de la puissance dans - ce transformateur.
- Soit P la puissance appliquée au primaire lorsque le secondaire est fermé;
- P1 la même puissance à secondaire ouvert;
- H la puissance calorifique développée dans le primaire à secondaire fermé;
- P2 la puissance développée dans le secondaire.
- r _ P ^Jy_ 2 * v'a* -f b*
- sin pt sin (pt + '!>) dt
- Eg (r, J,3 -4- r,p-M2; _ t + 2 a8 2 (a* 4-fc2) 2f, 1 +4 a2
- H =
- P E2 J,8 r, 2 7i a2+ft2
- sin2 pt dt
- (16)
- E* J,2 r, _E^ i+a2 2 (a2 + bï)~ 2r, 1 +4*2
- (17)
- p (pME)2 r. 2 u a2 + b‘l
- sin î(pit + 0) dt
- _ p-MgE2 r, _ E»_ a2
- 2 (a2 + b*) — 2r, 1 f 4a1' 1
- 11 est évident que P = P2-(- H, à moins qu’on ne se trouve en présence de masses métalliques
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-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 9i
- dans lesquelles se développent des courants de Foucault, ou que la fréquence soit si élevée que de l’énergie soit rayonnée dans l’espace.
- ISO
- sin pt sin (pl + <I>) dl
- E2r, _ _E^ i 2 J,2 ~ 2r, 1 + o2
- Donc, d’après ([6) et (19),
- ('9)
- P ___ (< + 2a2) (1 4- a2) _ I 4- 3a2 + 2a*
- P, — ~ I +4 a2 ~ 1 +4 a2 ’
- et cette équation (20) est représentée par la courbe P P P.
- On a
- g— n, i, + «, i.,
- en désignant par nl et n2 les nombres de tours primaires et secondaires, et
- G — \Jn,* I,2 + m.2 I,2 + a«, n, I, I, cos 0,
- 0 étant l’angle de décalage entre les deux courants.
- Si nous admettons que le primaire et le secondaire occupent des volumes égaux, et que nous pouvons négliger la différence relative des épaisseurs de l’isolation des bobines,
- 1ll y/“r- Par conséquent
- Valeurs de «
- Fi«. *
- Dans la. figure 2 sont représentées les courbes de P, H, P2 et P! pour des valeurs de a de o à 2.
- E2
- Pour ces courbes on a pris —r = 100. Le point
- 2 ? 1
- d’intersection A des courbes P et P, correspond
- à a= -É; le point B commun aux courbes Pt et v 2
- Il correspond à a. — \/2.
- Effet magnétisant des bobines.
- Soit g le nombre d’ampères-tours à chaque instant lorsque le secondaire est fermé, et G la valeur maxima de ce nombre.
- G — Ht\Ji,2 + i,* + 2i, 1, y/g
- », e ; r
- = sG^T2 V J*
- " cos 0,
- + p!M*
- nVR-
- ou bien, puisqu’on a supposé M2 = LN,
- r__ n, Er, _ n, E
- \>ai -t- b2 r, 1 + 4 ct-
- Appelons G[ la valeur maxima de g à secondaire ouvert; son expression est
- (n, E
- G' =T,“:
- 111 E
- r, V
- /i + a1
- (21)
- L’effet magnétisant est alors toujours diminué lorsqu’on ferme le secondaire.
- La courbe GGG de la figure 1 est tracée' d’après l’équation (21).
- On voit à l’inspection de cette figure que, dans le cas des courbes d’impédance et de courant, la valeur critique de a est — 1,414, tandis que la valeur de a qui correspond au
- maximum est a=-4r — 0,707. Cette dernière
- V72
- valeur de a est la valeur critique pour la courbe P PP, tandis que, comme il est facile de s’en rendre compte en différentiant (20), la valeur de a correspondant au maximum de cette dernière
- \/s/3 — I
- courbe est ---------=0,4278.
- Considérons maintenant le cas où les circuits primaire et secondaire présentent la même constante de temps; mais donnent lieu à des
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-
-
-
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 92
- fuites magnétiques. Nous savons que dans ce cas la valeur critique de
- J
- et pour rendre maximum a =
- Ji y/3 — p2
- Représentons par y le rapport de la première de ces valeurs à la seconde, soit
- V 3— I
- et la valeur maxima de
- J ______2__
- Ji v/4—P8
- D’après l’équation ( 11 ),
- tango = := -
- p N a
- 0 est l’angle d’avance du courant secondaire sur
- 3ic
- le primaire; il est compris entre ic et — ; il s’ensuit que l’angle dont le courant secondaire est en retard sur le* primaire se trouve compris
- entre ~ et it, et s’exprime par ^ -(- arc tang a
- Le tableau suivant donne les valeurs de ces différentes quantités pour des valeurs de (4 comprises entre 1 et 0,1.
- P Valeurs critiques de et Valeurs de et pour j — maximum J1 Y Valeurs maxima H J de 37 Angle de décalage critique Angle de décalage j pour y maxim.
- 1,0 1,414 = V2 0,707 = -i V3 2 1,155 144° 44' 125° 16'
- 0,9 1,3oo 0,676 I ,920 1,120 142 26 124 4
- 0,8 1,210 o,65o 1,865 I ,090 140 26 123 2
- 0,7 1, l5o o,63o 1,825 I ,070 l3q 0 122 l3
- o,0 1. io5 o,6i5 i,79- 1 ,o5o 137 51 121 36
- of5 I ,070 o,6o5 1,770 I ,032 l36 56 121 II
- 0,4 I ,045 0,595 1,76° I ,020 l36 16 120 45
- 0,3 1,023 o,586 1,7=0 1,010 135 39 120 22
- 0,2 I ,010 o,58i 1,740 1,007 • 135 17 120 10
- 0,1 1,002 0,578 1,730 1,001 135 4 120 2
- On voit par les valeurs de la colonne y que pour (4 = i, la valeur critique de a est le double
- 'de la valeur qui rend y- maximum; l’effet des Ji
- Valeurs de <x
- Fig. 3
- fuites magnétiques est de diminuer ce nombre, qui, pour [4 = o, 1, est réduit à 1,73. C’est ce que montre également la figure 3.
- La courbe O C B représente la partie critique de la courbe J JJ (fig. !) en cas d’absence de
- fuites magnétiques, et A. occupe le milieu entre
- O et B, de sorte que OA = l- O B; de plus
- O B = yA> = 1,414; O A =0,707 et, si le point O représente 100 divisions, AC = 15,5 divisions.
- . La courbe OC'B' représente la partie critique de la courbe pour (4 = 0,1; O B'=1,002 et O A'= 0,578 = 0,577 — O B'; enfin A'C'==o,i2 division. Le point A' est donc plus proche de B' que de O.
- L’auteur a fait une expérience au laboratoire de l’Electric Supply Company. Il s’est servi d’une balance Kelvin pour mesurer l’intensité du courant primaire. La différence de potentiel alternative a été prise sur un transformateur pouvant donner 100 ampères; et comme on n’a pas dépassé 6,5 ampères dans cette expérience, on peut admettre que la différence de potentiel était constante. La fréquence était de 83,3 périodes par seconde.
- Le transformateur sans fer consistait en deux
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-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE
- 93
- bobines superposées formées de fil de 0,9 mm. couvert de coton. La bobine intérieure' servait d’enroulement primaire, la bobine extérieure de secondaire. Chaque bobine comportait cinq couches de 125 tours chacune.
- Les constantes de temps ^ calculées par la
- formule approchée de Perry étaient de 0,00121 pour la bobine intérieure ou primaire et de 0,00152 pur la bobine extérieure ou secondaire
- p — 2 îu X 83,3 = 523.
- Donc
- a, =0,00121 X 523=0,633. «, =o,ooi52 x 523 =0,795.
- Les valeurs de 04 et a2 étaient probablement inférieures à celles calculées, parce que les bobines seisont. échauffées pendant l’expérience; de plus, le primaire contenait en série les conducteurs et la résistance intérieure d’une'balance Kelvin.
- Prenons donc «x = o,5 et a2 = 0,7.
- La valeur observée de y était de i,o32.
- Ji
- En substituant ces valeurs dans l’équation Ci3) on trouve (3 = 0,57, soit une fuite magnétique de 43 0/0, en admettant que la différence de potentiel variât comme un sinus. Cette valeur semble plutôt élevée; elle était probablement plus faible et la différence de potentiel ne devait pas suivre une fonction sinus simple; pour
- cette raison le rapport y était plus petit que
- dans les conditions théoriques.
- Cette expérience est donc assez grossière, néanmoins elle a permis de constater une augmentation de 3,2 0/0 dans l’impédance du primaire en fermant le secondaire; d’ailleurs, les constantes de temps des bobines ne se prêtaient pas à l’obtention du meilleur effet avec la fréquence employée; mais, comme le montrent les considérations théoriques qui précèdent, en employant deux bobines à constante de temps égale et une différence de potentiel sinusoïdale, on obtiendrait un accroissement d’impédance de 10 à 12 0/0.
- Dans les transformateurs à noyau de fer, cet effet ne se remarque généralement pas, parce
- que les valeurs de sont si élevées que la fré-
- quence critique serait très petite, de sorte que pour toutes les fréquences de la pratique on observe que l'impédance diminue lorsqu’on ferme le secondaire. En outre, le noyau de fer déforme la courbe du courant.
- A. II.
- Représentation graphique du courant dans des circuits primaire et secondaire, par G.-M. Minchin (').
- Cette note donne une solution du problème suivant :
- Une bobine primaire et' une bobine secondaire occupent des positions données; une force électromotrice alternative exprimée par une fonction sinus étant appliquée à la bobine primaire, on cherche à représenter graphiquement les impédances des circuits et les phases des courants pour toutes les fréquences. (On ne se sert pas de noyaux de fer.)
- Ce problème s’est posé à la suite de la communication faite par M. Rimington, à la Société de physique de Londres, et dont nos lecteurs trouveront un compte rendu dans le présent numéro du journal (voir plus haut, p. 87).
- Adoptons les notations employées par M. Rimington. A circuit secondaire ouvert (ou pour r2 = oo), l’impédance J! du primaire est donnée par l’expression
- j,= v/r,2 + Lsp*.
- L’impédance J2 du secondaire, si le primaire était absent et le secondaire alimenté par une force électromotrice alternative, serait donnée par
- J, = sfr,* + N * p*.
- Posons
- p'1 = -V
- et
- a = r, r. — (L N — M2) .v, b = (N e, + Lr>) \jx-
- Alors, en admettant que la force électromotrice appliquée au primaire soit représentée en fonction de / par
- e = E sin (pt + <I>),
- (') Philosophical Magazine, t. XXXVII, avril 1894, p. 406.
- p.93 - vue 93/650
-
-
-
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- les parties périodiques it et i% des courants primaire et secondaire sont respectivement
- EJ, .
- ^.= V.^TF«sinp<’
- U~ E M sin (pt+ 0),
- Va'1 J- b3
- et nous avons
- „ 3 . N slx
- 0 = - ir — avec tang / — —7—
- <l> — IF — /, avec tçmg ip = — .
- Il s’ensuit que les impédances réelles J et J'
- du primaire et du secondaire pendant le fonctionnement sont données par
- a2 + b"-J;s
- J'8 =
- a2 + b2 M2 .r •
- (0
- Le problème consiste alors à représenter graphiquement J, J' et les angles de décalage 0 et <î>. Prenons deux axes rectangulaires O x et O 7 (fig. 1); portons sur le premier les valeurs numériques de p2\ puis, en prenant k2y pour représenter les valeurs de J2 correspondant, aux différentes valeurs de t>2 (ou de x), k2 étant un coefficient quelconque pour ramener les ordonnées à des dimensions convenables, nous avons
- ,*r- ,a' + b\
- y ~r,* + Wx’ { }
- |ou bien^si nous posons • 1
- A!=LN — M2 et B8 =: N r, + L r,,
- h3y (N8^ + r,-) = (r, r, — A2 x)' + B* .r; (3)
- équation représentant une hyperbole ApQP, coupant l’axe des y en un point A tel que
- O A= -L.
- (4)
- Appelons cette courbe Y hyperbole primaire. D’une manière analogue, remplaçons J'2 par Kly'\ nous obtenons
- k"1 M* x y' — (7*1 r. — A* x)3 + B * x, (5)
- et l’on voit que J'2 est également représenté par une hyperbole B H P'. Nous discuterons cette hyperbole plus longuement, en montrant qu’elle peut être tracée très simplement. Appelons-la Y hyperbole secondaire. ;
- En premier lieu, elle passe par le point
- 7“ 7“
- x =*-4-^ . r’= TïrvT5. et la tangente en ce point A2 «2 M2
- est parallèle à Or. C’est le point H, dont l’ordonnée est
- _B _ k* M2‘
- (6)
- Il est aisé de voir que les deux hyperboles coupent l’axe des x aux mêmes points. Ces points se trouvent à gauche de O et ne sont pas indiqués sur la figure, puisque des valeurs négatives de x (ou de p2) n’entrent pas dans le cadre du problème purement physique. De plus, l’abscisse de H est la moyenne géométrique des longueurs découpées par les hyperboles sur O x.
- Le centre de l’hyperbole (5) se trouve au point C dont les coordonnées sont
- O et
- N2 r,2 + L2?-,2 + 2 M2j-, r, k3 M2
- les asymptotes sont O y et CS dont l’angle
- A4
- k2 M2 '
- d’inclinaison sur Ox a pour tangente
- Nous avons donc les asymptotes Cy et CS et un point H de l’hyperbole, ce qui suffit pour tracer la courbe à l’aide de la règle bien connue basée sur l’égalité entre les parties découpées sur toute droite passant par H entre la courbe et ses asympotes. L’autre branche de l’hyperbole n’étant pas essentielle, elle n’a pas été dessinée.
- Nous allons maintenant montrer que l'hyper-
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- J O LJ R N, AL UNIVERSEL D'ELECTRICITE
- 9$
- bole primaire peut être tracée d’après l'hyperbole secondaire. En représentant les valeurs de J12 et J22 pour toutes les valeurs de x par des ordonnées telles que k2 yt = J12 et k2y2 =}%, nous voyons que
- h* y, = L8 x + r,8 (7)
- h* y. — N 2 a- + r*8; (8)
- de sorte que les impédances sont représentées par deux droites, A L et A’ L'.
- La ligne primaire (7) passe par A et coupe toujours l’hyperbole en un point Q ayant pour abscisse
- 2 r, r,
- 2LN —M8’
- qui est plus petite que la double abscisse de H. Donc, pour une certaine fréquence plus petite que celle représentée par la valeur de Q le rap-
- port
- J,
- atteint une valeur maxima. On trouve
- facilement le point p représentant cette valeur maxima; car, quelle que soit la courbe AQP, si y est une de ses ordonnées et yt l’ordonnée
- Y
- correspondante de la droite AQ, le rapports-
- est maximum en p, point de contact d’une tangente menée à la courbe du point d’intersection de AQ avec O a:.
- Construisons aussi la droite O T dont l’équation est
- fl* r\ — M8 X ; (9)
- puis, en prenant une valeur quelconque, O N, de x, menons l’ordonnée N P, et nous avons
- y' = P'N;y. = R'N;r = PN; ï| = VN.
- De plus, d’après ce qui précède, on a
- y> y y!
- v~z'donc y—v T|> (I0)
- r* 0 j 2
- et l’on voit que le point P de l’hyperbole primaire est déduit du point P' de l’hyperbole secondaire, par la simple construction d’une quatrième proportionnelle.
- Enfin, en ce qui concerne les angles de dif- » férence de phase, considérons d’abord y. Nous avons
- par suite
- sec 8 y
- JV _ Wy, _ ,T*_ r,8 — r* OA1
- cos
- X
- OA' NR'- ’
- (H)
- Donc, en décrivant un cercle sur N R' comme diamètre, et en menant A'E parallèle à Ox, nous avons
- / = ENR';
- <-) = ONE.
- En outre
- sin 2 *p =
- b* __ b* _ b8
- a* + b* k8 M *y' x h1 r, y'
- B* x A* -r\y' '
- Mais en substituant pour h la valeur donnée par (9)
- sin8^^-, ' (12)
- c’est-à-dire qu’en construisant un cercle sur N P' comme diamètre, et en prenant le point D d’intersection de ce cercle avec la tangente H D menée à l’hyperbole secondaire, nous aurons
- xp = D N x.
- (.3)
- A. II.
- NÉCROLOGIE
- Paul Jabloclikoff.
- L’industrie électrique vient de faire une grande perte dans la personne de M. Paul Ja-blochkoff, à qui elle doit non seulement une partie de l’élan qui s’est déclaré à l’occasion de l’exposition universelle d’électricité de 1881, mais surtout la création de l’éclairage électrique industriel.
- Pour bien se représenter l’importance capitale du rôle qu’a joué Jablochkoff dans l'industrie de l’éclairage électrique, il faut se reporter plusieurs années en arrière et jeter un coup d’œil sur ce qui existait avant lui, c’est-à-dire avant 1877. Il y avait alors dans le monde entier environ 80 foyers électriques employés industriellement; deux ans plus tard, grâce à Ja-
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- blochkoff, il y en avait 5oo, c’est lui qui a donné la première impulsion à cette nouvelle industrie.
- M. Jablochkoff est né en Russie, dans le courant de l’année 1847; il meurt donc prématurément avant d’„avoir atteint la cinquantaine.^ Après des études fructueuses à l’École du génie de Saint-Pétersbourg, et avoir passé avec distinction les examens de sortie, il entra dans l’arme à laquelle il s’était préparé. A l’époque où Jablochkoff suivit les cours de cet établissement célèbre, on était encore sous l’impression des succès obtenus par jacobi; l’électricité était le sujet favori des études des jeunes officiers.
- Jablochkoff emporta au régiment l’amour de la science qui devait bientôt lui donner la renommée. 11 se fit attacher au chemin de fer de Moscou à Koursk, dans le but d’y obtenir la direction des services électriques. Il paraît que c!est pendant cette partie de sa carrière qu’il conçut le projet d’un système*d’éclairage électrique qui supprimerait toute espèce de mécanisme.
- L’invention géniale de Jablochkoff fut celle de sa bougie électrique; à l’époque où il la fit, l’éclairage électrique public n’existait pas encore; les seuls appareils capables de fournir la lumière de l’arc étaient des régulateurs assez compliqués, tous basés sur des mouvements d’horlogerie. L’idée de Jablochkoff de s’affran-Ghir de ce mécanisme et de maintenir fixe la distance des deux points lumineux par la simple interposition entre les charbons d’une substance isolante était certainement une invention de premier ordre. Elle donna immédiatement un essor considérable aux machines à courants alternatifs, et comme cette invention permettait de brancher plusieurs bougies sur une même machine, on put pour la première fois répartir avec une seule machine de grandes quantités de lumière sur une surface étendue.
- La bougie était venue à son heure ; elle eut un grand succès, notamment dans les magasins du Louvre, qui l’ont conservée jusqu’à nos jours, dans les docks de Londres et à l’avenue de l’Opéra, où elle disputa pendant plusieurs années la place au gaz.
- La bougie ne pouvant brûler qu’avec des , alternateurs, l’invention de Jablochkoff stimula la création des machines Lontin et Méritens; on put même croire qu’elle allait rétablir les affaires de la Compagnie Y Alliance. M. Gramme j
- construisit aussi des alternateurs. En ùn mot, ces appareils, négligés à ce moment-là, reprirent en électricité le rang que depuis ils n’ont plus perdu.
- , La bougie avait un grave défaut : elle ne.durait que trois quarts d’heure. Jablochkoff imagina l’allumage automatique de plusieurs bougies contenues dans le même globe et devant se succéder. Le perfectionnement réussit si bien qüeTbn ri’eut plus besoin de faire surveiller les lampes pendant toute la durée de l’éclairage. Grâce à l’abri tutélaire de l’opale, on ne s’apercevait du changement de bougie que par un éclair rougeâtre.
- Jablochkoff essaya également d’obtenir la division de la lumière.' Il réhssit dans une certaine mesure, mais ses foyers, dont l’intensité ne dépassait pas la moitié d’un bec de gaz, ne purent avoir aucun emploi sérieux. •
- La bougie Jablochkoff a résisté, à ses imitateurs. Si son usage s’est restreint, c’est qu’elle a donné de prime-abord tous les moyens auxquels, il ne paraît pas possible de rien ajouter, tandis que les lampes à arc ont fait d’immenses progrès, et qu’en outre la lampe à incandescence a surgi avec des avantages spéciaux.
- Jablochkoff aurait pu réaliser une fortune considérable, mais il était d’un accueil facile, d’un caractère généreux, et peu habitué à traiter des questions d’argent; il finit au contraire par se trouver dans une position difficile.
- Jablochkoff s’est en outre occupé- d’une quantité de questions électriques dont plusieurs n’ont pas donné lieu à des applications industrielles; une invention qui montre de combien il était en avance sur son temps était l’application des condensateurs au réglage des courants alternatifs. Cette application, brevetée en son temps par Jablochkoff, est actuellement à l’ordre du jour...
- Il essaya de lancer une nouvelle pile qui-n’eut pas le succès qu’il en attendait.
- Il ne quitta cependant Paris qu’il aimait, et où il comptait de nombreux amis, que quelques mois avant sa mort.
- Il est mort à Saratow, ville importante de la Russie méridionale, d’où nous pensons qu’il était originaire.
- W. de Fonvîeli.e.
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- FAITS DIVERS
- Dans sa séance du 19 mars dernier, le conseil municipal de Paris a adopté les conclusions d’un rapport de M. Thuillier relatif à l’institution d’un concours entre les inventeurs de systèmes fumivores.
- On sait que le conseil s’est ému du développement des établissements industriels dans Paris, et principalement des stations d’électricité, dont il avait demandé à l’administration de poursuivre le classement; aucune satisfaction n’ayant été donnée à ses plaintes, il croit qu’èn l’état actuel le seul moyen serait d’astreindre les usines à brûler la fumée de leurs cheminées.
- Cette obligation leur avait déjà été imposée par le décret du 25 juillet ï865, mais un autre décret du 3o avril 1880 retirait à la préfecture de police une arme dont, probablement, elle s’était peu servie dans l’intervaUe. Il serait important cependant, dit M. Thuillier, de revenir au régime du décret du 25 juillet i865, mais, pour cela, il faudrait trouver un procédé certain de résorption des fumées d’usines, relativement peu coûteux, en même temps que pratique, ce qui permettrait de l’imposer.
- C’est pour répondre à cette préoccupation que le Conseil, dans la séance du 8 mars 1893, en même temps qu’il renouvelait son vœu de classement des établissements industriels dans Paris,- a adopté une proposition de M. Vaillant, invitant l’administration à présenter un mémoire à l’effet d’instituer des essais pour rechercher la solution de la résorption des fumées par tous les procédés. Le préfet de la Seine, se conformant à cette invitation, a fait connaître, au conseil, par un mémoire en date du 19 décembre dernier, que la direction des Travaux, consultée, conclut à provoquer un concours entre les inventeurs dont les différents systèmes de fumivores seront examinés par une commission technique, nommée par le préfet.
- En raison de l’importance du but à atteindre, la 3e commission n’a pu qu’approuver le projet de concours.
- Les usines municipales du service des eaux se prêtent parfaitement aux essais, et la commission à instituer pourra, de concert avec les inventeurs, y faire des expériences, suivant un programme à élaborer. Les systèmes seront examinés par une commission epéciale composée d’ingénieurs de la Ville, de membres du Conseil d’hygiène et de salubrité, auxquels pourraient être adjoints un savant, un membre du Comité des arts et manufactures, un industriel et un membre du conseil municipal. Un crédit de 8000 francs a été prévu pour ce concours.
- Le président de la chambre syndicale des industries électriques a été convoqué par la commission de la Chambre des députés qui s’occupe du projet de loi sur
- les canalisations électriques, et a été assez heureux pour faire accepter par la commission .l’idée, émise par M. Fontaine, de rendre la rédaction de l’article 2 du projet de loi plus nette. La commission a décidé, en effet, de modifier le texte de cet article qui déclare que lorsqu’un conducteur passera à moins de 10 mètres de lignes téléphoniques et télégraphiques, il ne pourra être établi sàns entente préalable avec l’administration des Postes et Télégraphes, et de spécifier que cette dernière ne pourra se refuser à l’entente.
- M. Sciama avait également demandé à la commission que les dépenses nécessitées par les modifications des lignes téléphoniques pour remédier aux troubles que les conducteurs pourraient apporter à l’exploitation fussent avancées par le concessionnoire et remboursées par l’administration sur les produits des réseaux; mais la commission n’a pas cru pouvoir le suivre, devant les objections du directeur général des Postes et Télégraphes. Toutefois, le projet cje loi mentionnera que dans chaque cas la solution à intervenir sera précisée par une commission composée mi-partie de fonctionnaires, mi-partie d’industriels. *
- D’ailleurs, dans le projet de loi, la commission de la Chambre, partout où le texte primitif prévoyait une décision à prendre par le ministre sur l’avis du directeur général des Postes et Télégraphes, a décidé que ce serait la commission dont elle prévoit la création qui donnerait l’avis consultatif. M. Sciama croit que, dans ces conditions, l’industrie électrique aura obtenu un progrès réel
- sur l’état de choses existant, notamment par l’abrogation *
- du décret de i85i, qui laissait une autorité absolue à l'administration pour régler la pose des conducteurs aériens ou souterrains.
- Une commission de la chambre syndicale avait cherché à organiser une exposition collective à Anvers. Cette commission s’est réunie à deux reprises, mais, devant l’accueil très réservé fait à ses ouvertures par les principales maisons d’électricité de Paris, elle a reconnu qu’il valait mieux renoncer à la tâche, et abandonner tout projet d’exposition collective, tout en reconnaissant que, dans d’autres circonstances, l’idée pourrait être reprise très utilement.
- Après la chaudière^SerpolIet contenant très peu d’eau, voici une nouvelle chaudière, celle-ci dite « sans eau ». C’est la Revue de la marine marchande qui décrit cette chaudière, due à M. Chatenet.
- Elle repose sur une idée fort ingénieuse. Au lieu dê mettre dans sa chaudière une réserve d’eau et de la vaporiser, comme dans les anciennes bouillotes, au lieu d’injecter de l’eau dans des tubes fortement chauffés, comme le fait M. Serpollet, M. Chatenet dispose au-dessus de son foyer un faisceau de tubes horizontaux communiquant les uns aux autres; il y injecte de l’eau pulvérisée. La vaporisation est immédiate. La pulvérisa-
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- tion s'opère en faisant passer l'eau dans des robinets pulvérisateurs spéciaux dans lesquels le liquide est refoulé sous une légère pression au moyen d’un petit cheval auxiliaire; en passant par un orifice annulaire, entre la clé et le boisseau du robinet, il se réduit en poussière.
- Cette chaudière, très économique de construction, possède une puissance de vaporisation extraordinaire. Elle est évidemment inexplosible, puisqu’il n’y a jamais d’eau dedans: elle ne contient à chaque instant que la petite quantité d’eau en poudre qui va être vaporisée, et n’en peut pas contenir plus. C’est tout à la fois un générateur puissant et un curieux surchauffeur.
- On pouvait craindre tout d’abord que les tubes, ne contenant pas d’eau, ne fussent rapidement brûlés et mis hors de service. Mais les expériences faites ont montré que la très légère humidité dont l’eau pulvérulentç, sous la forme vésiculaire, recouvre intérieurement les tubes, les empêche absolument de brûler. Lorsqu’on arrête brusquement la chaudière, cette humidité subsiste avec tout son effet protecteur.
- Des expériences vont être faites sur ce générateur; il est tout récent et sort, par son principe et sa construction, de tout ce qui a été tenté dans le but de réaliser la vaporisation rapide. S’il tient ses promesses, il pourra recevoir de nombreuses applications.
- Les journaux de Nantes continuent à s’occuper de l'explosion que nous avons signalée dans notre dernier numéro.
- Que cet accident provienne, comme on l’a supposé au premier abord, d’un contact entre un des conducteurs et Un tuyau de gaz, ou qu’il résulte des actions électrolytiques qui, presque partout où il existe du courant continu, mettent les canalisations de gaz en si piteux état, il ramène une fois de plus l’attention sur les inconvénients que présentent les distributions électriques au point de vue de la sécurité publique. Il montre de nouveau la nécessité qu’il y aurait de soumettre ces canalisations et surtout les distributions intérieures d'abonnés à un contrôle sévère pendant l’installation, à une surveillance constante pendant l’exploitation, au lieu de laisser ces questions à peu près abandonnées à l’initiative de chacun, méthode tout à fait insuffisante quand des accidents aussi graves peuvent en être la conséquehce.
- En particulier, à Paris, la création d’un service public serait largement justifiée par l’importance du réseau électrique et par le contact intime qui existe entre ses différents points et la Canalisation du gaz.
- 11 avait été fortement question, dans ces derniers temps, de laxréation d’un service municipal de contrôle. Attend-on de nouveaux aecidentset la mise à l’index parl’opinion publique de l’éclairage électrique pour passer à l’organisation d’un service aussi urgent ?
- »
- Une curieuse application de transport de force motrice
- par l’électricité se fait actuellement à Cluses pour la
- \
- construction d’un établissement de bains.
- Une pompe centrifuge remplaçant une drague est actionnée par une dynamo d’une puissance de 12 chevaux, et déverse ses déblais vaseux dans l’Arve.
- MM. Mildé fils et C* sollicitent l’autorisation d’installer une distribution d’électricité à Saint-Nazaire.
- Les. neuf voitures motrices destinées à faire le service entre Lyon et Ouîlins et plus tard entre Saint-Genis et Laval sont arrivées à Ouîlins.
- Ces voitures ont une longueur de 8 mètres et seront éclairées par sept lampes à incandescence. Elles se composent, au milieu, d’un compartiment de première classe qui pourra contenir 16 voyageurs, et devant et derrière de plateformes avec banquettes qui contiendront quatre voyageurs chacune. L’une de ces plateformes, celle de devant, sera occupée par l’employé conducteur du train.
- Les voitures sont luxueuses : l’intérieur est garni de banquettes en velours. Elles sont beaucoup plus hautes que les anciennes.
- Les travaux sont poussés avec la plus grande activité. Le câble aérien va être placé sous peu. Au dépôt d’Oullins, les machines sont presque installées, et une grande partie des voies est réparée. Cependant ce ne sera pas avant la fin du mois prochain que la ligne sera livrée au public.
- Il est probable que les tramways de Dieppe pourront fonctionner la saison prochaine. On espère que le ministre des travaux publics donnera en temps utile la concession.
- M. Delaise, directeur concessionnaire des omnibus d’Alger, a présenté à la municipalité de cette ville un avant-projet, en vue de remplacer par la traction électrique à fil aérien, la traction animale, sur la ligne du Plateau-Saulière à l’Hôpital du Dey. Le Conseil municipal d’Alger, appelé à se prononcer sur la question, a désigné, dans une récente séance, trois de ses membres pour représenter les intérêts de la ville dans la commission intercommunale appelée à formuler un avis sur cette demande.
- D’après Sciences et Commerce, le projet d'exploitation embrasse un réseau de voies de i,o55 m. d’écartement se développant sur 4197 mètres. La ligne formée par la traversée de la ville d’Alger se prolonge sur le territoire de la ville de Mustapha. L’itinéraire à parcourir est celui adopté par les tramways actuellement en service*
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- La mise en service du nouveau matériel sera réglée de la façon suivante : chaque train, composé d’une voiture automobile, occupera une longueur maxima de io mètres, avec prévision d’une voiture d’attelage de môme longueur pour trains supplémentaires.
- L’ensemble du service comprendra dans chaque sens : 6 trains par heure, de 5 à 7 heures du matin ; 12 trains par heure, de 7 heures du matin à 7 heures du soir ;
- i
- 8 trains par heure, de 7 heures à 9 heures du soir; et G trains par heure, de 9 à u heures du soir. Soit, au total, 184 trains par jour.
- L’organisation du service ainsi compris pourra transporter, selon le type des voitures qui seront mises en circulation, de i55oo à 18 400 voyageurs par jour, tandis que le service actuel ne peut en transporter que 8400. Les prix de transport seraient unifiés du Plateau-Sauliôre à l’Hôpital du Dey, en deux classes : intérieur, quinze centimes; plateforme, dix centimes.
- Les grands constructeurs anglais MM. Mather et Platt viennent de faire une intéressante expérience sur le terrain économique. Pendant un an, ils ont accordé à leurs ouvriers la journée de huit heures, sans abaissement de salaire. Les résultats de cette expérience semblent concluants, le travail n’ayant pas souffert et MM. Mather et Platt ayant réalisé sur les frais généraux des économies compensant largement la perte due à l’augmentation de prix de la main-d’œuvre, malgré la dépression des affaires
- ressentie en Angleterre pendant cette année.
- *
- Une explosion s’est produite le 5 de ce mois à Nantes dans la Basse-Grande-Rue. Le Phare de la Loire donne des détails circonstanciés sur cet accident dont la cause est jusqu’ici inconnue. A l’endroit où il s’est produit, la canalisation électrique, placée sous le trottoir, est faite très soigneusement. La Compagnie du gaz a placé ses tuyaux de branchement au-dessus de la canalisation électrique.
- On a remarqué que quelques instants avant l’explosion plusieurs lampes électriques se sont éteintes. Le trottoir a été soulevé sur une longueur de vingt-cinq mètres environ, la partie supérieure de la canalisation électrique a été emportée. Les tuyaux du gaz sont percés sur divers points comme si avec un emporte-pièce on avait fait des trous du diamètre d’une pièce de cinq francs
- Les avis sont partagés quant à la cause de cet accident. On ne sait s’il s’agit d’un simple explosion de gaz due à une allumette enflammée ou à une étincelle électrique, ou si le mélange détonant provenait d’actions électrolytiques. Cette dernière hypothèse est assez peu vraisemblable, à cause de l’absence complète d’humidité dans les caniveaux.
- Un tramway électrique est en construction à Belgrade. Son inauguration est fixéè au mois prochain.
- Engineering annonce que l’on vient d’essayer avec succès, sur le tramway de Londres-Deplford-Greenwich, un appareil de MM. Verecker et Yeatt, permettant d’emmagasiner la force vive à l’arrêt de la voiture, de manière à utiliser cette énergie pour faciliter le démarrage.
- Le frein est formé par un système de roues reliées par une chaîne dont la tension, en même temps qu’elle provoque le serrage du frein, vient bander un ressort. Dès le premier effort de traction, ce ressort est libéré et en se détendant agit sur les roues de derrière dans le sens du mouvement. Le système est logé sous la voiture et peut être appliqué à n’importe quel véhicule.
- The Eleclrician, de Londres, donne les détails suivants sur le tramway électrique de Zurich mis en service le 5 du mois dernier.
- La ligne est de 4,6 kilomètres de longueur, la voie a l’écartement d’un mètre; les rampes sont prononcées, elles atteignent un maximum de 6,2 0/0 sur une longueur de u5 mètres. Les rails sont posés sur un lit de pierre et pèsent 38 kilogrammes au mètre courant.
- Les voitures, fournies par la Société industrielle suisse, sont aménagées pour 24 à 26 voyageurs; elles portent chacune un moteur de 18 chevaux du type Œrlikon à enveloppe complètement close et à simple réduction de vitesse. Ces voitures pèsent, non chargées, près de 4 tonnes.
- Le conducteur, de 7 millimètres de diamètre, est aérien sur poteaux en fer et en bois, à 6 mètres au-dessus du sol. Le retour se fait par !es rails.
- La station centrale comporte deux machines à vapeur verticales compound, de 90 chevaux chacune, marchant A 240 tours par minute, et actionnant par courroies les dynamos shunt Œrlikon, donnant 66 kilowatts sous 55o volts, à 450 tours par minute.
- Une batterie d’accumulateurs en dérivation sur les dynamos fournit une partie de courant dans les moments de forte charge. Le courant moyen est de 90 ampères, l’intensité maxima est de 200 ampères. La batterie est formée d’éléments Tudor de 245 ampères-heures de capacité ; elle est pourvue d’un conjoncteur-disjoncteur automatique.
- M. Mason, consul des États-Unis en Allemagne, donne dans un rapport qu’analyse 7'he Electrician des chiffres intéressants sur l’emploi dos moteurs à gaz en Allemagne. Il fait remarquer que dans les industries n’employaht pas plus d’une centaine de chevaux ces moteurs tendent A remplacer la machine à vapeur. A l’Exposition de Francfort !a plupart des dynamos étaient actionnées par des
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- moteurs à gaz ou à air chaud. Il y en avait alors, en usage en Allemagne environ 18000,‘d’une puissance globale d’environ 60000 chevaux. Depuis lors, l’abaissement graduel du prix du gaz et l’extension rapide de l’éclairage électrique et des applications électrolytiques ont fait encore augmenter l’usage du moteur à gaz. Les deux principales maisons allemandes ayant construit en deux an$ 1950 moteurs, on peut évaluer à 24000 ou 25 000 le nombre total de moteurs de ce genre actuellement en usage dans ce pays.
- Le chauffage électrique est appliqué en Allemagne dans l’industrie textile. Les plaques qui servent à presser et apprêter les étoffes de laine sont ordinairement chauffées dans un four ou à l’aide de la vapeur. On propose maintenant de remplacer ce procédé incommode par le chauffage électrique.
- Les rails continus n’ont pas encore été expérimentés jusqu’à présent sur une grande échelle. Le Railway World annonce que le soudage électrique des rails va être pratiqué sur la ligne de tramway de Baden à Saint-Louis (États-Unis). Une clause du contrat d’exécution stipule en effet que tous les joints de la voie seront soudés sur une longueur de 5,5 kilométrés. Cette expérience sera décisive; elle apprendra si l’on n’a pas à craindre les effets de la dilatation dans ce système qui présente de Nombreux avantages, surtout au point de vue du retour du courant dans les lignes de tramway électriques à fil unique.
- Éclairage électrique.
- Les États-Unis vont appliquer d’une façon générale les projecteurs électriques à la défense des côtes. Des expériences seront faites à Sandy Hoolt avec les modèles des différentes maisons. On annonce également que le gouvernement doit acheter à une maison allemande le grand projecteur électrique qu’elle avait exposé à Chicago et qui va être monté à Sandy Hook pour servir à de nombreuses expériences ayant pour but de déterminer les meilleures conditions d’application.
- Le Conseil municipal du Havre vient de voter les conclusions d’un rapport sur l’éclairage par l’électricité de différentes voies publiques de cette ville.
- L’éclairage aura lieu exclusivement par lampes à arc de 10 ampères, dont le nombre s’élèvera à 80.
- La dépense de premier établissement est évaluée à 24000 francs* somme notablement inférieure, dit le rapport, à celle qui sera dépensée par la compagnie. Toutefois, l’ensemble du système reposant sur l’utilisation des poteaux de tramways, la ville devra fournir les poteaux nécessaires pour l’installation des lampes dans
- les voies non parcourues par les tramways. Les lampes installées dans ces conditions seront au nombre de 21. Le prix de chaque poteau étant de 245 francs, le coût de ces 21 poteaux sera de 5145 francs. La dépense de premier établissement sera ainsi d’environ 3oooo francs.
- La dépense annuelle d’éclairage est évaluée à 23400 fr.
- Plusieurs demandes de concession de l’éclairage électrique ont été adressées soit à la municipalité de Tunis, soit au gouvernement beylical. La Compagnie du gaz défend sa position en promettant des conditions plus favorables aux consommateurs.
- Un rapport concluant à l’installation de l’éclairage électrique dans les dortoirs des petits et grands infirmes à l’infirmerie de l’hospice d’Ivry a été adopté par le conseil municipal.
- Télégraphie et Téléphonie.
- L’établissement d’une ligne téléphonique reliant Pé-ronne à Amiens et Paris est décidé en principe. Les frais en ont été souscrits par dix personnes. Toutefois,, la solution d’une question de détail paraît devoir retarder l’ouverture de la ligne. Des dix souscripteurs les uns désirent la voir passer par Albert, les autres par Chaulnes. Il serait important que l’entente se fît promptement dans l’intérêt de la région tout entière.
- Des négociations sont engagées entre l’Italie et 1 b Suisse relativement à l’établissement de communications téléphoniques entre Milan, Côme et Lugano. La Compagnie téléphonique de Lombardie a obtenu la concession pour l’exploitation d’une ligne entre Milan et Monza.
- L’Union syndicale de Bruxelles a commencé une campagne pour amener le gouvernement belge à abaisser à 80 francs le prix d’abonnement au téléphone. D’après Sciences et Commerce, cette société a déjà réuni i5oo engagements, car ce n’est pas une pétition que l’on enverrà au gouvernement, mais des promesses formelles émanant de personnes non encore abonnées et qui s’engagentà le devenir au prix de 80 francs.
- La plupart des sociétés Commerciales belges, le Syndicat général des voyageurs, employés et patrons entre autres, approuvent le mouvement, ainsi que la presse.
- Imprimeur-Gérant : Y. Nory.
- Imprimerie de La. Lumière Électrique. — Paris, 31, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
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- Journal universel d’Electricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- Directeur : D' CORNÉLIUS HERZ
- XVI ANNÉE (TOME LM) SAMEDI 21 AVRIL 1894 N3 16
- SOMMAIRE. — Sur la double réfraction électrique; J. Blondin. — Les lampes à arc; Gustave Richard.______________Phéno-
- mène calorifique produit par le courant électrique au contact d’un solide et d’un liquide; Paul Hoho. — Étude de quelques nouveaux types de moteurs à gaz et à pétrole; H. de Graffigny. — Chronique et revue de la presse industrielle : Épuration par électrolyse des jus sucrés, par le Dr W. Bersh. — Câbles Felten et Guilleaume. — Plaques d’accumulateur de la Société de construction mécanique et électrique du Nord. — Voltmètre astatique pour stations centrales, par W. E. Ayrton et T. Mather. — Compteur Fegs et Lorwa. — Électrolyseur Kellner. — Téléphone Bonnard et Piat. — Résistance la plus favorable à donner à l’instrument récepteur sur une ligne télégraphique défectueuse, par W.-E. Ayrton et C.-S. Whitehead. — Revue des travaux récents en électricité : Propriétés magnétiques du fer, par J.-A. Evving et Miss Helen G. Klaassen. — Électro-aimant pour l’obtention de champs intenses, par H. du Bois. — Diagrammes thermo-électriques de quelques métaux purs, par W. Huey Steele. — Faits divers.
- SUR LA DOUBLE RÉFRACTION ÉLECTRIQUE
- Le phénomène de la double réfraction électrique, découvert en 1875 par M. Kerr, a été et est encore souvent considéré comme une preuve de l’existence d’un état de tension ou de compression, soit de la matière, soit de l’éther renfermé dans un diélectrique, quand un tel corps est soumis à l’action d’un champ électrostatique. Toute recherche sur ce sujet présente donc quelque intérêt relativement à la vérification des idées émises par Maxwell.
- On sait que dans ses premières expériences le docteur Kerr (x) prenait une lame de verre à faces parallèles forée, parallèlement à ces faces, de deux trous dans le prolongement l’un de l'autre, dont les fonds étaient à quelques millimètres et dans lesquels s’engageaient deux gros fils métalliques pouvant être reliés aux pôles d’une bobine d’induction. Cette lame était placée, normalement à un faisceau lumineux, entre deux niçois croisés, la section principale de chacun d’eux faisant un angle de 45° avec la direction des trous. Dans ces conditions, l’extinction de la lumière était complète, si toutefois la lame de verre était exempte de trempe dans sa portion
- C) Philosophic.il Magazine. 4” série, t. L, p. 33/ et 44Gj ( 187b).
- traversée par la lumière. Quand on réunissait les fils aux bornes de la bobine de manière à produire un champ électrostatique puissant, la lumière reparaissait peu à peu et ne pouvait pas être éteinte par la rotation de l’analyseur: elle pouvait l’être par l’interposition d’une lame de verre comprimée suivant une direction perpendiculaire aux lignes de force du champ ou étirée suivant la direction de ces lignes. Un champ électrostatique rend donc le verre biréfringent comme le fait une tension ou une conpression.
- Quatre ans plus tard, M. Kerr publiait les résultats de ses expériences sur un très grand nombre de liquides isolants soumis à l’action d’un champ électrique (’). Pour ces corps, la double réfraction se manifeste dès la création du champ. Les uns se comportent comme des lames de quartz, ou d’un autre cristal positif uniaxe, dont l’axe est parallèle aux lignes de force. Les autres agissent comme des lames de spath d’Islande, ou de tout autre cristal négatif uniaxe, dont l’axe est parallèle aux lignes de force. L’action biréfringente d’un même champ dépend d’ailleurs de la nature du liquide; elle est assez considérable pour le sulfure de carbone, qui est le type des liquides positifs, et pour l’huile de colza et celle de phoque, qui appartiennent à la série des liquides négatifs.
- C) Phil. Mag., 5" série, t. VIII. p. 85 (i8~'i;.
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- Enfin, en mars 1880 0, M. Kerr énonçait la loi suivante, résultat de' ses recherches sur le sulfure de carbone:
- L’intensité de l’action électro-optique d’un diélectrique donné, c’est-à-dire la quantité d’effet optique, ou la différence de marche du rayon ordinaire et du rayon extraordinaire, par unité d’épaisseur du diélectrique, varie en raison directe du carré de la force électrique résultante.
- La plupart de ces expériences ont été répétées par différents physiciens. Dès 1879, M. Rontgen confirmait, au moyen d’expériences faites sur une grande échelle, les résultats qualitatifs de M. Kerr. Quelques années plus tard, M. Quincke vérifiait l’exactitude de la proportionnalité de la différence de marche au carré de la différence de potentiel. En 1888, M. Blondlot montrait, par des expériences précises, que dans les diélectriques liquides la double réfraction se produit et cesse en même temps que l’action électrique.
- Mais la disposition expérimentale adoptée primitivement par M. Kerr, et reproduite par les physiciens que nous venons de citer, permet seulement la mesure de la différence de marche entre le rayon ordinaire et le rayon extraordinaire sans pouvoir indiquer la valeur absolue de l’avance ou du retard de l’un et l’autre de ces rayons sous l’influence du champ électrique. En d’autres termes, il restait à savoir si l’influence du champ se manifeste uniquement sur le rayon polarisé parallèlement aux lignes de force ou sur le rayon polarisé perpendiculairement à ces lignes, ou si elle s’exerce simultanément sur ces deux rayons.
- M. Kerr- s’est attaché à résoudre cette question. Ses premières expériences sur ce sujet remontent à 1882. Après avoir surmonté d’assez grandes difficultés sur lesquelles nous reviendrons, il est parvenu à la loi suivante 0, dans l’énoncé de laquelle il est supposé, d’accord avec Fresnel, que la direction de vibration des ondes lumineuses est perpendiculaire au plan de polarisation :
- Des deux vibrations composantes qui sont respectivement perpendiculaire et parallèle à la (*)
- (*) Phil. Mag. 5” série, t. IX, p. 157 (1880).
- (2) Philosophical Magasine, 5’ série, t. XXXVII, p. 38o-394, mars 1894.
- direction des lignes de force, c’est seulement cette dernière qui est immédiatement affectée par le champ électrique; la vitesse de propagation de cette vibration le long des lignes de force est diminuée ou augmentée suivant que le diélectrique est positif ou négatif.
- Bien que cette loi n’ait été établie que pour deux liquides positifs, le sulfure de carbone et l’huile de paraffine, et pour deux liquides négatifs, l’huile de colza et l’huilede phoque, M. Kerr la considère comme générale.
- Deux dispositions expérimentales ont été successivement adoptées. La première est représentée par la figure 1. L est une fente verticale devant laquelle est placée une source lumi-
- Fig. 1
- neuse; PQ et RS les deux glaces verticales et parallèles d’un réfractomètre interférentiel de Jamin; N est un nieol derrière lequel est placé un diaphragme percé d’un trou E, ou mieux une lunette. Les rayons lumineux que laisse passer la fente rencontrent en B la surface de la première glace et se divisent en deux faisceaux; l’un est réfléchi suivant B F, l’autre réfracté suivant BD. Ce dernier se réfléchit sur la face postérieure argentée de la lame PQ et sort suivant G G, parallèlement à B F. Ces deux faisceaux donnent naissance par réflexion sur les faces antérieure et postérieure de la glace RS, à des faisceaux superposés suivant GE qui traversent le nicol et la lunette, puis arrivent à l’œil de l’observateur. Quand les glaces sont convenablement réglées, celui-ci aperçoit une image de la fente traversée normalement par des franges d’interférences.
- Sur le trajet des faisceaux B E et GG est placée une cellule remplie de sulfure de carbone renfermant un condensateur à armatures verticales et parallèles aux faisceaux (ces armatures
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- sont représentées en noir sur la figure). Cette cellule est formée par l’accolement de cinq lames de verre, épaisses et percées d’une ouverture rectangulaire; deux lames de verre minces ferment les extrémités de la cavité ainsi obtenue; des canaux permettent de remplir ou de vider cette cavité et laissent passer les fils reliant l’une des armatures à la terre, l’autre à un pôle d’une source électrique. La cellule est disposée de manière que le faisceau B F passe entre les deux armatures et le faisceau C G entre l’armature reliée au sol et le fond de la cellule. L’interposition de cette cellule ne change pas le phénomène optique observé, quand le condensateur n’est pas chargé.
- A l’aide de ce dispositir, M. Kerr espérait arriver facilement à la solution du problème qu’il s’était posé. En effet, le calcul et l’expérience montrent que si l’on produit une différence de marche entre les faisceaux B F et G F, il y a déplacement des franges. Par conséquent, en chargeant le condensateur, on doit constater un déplacement des franges si la vibration que laisse passer le nicol N (laquelle est dans le plan de la section principale du cristal) est affectée par le champ électrostatique.
- Mais contrairement à son attente, il ne put tout d’abord tirer aucune conclusion des phénomènes observés, soit en mettant verticale la section principale du nicol, soit en la mettant horizontale, c’est-à-dire en la plaçant perpendiculairement ou parallèlement à la direction des lignes de force. Quand il réunissait l’un des plateaux du condensateur à l’armature interne d’une bouteille de Leyde chargée, dont l’autre armature était reliée au sol, il constatait une perturbation immédiate des franges, une série de mouvements larges et irréguliers accompagnés de déformations, ' et enfin la disparition complète de tout le système de franges au bout d’une ou deux secondes. Quand la bouteille, primitivement à l’état neutre et reliée au plateau du condensateur, était chargée lentement de manière à ce que le champ s’accrût régulièrement, les phénomènes étaient les mêmes, si ce n’est qu’ils duraient plus longtemps.
- Lorsque les franges étaient disparues, on pouvait les reproduire soit en reliant au sol le plateau du condensateur, soit en maintenant constante pendant quelque temps la différence de potentiel des deux plateaux.
- ! Dans ce dernier cas les franges étaient aussi visibles qu’avant toute perturbation et leurs ; positions étaient approximativement constantes. Si l’on mettait alors le plateau en communication avec le sol pendant un instant très court,
- : on observait une perturbation des franges présentant les phases déjà décrites.
- Ces phénomènes ne pouvant être dus à une biréfringence du diélectrique polarisé, il fallait en chercher l’explication par un effet indirect du champ électrique. M. Kerr croit devoir les attribuer aux courants liquides que le champ fait naître dans le diélectrique; tant que ces courants sont réguliers, les déplacements et déformations des franges sont eux-mêmes réguliers; bientôt les réactions mutuelles des molécules liquides en mouvement produisent des variations de pression irrégulières et les franges disparaissent. En effet, en plaçant sur le trajet
- rc n y se
- des faisceaux B F et G G et en arrière de la cellule une petite cuve remplie d’eau, l’agitation de cette eau donne lieu à des effets optiques tout à fait semblables à ceux que l’on observe en faisant varier la différence de potentiel des plateaux du condensateur de la cellule.
- Mais il ne suffisait pas d’avoir trouvé l’explication de ces effets; il fallait, malgré la complication qu’ils introduisent dans les expériences, atteindre le but que s’était primitivement proposé M. Kerr. Celui-ci eut l’heureuse idée de remplacer le nicol par un spath d’Islande ayant sa section principale horizontale. Au lieu d’avoir une seule image a (fig. 2) de la perte, on a alors deux images p et y correspondant, l’une au faisceau ordinaire, l’autre au faisceau extraordinaire. et ces deux images sont traversées par des franges d’interférences dans le prolongement les unes des autres lorsque le condensateur de la cellule n’est pas chargé.
- Quand on le charge régulièrement avec une machine, on voit les deux systèmes de franges
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- se déplacer l’un par rapport à l’autre, comme en 8 e (fig. 2), le déplacement croissant en même temps que la différence de potentiel; mais bientôt les franges se déforment et disparaissent après une série de mouvements affectant à la fois les deux systèmes.
- Si après avoir fait réapparaître les deux systèmes de franges en maintenant constante pendant un certain temps la différence de potentiel des plateaux on fait communiquer un instant avec le sol celui qui est isolé, on voit les franges s se déplacer brusquement jusqu’à venir dans le prolongement des franges 8, puis les deux systèmes disparaître en même temps. Le meilleur moyen pour observer facilement ces phénomènes est de faire marcher régulièrement la machine et d’en tirer des étincelles à des intervalles de temps égaux; à chaque étincelle on constate les effets optiques précédents.
- Il est tout naturel d’attribuer le déplacement brusque des deux systèmes de franges l’un par rapport à l’autre à la production instantanée de la biréfringence du liquide sous l’influence du champ et de regarder les déformations d'ensemble qui suivent comme dues au courant liquide. C’est ce qu’admet M. Kerr, et lès effets propres à la biréfringence pouvant ainsi être distingués des effets résultant de l’agitation du liquide, il devient facilede résoudre le problème proposé au début.
- En plaçant un fil au milieu de la fente lumineuse L et en observant le déplacement des deux systèmes de franges par rapport à l’image de ce fil, M. Kerr a reconnu que les franges e seules se déplacent. Ces franges correspondant à l’image extraordinaire, c’est-à-dire à des vibrations horizontales, puisque la section principale du spatji est horizontale, il en résulte que les vibrations parallèles aux lignes de force du champ sont seules affectées.
- D’autre part, il a remarqué que le déplacement s’effectue vers le haut quand la différence de potentiel augmente, et vers le bas quand celle-ci diminue, et il s’est assuré, par l’interposition de lames minces de verre sur le trajet des faisceaux B F et CG, qu’une ascension des franges est due à un retard optique du premier par rapport au second. Le sulfure de carbone étant un liquide positif, la première partie de la loi énoncée en commençant se trouve établie.
- Ayant ainsi surmonté les difficultés qui
- l’avaient embarrassé an début, M. Kerr reprit le premier dispositif expérimental, c’est-à-dire remplaça le spath d’Islande par un prisme de Nicol. Quand la section principale était verticale, les déplacements des franges étaient toujours irréguliers, tantôt dans un sens, tantôt dans l’autre. Mais quand la section était horizontale, il remarqua que le déplacement commençait toujours dans le même sens, ce qui lui avait échappé dans les premières expériences. La loi se trouvait ainsi confirmée pour le sulfure de carbone.
- Il ne s’agissait plus que d’étendre cette loi à d’autres liquides positifs, et de voir ce qu’elle devenait pour les liquides négatifs. Les difficultés qu’avait rencontrées M. Kerr avec les dispositions précédentes l’engagèrent à leur substituer le réfrac-tomètre interférentiel pour la lumière polarisée de Jamin, dont il s’était déjà servi
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- lOg. ?
- dans une étude de la biréfringence du verre produite par une déformation mécanique.
- Cet appareil, que représente la figure 3, comprend deux spaths d’Islande R et S d’égale épaisseur, ayant leurs sections principales horizontales et leurs faces parallèles. Un faisceau lumineux venant d’une fente L traverse d’abord un prisme de Foucault H, qui le polarise à 45° de la verticale, puis le spath R qui le divise en deux faisceaux polarisés à angle droit. Ces faisceaux rencontrent alors une plaque demi-onde P qui interchange leurs plans de polarisation. Les faisceaux ordinaire et extraordinaire du cristal R deviennent ainsi respectivement extraordinaire et ordinaire dans le cristal S, et l’action biréfringente de celui-ci neutralise celle de R. Les deux faisceaux sont donc superposés à la sortie de S; ils traversent le nicol N placé dans la position d’extinction par l'apport au Foucault. On obtient ainsi une image de la fente F traversée par des franges d’interférence, que l’on peut modifier en augmentant ou diminuant le parallélisme des spaths.
- Sur le trajet des faisceaux B F et G G se trouvé placée la cellule, de manière que le pre-
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- mier faisceau passe entre les deux plateaux verticaux du condensateur, et le second entre le plateau relié au sol et le fond de la cellule. Le plan dç polarisation du faisceau B F peut être amené parallèlement ou perpendiculairement aux lignes-de force. Pour passer d’une position à l’autre, il suffit de faire tourner de i8o° autour de l’axe L E de l’appareil les deux spaths R et S.
- On place en outre, immédiatement en avant de S, un compensateur à lame de verre qui permet d’introduire de légères différences de marche des deux faisceaux et d’amener l’image d’une frange en coïncidence avec l’image d’un fil tendu en travers de la fente L.
- Les phénomènes optiques observés avec cet appareil quand on charge le condensateur sont absolument les mêmes que ceux que l’on obtient avec la première disposition expérimentale décrite, un nicoi étant placé devant la lunette d'observation; ils sont seulement plus facilement observables.
- Plusieurs séries d’expériences ont été faites avec cet appareil sur le sulfure de carbone. Quand le plan de polarisation de B F est vertical, c’est-à-dire perpendiculaire aux lignes de force du champ, le déplacement des franges atteint jusqu’aux quatre cinquièmes de l’épaisseur d’une frange. Au moment où l’on tire une étincelle du conducteur de la machine porté à un potentiel élevé, les franges reviennent brusquement dans leurs positions initiales, puis se déplacent de nouveau à mesure que la différence de potentiel des armatures augmente. Si le plan de polarisation est horizontal, le déplacement initial est irrégulier et n’atteint pas un centième de frange.
- Le second liquide étudié est l’huile de paraffine. Les qualités optiques de ce liquide étant inférieures à celles du sulfure de carbone, il est nécessaire d’augmenter la capacité électrostatique du condensateur en reliant l’un des plateaux à une armature d’une batterie, elle-même en communication avec une machine en mouvement. Lorsque les franges sont nettes on décharge partiellement le système. Si le plan de polarisation est vertical, il se produit un saut brusque des franges atteignant i/5 de frange et quelquefois on peut observer immédiatement après un mouvement brusque en sens inverse résultant delà recharge immédiate du condensa-
- teur. Si le plan de polarisation est horizontal, aucun mouvement régulier n’est observé.
- Les expériences sur les liquides négatifs, huile de colza et huile de phoque, ont été conduites de la même manière. Quand le faisceau B R est polarisé dans un plan vertical il y a déplacement des franges indiquant un retard négatif de ce faisceau. Aucun déplacement régulier n’est produit quand le faisceau est polarisé horizontalement.
- Si nous nous sommes étendu aussi longuement sur les expériences de M. Kérr, c’est d’abord, parce qu’elles nous paraissent bien démontrer la loi énoncée, .malgré les difficultés qui se sont produites, et, en second lieu, parce qu’elles nous semblent élucider un peu la question si controversée de l’existence des tensions et des pressions à l’intérieur des liquides polarisés.
- Dans un article antérieur (a) nous avons déjà indiqué les nombreuses difficultés que soulève cette théorie de Maxwell. Nous avons également dit que M. Duhem, après une discussion approfondie des bases de cette théorie, conclut à son inexactitude. C’est également là la conclusion qui nous paraît découler des résultats expérimentaux de M. Kerr.
- La double réfraction que possède un milieu primitivement isotrope quand il est soumis à l’action d’un champ électrique ne peut être attribuée qu’à une modification de l’éther qu’il contient. Admettons avec Maxwell qu’il y a tension suivant les lignes de force et pression dans les directions perpendiculaires.
- Les expériences de M. Kerr montrent qu’une augmentation de la tension produit une diminution de la vitesse de propagation d'un rayon polariséperpendiculairementaux lignes de force, positive ou négative suivant la nature du liquide diélectrique, et qu’une diminution de,la tension produit un effet inverse. Mais toute modification de la valeur de la tension est accompagnée d’une modification des pressions normales aux lignes de force et, si les variations de la tension influent sur la vitesse de propagation de la lumière polarisée perpendiculairement à la tension, les variations de la pression doivent, logiquement, influer sur la vitesse de propagation de la
- O La Lumière Électrique, t XLIX, p. 551 (23 septembre
- 1893).
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- lumière polarisée à angle droit avec la direction de la pression. La théorie de Maxwell conduirait donc, à moins que l’on ne rejette l’explication de la double réfraction par l’existence de tensions ou de pressions, à une influence du champ électrique sur la lumière polarisée dans la direction des lignes de force. Or, les nouvelles expériences de M. Kerr indiquent nettement que cette influence n’existe pas.
- J. Blondin.
- LES LAMPES A ARG (').
- On sait toute l’importance que présente, pour la question des projecteurs,- la construction des
- en Allemagne, la maison Schuckert. Les figures i à 4 représentent schématiquement la machine récemment proposée pour la taille de ces miroirs par M. Wacker, ingénieur de la maison Schuckert.
- Son principe est que les sections découpées
- 3—
- Fig. 4. — Schéma de la machine Wacker.
- dans un paraboloïde d’équation x2 y2 = 2p z (fig. 1) par des plans parallèles à l’axe des z sont des paraboles y2 — ip z -j- a, de même paramètre p : a, étant la distance variable 0 du plan sécant* * = a au plan z y. Si donc on fait décrire à un outil s, de tranchant parabolique
- Fig. 1 à 3. — Machine Wacker à tailler les paraboles (1893) Principe de la machine.
- miroirs paraboliques tels que les établissent aujourd’hui en France la maison Breguet (2) et,
- (') La Lumière Électrique, 10 fév. 1894, p. 262.
- (*) Bulletin de la Société d’encouragement, 8 décembre 1893.
- Fig. 5. — Travail de la meule.
- ainsi déterminé — représentant, en somme, le plan a — suivant l m, une trajectoire parabolique, il découpera dans un solide tournant autour de l’axe In —correspondant à ox — un paraboloïde de révolution. Gomme on peut, sans inconvénient, remplacer le tranchant parabolique de l’outil par un arc de cercle de rayon égal à son rayon de courbure, on peut prendre, comme outil, une meule g, montée sur un support h, à trajectoire parabolique déterminée soit comme
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- nous l’avons indiqué à la page 368 de notre numéro du 25 novembre 1893, soit en soulevant le miroir en même temps qu’il tourne autour de son axe, la meule décrivant alors une horizontale.
- Avec ce procédé l’attaque de la meule ne se fait pas par un point — pratiquement par une très petite facette — mais (fig. 5) suivant une ligne ou
- Fig. 6 et 7. — Lampe différentielle Kestner (t8g3). Élévation et plan 2-2.
- une bande très étroite, corrigeant jusqu’à un certain point automatiquement ses erreurs, d’un travail plus rapide et plus exact, principalement au sommet du paraboloïde.
- La lampe différentielle de Kestner représentée par les figures 6 et 7 fonctionne comme il suit, les charbons étant, à l’origine, au contact. Dès que le courant passe, l’électro en série E, attirant son armature e2, fait, par le ressort II, pivoter autour dej le levier G g, dont le pignon I,
- entraîné par son cliquet 0', et le rochet o, calé, sur /, soulève le charbon supérieur G par sa crémaillère, et fait jaillir l’arc. Quand cet arc s’allonge, l’électro dérivé F, attirant l’extrémité g5 du levier G, l’abaisse, jusqu’à ce que la palette m, échappant sa butée n, laisse le charbon supérieur descendre par son poids, à une vitesse modérée par la rotation des palettes m qu’il entraîne le train hélicoïdal K l \ puis la régularisa-
- Fig. 8 et 9. — Lampe différentielle Hormel et Junguiger (1893). Ensemble et détail du frein.
- tion de l’arc se maintient par le jeu différentiel ordinaire des électros E et F. Quand le charbon supérieur est tout à fait brûlé ou quand, pour une raison quelconque, la résistance de l’arc devient excessive, l’électro E lâche tout à fait son armature que le ressort H amène alors à fermer le contact p q' qui dérive le courant de la lampe sur la résistance P, équivalante à l’arc, de manière à éviter tout accident.
- Dans la lampe de Hormel et G. Junguiger (fig. 8 etç) les solénoïdes différentiels B et B’ agis-
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- sent en opposition sur une armature G, qui, lorsqu’elle monte, soulève le charbon supérieur par la prise, sur la crémaillère hélicoïdale D, des vis ee, serrées par les ressorts E E, que repoussent les butées h h!. Quand l’arc s’allonge, G descend, et, avec lui D un peu plus lâché par les visee, mais en tournant sur ces vis, de manière à éviter la formation d’un cratère.
- La lampe de M. Belfield fonctionne (fig. 10) de la manière suivante :
- Fig. 10 et il. — Lampe Belfield (Compagnie Westinghouse, 1893).
- Quand on lance le courant, le solénoïde 4, attirant son armature lamellaire 5, fait pivoter le levier 7. Ce mouvement commence par faire rouler sur la crémailère 2 le pignon de la roue 11, avec une vitesse régularisée par l’échappement 9 (fig. i5) et la roue 11 fait tourner en même temps, par 14, fa roue 12, dont une moitié est lisse et l’autre moitié pourvuededents i5(fig. 14); puis la partie lisse de cette roue vient au contact du sabot 18 du frein 16, qui l’arrête, de sorte, qu’à partir, de ce moment, le solénoïde, sépare les charbons, et amorce l’arc, jusqu’à ce que l’une des dents i5
- de 12 vienne caler sûrement le mécanisme par sa butée sur 19. On est alors certain que le charbon supérieur ne descendra pas sous l'action de causes accidentelles : trépidations, etc.,
- Fig. 12 à i5. — Lampe Belfield; détail des solénoïdes, des freins-et variante.
- Quand l’arc s’allonge, le solénoïde laisse descendre son armature, de manière à déclencher i5, puis à desserrer 18, et que le charbon supérieur tombe avec une vitesse réglée par l’échappement 9.
- Ainsi que le montre la figure i5, cet échappe-
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- ment se compose d'une ancre à pendule 10, qui n’oppose aucune résistance aux mouvements
- •V 7/7777777/7/7/7/77777.
- Fig. 16 à r8. — Lampe Lauder (1893).
- lents, et qui oppose aux mouvements brusques la même résistance qu’un dashpot sans jeu et très simple. Des ressorts 2 amortissent séparément
- les mouvements de l’armature 5, et les enroulements du solénoïde 4 sont assez nombreux pour * agir eux-mêmes comme amortisseurs, par autoinduction contre les variations brusques du courant.
- La lampe représentée par la variante (fig. i3) ne diffère de la précédente que par la suppression du châssis 3.
- Au repos, le frein N de la lampe Lauder occupe la position indiquée en figure 16.
- Fig. 19. — Lampe différentielle Gwynne (1893).
- Quand on lance le courant, le solénoïde en série C soulève D autour de ses pivots O, coulissés en L, et, avec lui, le cadre H, pivoté sur D en N, jusqu’à ce que le charbon A, saisi par les galets J J, soit entraîné avec lui, puis il amorce l’arc (fig. 16). Ce point est réglé par la vis F, qui supporte le contrepoids E de II. Quand l’arc s’allonge, D s’abaisse un peu, jusqu’à ce que E, appuyant sur F, lâche le frein, et laisse le charbon tomber de la quantité voulue pour rétablir l’arc à sa longueur normale.
- La lampe différentielle de Gwynne représentée par la figure 19 attaque par ses solénoïdes
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- en série'et dérive, A et A', une armature conique lamellaire, a a', à noyau de maillechort b. fixé directement au charbon inférieur C, et* équilibré ep partie en c par un contrepoids e, à galets-guides j j. Un rochet d, à cliquet g, de butée réglable h, limite la levée de G.
- Les figures 20 et 21 représentent la monture employée pour l’usage de cette lampe en photographie. Elle est suspendue par un étrier N, et facilement maniée par la poulie P, sur un trépied à pointes M et à roulettes de caoutchouc L L.
- Les charbons de la lampe focale de Cannevel sont conjugués par des cordes de manière à s’écarter par leur poids. Quand on lance le courant, ces charbons étant séparés, les électros
- Fig. 20 et 21. — Lampe différentielle Gwynne. Montage pour photographie.
- dérivés S S (fig. 22) attirés sur S2, basculent autour de J, avec leur châssis D, malgré le ressort de rappel K, en même temps que leurs noyaux S,, attirant S3, font basculer autour de T2 le levier T-!, de manière qu’il lâche en T3la roue Aj du frein, et permette ainsi, au mouvement d’horlogerie de D, de rapprocher les charbons au contact. Le courant passant alors presque totalement par les charbons, les électros S lâchent S3 T, qui renclenche le mécanisme d’horlogerie, ainsi que S2, de manière que K, remontant D autour de J, sépare les charbons, et fasse jaillir l’arc, dont la régularisation se continué ensuite par S3.
- Le principe de la nouvelle lampe Shépard est facile à saisir sur le diagramme (fig. 23). Les charbons G et D, qui tendent à se rapprocher
- par leur poids, sont suspendus à une chaîne passant sur une roue dentée L5, dont le diamètre U, porte le pignon central u3 d’un train différentiel de White ut u2 u3. Le pignon ut de ce train est solidaire du rochet L8, actionné par l’électro en série B, et % de l’échappement Efl, commandé par un électro en dérivation. Dès qu’on lance le courant, les charbons étant au contact, avec E8 enclenché, B fait, par Es uu rouler u3 sur
- Fig. 22. — Lampe différentielle Cannevel (1893).
- î/2, et tourner L3, de manière à séparer les charbons et à faire jaillir l’arc, dont la régularisation se maintient ensuite par le jeu différentiel de Eg et de Ec.
- Dans la lampe du même inventeur, représentée par la figure 24, l’armature B, de l’électro en série B, àdashpot B2 et à ressort réglable H, commande le levier G, qui porte l’axe des roues Ej E2, dont l’une, Ej, est en prise avec la crémaillère du porte-charbon supérieur et l’autre, E2, avec le train Ë3 E4 E5 de l’échappement Ec, corn-
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- mandé par l’électro en dérivation F. L’armature F! de cet électro, à ressort Fa, équilibré par un poids réglable J,, enclenche E0, en J, tant que le courant ne passe pas en F avec une intensité suffisante réglée par Jt.
- Quand on lance le courant, les charbons sont au contact, et Ee, déclenché parce que Fj est soulevé par B3 B4 Bu soulève d’abord B3, de manière à enclencher E6, puis G, autour de l’axe de E4,
- Fig. 23. — Lampe Shépard à train de White (1893).
- entraînant avec lui le charbon supérieur par Et immobilisé, et il fait jaillir l’arc. Lorsque l’arc s’allonge, F déclenche E6, qui laisse les charbons se rapprocher de la quantité voulue, puis la régularisation se maintient par le jeu différentiel des électros B et F.
- On peut (fig. 26) remplacer B3 B., et le contrepoids par un second petit électro en série Bu qui, tant que la résistance de l’arc est faible charge du poids de son armature folle Pt l’extrémité J3 de l’armature F-,, et maintient l’enclenchement J soumis à F; quand, pour ùnerai-son quelconque, le circuitde la lampe est rompu, Pt lâche J3, et le poids seul de Ft déclenche J,,
- comme le faisaient B3 B.,, de manière à laisser les charbons se rapprocher.
- Dans la lampe figure 27, l’électro en dérivation est remplacé par un fil dérivé R, qui supporte le charbon inférieur fixe, concurremment avec un fil semblable et isolé S. Quand l’arc augmente, R s’échauffe et son allongement per-
- Fig. 24 à 26. — Lampe différentielle Shépard.
- met au ressort de faire basculer J2 de manière à déclencher E0 en J.
- Ainsi que l’indique la figure 28, l’armature B( est constituée par des lames de fer doux isolées les unes des autres, avec leurs extrémités en V encastrées dans deux rondelles d’ébonite Q, réunies par une tige centrale Ba, ménageant autour d’elle une circulation d’air par les trous Q3.
- Les charbons de la lampe Buchel sont (fig. 29)
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- équilibrés de manière à ne tendre ni à se rapprocher, ni à s’éloigner par leur propre poids. La régularisation se fait par un électro en dérivation C qui, suivant que l’arc augmente ou diminue, ferme, par D, en e, ou en e2 le circuit de Fï, à gros fil, ou de F2. Ces électros font alors osciller comme des trembleurs leurs armatures fi ou A <îu* entraînent, par des rochets, dans un sens ou dans l’autre, la première roue G2 du train des charbons.
- Si le mécanisme est tel que les charbons tendent à se rapprocher par leur poids (fig. 3o) *
- Fig. 27 et 28. — Lampe à fils Shépard et détail de l’armature B,.
- l’armature de/2 de l’électro à gros fil F2 lâche, au repos, le rochet de ce mécanisme, de manière que les charbons viennent au contact; puis, dès qu’on lance le courant, ft enclenche le mécanisme, et C, parcouru par une faible dérivation, laisse D fermer en cx le circuit de F1} qui fait, comme précédemment, tourner ce rochet, et sépare les charbons, jusqu’à ce que, l’arc étant arrivé à sa longueur normale, D rompe le contact e; puis, lorsqu’il s’allonge, F2, recevant moins de courant, laisse de nouveau les charbons se rapprocher.
- Enfin, dans le cas (fig. 31), où les charbons tendent à s’éloigner par leur poids, F n’a plus qu’à arrêter ce mouvement, Fx rapprochant les
- charbons. Ces deux électros sontalors à fils fins.
- *
- Au repos, Fi lâche le mécanisme, et les charbons s’écartent le plus possible. Quand on lance le courant, C ferme le Gircuit de Fn qui enclenche
- le mécanisme et arrête la descente, puis celui de F2,qui rapproche les charbons au contact. Le
- X F,
- Fig. 29 à 3i. — Lampes Buchet (1893).
- courant diminuant en C, D ouvre alors de nouveau les circuits de F! et de F2, qui laissent les
- Fig. 32. — Charbons Mac Manus.
- charbons se séparer, et l’arc jaillir, jusqu’à sa longueur normale, où C, fermant le circuit de F,, arrête la descente; puis, quand l’arc augmente F2 rapproche les charbons.
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- Lescharbons de M. Mac Manus sont constitués (fig. 32) par une âme creuse en graphite pour le charbon supérieur, une pleine et en chaux pour le charbon inférieur, entourées d’une pâte de 92 0/0 de coke, 7 0/0 de pétrole et 1 0/0 de fer, le tout, recouvert d’une mince couche de
- fér. Gescharbons dureraient, d’après l’inventeur, 8 à 12 heures de plus que les autres, et donneraient plus de lumière. •
- La suspension de M. J. Renahan fonctionne comme il suit (fig. 33). Le tambour g du treuil, rainuré sur son arbre/, étant, comme en figure
- Fig. 33 a 37. —
- 3q, enclenché par gu hu avec le pignon h et la lampe au bout du bras, comme en figure 33, on tourne la manivelle/, et cela a pour effet d’entraîner, par frottement entre les pignons h et fia corde j, qui amène ainsi la lampe et sa pouliey2 dans la position indiquée(en pointillé sur la figure 33, où le mouvement s’arrête de lui-même, parce que le raccord y, ne peut pas passer entre h et/. Ceci fait, on accroche, par ^3, en /ï, la corde g au brin ;3, dont on sépare/; on débraye, comme en figure 37, gi de hl% puis on laisse, en déroulant g, la lampe tomber lentement dans la position figure 37. Le tambour g est maintenu dans ses positions extrêmes par les prises du collet/2 avec les fourches k3 et Æ., du levier ku pivoté en k2.
- Gustave Richard.
- ision Renahan (1893).
- PHÉNOMÈNE CALORIFIQUE PRODUIT PAR LE COURANT ÉLECTRIQUE AU CONTACT I)’UN SOI.IDIi ET D’UN LIQUIDE
- Parmi les plus intéressantes manifestations du courant électrique, l’une, certes, des plus bizarres à première vue consiste dans un phénomène calorifique et lumineux qui se présente dans certaines conditions au contact entre un solide et un liquide, lorsque le courant électrique passe de l’un à l’autre.
- Si, par exemple, on plonge une barre métallique dans un liquide, on constate, dans ces conditions, d'abord une production de lumière plus,, ou moins vive autour de la barre, puis un dégagement de chaleur, qui porte la barre métallique
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- à une température plus ou moins élevée et qui peut la mettre en fusion en un temps extrêmement court, tout ceci se passant, ainsi que je viens de le dire, dans le sein même du liquide.
- Quiconque eut l’occasion de faire des expériences sur le courant électrique passant à une tension d’une centaine de volts ou plus dans un liquide a été presque nécessairement témoin, plus ou moins conscient, de ce phénomène.
- Celui-ci a du reste été observé et relaté depuis de longues années par un grand nombre de physiciens, dont les premiers semblent avoir été Davy, Hare, Mackrell^), Fizeau et Foucault (2), Grove, Gassiot, de la Rive, Wartmann, Despretz, Quet, Maas, van der Willigen (a), etc.
- Les travaux de tous ces physiciens sont de pure observation; ils relatent simplement que si on enfonce des fils métalliques de diamètres extrêmement fins, tels que de i/io de millimètre, dans dés liquides, la partie immergée de ces fils devient lumineuse dans certaines conditions, et semble entourée d’une gaine qui dégage la lumière observée.
- La question n’était donc guère avancée lorsque Planté, qui venait d’inventer les piles secondaires, trouvait dans celles-ci le moyen d’emmagasiner des courantsélectriques de haute tension et en même temps de quantité. Cette circonstance lui permit d’entreprendre fructueusement une série d’expériences sur le passage des courants, notamment de hautes tensions, dans les liquides (4).
- Le premier, Planté fit des essais méthodiques et parvint, grâce aux courants puissants dont il disposait, à produire le phénomène d’une manière bien déterminée; le premier aussi il donna une explication du phénomène dans les termes suivants (3) :
- « La gaine lumineuse (qu’on aperçoit autour de la partie immergée du fil-électrode) n’est autre chose qu’une enveloppe de gaz raréfiés incandescents formés autour de l’électrode, et de vapeur
- (•) Archives d'électricité, Delà Rive, 1841, p. 575.
- (-) Annales de chimie et de physique, 3" série, t. XI 1844, p. 383. ,
- (3) Annales de Poggendorf, t. XIII, p. 285.
- (') Recherches sur les phénomènes produits dans les liquides par des courants électriques de haute tension. Comptes rendus, t. LXX, p. 1133 ; LXXXT, 185 ; LXXXII, 220, 314; LXXXIV, 9*4 > LXXXV, 619.
- (•) Comptes rendus, t. LXXX, n33.
- également raréfiée et incandescente fournie par le liquide même du voltamètre. Quelle est la nature de ces gaz ? Par suite de la température très élevée produite autour de l’électrode avec un courant de grande tension, l’eau est partiellement décomposée autour d’un même pôle, ainsi que l’a constaté M. Grove, et comme nous avons eu l’honneur de le vérifier dans le cours de nos recherches.
- « Il y a donc, autour de l’électrode, de l’hydrogène, de l’oxygène et de la vapeur d’acide sulfurique ou de soufre, quand le liquide est de l’eau acidulée par cet acide. On peut y comprendre aussi l’azote provenant de l’air que le liquide peut tenir en dissolution. Tous ces éléments sont raréfiés et lumineux, et la couleur de la lumière participe nécessairement du mélange. »
- Remarquons qu’il s’agit ici de l’électrode négative.
- Pour chacune de ses expériences, Planté se borne à indiquer le nombre de piles secondaires employées. Malheureusement, celaneprécisepas les conditions; en effet, les différences de potentiel disponibles aux bornes du voltamètre restent absolument inconnues, ces différences de potentiel étant dépendantes non seulement du nombre des éléments employés et des forces électromotrices de ceux-ci, mais encore de la résistance de celles-ci, de la résistance du circuit, de l’intensité du courant et d’autres grandeurs encore. Les données numériques font donc défaut sous çe rapport, ainsi que sous tous les autres.
- Du reste, Planté ne s’est pas particulièrement arrêté aux phénomènes qui se présentent dans les liquides au contact entre ce liquide et un solide immergé. Il s’étend plus longuement sur les phénomènes, d’un ordre similaire, qui sont produits par les courants de hautes tensions à la surface des liquides et sur les colonnes liquides.
- En augmentant le nombre des piles secondaires qui composaient ses batteries, très con^ sidérablement, jusqu’à (800) huit cents, ce qui correspond en circuit ouvert à une force électromotrice de (1600) seize cents volts à peu près, il reproduit successivement les globules liquides lumineux, « les flammes globulaires » ou « globes de feu », 1’ « étincelle électrique ambulante », les « gerbes de globules aqueux », le « mascaret électrique », les « veines liquides électrisées », partiellement lumineuses.
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- L’intérêt de ces expériences est singulièrement rehaussé par l’analogie frappante que présentent quelques-unes avec certaines manifestations particulières de la foudre.
- Elles ont du reste servi de base à Planté dans sa théorie sur la « foudre globulaire » et sur les « éclairs en chapelet (*). »
- Dans un travail plus récent (1880), M. Slougi-noff (2) attribue, contrairement à l’explication de Planté, la formation de la gaine lumineuse à une série de décharges très rapides entre le liquide et l’éleetrode.
- Vers la même époque (1881), M. Colley (3), afin de se rendre compte de la composition de la gaine, a étudié le spectre de la lumière produite au pôle négatif, et a montré qu’il présentait les raies de l’hydrogène, celles du métal de l’électrode (platine et argent), et cellesde l’élément positif de l’électrolyte (acide sulfurique, chlorure de sodium et chlorure de lithium.) Jusqu’ici les données numériques font complètement défaut.
- En 1889, MM.Violleet Chassagny (4) ont étudié le phénomène sur un fil de platine d’un quart de millimètre de diamètre, plongé dans l’acide sulfurique dilué; ils en ont précisé quelques-unes des conditions expérimentales et ajouté quelques données numériques sur la chute de potentiel subie par le courant dans la gaine lumineuse et sur l’intensité du courant.
- Au commencement de 1890, M. E. Lagrange et moi, nous avions la bonne fortune d’observer le phénomène, ce qui nous amena à en entreprendre l’étude, afin d'en pénétrer la cause déterminante et la nature, ainsi que de le développer ; cette étude fut présentée par nous à l’Académie de Belgique en août 1890 (5).
- Tout d’abord nous avons voulu préciser la marche du phénomène, dans laquelle nous avons distingué plusieurs phases, et déterminer les conditions nécessaires à son apparition.
- Un électrolyte quelconque, contenu dans un vase, communique, au moyen d’une électrode de
- (*) Comptes rendus, t. LXXXIII, p. 321 et 484. — La Nature, 4" et 5" années, 3o sept, et 28 oct. 1877; 7 avril 1877. (*) Journal de physique, r* série, t. IX, 1880, p. i55.
- (3) Journat de physique, 1" série, t. X, 1881, p. 419.
- (*) Séances de la Société française de physique, 1889, p. i83.
- (“) Bulletin de l'Académie royale de Belgique, 3‘ série, t. XXII, n01 9-jo, 1891.
- grande surface, avec le pôle positif ou avec le pôle négatif d’une source d’électricité. Dans cet électrolyte, nous enfonçons un corps conducteur de dimensions relativement faibles, communiquant avec l’autre pôle. Si dans ces conditions on augmente graduellement la force électromotrice de la source d’électricité, on observe d’une manière générale les phases suivantes dans les manifestations électriques.
- i° Tant que la force électromotrice conserve une valeur légèrement supérieure à la force contre-électromotrice de l’électrolyte, les phénomènes ordinaires de l’électrolyse se présentent. Les chutes de potentiel aux deux électrodes augmentent graduellement, notamment à la plus petite électrode, à mesure qu’on augmente la force électromotrice; l’intensité du courant augmente, le dégagement des gaz et la polarisation s’accentuent à la petite électrode.
- 20 En augmentant toujours la force électromo trice, on observe à un moment donné, à la petite électrode «un crépitement qui ressemble au bruit que produisent une série de gouttelettes d’eau tombant sur une surface métallique chaude. Le liquide semble bouillonner autour de cette électrode. En réalité, le liquide se creuse par intermittences sous cette électrode; à ces instants, le contact immédiat n’existe plus entre les deux; l’intensité varie synchroniquement avec ces intermittences. On se trouve ici évidemment en présence d'un phénomène instable ; nous appelons cette période, la « période instable ».
- 3° « On observe par intermittences la production de points lumineux entre l’électrode et le liquide. L’intensité du cou'rant est toujours variable.
- 4° « A mesure que la différence de potentiel augmente, le nombre de ces points lumineux croît constamment, de manière à former finalement une gaine lumineuse », dont la couleur dépend de la nature de l’électrode, de l’électrolyte et de la force électromotnce du courant.
- « La production de cette gaine est accompagnée d’un faible bruissement régulier. L’intensité du courant devient alors fixe et très faible, ainsi que le dégagement de gaz.
- «A mesure que la force électromotrice s’élève, le phénomène lumineux devient plus net (:),
- P) Bulletin de l'Académie royale de Belgique, 3* série, t. XXII, n" 9 et 10, 1891, p. 208-210.
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- plus stable; le corps s’échauffe, rougit et fond. »
- (Pour la facilité, je désignerai dans la suite l’électrode à laquelle le phénomène se produit sous le nom d’électrode active. )
- Le phénomène se manifeste plus nettement à l’électrode négative; à l’électrode positive au contraire, la gaine est moins bien accusée et moins stable.
- Il se manifeste dans tous les liquides conducteurs ou rendus conducteurs, et sur tous les corps conducteurs, ou rendus tels, employés comme électrodes. Seulement la force électromotrice nécessaire pour produire la première apparition du phénomène lumineux et l’intensité du courant dépendent de divers éléments, que nous avons tâche de déterminer, du moins en partie, et que je résume comme suit:
- A’a) La force électromotrice du courant nécessaire pour provoquer la première apparition du phénomène lumineux, c’est-à-dire la chute de potentiel à l’électrode active lors de cette première apparition, dépend en tout premier lieu de la nature de l'électrolyte, et notamment de la résistance spécifique de celui-ci, augmentant ou diminuant rapidement avec cette résistance spécifique ; d’après la nature du liquide, le phénomène lumineux peut déjà se manifester à une dizaine de volts, tandis que dans d’autres liquides il exige des centaines de volts.
- b) La nature de l’électrode ne semble avoir aucune influence appréciable sur la force éleclro-motrice nécessaire pour la première apparition du phénomène. Il n’en est cependant pas de même pour le maintien et le développement du phénomène.
- c) La forme géométrique de l’électrode possède une influence sur l’apparition du phénomène, mais plus encore les dimensions de l’électrode immergée.
- d) La force électromotrice nécessaire semble moins grande à l’électrode positive qu’à l’électrode négative.
- B .a) L’intensité du courant manifeste une tendance à rester constante lorsque la force électromotrice augmente, toutes autres conditions égales ; elle augmente cependant légèrement d’après une règle que nous n’avons pas pu déterminer.
- b) Il était immédiatement évident que le facteur principal qui détermine l’intensité réside dans la grandeur de la surface de contact de l’é-
- lectrode active avec l’électrolyte; l’intensité augmente dans un rapport presque proportionnel à la surface.
- c) L’intensité dépend de la nature de l'électrolyte, notamment de sa conductibilité spécifique ; elle augmente avec celle-ci.
- dj La nature de l’électrode et la forme géométrique de celle-ci ont une influence manifeste.
- c) Il semble que l’intensité est plus grande lorsque l’électrode active constitue l’électrode positive que lorsqu’elle constitue l’électrode négative.
- En opérant avec le courant alternatif, nous avons retrouvé les mêmes phénomènes, mais avec quelques particularités remarquables, résultant précisémentde l’alternance continuelle et rapide des polarités du courant, ainsi qu’on s’en rend facilement compte.
- Comme conclusion, nous avons donné une explication plausible et quelque peu complète du phénomène. La caractéristique de celui-ci réside dans la résistance anormale très considérable qui apparaît avec la gaine lumineuse et qui se trouve localisée dans celle-ci.
- Cette résistance n’est autre que la résistance naturelle de la gaine lumineuse, et celle-ci n’est autre qu’une gaine gazeuse composée de vapeurs du liquide et d’hydrogène, dans lesquelles se trouvent des particules du métal de l’électrolyte ainsi que des particules de l’électrode, lorsque celle-ci communique aveede pôle négatif, et composée égalament de vapeurs du liquide et d’oxygène, dans lesquelles se trouvent en outre les éléments négatifs de l’électrolyte à l’état de liberté ou combinés avec le métal de l’électrode, lorsque le phénomène se passe au pôle positif.
- Je reviendrai plus tard sur ee point.
- Dans les années 1890-1892, il parut successivement dans les Annales de Wiedemann trois travaux différents sur la polarisation des petites électrodes en platine, deM. Franz Richarz(1),de M. C. Fromme (2),.et de MM. Koch et Wüllner(3).
- Ces travaux, qui aboutissent plusieurs fois à
- (') Annalen der Physik tend C hernie, t. XXXIX, 1890, p. 67 et 201.
- (“) Idem, t. XXIX, p. 187.
- (•’) Idem, t, XLV, p. 473 et 759.
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- des conclusions contradictoires, forment presque suite les uns aux autres; c’est à cause de cela que je les signale ensemble.
- Deux d’entre eux observent et relatent le phénomène qui nous occupe.
- M. Richarz signale que dans le «ours de ses expériences il eut diverses fois l’occasion d’observer un phénomène lumineux spécial, au contact de l’électrode et du liquide; il en attribue la cause à la formation d’une gaine gazeuse, et rappelle à ce propos l’état sphéroïdal des liquides comme présentant une certaine analogie. Il constate que ce phénomène peut se présenter par intermittences, ce qui lui suggère l’idée d’un état d’équilibre instable; il constate également que, dès que le phénomène apparaît, l’intensité du courant diminue considérablement. Il rappelle à ce propos une observation déjà faite antérieurement par Bartoli, que dans certains cas il se forme une gaine opaque à l’électrode positive dans l’acide sulfurique à 5o o/o ou plus, observation que nous avions également faite.
- Le travail de MM. Koch et Wüllner sur la polarisation de6 petites électrodes (1892) est beaucoup plus important, d’abord à cause du très grand nombre d’observations et de données numériques qu’il contient, puis en ce qu’il recherche méthodiquement à fixer les facteurs qui déterminent, dans la polarisation normale, la chute de potentiel au contact de l’électrode avec l’électrolyte, et la variation de celle-ci avec l’intensité du courant; il arrive ici à des conclusions indirectement intéressantes pour le phénomène qui nous occupe. Enfin toutes le6 observations y sont discutées.
- Lorsque le phénomène normal se présente encore aux électrodes, c’est-à-dire lorsque la force électromotrice est trop faible pour produire un phénomène lumineux à l’une des électrodes, MM. Koch et Wüllner concluent déjà que la chute de potentiel au contact n’est pas seulement due à une force contre-électromotrice, mais qu’il y a une résistance de contact qui entre en jeu, et qu’ils désignent sous le nom de « résistance de transmission » (Ueber gangs-Wi-derstattd)-, ils montrent que cette résistance est proportionnelle à la résistance spécifique du liquide et qu’elle diminue considérablement lorsque la surface de contact augmente. En même temps, ils montrent que la force contre-
- électromotrice est astreinte à un minimum C), très faible en comparaison des chutes de potentiel totales déterminées au contact parla polarisation, qu’elle ne peut pas dépasser.
- Dans leurs expériences sur les liquides avec des forces électromotrices variables, MM. Koch et Wüllner observent le phénomène qui nous occupe; ils constatent que, lorsque le courant atteint, pour une électrode donnée, dans un liquide donné, une intensité donnée, qu’ils nomment «courant limite» (Grenzstrom) et que l’on veut augmenter ce courant en renforçant la force électromotrice, il se produit subitement une augmentation de polarisation, et simultanément une diminution de l’intensité du courant; ils désignent ce phénomène sous le nom de Slrom Umschlag, c’est-à-dire de « renversement de courant » et le courant ainsi.diminué sous le nom de Rest Slrom, c’est-à-dire de « courant restant » ; (le nom de « renversement de courant » n'est guère heureux; il ne s’agit, en effet, en aucune façon d’un renversement quelconque de courant). Il se forme à l’électrode une certaine quantité de bulles gazeuses qui se détachent; cellès-ci amènent ainsi des variations continuelles dans l’intensité du courant (2). Ces variations peuvent être plus ou moins considérables; très souvent il faut recourir au téléphone pour les apercevoir. Quand on augmente la force électromotrice, ces variations deviennent inappréciables ou nulles.
- MM. Koch et Wüllner font une étude expérimentale très minutieuse et intéressante, en relevant les valeurs du «courant limite», du «courant restant», de la chute de potentiel à l’anode et à la cathode, en opérant avec des fils de platine d’un millimètre, de diamètre, en contact avec le liquide sur des longueurs variables, d’un demi-millimètre, de trois et de cinq millimètres, successivement dans des solutions d’acide sulfurique à 10, 20, 3o et 42 0/0, en provoquant le phénomène d’abord à l’électrodé positive, puis à l’électrode négative et en constituant l’électrode non polarisée tour à tour d’une pointe et d’une plaque.
- Ces expériences, ainsi que d’autres très nom- (*)
- (*) Ce point vient d’être encore mis en évidence par un travail tout récent présenté par M. James Iîenderson à l’Association britannique.
- (2) Voir notre observation 2°.
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- breuses et délicates, ont amené MM. Koch et Wiillner à décrire consciencieusement une infinité de petites observatious différentielles, dont les différences ainsi observées étaient souvent fictives, étant occasionnées par les circonstances des expériences. Les différences d’action observées lorsqu’on employait comme électrodes des fils de longueurs différentes sont dans ce cas. En effet, l’intensité du courant augmente lorsque la longueur du fil en contact avec le liquide augmente; donc la perte de la force électromotrice dans le circuit électrique complet, par suite de la résistance, est d’autant plus grande que la longueur du fil est plus grande, et par conséquent la force électromotrice agissant sur l’électrode est d’autant plus petite. Or, remarquons que dans leurs expériences MM. Koch et Wiillner employaient des piles dont la résistance est relativement forte. Si au lieu de piles, ils avaient eu recours à des accumulateurs ou à des dynamos (ainsi qu’ils l’ont fait dans certaines expériences), les chutes de potentiel dans les générateurs auraient été beaucoup moins fortes, presque nulles, et les différences observées n’auraient pas subi l’influence des variations du potentiel entre les bornes du générateur .
- J’estime que c’est la multiplicité de toutes les petites observations différentielles amenées ainsi par les conditions des expériences qui a empêché MM. Koch et Wüllner de tirer des conclusions. En tout cas, la principale conclusion à remarquer, c’est que lorsque le courant restant est formé , l’augmentation de force électromotrice n’augmente pas l’intensité du courant restant; cette augmentation de force électromotrice n’a donc pour résultat que d’augmenter la chute de potentiel à l’électrode considérée. Ceci n’est pas tout à fait, mais à peu près, exact. Ils constatent généralement qu’à l’élëctrode positive, l’intensité du « courant restant » est plus grande qu’à l’électrode négative ; cette observation est intéressante.
- MM. Koch et Wüllner se demandent si le phénomène en question est déterminé par le fait que la force électromotrice atteint une certaine valeur ou par le fait que l’intensité du courant atteint une certaine valeur. Pour fixer a réponse, ils ont opéré en intercalant une résistance liquide variable dans le circuit; ils ont constaté qu’il ne suffisait pas dans ces conditions de porter la force électromotrice à sa
- valeur habituelle; il fallait que l’intensité du «courant limite » atteignît une certaine valeur. Ils ont donc conclu que c’était essentiellement l’intensité qui détermine le phénomène. Cette conclusion est erronée. En effet, en intercalant une résistance (liquide ou non, variable ou non), cette résistance absorbe une certaine force électromotrice et a donc comme effet direct de diminuer la force électromotrice pouvant agir sur l’électrode.
- L’erreur est du reste manifeste, si l’on se rappelle que le « courant limite» a une intensité considérable supérieure au « courant l'estant. » En réalité, ce qu’il faut, pour déterminer le phénomène, c’est une certaine quantité minima d’énergie e i dégagée au contact de l’électrode avec l’électrolyte.
- Cette erreur conduit MM. Koch et jWüllner dans une mauvaise voie pour l’expliéation du phénomène; ils constatent que l’explication la plus plausible semble résider dans l’accëptation d’une gaine gazeuse ; ils y présentent cependant des objections et, en raison de celles-ci, ne s’y rallient pas franchement. i
- Leurs objections sont les suivantes : ...
- « Une .gaine serait formée, disent-iljè, autour des électrodes, et la chaleur produite à -cause de la résistance par le passage du courant dans la gaine gazeuze serait suffisante pour Maintenir le phénomène constant. Plus la quotité de chaleur développée est grande, ou jplus est grande l’intensité du courant, d’autaijt plus le phénomène devrait être stable. Que cefttë interprétation ne suffit pas à l’explication de tout le groupe de manifestations, résulte de nos mesures. Le courant restant a déjà, lorsque d’abord il ne se présente qu’alternativement avec lecow-rant limite (!), exactement (z) la même intensité, qu’il conserve aussi avec des forces éleetromô-trices plus grandes; cependant s’ils se présentent ensemble avec le courant limite, le phénomène n’est pas encore stable, mais le phénomène se présente alternativement, en ce sens que le renversement cesse et se reproduit; sans augmenter l’intensité du courant restant, le phénomène devient stable si on augmente la force électromotrice. »
- (’) C’est ce que nous avons nommé la période instable. (2) Nous avons.déjà dit que ceci n’est qu’approximative-ment exact.
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- Je rappelle ici ce que je disais déjà précédemment. La gaine gazeuze est formée et maintenue par la quantité de chaleur dégagée au contact de l’électrode et dans la gaine; mais cette quantité de chaleur n’est pas seulement dépendante de l’intensité du courant, notamment de f2, mais estdirectement égale à ei, c’est-à-dire à l’intensité multipliée par la chute de potentiel subie à l’électrode.
- MM. Koch et Wüllner continuent après le passage cité comme suit : « La gaine gazeuze en question, et la résistance y présente, devraient donc augmenter en proportion directe avec la force électromotrice, à cause de la constance du courant restant sans qu’il puisse se changer quoi que ce soit dans le liquide, parce que le courant est constant. »
- En effet, c’est approximativement vrai (ce serait absolument vrai si le courant restant était absolument constant) ; mais à précisément, cause de ce fait, la chaleur dégagée ri2 — ei augmente lorsqu’on augmente la force électromotrice, même en admettant que i reste constant, et à cause de cela le phénomène, d’abord instable, devient stable et gagne de plus en plus en stabilité.
- MM. Koch et Wüllner indiquent ensuite une interprétation d’après laquelle le phénomène ne serait jamais stable, qu’il y aurait continuellement des variations et des alternances du courant restant et du courant limite, ces variations pouvant devenir tellement rapides lorsque la force électromotrice augmente que le phénomène prend l’apparence stable. Ils font justice eux-mêmes de cette interprétation en observant que dans ce cas ces variations pourraient être accusées par le téléphone, qui devrait donner un son; or, le contraire se produit.
- Ils assurent qu'« ils ne veulent pas contester que la manifestation est déterminée ou occasionnée par une gaine de vapeurs, ou beaucoup plus probablement par une gaine de gaz entourant l’électrode; en effet, disent-ils, on peut constater directement cette gaine gazeuse à la cathode paf la décharge d’étincelles; mais, ajoutent-ils, que cette gaine gazeuse n’est pas la véritable déterminante du phénomène résulte de ce fait que la grande polarisation, c’est-à-dire, le « renversement de courant » ne se présente jamais qu’à un seul pôle, que la polarisation diminue immédiatement à l’anode,
- lorsqu’elle augmente à la cathode et inverse ment. »
- Ce n’est pas MM. Koch et Wüllner seuls qui font la remarque que le phénomène ne se présente jamais qu’à un seul pôle. M. Lagrange et moi nous relatons expressément dans notre premier mémoire, ci-dévant cité, que nous n’étions pas parvenus à produire le phénomène simultanément aux deux pôles (J).
- Mais ce fait est parfaitement explicable. En effet, si le phénomène se produisait aux deux pôles, il y aurait deux chutes de potentiel dues à ces deux phénomènes, et tout d’abord, avec une force électromotrice donnée, si la chute de potentiel augmente à un pôle, elle doit diminuer à l’autre; en second lieu, comme le phénomène lumineux exige pour son apparition à chaque pôle une chute de potentiel minima déterminée, il faut a priori que la force électromotrice totale disponible soit supérieure à la somme des deux chutes de potentiel.
- Mais, si même la force électromotrice totale est considérablement plus grande que cette somme, rien ne dit qu’elle se partagera entre les deux électrodes.
- Au contraire, s’il y a la moindre inégalité dans la résistance de contact des deux électrodes avec le liquide (et cette différence existe déjà par le fait seul que l’une des électrodes est positive et l’autre négative), le courant qui passe chauffera plus le contact où la résistance est plus grande; il augmentera donc cette résistance et y subira une chute de potentiel d’autant plus grande, et ainsi de suite.
- Cette manière de voir est singulièrement confirmée par l’observation de MM. Koch et Wüllner eux-mêmes et explique que si l’on augmente la force électromotrice du courant, la résistance à l’électrode active augmente dans une proportion telle que l’intensité reste à peu près constante.
- Dans ces conditions, l’électrode active aura absorbé la force électromotrice au détriment de la force électromotrice disponible pour toutes les autres parties du circuit, tout aussi bien au détriment du circuit proprement dit qu’à celui de l’autre électrode.
- On aura ensuite beau changer les grandeurs
- (‘) Bulletin de l'Académie royale de Belgique, 3* série t. XXII, n°' 9 et 10, p. 222.
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- des surfaces immergées, les faits que je viens de signaler se reproduiront en alternant.
- L’explication que je viens de donner attribue implicitement à une sorte d’amorçage une certaine influence sur la production du phénomène.
- Il est à remarquer que MM. Koch et Wüllner constatent également à deux reprises cette influence(p. 777 et 780); la constatation pure et simple, quelle qu’en soit l’explication, vient à l’appui de ce que je disais.
- Paul Hoho.
- ÉTUDE DE QUELQUES NOUVEAUX TYPES
- DE
- MOTEURS A GAZ ET A PÉTROLE
- La Lumière Electrique, par la plume autorisée de M. G. Richard, dont la compétence en matière de moteurs à gaz et à pétrole est indiscutable, s’est souvent occupée de ce genre de machines et en a décrit un grand nombre de modèles, à mesure de leur apparition et en raison de l’intérêt que ces moteurs présentent au point de vue de leur emploi en électricité. Nous nous permettrons d’empiéter quelque peu sur les terres de notre distingué collaborateur et de donner ici la description de quelques types récents de machines à explosion, qui présentent certains points curieux et qu’il est bon de connaître, cette sorte de générateurs de mouvement se répandant de plus en plus dans l'industrie électrique, en raison des avantages spéciaux qu’ils possèdent.
- Nous ne nous occuperons que des moteurs employés d’une façon continue depuis assez de temps pour qu’on puisse établir un jugement motivé sur leur valeur respective, le bénéfice qu'ils procurent sur les autres systèmes de force motrice, et l’avenir qu’on peut leur prêter. Nous passerons donc successivement en revue les types suivants imaginés ou construits depuis l’année dernière :
- Moteur à pétrole vaporisé de Grob ;
- Moteur à gaz d’Andrews;
- Moteur à pétrole de Lude, dit le Vulcain;
- Moteur Delamare monocylindrique de 200 chevaux, avec son gazogène, dit de Buire-Lencau-chez;
- Moteur à gaz et à pétrole, dit le Gazomoteur, deH.Crouan;
- Moteur à gaz de Brouhot;
- Moteur à gaz et à pétrole de Benz;
- Moteur à gaz Fielding et gazogène Taylor.
- Nous mentionnerons aussi, en passant, quelques dispositions également intéressantes de moteurs à gaz, telles que le Hornsby-Akroyd, le Robuste, de Levasseur; le Ragot, le Kœr-ting-Lieckfeld, le Daimler, le Priestmann, le Campbell, et quelques autres encore, que M. Richard a décrits avant nous dans son dernier ouvrage, si rempli de documents intéressants : les Nouveaux Moteurs à gaz et à pétrole.
- Moteur a pétrole Grob.
- Le principal souci des industriels et des agriculteurs ayant besoin d’une puissance motrice pour les travaux qu’ils ont à exécuter, et qui n’ont pas à leur disposition des forces naturelles gratuites et pratiquement utilisables, consiste à obtenir cette énergie à un prix aussi réduit que possible.
- Le coût d’achat de la machine n’est encore qu’un facteur secondaire; ce qui importe le plus, c’est que la production du mouvement n’exige qu’une dépense aussi réduite que possible par heure de fonctionnement. On comprend aisément qu’il est plus économique de dépenser dix mille francs pour l’achat d’une excellente machine à vapeur de 3o chevaux ne consommant que 70 kilos de houille par heure que d’acheter d’occasion quatre mille francs un moteur d’égale force, mais de construction inférieure, sans cesse sujet à des réparations longues et coûteuses et consommant 100 kilos de charbon à l’heure. Au bout de deux années d’emploi on voit de quel côté est l’économie.
- Cette comparaison a pour but de démontrer combien est essentiel aujourd’hui ce point de la modicité du prix de revient de l’unité de la force motrice.
- J’ai pu dresser, pour un de mes ouvrages techniques, le tableau ci-dessous qui rassemble les principales données relatives aux systèmes de moteurs les plus employés à l’époque actuelle :
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- on peut se rendre un„compte immédiat des con- I La plupart des constructeurs de moteurs à ditions dans lesquelles se trouvent ces appareils. | pétrole ont employé comme combustible et ali-
- DÉSIGNATION DES MOTEURS POIDS Poids par cheval CONSOMMATION par cheval et par heure. Prix delà force 1 oher. h.
- Machine à vapeur à échappement libre, 10 chevaux 800 /\ kilos houille, 30 litres d’eau O 95
- Machine à vapeur compound Willans, m chevaux 65o 65 \ kilo — 7 liires d’eau 0 .O/f
- Machine à vapeur Serpollet et Brotherhood. 5oo 5o 3 kilos — 16 litres d’eau 0.10
- Turbine hydraulique Hercule, 22 chevaux. 35o l5 10 litres d’eau par seconde, chute, 10 m ... »
- Moteur à air chaud de Bénier, 9 chevaux.. 4.200 480 1 kilo 3oo coke 0.06
- Moteur à pTiz Ottor ro chevaux 3.000 3oo 600 litres de gaz 0.20
- Moteur A pétrole T.enoir. a chevaux 1.25o 625 0 litre 600 gazoline O.42 0.10
- Moteur à pétrole Grob, 1 cheval et demi... 200 175 0 litre 5oo pétrole
- Moteur à gazogène Fielding (gaz pauvres) 8 chevaux. 2.5oo 3oo 55o grammes anthracite 0.02
- Moteur électrique à piles chromiques Renard, 10 chevaux 55o 55 i5 kilos acide chromique 18.5o
- 3oo 3oo t/| kilos acides. 1.80
- ment de la force motrice, non le pétrole ordinaire utilisé pour l’éclairage et qu’on trouve partout, en France comme à l’étranger, dans les villes comme dans les plus humbles bourgades, mais bien une essence volatile plus légère et plus inflammable, par conséquent d’un emploi plus dangereux que le pétrole, qui ne doit pas s’enflammer à une température inférieure à 40 degrés centigrades. Cette essence, gazoline, pétroléine, etc., etc., coûte d’abord beaucoup plus cher que l’huile minérale commune; ensuite on ne la rencontre guère en dehors des grands centres; enfin son usage oblige à employer un carburateur qui vient compliquer le mécanisme délicat de ce genre de moteurs.
- Dans le système Grob-Capitaine, c’est le pétrole du commerce qui est utilisé par un dispositif qui constitue un des organes originaux de cette machine. Comme dans la majorité des machines à gaz, le moteur Grob est à simple effet, et son fonctionnement est basé sur le cycle de Beau de Rochas; il se décompose en quatre temps formés chacun d’un mouvement de piston dans le cylindre. Il présente la disposition verticale à pilon : le cylindre moteur et ses annexes sont placés à la partie supérieure d’une colonne creuse supportée par un socle boulonné; une des extrémités de l’arbre porte un volant : l’autre reçoit la poulie motrice (fig. 1 et 2).
- Le fonctionnement s’opère de la façon suivante : une pompe actionnée par la machine
- projette le pétrole à vaporiser dans un pulvérisateur qui divise en gouttelettes extrêmement ténues le liquide combustible. Ce liquide ainsi mélangé d’air traverse, avantd’arriver au moteur, un tube ou gazéificateur chauffé extérieurement par une flamme. La vaporisation du pétrole est ainsi obtenue sans aucune complication, et c’est à l’état de vapeur que cette huile pénètre dans
- Fig-, 1. — Moteur à pétrole Grob.
- le cylindre où elle est allumée, à l’instant précis, par un tube incandescent. Grâce à la compression préalable du mélange gazeux, la détente est très énergique et permet de réduire considérablement le diamètre du cylindre, et par suite, le poids et le volume de la machine pour une force donnée. Le prix de revient, à force égale, peut être inférieur, dans certains cas, aux autres moteurs à explosion. L’allumage, et par consé-
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- quent l’action motrice, ne se produit que chaque fois que la vitesse descend au-dessous d’un certain nombre de coups de piston par minute. Un régulateur-pendule commande le mécanisme de distribution et assure une vitesse à peu près constante à l’arbre moteur.
- Dans |le dernier dispositif, édifié cette année
- même, l’aspiration du pétrole seule est desmo-dromique; le refoulement s’effectue par l’action de ressorts dont la tension se règle à volonté et la marche se décompose de la façon suivante : lorsque le piston s’abaisse, à sa première course descendante il aspire de l’air au-dessus des gaz brûlés non expulsés, et à la suite du mélange
- «jaiificateur^
- pulvérisateur'
- sortie de l'eau réfrigérante
- couvercle de soupape soupape d'e’chappement
- Fig. 2. — Moteur à pétrole Grob. Coupe verticale.
- d'air et de pétrole pulvérisé dans le vaporisateur chauffé par un éolipyle. Pour cela, le vaporisateur reçoit le pétrole un peu avant l’ouverture de l’aspiration, de sorte qu’il se trouve dans le cylindre, à l’achèvement de cette phase, un mélange hétérogène, riche en vapeurs de pétrole du côté du piston et pauvre dans le haut du cy-
- lindre (*). Quand le piston remonte, il comprime ce mélange sans en dénaturer sensiblement la stratification, de manière que sa partie riche et inflammable n’arrive à être refoulée que vers la
- C) Les nouveaux moteurs à gaz et a pétrole, par M. G. Richard, p. 177.
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- fin de la compression dans le vaporisateur dont les parois sont assez chaudes pour l’enflammer.
- L’inconvénient principal de ce moteur consiste dans l’encrassement qui se produit à chaque allumage: on a essayé dans les derniers types construits d’empêcher ou tout au moins d’atténuer ce défaut, mais sans y parvenir entièrement, de telle façon que cette partie de la machine est encore défectueuse.
- On n’a plus aussi souvent, il est vrai, d’allumages anticipés, le vaporisateur étant, dès le commencement de l’aspiration, balayé par l’air de pulvérisation, et la stratification du mélange en isolant la partie riche jusqu’à la fin de la phase de compression. On dit bien qu’il n’est nécessaire de nettoyer la soupape d’échappement qu'une fois par semaine, et le reste de la distribution une fois par mois, mais en procédant ainsi on peut craindre des ratés d’allumage dès le troisième jour, et, en réalité il faut procéder plus souvent à ce nettoyage.
- Toutes les machines thermiques basées sur le principe de l’explosion exigent une circulation d’eau constante autour du cylindre moteur, qui, sans cette précaution, ne tarderait pas à être porté au rouge. Cette circulation d’eau est indispensable aussi bien au moteur Grob qu’aux systèmes analogues, mais quand on n’a pas de conduites d’eau à proximité ou qu’il s’agit de l’appareil agricole automobile montésur chariot, on peut faire usage d’un dispositif qui permet de n’employer qu’une quantité d’eau limitée.
- Ce dispositif est un réservoir cylindrique en tôle de capacité en rapport avec la puissance du moteur (io litres d’eau par cheval). L’eau, arrivant à la température de 70 degrés de la double enveloppe du cylindre moteur est divisée en un grand nombre de filets par une sorte de claie en bois, occupant la moitié de la hauteur du cylindre. Un petit ventilateur centrifuge commandé par la machine envoie un violent courant d’air à travers cette claie et soustrait une grande partie du calorique de l’eau, qu’une petite pompe envoie au moteur.
- La température est ainsi ramenée à une moyenne de 20 à 25 degrés, ce qui est suffisant pour assurer le refroidissement.
- Le graissage du cylindre dans le moteur Grob est effectué à l’aide de naphte (huile minérale de Bakou), qui présente l’avantage de réduire l’encrassement des pièces frottantes à son minimum.
- Pour les coussinets de l’arbre, on utilise de la graisse oi'dinaire.
- La consommation de pétrole dans cette machine est de 1/2 litre par cheval et par heure. La vitesse normale est de 3oo à 400 tours par minute, et la compression des vapeurs combustibles relativement forte. Le moteur Grob pourrait convenir à la commande des dynamos à faible vitesse, mais aucune application de ce genre n’a été tentée jusqu’ici.
- MOTEUR RAGOT
- Le moteur à pétrole ordinaire étant plus pratique que celui employant les hydrocarbures légers, tels que la benzine, le naphte, etc., on comprend que les inventeurs aient porté leurs efforts sur la création d’une machine utilisant le liquide le moins dangereux. M. Ragot paraît avoir obtenu un résultat assez satisfaisant.
- Voici la description du modèle qui a été exposé dernièrement à Paris et a remporté une médaille d’argent.
- Ce système est d’une construction très simple, ce qui le met à l’abri de bien des dérangements inévitables dans d’autres moteurs. Il ne comporte ni tiroirs, ni glissières; en supprimant ces pièces compliquées, l’inventeur est parvenu à rendre nuis l’entretien et la surveillance indispensables dans la plupart des machines motrices.
- Le pétrole n’arrive pas jusqu’à la machine ; il n’y est conduit par aucun intermédiaire mécanique particulier, pas plus qu’il n’est projeté ni pulvérisé dans le cylindre; c’est par la seule action de l’atmosphère, libre qu’il est amené goutte à goutte au cône d’opération, où il est transformé en vapeur au fur et à mesure des besoins. De là il est conduit au régulateur, où il se mélange avec l’air atmosphérique; le mélange explosif est enflammé par l’électricité. Il n’y a jamais de vapeur de pétrole en réserve, ce qui écarte tout danger d’explosion.
- Le pétrole est donc utilisé par gouttelettes prises une à une par intermittences régulières. Il est évident que la consommation ne peut être que très faible; elle n’atteint, en effet, qu’una quantité de 35o grammes environ par cheval-heure, suivant la force des moteurs.
- Il n’y a par conséquent rien d’exagéré à estimer à 5o 0/0 l’économie que le moteur à pétrola permet de réaliser sur les moteurs à gaz.
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- Ajoutons que le moteur à pétrole demande beaucoup moins d’huile de graissage que le moteur à gaz; les vapeurs de pétrole, en se condensant, produisent une huile excellente qui lubrifie le cylindre et empêche l’usure. Quant au fonctionnement, il est d’une régularité remarquable. La meilleure preuve qu’on puisse en donner, c’est la fixité de la lumière dans les lampes à incandescence alimentées par une machine électrique actionnée par le moteur à pétrole.
- Les moteurs à pétrole Ragot se construisent couramment de i à 12 chevaux de force.
- H. de Graffigny.
- (A suivre).
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Epuration par èlectrolyse des jus suorés, par le D' W. Bersh (*).
- M. le Dr Bersh vient de faire une étude du procédé électrolytique de Schollmeyer, Behne et Dammeyer, pour l’épuration des jus sucrés. Ce procédé a été expérimenté dans la dernière campagne à la fabrique Hoym, en Allemagne.
- Le jus extrait des diffuseurs, à la température de 40 à 45°, est réchauffé à 65° et envoyé à l’électrolyseur, formé d’une caisse de fer rectangulaire partagée par une paroi en deux parties. Chacun des compartiments, dont la capacité est d’environ i5oo;litres, et la hauteur de o,5o m., contient sept électrodes en tôle de zinc formant une surface de 6 m2. Les deux compartiments sont alternativement chargés de jus, qui est ensuite traité pendant 10 minutes par un courant de 5o à 60 ampères (2). Il se produit au pôle négatif un dépôt gélatineux, gris verdâtre ; les auteurs admettent que le zinc forme avec les alcalis une combinaison susceptible de fixer les principes organiques qui gênent le travail de la cristallisation.
- Plus cette couche est épaisse, plus le courant
- (•) La Sucrerie’indigène, 1894.
- (») Densité du courant par m2, 7 à 14 ampères.
- rencontre de résistance ; tous les huit jours on procède au nettoyage en renversant le courant pendant 5 minutes; les gaz produits soulèvent la couche et la détachent. L’électrolyse produit une matière gélatineuse qui rend la filtration difficile. A Hoym on a obvié à cet inconvénient en ajoutant au jus à électrolyser une petite quantité de chaux.
- Dans ces conditions le jus filtré est bien clair et on obtient plus avec 1 0/0 de chaux ramené au poids de la betterave qu’avec 3 ou 4 0/0 pour des jus non électrolysés. A Hoym, les années précédentes, surtout quand les betteraves étaient de qualité médiocre, le travail à l’évaporation était difficile par suite de la formation de mousse; avec l’emploi de l’électrolyse, on n’a plus de mousse; l’avantage de ce procédé se fait sentir surtout à la cuite, où l’on constate peu de destruction du sucre.
- Les masses cuites, contenant 5 à 6 0/0 d’eau, sont fermes et de couleur claire. Après un séjour de 2 heures et demie à 3 heures dans les caisses Schutzenbach, elle peuvent, être, turbinées sans être passées au moulin; leur teneur en non-sucre est plus faible qu’avec le traitement ordinaire et leur coloration moindre.
- La masse cuite de jus traités par le courant électrique rend en moyenne 69,5 0/0 en premier jet titrant.98 au polarimètre et contenant 0,480/0 de cendres.
- Le rendement du sucre (nouveau rendement allemand) est égal au titre polari métrique diminué de deux fois et quart le non-sucre total, soit 95 0/0.
- D’après M. Bersh, l’ancien procédé donnait 93. Les frais d’installation se bornent à deux ou trois bacs de tôle pouvant être remplis avec le contenu du réchaufifeur. L’usure du zinc est négligeable. En huit jours, à Hoym, les frais d’installation ont été payés par les résultats obtenus. Quant à la quantité de vapeur nécessitée par la production d’électricité, elle est peu importante.
- En effet, si l’on admet qu’un cheval-vapeur exige 736 watts, et si le courant employé a 5o ou 60 ampères à 6 volts, il faudra 3oo à 36o watts ou un demi-cheval. En admettant qu’on veuille augmenter l’intensité, on peut compter un cheval pour actionner la dynamo. D’ailleurs les sucreries étant presque toutes éclairées électriquement, la dynamo est installée pour faire le tra-
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- vail supplémentaire d’épuration, et comme l’élec-troly6e accélère le travail, la quantité totale de charbon brûlé est notablement diminuée.
- A. R.
- 1 Câbles Felten et Guilleaume (1893).
- Chaque câble est composé de plusieurs conducteurs e e1 e2 (fig. i) tordus et séparés par les cloisons hélicoïdales de l’âme isolante b3, entourée d’un isolant/, puis protégée par une enveloppe de plomb g h.
- Pour les distributions à trois fils, on peut
- constituer les conducteurs principaux de fils uniques a et (fig. 8 et 9) séparés par un isolant b, ou (fig. 3 et 4) de torons e3e4 à fils ronds ou plats, séparés par une âme bt. Le troisième conducteur, de compensation, peut être constitué par un fil unique, une paire de fils &3Æ., (fig. 9) logés entre les isolants / et /,, un petit faisceau de fils c5 (fig. 3 et 4), ou, enfin, par une série de fils kkx k«... rangés entre les isolants/ et/i (fig- 8).
- Dans le système à cinq fils, les deux conducteurs principaux / et (fig. 6) et secondaires lz l3
- Fig i
- Fig. 1 à 9. — Câbles
- peuvent être constitués par des faisceaux de fils, et le cinquième conducteur par des fils uniques ou (fig. 7) par un fil unique central «, ou enfin (fig. 5) par l’enveloppe g h.
- G. R.
- Plaques d'accumulateur de la Société de construction mécanique et éleotrique du Nord.
- Dans les modèles courants, le corps de la plaque d’accumulateur est constitué par un grillage de plomb antimonié servant de support à la matière active. La Société de construction
- et Guilleaume.
- mécanique et électrique du Nord, à Roubaix, vient de réaliser une autre disposition ayant surtout pour but de laisser une certaine mobilité aux différentes parties de la plaque et d’éviter ainsi les déformations.
- A cet effet, chaque plaque (fig. 1) est constituée par un assemblage de douze peignes doubles ou arêtes de poisson A'B' (fig. 2) dont les dents s’entrecroisent de telle sorte qu’il reste entre elles un léger espace vide qui facilite la circulation du liquide; la figure 3 montre le détail de ce mode d’assemblage. La plaque se termine par deux peignes simples A B.
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- Les extrémités supérieures A A1 des quatorze peignes sont soudées à un collecteur de courant, tandis que leurs extrémités inférieures B B' restent libres ; leur déplacement est seulement limité par un fil de plomb réunissant les deux peignes extrêmes.
- Avec cette disposition, les inventeurs pensent éviter les inconvénients du gondolement; elle leur permet aussi d’employer du plomb pur,
- sans craindre des déformations, même avec des régimes de décharge très rapides.
- Comme ces plaques ne portent pas de matière active, il faut les soumettre à la formation Planté, opération d’ailleurs rapide à cause de la grande surface exposée.
- En résumé, il s’agit là d’une disposition originale qu’il sera intéressant de soumettre à l’expérience pratique. La mobilité relative des
- Fig. 1 à 3. — Plaques d’accumulateur de la Société de construction mécanique et électrique du Nord.
- éléments de chaque plaque, obtenue d’une façon très ingénieuse, paraît devoir donner à cet accumulateur une grande élasticité.
- Voltmètre asiatique pour stations «entrâtes, par W.-E. Ayrton et T. Mather (‘).
- Le développement rapide qu’ont pris dans ces trois dernières années les stations d’cclairage électrique a eu pour résultat de perfectionner la régulation de la tension, et a créé le besoin de pouvoir disposer d’instruments de mesure de
- 0 Mémoire présenté à l’Institution of Electrical Engi-neers, le 12 avril 1894. Communiqué par les auteurs.
- plus haute précision. En même temps, les puissantes dynamos que l’on emploie et les courants intenses qui passent dans les barres des tableaux de distribution augmentent les causes de perturbation auxquelles les instruments électromagnétiques sont sujets. Il n’est donc pas surprenant que les voltmètres et ampèremètres employés jusqu’à présent ne répondent pas aux exigences actuelles.
- Nous nous sommes occupés- dans ces derniers temps de l’étude d’un voltmètre électromagnétique devant répondre aux conditions suivantes :
- 1. Ne pas être affecté par un champ magnétique extérieur de l’intensité que présentent les
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- 127
- champs magnétiques perturbateurs des tableaux de distribution.
- 2. Ne pas être affecté par une perturbation électrostatique extérieure telle que celle produite lorsqu’on frotte le verre protégeant le cadran de l’instrument.
- 3. Ne pas être influencé par les variations de la température.
- 4. Présenter une grande résistance, afin de mesurer avec la même précision la tension vraie. à l’extrémité des fils pilotes, ou la tension à la station.
- * 5. Etre muni d’une échelle de grand rayon, à grandes divisions dans les environs de la ten* sion normale.
- 6. Etre apériodique.
- La première condition peut être remplie assez facilement par l’emploi d’un aimant permanent fixe puissant et d’une bobine mobile, car une disposition de ce genre ne peut indiquer une tension à moins d’être réellement traversée par un courant ; tandis que les voltmètres à fer doux donnent des indications fausses sous l’influence de champs extérieurs. Mais il nesuffit pas d’employer un seul aimant permanent et une seule bobine, ainsi que le montre ce fait probablement peu connu que l’excellent voltmètre Weston (a), quoique l’aimant permanent soit puissant etque l’entrefer dans lequel se meut la bobine soit très étroit, fournit des indications légèrement différentes selon l’orientation qu’on lui donne dans un champ magnétique même faible comme le champ terrestre. Ce dernier y produit une différence d’environ i/5 0/0, lorsqu'on tourne l’instrument de 1800 dans un plan horizontal. Ce voltmètre ne peut, par conséquent, donnerdes indications constantes dans un champ magnétique variable 5o ou 100 fois plus intense que le champ terrestre. Or, MM. Clark et Malpas ont trouvé, en expérimentant avec notre explorateur portatif de champ magnétique, que des champs de
- (*) Des essais faits de mois en mois sur deux voltmètres Weston des modèles des plus récents ont également mon. tré que la sensibilité augmente lentement. Ce fait semble provenir de ce que les aimants permanents ont été trop affaiblis avant l’étalonnage de l’instrument, de sorte qu’ils tendent à augmenter de puissance avec le temps. Ces deux instruments donnent des indications trop élevées de i,3 0/0 et de 1,70/0 respectivement, chiffres obtenus en tenant compte de ce que dans l’étalonnage on s’est servi du volt légal et non du volt « international » ou du « Board of Trade ».
- 20 unités C. G. S. (^plus de 100 fois plus intenses que celui de la terre) ne sont pas rares sur les tableaux de distribution des stations et que des champs de 6 unités C. G. S. se rencontrent très fréquemment.
- Si la bobine est enroulée astatiquement, et si elle est soumise à l'influence de deux aimants permanents puissants à pôles opposés, l’instrument se trouve efficacement protégé contre un champ perturbateur uniforme; mais des erreurs peuvent encore se produire lorsque le champ perturbateur n’est pas uniforme, comme en présence d’une masse de fer ou d’un conducteur traversé par un courant dans le voisinage du voltmètre.
- En raison de ce fait, nous avons étendu l’application du principe d’astaticité en employant trois aimants permanents et une bobine enroulée en trois parties, comme l’indique le diagramme figure 1, dans lequel la section de la
- .» °\
- Fig. 1
- bobine intérieure est le double de celle de chaque bobine extérieure; de cette manière nous avons obtenu une disposition à peu près insensible à l’influence d’un champ uniforme ou non uniforme.
- Le principe de la bobine mobile permet aussi de remplir les conditions 3 et 4, car la résistance de cet instrument pour 100 volts est d’environ 7000 ohms; et comme seulement 3 0/0 de cette résistance sont formés par du fil de cuivre (la partie constituant la bobine mobile), tandis que les 97 0/0 de la résistance totale sont fournis par du fil de manganin, formant la bobine fixe R dans les figures 2 et 3, l’erreur due à la température est pratiquement négligeable. Cette grande résistance assure aussi une faible dépense d’énergie; ce voltmètre n’absorbe en effet à 100 volts qu’environ 1,5 watt.
- La force antagoniste employée est la pesanteur de la bobine elle-même, force qui ne varie guère et dont l’emploi pour un instrument stationnaire ne présente pas d’inconvénient.
- Les figures 2 et 3 représentent le voltmètre en
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- i a8
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- élévation et en plan. La bobine triple C2 C3 (fig. i) est enroulée sur les pôles des trois aimants M,, M2, M3, le sens de l’enroulement étant tel que les forces déviatrices s’ajoutent. Le courant est amené à la bobine par l’intermédiaire de bandelettes d’argent très minces et flexibles fixées aux extrémités des pièces w et w (fig. 3).
- Les conditions 5 et 6 ont été observées en
- & oi:
- A S TATÏ At>On VOLT
- Fig. 2 et 3.
- donnant aux entrefers une forme particulière, et nous trouvons que sans trop sacrifier la rapidité des mouvements de l’aiguille P, on peut étendre la courbe d’étalonnage de telle sorte que dans la partie la plus utile de l’échelle il soit possible de lire une variation de tension de i /ioo de volt.
- La figure 4 montre, en vraie grandeur, une partie de l’échelle; et quoique les divisions soient très visibles, un moyen de contrôle a été
- prévu par l’emploi de l’index I (fig. 2). Cet index peut être déplacé et amené sur une division quelconque; il suffit pour cela de tourner la tête moletée H, qui actionne une crémaillère circulaire Q que porte l’anneau auquel est fixé le bras I. Cet index est peint en rouge, tandis que l’aiguille P et la tête de flèche de l’index sont peintes en noir. Lorsque la tension est normale, l’index rouge est entièrement caché par l’aiguille; quand, au contraire, la tension est trop élevée ou trop basse, on voit du rouge à la gauche ou à la droite de l’aiguille. Un surveillant peut donc voir de très loin si la tension est à sa valeur normale, ou si elle est au-dessus ou au-dessous de cette valeur.
- La même tête moletée H actionne le dispositif-servant à rendre fixes les parties mobiles lorsqu’on change l’instrument de place; mais ce dispositif ne peut être mis en action tant que
- VOLTS
- l’aiguille se trouve dans les limites de l’échelle graduée ; on ne risque donc pas de fixer la bobine accidentellement. Lorsqu’on veut déplacer le voltmètre, on enlève les deux vis latérales qui servent à le fixer sur le tableau, puis on tourne l’instrument autour de la vis supérieure, jusqu’à ce que l’aiguille se trouve à gauche de l’échelle divisée ; ensuite, on tourne la tête moletée jusqu’à ce que l’index rencontre l'aiguille^; les parties mobiles se trouvent alors immobilisées.
- Enfin, la face intérieure du couvercle de verre est enduite de notre vernis conducteur transparent, qui rend impossible toute influence électrostatique. Le nettoyage du verre ne peut donc avoir pour effet de troubler les indications, comme il arrive trop fréquemment aux instruments électromagnétiques employés dans les stations centrales.
- A. H.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 129
- Compteur Fegs et Lorwa (1892).
- Sur une même plaque de fondation S, se trouvent disposés un wattmètre W, le compteur T, et
- un mécanisme d’horlogerie électrique E, qui fait constamment trouver l’arbre A. Cet arbre porte une came hélicoïdale G, de pas égal à la
- Fig. 1. — Elévation, plan et détail du rochet c.
- longueur de son tambour, et sur laquelle passe | tour de A, d’autant plus longtemps en contact l’aiguille X du wattmètre, qui reste ainsi, par avec C, et laisse marcher d’autant plus long-
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- i3o
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- temps le compteur, que l’intensité du courant est plus grande en W, et dévie d’autant plus l’aiguille X. A cet effet, le premier pignon P du
- compteur, fou sur A, est solidaire du rochetY, pressé par un ressort R, calé sur A, et qui l’entraîne par frottement, ainsi que le compteur,
- Fig. 2. — Vue par bout et détail du rochet c\
- pendant tout le temps que l’aiguille X b, soulevée par C, relève, par sa touche p, le cadre GA et le cliquet c, de manière à déclencher Y.
- Quant au mécanisme E, il se compose, comme d’habitude, d’un volant V, monté sur pointes en Aj, et dont la jante en fer doux traverse la bobine annulaire B, à fil fin, dérivée sur le courant à mesurer, périodiquement interrompu, aux contacts L et Ra, par l'oscillation même de V. L’axe Aj de V commande A par l’excentrique E', le levier L', et le rochet G'.
- G. R.
- Électrolyseur Kellner (1893).
- Cet appareil se compose d’une auge L, fermée par un couvercle à joint hydraulique Lx, percé de trous pour recevoir les vases à réaction R, envpoterie vernie, avec fonds poreux R,, recouverts d’une mince couche de mercure K, formant cathode, recouverte d’eau, et située entre deux anodes en carbone A. Le mercure est ainsi protégé contre le contact direct de l’électrolyte.
- En figure 2, les anodes A sont sous les cathodes, et séparées d’elles par des plaques de
- .2)
- Fig. 1 et 2. — Electrolyseur Kellner.
- verre étagées G, qui détournent les gaz, le chlore, par exemple, du fond R, de l’anode.
- On peut recueillir un courant auxiliaire par
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- i 31
- l’immersion d’électrodes E dans les vases R et en les reliant à un conducteur D.
- _________ G. R.
- Téléphone Bonnard et Piat (1893).
- Ce système a pour but de supprimer les stations centrales dans la téléphonie privée, en permettant aux abonnés de correspondre directement sans troubler la conversation d’un abonné déjà en communication.
- Chaque abonné possède un appareil composé
- FIG./
- QSSB
- Fig. i et 2. — Téléphone Bonnard et Piat.
- d’une caisse a, avec autant de regards v que de stations correspondantes, des indicateurs a-u à trous a2, pour recevoir la fiche/, et voyants jy un indicateur spécial v3 (fig. 14) à écran v2, un bouton d’appel d, et un crochet c, pour suspendre le récepteur /, (fig. 11). Quand on pousse d (fig. 6), il ferme par (//,...) (giga.-O les circuits des électros k2 /y.,; en même temps, du repoussé par d, fait contact avec i (fig. 3, 7 et 8) isolé de/ et lui fait fermer le contact it au lieu de ù.
- Chacun des voyants vx est fixé à un barreau
- magnétique k (fig. 3, 9 etgo) pivoté en /e3, et qui reste vertical tant qu’il n’est pas attiré par son éleetro k2. Le crochet c est pourvu d'un bouton en ébonite c2 (fig. 11) traversé par une touche métallique c3, appuyée par le ressort c, sur trois ressorts mmxm2, reliés respectivement à i\ à d3 et à la vis t.
- L’armature de l’électro nt (fig. 3, i3 et 14) actionne, par n3, le levier P, dont le crochet retient l’indicateur v3, et dont le bras ns actionne la sonnerie q s.
- Au repos (fig. 4) la fiche est dans son trou /. Si l’abonné n° 1 veut correspondre avec le n° 2, il enfonce sa fiche/dans le trou a2 correspondant au n° 2, ce qui a pour effet de détacher la
- ftg.ô gapacacaGaaaqam
- i r/
- Fig. 3
- plaque k,x de son support Ay puis on pousse d, ce qui envoie, par /, le courant à l’abonné appelé au travers de son éleetro nx, lequel fait partir sa sonnerie s,'et déclenche, par n3 Pn l’écran v3, en découvrant le voyant d’appel v2.
- L’abonné, ainsi appelé d’une façon permanente par le voyant v2, presse son bouton d, en laissant sa fiche/en F, de manière à relier //, au pôle négatif de sa pile, et à fermer le contact i 4, de sorte que le courant qui arrive en g ne pourra, bien que toutes les lignes soient alors en connexion, passer que par ce g, qui lui offre, grâce à l’insertion de la fiche/ au poste appelant, un court circuit. Le courant qui arrive au poste appelé par l et k2 amène l’armature k
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- 102
- devant, le voyant v correspondant au poste appelant qu’il indique ainsi à l’appelé, Ce dernier n’a plus alors qu’à enfoncer sa fiche/dans le
- FIG. B F/G. 6 FIG. 7 FIG. G
- FIG.9
- F/G. tO
- Fl G. 11
- Fl G.12
- FIG.13
- Fig. 4 à 14.
- trou a2 correspondant à l’appelant pour causer isolément avec lui.
- Si deux stations sont déjà en communication, et qu’une troisième introduise sa fiche /dans le trou correspondant à l’une d’elles, il faut éviter
- que cet abonné n° 3 puisse écouter par induction la conversation des deux autres, et l’on emploie, à cet effet, l’artifice suivant.
- Quand deux stations communiquent entre elles, elles constituent un circuit complètement fermé : le courant entrant dans chacun de ces postes, par /, traverse l’électro »lt qui attire n2, de manière à rompre le contact n2n4, puis le transmetteur r, le récepteur l4, la plaque nlt d’où il revient au pôle positif de la pile, relié à la fiche/. Si donc l’abonné n° 3 a enfoncé sa fiche/ dans le trou a2 correspondant à l’un des postes en communication, son électro qui est en court circuit, n’attirera pas son armature n2, de sorte que le courant induit suivra, au poste n° 3, le circuit /, 72,, n2, n4, d2, du n, d’où il passe à sa pile et à sa fiche/, en évitant le transmetteur et le récepteur mis en court circuit.
- G. R.
- Résistance la plus favorable à donner à l’instrument récepteur sur une ligne télégraphique défectueuse, par W.-E. Ayrton et C.-S. Whitehead (*).
- 1. S’il existe une terre en un point quelconque d’une ligne télégraphique PQ (fig. 1), il est
- Terre
- Fig. 1
- facile de montrer que la meilleure résistance à donner à l’instrument récepteur à chaque extrémité de la ligne est égale à la résistance apparente de la ligne essayée à cette extrémité,, l’autre bout étant à la terre par l’intermédiaire d’une résistance égale à celle de la pile d’appel.
- Par exemple, si nous voulons chercher la valeur de q, résistance de l’instrument récepteur à b extrémité Q, la ligne doit être essayée à cette extrémité Q (fig. 2) lorsque son autre extrémité P est reliée à la terre par une résistance b égale à celle de la pile d’appel employée à cette station.
- En effet, si E est la force électromotrice de la
- (') Mémoire présenté à l’Institution of Electrical Engi-neers, le 39 mars 1894, et communiqué par les auteurs.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ» .
- i33
- pile d’appel à la station P, / la résistance du défaut, et x et y les résistances des deux parties de la ligne, le courant A qui traverse l’instrument de mesure à la station Q (fig. i) est égal à
- f _______E______
- J + y + q ^ h , ^ , f{y + q) '
- b+X+f+yT~q
- L’effet magnétique produit par un électroaimant de dimensions données est proportionnel au produit de l’intensité de courant par la racine carrée de la résistance de la bobine. Il
- ZP.ÎVAMWW'MSS'.'A'»/A/V/
- Terre
- s’ensuit que l’effet magnétique du récepteur de la station Q est proportionnel à A \/q, soit à
- ________,/ E \lq_______ .
- (f+y + q) (b + x)+J(y + q) ’
- expression qui devient maxima pour
- q—y +
- J (x + b) J + x + b’
- unique; et, dans le cas où la solution précédente n’était pas générale, il s’agissait de chercher la meilleure résistance à donner au récepteur dans le cas d’une ligne dont les défauts sont répartis d’une manière quelconque. Voici la solution complète de ce problème :
- Soit A' la résistance de la ligne depuis la station transmettrice P jusqu’en un point quelconque, et / (x) la résistance d’isolement d’une longueur de fil ayant un ohm de résistance et située en ce point. Pendant la transmission d’un signal, soit V la différence de potentiel établie entre la ligne et la terre à l’extrémité transmettrite (fig. 3), et v le potentiel de la ligne en un point quelconque x\ v est alors donné par l'équation
- d*v __ v
- dx* ~ 7{x)' '
- Si / (x) est une fonction simple connue de x, il peut être possible d’intégrer cette équation. Par exemple, si / (x) est une constante t, c’est-à-dire si les défeuts sont uniformément répartis, on peut montrer, en intégrant, que
- v = W (\lt — q)îV‘ - (yj t + q) e V/t — W W 9
- Wl-q)e ^ - (Jt +q)^
- c’est-à-dire lorsque q est égal à la résistance
- T?( 'fau t d
- s tri b né
- Fig. 3
- apparente de la ligne essayée à la station Q et mise à la terre en P par l’intermédiaire de la résistance b.
- 2. Au cours de conférences faites l’année dernière au Guilds Central Technical College sur les défauts des lignes télégraphiques, la question se posa de rechercher si le résultat précédent est également obtenu dans le cas où les défauts s^ont répartis entre un grand nombre de points tout le long de la ligne, ou s’il ne s’applique que dans le cas particulier d’une terre
- en désignant par w la résistance vraie de la ligne entière et par q la résistance du récepteur à la station Q.
- Le courant passant dans ce récepteur, représenté par — présente, lorsque x = jv, l’intensité
- 2 V
- Ul + q)^^ -(v/7-c7) s-
- Vt
- et l’effet magnétique M est proportionnel à cette expression multipliée par \!q. ün voit que M est maximum pour
- q — \rt
- ?r __ w
- Ç'ï i/r 6 — £
- Vf , " Vf
- e + e
- (3)
- Si l’on met une extrémité de la ligne directement à la terre, on doit égaler q à zéro dans
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-
-
- io4
- »
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- L’équation (2). Dans ces conditions le courant en un point x quelconque a pour valeur :
- V'—X X — W
- (4)
- et le courant entrant dans la ligne à l’autre éxtrémité où le potentiel est a pour valeur
- v,
- vT
- 10 __ 10
- Vf Vf
- s +£
- lu ni
- Vf Vf
- ê — s
- (5)
- Si V1 représente le potentiel au point Q lorsque la ligne est essayée à cette extrémité tandis qu’elle est reliée à la terre en P (fig. 4), la résis-
- Dt foui i. di di’il u é
- exprimer explicitement la valeur du courant passant dans cet instrument.
- Admettons que
- v = F (x)
- soit une solution; elle doit satisfaire à d* F {x) __ F (x)
- (6)
- dX1 f (.AT)
- En éliminant f (x) des équations 1 et 6, nous
- avons d* F (a-) \ d*v
- ou V civ2 F (a ) dx* "°’
- d ; , d F (.v) — F ( x) dv { -
- et dx 1 d F (x) dx V dv J dx S
- donc V dx -F (a) dx ” constante
- fL. $ v
- dx | F (x)
- — a + b
- F {x) t .
- F (x)
- f.
- dx F (,r)
- tance apparente de la ligne sera V1 divisé par l’expression (5), c’est-à-dire qu’elle a la même valeur que l’expression (3) trouvée pour q rendant M maximum.
- L’instrument récepteur doit donc avoir une résistance égale à la résistance apparente de la ligne mesurée à la station réceptrice pendant que la station transmettrice est à la terre.
- La résistance de la pile d’appel n’entre pas dans cette expression; en effet, tandis que dans le cas d’un défaut unique nous avons supposé fixes la force électromotrice et la résistance b de cette pile, dans le cas actuel nous avons maintenu constant V, le potentiel à la station transmettrice. Or, ceci revient à supposer négligeable la résistance intérieure de la pile. Les deux résultats sont donc équivalents.
- 3. Revenons maintenant à l’équation différentielle générale (1). La répartition des défauts pouvant être quelconque, f (x) peut être une fonction quelconque de x. L’intégration de l’équation n’est alors pas possible, et nous devons déterminer la meilleure résistance du récepteur sans intégrer l’équation (1) et sans
- il en résulte que
- v — a F (x) + b SF {x) (7)
- est la forme générale de la solution de cetté équation différentielle, en attribuant aux constantes a et fi des valeurs définies par les conditions finales, ce qui résulte d’ailieurs de la forme linéaire de l’équation (6).
- Dans notre cas particulier (fig. 3) les conditions finales sont
- x = 0, v — V,
- X = !l\ V = V',
- et le courant A passant dans le récepteur en Q
- doit être égal à —- ( = —
- D q \ dx]
- Il s’ensuit que
- V = aF (o) -f b W (o), (8 J
- et
- V' = aF (ir) + b 8 (n1), (g
- donc ,
- = -a F' (.!’) - b sr V), (10)
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- 135
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- si nous écrivons F' (n') et S7' (u») pour d S7 (h»)
- d F Q) dx
- et
- dx
- En éliminant V' des équations (g) et (io) il vient
- a | F (11') + <7 F' (il') | + b j Sffii') + q S7' (h») j = o, (i i) et en éliminant b de (8) et de (i i) :
- a | F (o) S7 (11') + q F (o). S7' (il') — S^o) F (il1) — q 8(o) F' (uoj = V j Sq-ii') + ç/37'(«0 j ; (12)
- enfin, en éliminant a des mêmes équations :
- b | S7 (o) F (ir) + q S7 (o) F' (w) - F (o) S7 (iu) — q F (o) S7' («•) = V j F (U') + q F' (U') j. (i3)
- Alors, en substituant dans l’équation (7) les valeurs de a et de b données par (i2)et(i3), nous obtenons
- v=y
- j S7(H') + q S7' (11') j F (x) - | F (n») + q F' (w) | S'(.v)
- F (o) S7(w) + qF(0) S7' (il') — S7 (o) F (il1) — q$r(u) F' (W) '
- Or, A, le courant traversant le récepteur à la
- station Q, est
- du dx’
- en faisant x
- A=v______________________Sr(w) F'(n') — F (n>) S7' (»>')_____________________
- V F (o) S7 (n1) + q F (ü) S7' (il') — Sr(o) F (w) — q S^o) F' (u») ’
- et l’effet magnétique étant proportionnel à A \Jq sera maximum pour
- F (o) ff (») - S7 (O) F (il»)
- ^ F (u) S7' (ir) — S7 (o) F' (u-) ’ [ 4)
- Mettons maintenant l’extrémité P de la ligne à la terre, et mesurons la résistance de la ligne à l’extrémité Q (fig. 4); alors, si nous comptons encore x à partir de P, les conditions finales servant à déterminer les constantes a et b dans la solution générale
- v = a F {x) + b S7 (.v) (7)
- sont
- X =0, V = o,
- .v = il', v — V, ;
- donc
- F (o) eÿ(,r) — &(o) F (x) .
- 1 F’ (o) S7' (il')— Sÿ(i') F'(ii') ’
- èt puisque la résistance apparente de la ligne mesurée en Q est égale à V! divisé par^, lorsque x est égal à 1 u, cette résistance apparente aura pour valeur
- F (o) S:{w) — g7 (o) F (h») . F (o) S77 (»') — oF'to) F' (h») ’
- expression identique à la valeur de q donnée par l’équation (14). Nous pouvons donc conclure que, quelle que soit la nature du défaut sur une ligne télégraphique, que ce défaut soit unique, ou qu’il résulte d’un certain nombre d’autres distribués le long delà ligne selon une loi quelconque, la même règle est à observer pour déterminer la meilleure résistance à donner à l’instrument récepteur : Celte résistance du récepteur de chaque station doit être égale à la résistance apparente de la ligne déterminée à celte station, l'autre extrémité de la ligne étant à la terre.
- Dans ce qui précède, on suppose que la résistance d’une bobine de forme et de volume donnés est proportionnelle au carré du nombre de spires. C’est ce qui a lieu, en effet, lorsque l’épaisseur de la couche isolante est négligeable par rapport au diamètre du cuivre, et aussi lorsque le rapport de cette épaisseur au diamètre du cuivre est constant pour toutes les grosseurs de fil. Dans un mémoire sur les galvanomètres publié par les Proceedings de la Société de Physique, on trouve des exemples de bobines à fil couvert de soie de résistances très différentes et dans lesquelles cette proportionnalité est réalisée. Dans d’autres cas, au contraire, la résistance est plutôt proportionnelle au nombre de tours élevé à la puissance 5/2.
- 11 est donc intéressant d’examiner dans quel sens doit être modifiée la règle donnée plus haut dans les cas où l’enroulement du récepteur serait tel que l’effet magnétique M, au lieu d’être proportionnel à A \Jq, soit proportionnel à A qn. Dans ce cas, on peut montrer que M est maximum lorsque
- _ n F (o) ff(ii')— ff(o) F (11») >
- 1 1 — n F (o)S7' (ii>) — S7 (o) F' (n*) ‘
- expression qui représente ~~~n ^°'s r^s‘s'
- c
- (») Sur les galvanomètres, par MM. Ayrton, T. Matiier et W.-E. Sumpner. Phil. Mag., juillet 1890, p. 80.
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- i36
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- tance apparente de la ligne essayée à la station réceptrice et mise à la terre à la station trans-mettrice. A. H.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN* ÉLECTRICITÉ
- Propriétés magnétiques du fer, par J. A. Ewing et Miss Helen G. Klaassen (*).
- De récentes applications de l’électricité et principalement l’usage de plus en plus étendu des transformateurs augmente l’intérêt que présente l’étude des phénomènes d’aimantation. Il est devenu important d’étudier, dans divers échantillons de métal, non seulement la quantité d’énergie dissipée par l’hystérésis en un cycle magnétique, mais encore les valeurs relatives à différents degrés d’aimantation et sous différentes intensités de champ. D’autres questions se posent relativement à la variation de cette perte avec la fréquence du cycle et avec la manière dont il est parcouru.
- Les expériences décrites dans ce mémoire se rapportent principalement aux effets des variations cycliques de la force magnétisante. Elles ont pour but d’ajouter quelques données aux faits déjà acquis, de résoudre une ou deux questions de principe, et de donner un exemple de certaines méthodes de recherches plus ou moins nouvelles. Un paragraphe du mémoire est consacré à la théorie moléculaire de l’aimantation.
- Expériences sur des anneaux par la méthode balistique.
- Dans un mémoire publié il y a huit ans par l’un des auteurs (2), il a été décrit des expériences dans lesquelles un morceau de fer doux était soumis à de nombreuses séries de cycles d’aimantation, dans le but de déterminer la forme que prend la courbe d’aimantation par les inversions successives entre les limites données, et de comparer les quantités d’énergie dépensées avec l’amplitude de l’aimantation. Une expérience analogue a été décrite pour l’acier. Depuis lors, l’importance de ces renseignements
- (') Communication faite à la Société Royale de Londres. (*) Experimental researches on magnetism. Ph.il. Trans. i885, p. 523.
- a été reconnue par les ingénieurs, et des expériences de même genre ont été faites par MM. Evershed et Vignoles (*) et par M. C. P. Steinmetz (2) ; toutefois, malgré l’intérêt qui s’attache maintenant à la question en raison de ses conséquences pratiques, les données dont on dispose sont encore bien maigres. Nous avons voulu les augmenter en entreprenant une étude détaillée d’une dizaine d’échantillons de fil et de tôle de fer disposés sous forme d’anneaux permettant d’appliquer la méthode balistique.
- Dans les premières recherches, la méthode employée consistait à effectuer des observations directes au magnétomètre, les échantillons ayant la forme de longs fils droits. Quand le métal à examiner se présente sous la forme de fils assez longs pour pouvoir être considérés comme sans fin, ou lorsque les barres sont assez grosses pour qu’on puisse y tailler des ellipsoïdes, la méthode magnétométrique directe convient parfaitement.
- Plusieurs de nos échantillons ayant dû être découpés dans des feuilles comme celles employées pour la construction des transformateurs, et l’effet calorifique des cycles d’aimantation se déterminant plus aisément dans les anneaux, on a choisi la méthode balistique, qui a été quelque peu modifiée pour permettre la détermination précise de certains points sur la courbe cyclique.
- Dans le mémoire déjà mentionné, on trouve la description de quelques observations balistiques, dans lesquelles les points successifs du cycle furent déterminés en faisant la somme des effets balistiques obtenus par échelons brusques de la force magnétisante. Cette méthode est pour le moins laborieuse et nécessite de grandes précautions pour éviter d’accumuler les erreurs. L’exactitude de chaque point dépend de celle des points qui le précèdent, quoique comme moyen de contrôle on puisse comparer l’effet balistique d’une inversion totale brusque avec la somme des effets successifs.
- Il y a un avantage évident à déterminer chaque point indépendamment des autres, et en raison de ce fait, MM. Evershed et Vignoles
- (') TheElectrician, i5 mai 1891 ; La Lumière Electrique, t. XL, p. 5ig.
- (') Trans. oj the American Instit. 0/Èlectr. Engineers, t. IX, p. 1.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 137
- observent chaque point en y revenant chaque fois directement de la condition finale de l’aimantation représentée par l’une ou l’autre extrémité du cycle. Leur anneau était enroulé de deux bobines, dont l’une était traversée par un courant constant ; dans l’autre bobine on faisait passer des courants d’intensité variable dont l’effet magnétique était opposé à celui du courant constant, et passait de zéro au double de la valeur de ce dernier. L’emploi de deux courants est une complication, d’autant plus que la symétrie des courbes résultantes dépend de l’exactitude avec laquelle l’effet magnétique de l'un peut être rendu exactement égal au double de l’autre. Nous avons imaginé et employé dans toutes nos expériences une méthode qui ne nécessite que l’emploi d’un seul courant et d’une bobine, tout en conservant l’avantage
- précité de la détermination de chaque point obtenu en passant en une seule étape de l’extrémité du cycle à ce point.
- Le diagramme figure 1 montre la disposition employée.
- Le courant magnétisant passe de la batterie, à travers la résistance réglable Rt et le galvanomètre G! à une clef K, puis par la résistance R, à un commutateur P, qui permet de l’envoyer soit dans la bobine magnétisante de l’anneau A que l’on étudie, soit dans le circuit primaire d’une bobine d’induction spéciale C, qui sert à étalonner le galvanomètre balistique. Les secondaires de A et de C sont en série avec un galvanomètre balistique Ga; une balance de Kelvin B sert à déterminer la constante du galvanomètre G,. Le commutateur K est constitué par un double cavalier plongeant dans les
- godets à mercure a et b et pouvant basculer à gauche dans les godets e et /, à droite dans les godets d, c. Dans cette dernière position a communique avec c et b avec d, de sorte que le courant magnétisant possède alors sa plus grande intensité, et si l’on fait communiquer le circuit principal en P avec A, l’échantillon se trouve aimanté à un point qui représente une extrémité du cycle.
- Entre les godets e et d du commutateur se trouve une clef de court circuit et une résistance réglable R3. Quand la clef de court circuit est fermée, le commutateur K joue simplement le rôle d’une clef d’inversion, et basculé à gauche, il renverse l’aimantation de l’anneau qu’elle amène à l’extrémité opposée du cycle. Mais si au lieu d’un court circuit, il y a entre c et d une résistance, le déplacement du cavalier à gauche a pour effet d’envoyer dans l’anneau un courant magnétisant de sens opposé au courant primitif, mais d'intensité moindre.
- La particularité de la méthode c’est que par un simple mouvement de clef on peut à la fois réduire l’intensité du courant magnétisant et le changer de sens (1). Si l’on donne à R3 une série de valeurs différentes, chaque mouvement de la clef à gauche détermine un point de la courbe, et chaque mouvement à droite ramène l’aimantation à sa valeur extrême. De cette façon on peut trouver tous les points de la courbe situés entre le zéro et le maximum négatif de la force magnétisante. Pour trouver les points entre le zéro et le maximum positif on opère différemment. La clef d’inversion est maintenue à gauche, et pn diminue brusquement le courant sans en changer le sens, en enlevant une fiche de la boîte de résistance R2. On obtient ainsi les divers points du premier quadrant de la courbe descendante, mais en retournant à chaque détermination à la valeur initiale de l’aimantation.
- La courbe déterminée par des opérations successives est la courbe A B C D (fig. 2) dans laquelle A représente la valeur extrême, AB est la portion déterminée en ajoutant des résis-
- (') Depuis que cette description a été écrite, un mémoire a été communiqué à la Société Royale par MM. Hop-kinson, Lydall et Wilson, dans lequel sont décrites des expériences balistiques effectuées d’après la même méthode. Roy. Soc. Proc., t. LUI, p. 352 ; La Lumière Électrique, t. XLVIII, p. 38q.
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- tances en R2, BGD la portion obtenue en manœuvrant la clef K, tout en donnant à R3 des valeurs de plus en plus petites. Cette courbe définit complètement le cycle magnétique, son autre moitié étant symétrique par rapport à la première. Pour l’exposition des résultats il est commode de porter la partie C D dans le premier quadrant, pour obtenir la partie C'A, comme dans la figure 3, OC' étant pris égal à
- Fig. 2
- OC; on voit alors plus aisément les relations entre les parties ascendante et descendante de la courbe. 11 n’est évidemment pas nécessaire de tracer la seconde moitié du C3rcle.
- Gj employé pour la mesure du courant magnétisant, est un galvanomètre à miroir très shunté et muni d’un aimant directeur puissant. Sa constante a été déterminée formellement à
- ôcT
- l’aide d’une balance Kelvin à centi-ampères. Le galvanomètre balistique est pourvu d’un cadre permettant d’en arrêter les oscillations. Il est étalonné à l’aide de la bobine d’induction C, sans fer, de dimensions exactement connues et dont le coefficient d’induction mutuelle a été calculé. L’emploi de la bobine de comparaison C fait dépendre la mesure absolue de l’induction magnétique et celle de la force magnétisante à la fois de l’exactitude de la balance Kelvin. La
- résistance Rj consiste en un cadre enroulé de fil de maillechort; R3 était constitué au début par une résistance liquide, mais a été formé ensuite d’une résistance à disques de charbon empilés, dont on fait varier la pression.
- Tous les échantillons essayés ont été disposés sous forme d'anneaux, d’environ io centimètres de diamètre moyen, et présentant une section d’un à deux centimètres carrés.
- La bobine magnétisante est enroulée uniformément sur l’anneau entier, en une ou deux couches. Quelques tours de fil enroulés pardessus forment la bobine secondaire.
- Pour chaque échantillon on a déterminé une série de cycles, dix ou douze généralement, en commençant avec le cycle à plus grande valeur limite, et terminant par les cycles décrits entre
- 10,000
- 12,000
- -4 0 4 S H 12 10
- Fig. 4
- des limites si étroites que les effets de l’hysté-résis disparaissaient presque entièrement.
- Anneau I. — Dans cet anneau, le noyau est formé de fil de fer de bonne qualité isolé par un guipage de coton. Le diamètre du fil est de 0,02475 cm. Il a été fourni par MM. Glover comme échantillon de fer doux, mais les essais ont "montré qu’il n’avait pas été adouci ou suffisamment recuit après son passage dans la filière. Onze cycles ont été examinés ; les résultats sont indiqués dans la figure 4 donnant les courbes de l’induction magnétique c6 en fonction de 3C en unités C.G.S.
- A l’inspection de la figure 4 on remarque une particularité curieuse de la relation entre les cycles successifs. L’extrémité de chaque cycle se trouve en dehors de la courbe ascendante du cycle immédiatement supérieur, au moins lorsqu’il n’y a pas de trop grande différence entre leurs valeurs limites. Ce n’est que dans les pe-
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- tits cycles où B varie d’un cycle à l’autre relativement rapidement, que cette particularité ne se produit pas. Il faut se rappeler que chaque dycle est obtenu après un grand nombre d'inversions de sa force magnétisante limite. Dans ces inversions, la valeur limite va un peu en diminuant, surtout lorsque l’aimantation s’approche de la saturation.
- En mesurant les aires embrassées par ces
- courbes, soit ( JC d 3 ou — I JC d cB, on obtient J 4 V
- 10,000
- 12,000
- -8 -4 0 4 8 12 10 20 24
- H
- Fig. 5
- rir une série de petits cycles, après avoir augmenté la sensibilité de l’appareil en se servant d’une bobine d’induction à plus grand nombre de tours et en déshuntant le galvanomètre.
- On a pris cinq petits cycles, dont quatre sont représentés par la figure 6.
- La figure 7 donne la valeur de J Jtdd pour
- cet anneau et pour l’anneau 1 en fonction de 3£, et la figure 8 donne ces valeurs en fonction de
- ' 40,000
- 32,000
- 24,000
- 1G.0C0
- 0 S 10 24 ' 32 • 40 48 68
- H
- Fig. 7
- l’énergie dissipée par cycle. Les résultats de cette mesure sont donnés dans les figures 7 et 8, avec ceux obtenus pour l’anneau suivant.
- Anneau IL —’ Fil d’acier isolé au coton, de 0,0257 cm. de diamètre. Onze cycles, représentés dans la figure 5, à l’exception des cycles 2,
- Fig. 6
- SB. Enfin, la figure 8 a donne à une plus grande échelle la même relation pour les petits cycles de l’anneau II. Elle est intéressante comme exemple de la variation de la perte d’énergie dans les régions de faible force magnétisante, et montre d’une façon frappante combien est
- 48,000
- 40,000
- 10,000
- 12,000
- Fig- 8 et 8 a.
- 10 et 11, ont été déterminés. Les courbes présentent ici un coude brusque, que l’on trouve souvent pour l’acier et presque toujours pour le fer doux recuit. (L’absence de cette caractéristique dans l’anneau I, de même que la perméabilité relativement faible, indiquent que le métal était assez dur.)
- Pour étudier l’anneau II sous l’influence de faibles forces magnétiques, ôn lùi a fait parcou-
- faible la perte hystérétique, lorsque les limites de l’aimantation sont restreintes.
- Dans les courbes de la figure 5 on remarque
- des parties droites dans lesquelles présente
- une valeur très grande et presque constante. Cette partie presque droite présente d’ailleurs à peu près la même inclinaison dans tous les cycles excepté les petits. Dans l’échantillon de
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- MO
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- fil d’acier (anneau II), la valeur maxima de
- est d’environ 4950; près de la moitié du cycle est parcourue sous cette inclinaison. Dans quelques-uns de nos échantillons de fer doux ce coefficient atteint une valeur près de trois fois plus élevée.
- La force démagnétisante juste suffisante pour ramener l’aimantation à zéro a été appelée par
- (100 I 800
- Fig. 9
- Hopkinson (a) la force coercitive. On verra que dans ces essais la force coercitive augmente avec l’aimantation. Nous en avons mesuré les valeurs pour les cycles des anneaux I et II, et nous les avons exprimées en fonction des valeurs limites de 3C et de l’intensité d’aimantation 3.
- Dans la figure 9, la force coercitive est portée
- 12,000
- 2 4 6 8 10 12 « 2 0 2 4 0 8 10 12 14 10
- H
- Fig. 10
- en fonction de 3 limite. Par extrapolation de cette courbe on peut arriver à une évaluation approximative d’une constante physique qui peut servir à définir la dureté magnétique; cette constante, c’est la force coercitive qui correspondrait àvl’état de saturation. En d’autres termes, c’est la force démagnétisante qui suffirait à détruire l’aimantation résiduelle d’une substance
- qui a été aimantée à saturation complète. Nous savons que la valeur de saturation de 3 dans le fer forgé et dans l’acier est d’environ 1700 (*), En prolongeant les courbes dans la direction de la droite qu’elles suivent dans la région des fortes aimantations, on trouve que la force coercitive de saturation est probablement d’environ
- 5.5 pour le fer (plutôt dur) de l’anneau I, et de
- 8.5 pour l’acier de l’anneau II.
- Les trois anneaux suivants sont construits avec de la tôle de fer. L’anneau III est formé de disques annulaires assez épais découpés dans des disques destinés aux induits de dynamos. L’épaisseur moyenne des disques est de 0,195 cm.; leur diamètre intérieur de 13,55 cm., et leur diamètre extérieur de i5,45 cm. Des disques de papier isolent les tôles les unes des autres.
- Les essais ont indiqué un fer assez doux. Les cycles sont, à l’exception du premier, représentés par la figure 10, où, pour éviter des confusions, on a séparé les cycles de rang pair de ceux de rang impair.
- A. H.
- {A suivre).
- Electro-aimant pour l’obtention de champs intenses, par H. du Bois (*),
- 1. Introduction. —En physique expérimentale le problème de l’obtention de champs magnétiques intenses est d’importance considérable ; beaucoup de phénomènes même ne peuvent être étudiés que dans les champs les plus intenses. Je rappellerai par exemple le phénomène de Hall, les variations de résistance magnéto-optiques, les phénomènes magnéto-optiques, et notamment le domaine très étendu du diamagnétisme et du paramagnétisme en général, en partie encore inexploré.
- Malgré l’intérêt qui s’attache à la question, la construction rationnelle des électro-aimants particuliers a reçu jusqu’ici peu d’attention. Les formes usuelles ont été créées empiriquement; la forme la plus répandue est peut-être la construction de Rhumkorff, dont la disposition est la plus favorable et la plus commode de celles indiquées jusqu’à présent, toutefois, il résulte des travaux publiés que l’on n’a pas dépassé des intensités de champ de 28000 à 3ooco unités
- (') « Magnétisation oflron », Phil. Trans., 1885, p. 460.
- (') Phil. Trans , 1889, p. 221.
- (*) Wiedemann’s Annalen, n° 3, 1894, p. 537.
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- G. G. S. La production de champs encore plus intenses ne m’a jamais semblé impossible, surtout si l’on se base sur la théorie de Stefan dont il sera question plus loin. J’ai donc entrepris la construction d’un électro-aimant pour atteindre ce but, en me laissant guider par les considérations suivantes (1).
- 2. Principes de construction. — Il s’agit avant tout de produire le flux d’induction le plus grand possible, que l’on concentre ensuite à l’aide de pièces polaires de forme convenable. La résistance magnétique, qui, en raison de la présence inévitable d’un entrefer, ne peut être abaissée au-dessous d’une certaine valeur, doit donc être vaincueà l’aided’un très grand nombre d’ampères-tours. L’enroulement peut occuper la circonférence entière du circuit magnétique, et son mode de distribution est de peu d'importance.
- La théorie du circuit magnétique indique (2) que dans le cas de la saturation le champ du solé-noïde tend finalement à orienter tous les autres vecteurs magnétiques et à les dominer. L’enroulement est donc disposé de façon qu’il tende par lui-même à produire partout, et surtout entre les pièces polaires, un champ d’orientation déterminée, c’est-à-dire tangent à la courbe du circuit magnétique. Dans une disposition de ce genre, la dispersion doit, d'après la théorie mentionnée, diminuer à mesure que la saturation augmente.
- En ce qui concerne la forme adonner au noyau de fer, les conditions indiquées seront remplies par un anneau fendu radialement.
- 3. Description de Vélectro-aimant. — La figure 1 représente l’électro-aimant au 1 /15 de sa grandeur réelle. L’anneau est coupé en S tangen-tiellement au cercle intérieur. Un chariot mis en mouvement à l’aide de la manivelle G permet de faire glisser la partie de droite de l’anneau, et de faire varier ainsi l’intervalle supérieur Z.
- J’ai indiqué brièvement ces principes de construction au Congrès de Francfort, en septembre 1891. La maison Siemens et Halske a construit d’après mes dessins un électro-aimant, et se déclare prête à en fournir d’autres exemplaires. Cet appareil a été présenté à la Société de physique de Berlin, le 17 juin 1892, et les résultats qu’il a fournis ont été communiqués à cette société le 2 mars
- 1894
- (!) Du Bois, Wied. Ann. 46, p. 491, 1892; Lehmann, Wied. Ann. 48, p. 406, 1893.
- Pour éviter une déformation sous l’influence de l’attraction magnétique, on maintient les deux parties de l’anneau à distance à l’aidé du support en laiton D M2 dont la longueur se règle à l’aide d’une vis. Mais quand on se sert de pièces polaires planes séparées seulement par une fente étroite la force d’attraction est si considérable (plus de 1000 kilog.) que des rondelles métalliques interposées peuvent seules y résister; à cet effet on a joint à l’appareil une série de lames en laiton de différentes épaisseurs. Les forages L, et L2 pratiqués dans le sens de l’axe du champ permettent d’effectuer des obser-
- Fig. î.
- vationsmagnéto-optiques, maissontà l’ordinaire bouchés par les noyaux de fer et K2.
- L’anneau repose sur deux traverses en bronze, fixées sur un trépied massif en bois Fj F2 F3, muni de roulettes R, R2 R3 et de vis calantes E1E2E;). Le poids total est de 270 kilog. La table TT reçoit les apoareils auxiliaires. Lorsqu’on veut disposer l’axe du champ verticalement, on enlève cette table, et on renverse tout l’appareil, qui vient alors à reposer par terre sur B' B' (substitué à BB).
- 4. L'enroulement de l’électro-aimant est à disposer d’après la source de courant disponible. Dans les expériences décrites plus loin, je pouvais
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- me servir d’un courant de 5o-ampèresà 108 volts emprunté au réseau de distribution. Chaque bobine embrassant un secteur de 20° de l’anneau .est formé de 200 tours et présente à chaud une résistance de 0,2 ohm. Les 12 bobines couvrent donc 240° ou les 2/3 de la circonférence ; lorsqu’elles sont couplées en série, la différence de potentiel de 108 volts y faiLcirculer un courant de 45 ampères, A cette intensité correspond une « force magnétomotrice » de 108000 ampères-tours oü i36ooo unités C. G. S.; en divisant ce dernier nombre par la circonférenceL—157 cm., on trouve une intensité de champ moyenne de 860 unités, dont 38o seulement sont utilisées pour l’induction proprement dite. L’aimantation produite avec cette valeur dans le fer employé (fer de Suède très doux soigneusement recuit) est de 1600 unités, l’excès de 860 — 38o = 480 unités ne sert qu’à compenser les actions démagnétisantes. La puissance électrique maxima employée est de
- 45 x 108 — 4860 watts = 6,5 chevaux,
- que l’enroulement peut supporter pendant un temps assez court sans s’échauffer notablement.
- A circuit magnétique fermé la valeur calculée du coefficient de self-induction est de iSohenrys (io9 cm.), la durée d’établissement du courant, depuis o jusqu’à go 0/0 de sa valeur est de jb secondes. Pour éviter des tensions dangereuses on doit prendre la précaution de ne pas interrompre le courant brusquement, mais d’en diminuer graduellement l’intensité.
- 5. Méthode d'observation. — Dans ce qui suit on emploie les désignations suivantes :
- 74 rayon moyen de l’anneau = 25 centimètres.
- L circonférence de l’anneau = 27174 = 157 centimètres.
- 74, rayon de la section de l’anneau = 5 centimètres,
- d distance entre les faces polaires ou longueur de l’entrefer.
- n nombre de tours = 2400.
- I' intensité du courant, en ampères.
- Y potentiel magnétique.
- ' 3C intensité de champ.
- 3 intensité d’aimantation.
- v coefficient de dispersion.
- .1
- e rotation du plan de polarisation.
- 10 constante de Verdet.
- L’intensité de courant mesurée I' permet d’abord de calculer l’intensité moyenne du champ; en employant les douze bobines, on a
- Puis on détermine de la manière suivante la différence de potentiel magnétique totale àY( entre les faces polaires. On ferme au moyen de lames de verre les ouvertures pratiquées dans les pôles, on entoure ceux-ci à leur partie infé-' rieure d’une étoffe imperméable; dans l’auge ainsi formée on verse de l’eau et on détermine la rotation e du plan de polarisation de la lumière jaune dans ce liquide. En divisant cette valeur par la constante de Verdet pour l’eau, on obtient immédiatement A T,. En déduisant ensuite la partie A Yc = Kcd due à l’action directe du champ inducteur, on obtient la différence de potentiel induite A Yt-. C’est par cette méthode qu’ont été déterminées les valeurs contenues dans le tableau suivant :
- 0,226
- 5 85o
- 8 o3o
- 10 180
- o 440
- 12 160
- 11 65o
- 12 290
- 1 85o
- 1 53o
- i3 600
- 14 200
- 14 470
- 16 600
- 17 800
- 16 200
- La théorie indique que
- A i\. = K AYj = = 4K3 d.
- (<)
- Les expériences ont été faites avec (I)rf= i,i3 cm. et (II)rf = 2 centimètres, ou — = 0,226 et —
- r% ri.
- — 0,400, valeurs que l’on trouve aussi dans le . travail déjà cité de M. Lehmann. On a donc pu
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- se servir des courbes données par cet auteur et qui représentent les valeurs du coefficient de dispersion en fonction de celles de 3, mais seulement jusqu’à 3= 1400 unités. A l'aide de ma formule pour le facteur démagnétisant
- on a donc pu construire les courbes d’aimantation pour les deux longueurs de l’entrefer, et en déduire d’après l’équation (1) les courbes donnant ATi en fonction de Uc. Ces courbes sont représentées en pointillé sur la figure 2, les deux courbes en traits pleins sont obtenues à l’aide des valeurs de AT,- données dans le tableau ci-dessus.
- 6. Comparaison des résultats d’expérience avec
- W -000-
- la théorie. — Comme le montre la figure 2, la concordance est satisfaisante. Les courbes théoriques n’ont pu être calculées que jusqu’à 3= 1400, tandis que la saturation a été poussée beaucoup plus loin dans les expériences. Les courbes I et II se confondent au commencement, ce qui peut s’expliquer en remarquant qu’au début la force magnétomotrice doit principalement vaincre la résistance de l’air qui est alors beaucoup plus élevée que celle du fer; pour une valeur donnée de cette résistance, l’augmentation de potentiel dans l’entrefer est donc sensiblement égale à la force magnétomotrice. La grandeur Y/ caractérise le rôle que joue l’entrefer; l’intensité induite moyenne dans l’entrefer s’obtient en divisant cette grandeur par la longueur de l’entrefer. Cette intensité est donc à peu près jusqu’à la demi-saturation, inversement proportionnelle à la longueur de l’entrefer; mais sa limite supérieure semble être
- la valeur maxima pratiquement accessible de 4tc3, soit 20000 unités C, G. S. II faut y ajouter l’intensité de champ inductrice des bobines pour obtenir l’intensité de champ totale.
- 7. Etude de la dispersion. — Pour examiner la dispersion des lignes de force autour de l’électro-aimant, on a placé celui-ci dans la deuxième position de'Gauss par raj^port à une boussole éloignée de deux mètres. Les déviations de celle-ci donnaient une mesure approximative de la dispersion. Celle-ci augmentait avec la longueur de l’entrefer; en faisant croître le courant magnétisant, la dispersion augmente d’abord, passe par un maximum atteint déjà à 3 ampères, puis diminue et n’est plus que le cinquième de sa valeur maxima lorsque le courant est de 45 ampères.
- Les deux bobines polaires 1 et 2 (fig. 1) jouent à ce point de vue un rôle prépondérant, celui de rassembler les lignes de force, tandis que les autres bobines contribuent surtout à la produc-: tion de la force magnétomotrice.
- 8. Expériences avec des pôles tronconiques. —
- : En ce qui concerne le but principal de l’appareil,
- la production de champs très intenses, on sait que Stefan et presque en même temps Ewing et Low ont démontré qu’en employant comme pièces polaires des troncs de cônes, l’angle le plus favorable entre l’axe et une génératrice est de 54° 44'. Mais comme ce calcul est basé sur l’hypothèse de la saturation absolue, que l’on n’atteint jamais, il ne m’a pas semblé inutile d’examiner jusqu’à quel point ces déductions se vérifient.
- J’ai Jonc fait varier l’jingle des cônes d’une paire de pièces polaires, en mesurant à chaque modification l’intensité du champ à l’aide de la méthode de Quincke basée sur la variation de niveau d’une solution de chlorure de manganèse dans un tube en U dont une branche est placée dans le champ.
- L’intensité de champ la plus élevée a été obtenue avec un cône dont l’angle était de 6o° environ ; il n’est pas utile de déterminer cet angle avec une grande exactitude, car le maximum d’intensité se trouve dans une partie aplatie de la courbe. J’ai trouvé aussi que l’on ne gagne pas grand’chose en employant des cônes à génératrices concaves.
- : (). Valeur maxima de Vintensité du champ. —
- : Quant à la valeur numérique de l’intensité de
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- champ, quoiqu’elle ait été de quelques milliers d’unités inférieure à la valeur théorique, elle dépasse de beaucoup toutes les valeurs obtenues jusqu’à ce jour. Avec deux pièces polaires tron-coniques de 6o°, et dont la petite base avait pour diamètre a, on a obtenu
- pour a = 5 mm. : 368oo unités C. G. S.
- — a = 3 — 38000 —
- Cette intensité élevée ne peut s’obtenir qu’aux dépens de l’étendue du champ, mais pour beaucoup d’expériences une étendue de quelques millimètres est suffisante; en tout cas les méthodes de recherches doivent être adaptées à ces conditions.
- io. Conclusions. — Lorsqu’on relie les sommets des cônes par un morceau de fil de fer doux l'intensité d’aimantation y atteindrait la valeur 3 = 1750; avec l’intensité de champ 3C = 38ooo, l’induction correspondante est
- 4B=i3C + 47t3 = 60000.
- D’après la formule bien connue de Maxwell, cette induction produit dans le fer un effort longitudinal
- = — 108 dynes par cm* * = 144 kg-, par cm*.
- 8 7T 21V
- Dans un champ de cette intensité une solution de perchlorure de fer s’élèverait dans un tube vertical d’environ 5o centimètres, une colonne d’eau s’abaisserait d’environ 5 millimètres. La résistance d’un fil de bismuth y serait à peu près triplée. Toutes ces expériences sont en cours à l’Institut de Berlin.
- En résumé on peut dire qu’zm éleclro-aimanl annulaire de dimensions très maniables muni de pôles tronconiques de 120° d'ouverture permet de produire un champ magnétique de 40000 unités C. G. S. dans un espace de plusieurs millimètres d'étendue.
- Il est, au contraire, vraisemblable que ce n’est qu’à l’aide de moyens disproportionnées que cette valeur peut être dépassée ; c’est ce qui résulte de la considération théorique que les valeurs limites correspondant à la saturation absolue ne dépendent que du logarithme de l’épaisseur de l’anneau, tandis que le poids et la dépense sont déterminées par le cube des dimensions linéaires.
- Diagrammes thermo-électriques de quelques métaux purs, par W. Huey Steele (*).
- La figure 1 représente la disposition expérimentale adoptée. E est une pile Latimer-Clark montée en série avec une grande résistance R, une clef K, et une autre résistance r. En dérivation sur cette résistance se trouvent le couple thermo-électrique e, un galvanomètre G, une clef IG. Une troisième clef K3 permet de substituer au couple, dans le circuit dérivé, un fil de cuivre w de même résistance que le couple.
- Le galvanomètre, de sensibilité très grande, était formé d’une seule bobine ayant seulement un demi-ohm de résistance. Ses aiguilles, de 4,5 cm. de longueur, étaient aimantées à saturation en les plaçant dans un solénoïde constitué par un très grand nombre de tours de fil fin et
- Fig. 1
- traversé par un courant aussi puissant que le permettait le faible diamètre du fil. Le système presque astatique formé par ces aiguilles prenait une position tout à fait stable sous l’action du champ terrestre et la durée de son oscillation était d’environ 10 secondes. Un miroir concave de 20 centimètres de distance focale fixé au fil de suspension donnait une image réelle d’une échelle transparente, divisée en demi-millimètres, placée à i,5om. au-delà; un microscope grossissant dix fois servait à observer cette image et permettait d’apprécier une déviation de 1/10 de division. A une telle déviation correspondait une force électromotrice de 1 unité absolue dans le circuit du galvanomètre. Pour être aussi sensible, un galvanomètre Thomson de 10000 ohms de résistance devrait être capable d’indiquer un courant de 10—12 ampères.
- Les éléments . Latimer-Clark ont été construits au nombre de trois, suivant les indications de Lord Rayleigh (a). Leurs résistances
- A. H.
- (*) Philosophical Magazine, t. XXXVII, p. 218-227.
- (*) La Lumière Électrique, t. XLV, p. 290.
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- étaient de 265, 48 et 5o ohms; ils donnèrent dés 'résultats très concordants pourvu que les résistances sur lesquelles ils étaient fermés fussent respectivement supérieures à 6000, 5ooo et 4000 ôhms. C’est ce que l’on faisait dans les expériences. Généralement on n’employait qu'un séül élément; quand on voulait une intensité dé 'coûtant plus grande, comme dans l’étude dés couples contenant l’antimoine, les trois éléments montés en dérivation étaient utilisés.
- Si le circuit E R Kj r ne contenait aucune autre force électromotrice que celle due à l’élément Clark, la différence de potentiel entre les deüx bornes de r sèrait
- E r
- R + r-t-p’
- p désignant la résistance interne de l’élément. Lé couple thermo-électrique e étant en opposition avec cette différence de potentiel, il suffirait pour avoir la force électromotrice e du couple de mbdifier r jusqu’à ce qu’aucun courant né passe dans le galvanomètre et de prendre pour valeur de e celle de l'expression (1).
- Mais aux jonctions des fils des bobines de r peuvent s’établir des forces électromotrices. S’il en existe en fermant le circuit nyK>GK3r, le galvanomètfe doit dévier, ür, c’est ce qui se produisait quelles que fussent les précautions prises pour obtenir une parfaite uniformité de température.
- Pour éliminer cette cause d’erreur, l’auteur opérait de la façon suivante : La clef Kt étant -ouverte, il fermait les clefs K2 et Ks de manière à introduire le fil w dans le circuit du galvanomètre, et notait la déviation. Immédiatement après il introduisait le couple et, fermant la clef Kj, il modifiait convenablement la résistance r, de façon à obtenir la même déviation que dans le premier cas.
- Quand on voulait étudier le couple résultant d’un métal quelconque en contact avec du cuivre ou soudait les deux extrémités d’un fil de ce métal aux fils de communication qui étaient én cuivre. Les portions voisines des soudures étaient enroulées autour des réservoirs de deux thermomètres très sensibles et plongées l’une dans un bain de pétrole chaud, l’autre dans un bain de pétrole froid.
- Quand on opérait avec des couples de deux métaux autres que le cuivre, il y avait nécessaire-
- ment, en outre des deux contacts du couple., deux autres contacts de l’un des métaux avec les fils de cuivre conduisant' 'lé -coüfant.'uLês premiers étaient disposés comme dans le"-premier cas; les deüx autres étaient'-ploügés dàïïs un même bain de pétrole'à la températüre^de la salle pour évitër la production de forces électromotrices parasites à ces contacts. e.:
- Les expériences ont été faites à des températures comprises entre c°et ioo° G, l’auteur ayant constaté antérieurement qu’aux températures plus élevées il se développe des forces électromotrices irrégulières qui enlèvent toute signification aux résultats.
- Dans tous les cas, il a été trouvé que la force électromotrice e d un couple dont les soudures sont maintenues aux températures T0 et T est donnée par la formule
- e-a(T — T0) + 6 (T—T,)*. '
- et fi étant des constantes, fi étant positif ou négatif suivant que la droite représentant le pouvoir thermo-électrique des deux métaux coupe l’axe des abscisses en deçà ou--au-delà de T0. Le calcul des constantes a et fi a été fait par la méthode des moindres carrés, et la différence entre les valeurs de e calculées par la formule résultante et les valeurs observées ont toujours été trouvées moindres que l’erreur moyenne; cette erreur est d’ailleurs très petit et paraît due à l’erreur commise dans l’évaluation des températures.
- En répétant avec les mêmes couples plusieurs séries de mesures dans des conditions paraissant identiques, l’auteur a constaté que les écarts entre les valeurs de à et fi correspondant à deux séries différentes étaient toujours beaucoup plus grands que ceux des valeurs correspondant à deux expériences d’une même série. Il semblerait en résulter que les constantes thermo-électriques ne sont pas absolument des constantes et varient avec le temps, comme d'ailleurs les autres constantes physiques des corps solides. Dans le but de voir si les constantes tendent vers une limite ou au moins de trouver les lois de leurs variations, M. Steeje a effectué de nombreuses séries de mesures sur le couple cuivre-plomb.
- Le tableau suivant contient les résultats obtenus.. .La première colonne contient 4e pouvoir
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- cl B
- thermo-électrique (c’est-à-dire la dérivée ^ de
- la force électromotrice par rapport à la température), des métaux inscrits en avant. La seconde indique l’erreur moyenne exprimée, d’une part en unités absolues de force électromotrice, d’autre part, en fractions de degré. La dernière donne la force électromotrice calculée, l’une des soudures étant à zéro, l’autre à ioo°C.
- Pouvoir thermc -ttiectrfqne Erreur n Fnrro trie* entre 0 et «00° C.
- - 4,56 + 2,756 t 27 0° 7 i3 320
- Cadmlum-cuiv..< 3i,3a + 2,3i8 t 80 I . I 14 720
- — 0,4 -t- 2,930 t 20 0,4 14 670
- 24,8 + 0,090 t 34 i ,3 2 g3o
- Cuivre-argent.. 26,7 -t- 0,052 t 71 2,6 2 9-30
- . 26,5 + 0,062 t 5o ‘,9 2 960
- 20,5 0,062 t 20 1,0 1 740
- Cuivre-or 24.5 — 0,128 t 20 1 «O 1 810
- 26,5 — 0,073 t s o,9 I 840
- * 333o + 18.4 t 1 400 0,4 425 OOO
- Antimoine-cuiv- 345o ,890 -r l6,6 t 8,5 t 1670 0,4 428 000 43I 000
- / 242 + 1,841 91 0,3 33 400
- 272 4- 0,751 117 0,4 3o 900
- 2-8 + 1,291 108 0,3 34 200
- 279 + 1,221 47 0,2 34 000
- 1 282 i,i3 t 63 0,2 33 800
- Cuivre-plomb.. 287 + o,99 t 29 0, i 33 700
- 285 + 1,11 t 40 o, 1 34 100
- I 282 -t- 1,15 t 67 0,2 0,3 33 900
- 275 + 1,34 t io3 34 200
- 267 + 1,53 t 149 0,5 34 3oo
- 276 4. 1,25 t 52 0,2 33 800
- t 283 + 1,09 t 5i 0,2 33 700
- 287 + 1,12 t i3o 0,4 34 3oo
- Cuivre-étain... 284 0,94 t 0,76 t 140 0,5 33 100
- 296 + 65 0,2 33 400
- II,7 o,o65 t 17 1,6 85o
- Plomb-étain...' 8 6 o,oo3 t 16 2,0 85o
- 10,6 — 0,025 t 6 0,6 940
- 3,6 — o,o65 t i3 1,0 I 040
- 203 __ 0,778 t 140 0,7 16 400
- Cuivre-zinc.... 177 — 0,196 t 35 0,2 16 700
- i85 — 0,496 t 45 o,5 16 000
- 79,3 2,04 l 97 0,9 18 100
- Zinc-plomb. -. • 81,2 i,94 t 105 1,0 17 800
- 70.3 73.3 + 2,11 t 96 0,9 17 5oo
- f 2,06 t 7i 0,7 17 600
- 54,8 0,23 t 37 0.7 4 33o
- Plomb-aluminium 5o,9 — 0,18 t 20 0,4 4 190
- : 52,3 0,22 t 37 0,7 4 i3o
- En prenant les pouvoirs thermo-électriques par rapport au plomb et appliquant cette loi
- que le pouvoir thermo-électrique de deux métaux est égal à la différence des pouvoirs- thermoélectriques de ces métaux par rapport âti-hè troisième, les nombres du tableau précédëljrt* donnent pour un même métal des valeurs légèjfèment
- différentes; l’auteur s’est arrêté à celles qui suivent :
- Aluminium... . — 52,7 0,21 t
- Etain . — 11,1 + 0,04 t
- Plomb O
- Zinc 80 + 1,95 t
- Thallium 214 — 0,77 t
- Argent 250 + 1, i5 t
- Or 254 + . i,3i t
- Cuivre 276 + 1,22 t
- Cadmium 285 + 3,89 t
- Antimoine.... 3 558 14,5 t
- La figure 2 est la représentation graphique de ces résultats.
- • L’auteur termine son mémoire par l’indication des moyens qui lui ont permis de se procurer des métaux purs.
- J. B.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- M7
- CORRESPONDANCE
- Paris, le 7 avril 1894-
- Monsièur le Directeur,
- - t
- Je, suis, vraiment étonné de la persistance que met M. Guilbert à répondre à mes articles et surtout des objections de plus en plus inexactes qu’il y fait.
- Quant à moi, je considère la discussion (puisque discussion il y a) comme terminée, mais je ne puis cependant laisser passer silencieusement deux points de sa réponse.
- Ma manière de voir, paraît-il, ferait rejeter tous les nombres se rapportant aux intensités moyennes sphériques. Or, pour déterminer ces dernières il a fallu faire un grand nombre de déterminations expérimentales. Le calcul dans ce cas est parfaitement justifié et on ne voit pas très bien comment on pourrait opérer autrement.
- Quant .aux questions d’aberration, sur lesquelles M. Guilbert semble avoir des idées particulières, je ne puis partager sa manière de voir.
- Je continue à affirmer que dans n’importe quel appareil, il est désirable d’avoir le minimum d’aberration. C’est là d’ailleurs le but des constructeurs, qui à grands frais et au moyen d’un outillage relativement compliqué, fabriquent des miroirs paraboliques ; c’était aussi le but du colonel Mangin, quand il imagina son miroir.
- L’aberration est préjuciable dans tous les cas :
- Pour les phares, elle diminue la netteté des éclats et altère leur longueur.
- Dans les appareils télégraphiques les rayons s’écartant trop de l’axe par suite de l’aberration peuvent permettre à l’ennemi de lire les signaux échangés.
- Enfin, dans les projecteurs, non seulement les rayons trop divergents diminuent la quantité de lumière versée sur le but à illuminer, mais, en éclairant l’espace avoisinant, ils rendent particulièrement pénible l’observation à la lunette, comme le savent très bien tous ceux qui ont été à même d’employer ces appareil^.
- D’ailleurs, dans la plupart des cas les dimensions de la source lumineuse sont assez grandes pour produire d’une manière toute naturelle la légère divergence nécessaire.
- Rien d’ailleurs n’est plus facile que de l’augmenter dans un appareil aplanétique en rapprochant légèrement le point lumineux du miroir au moyen d’une glissière établie dans ce but. On obtient ainsi dans les projecteurs d’artillerie, par exemple, un faisceau divergent et bien homogène.
- Quant à soutenir l’utilité de l’aberration, je pense qu’à part M. Guilbert, personne n’y a jamais songé.
- Veuillez agréer, etc.
- Ou. Fêry.
- M. Guilbert nous adresse, deson côté, la lettre suivante :
- Monsieur le Directeur,
- M. Féry ne s’étonnerait pas de ma persistance s’il voulait bien remarquer qu’il n’a pas répondu encore à l’objection capitale que j’ai élevée contre sa théorie des phares et des projecteurs, à savoir qu’il n’y a rien de commun entre ces appareils et une lentille de quelques degrés d’ouverture.
- Le fait même qu’il a fourni en dernier lieu, mais sans explication, une nouvelle figure plus conforme à la réalité semble indiquer qu’il a cependant reconnu implicitemen le bien fondé de ma critique et j’aurais mauvaise grâce à ne pas me déclarer satisfait de cette rectification.
- D’ailleurs l’effort d’imagination qu’il a dû faire pour m’attribuer des opinions que je n’ai jamais exprimées (car je le défie bien de citer une seule phrase de mes deux articles où j’aie parlé d’aberration) prouve qu’il tient absolument à se réserver .le dernier mot. Je le lui laisse bien volontiers, convaincu que les lècteurs de la Lumière Électrique, suffisamment édifiés par cette discussion, me sauront gré de ne pas la prolonger davantage.
- Veuillez, etc.
- F. Guilbert.
- FAITS DIVERS
- Le Journal Ofjiciel du it mars 1894 a publié un décret portant règlement d’administration publique pour l’application de la loi du 12 juin 1893 en ce qui concerne les mesures d’hygiène, de salubrité et de protection à prendre dans les manufactures, fabriques, usines, chantiers et ateliers de tous genres.
- . Les articles suivants que nous extrayons de ce décret peuvent intéresser nos lecteurs.
- Art. 10. — Les moteurs à vapeur, à gaz, les moteurs électriques, les roues hydrauliques, les turbines, ne seront accessibles quraux ouvriers affectés à leur surveillance. Ils seront isolés par des cloisons ou barrières de protection.
- Les passages entre les machines, mécanismes, outjls mus par ces moteurs auront une largeur d’au moins 80 centimètres; le sol des intervalles sera nivelé.
- Art. 12. — Toutes les pièces saillantes mobiles et autres parties dangereuses des machines, et notamment les bielles, roues, volants, les courroies et câbles, les engrenages, les cylindres et cônes de friction ou tous autres organes de transmission qui seraient reconnus dangereux seront munis de dispositifs protecteurs, tels que gaines et chêneaux de bois ou de fer, tambours pour les courroies et les bielles, ou de couvre-engrenages, garde-mains, grillages...
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- - On devra prendre autant que possible des dispositions telles qu’aucun ouvrier ne soit habituellement occupé à un travail quelconque dans le plan de rotation ou aux abords immédiats d’un volant, d’une meule ou de tout autre engrin pesant et tournant à grande vitesse.
- Art. 14. — L’appareil d'arrêt des machines motrices sera toujours placé sous la main des conducteurs qui dirigent ces machines.
- Les contre-maîtres ou chefs d’atelier, les conducteurs de machines-outils, métiers, etc., auront à leur portée le moyen de demander l’arrêt des moteurs.
- Art. i5. — Des dispositifs de sûreté devront être installés dans la mesure du possible pour le nettoyage et le graissage des transmissions ou mécanismes en marche..-
- Art, 17. — Les machines dynamo devront être isolées électriquement.
- Elles ne seront jamais placées dans un atelier où des corps explosifs, des gaz détonnants ou des poussières inflammables se manient ou se produisent.
- Les conducteurs électriques placés en plein air pourront'rester nus; dans ce cas, ils devront être portés par des isolateurs de porcelaine ou de verre; ils seront écartés des masses métalliques, telles que gouttières, tuyaux de descente, etc.
- A l’intérieur des ateliers, les conducteurs nus destinés à des prises de courant sur leur parcours seront écartés des murs, hors de la main, et convenablement isolés.
- Les autres conducteurs seront protégés par des enveloppes isolantes.
- Toutes précautions seront prises pour éviter réchauffement des conducteurs à l’aide de coupe-circuits et autres dispositifs analogues.
- Art. 18. — Les ouvriers et ouvrières qui ont à se tenir près des machines doivent porter des vêtements ajustés et non flottants.
- M. Jonnart, ministre des travaux publics, a exposé en détail à un rédacteur du Temps les grandes lignes du projet de construction du chemin de fer métropolitain de Paris.
- Le projet actuel comporte
- i° Le prolongement de la ligne des Moulineaux à l’Esplanade des Invalides:
- 20 La construction d’une ligne qui doublerait la ligne d’Auteuil entre Courcelles et le Point-du-Jour, traverserait la Seine et se raccorderait, à la hauteur de la station de Javel, avec la ligne des Moulineaux;
- 3° Une autre ligne qui, partant des Invalides, irait, par le boulevard Saint-Germain jusqu’à la Ilalle-aux-Vins,
- s
- erait de là un coude pour traverser la Seine au pont Henri IV, reviendrait vers l’Hôtel de Ville, toucherait aux Halles centrales, et, de là, remonterait à la gare du Nord.
- Le tracé serait complété par de petites lignes accessoires qui raccorderaient la ligne urbaine avec les gares
- d’Orléans, dé Paris-Lyon, de Sceaux, de l’Est et de Vin-cennes.
- Toutes ces lignes secondaires seraient souterraines. Quant à la traction, elle se ferait électriquement.
- « N’oubliez pas, a dit le ministre, qu’après les dernières expériences de traction électrique auxquelles les différentes Compagnies de chemins de fer continuent à se livrer, nous pouvons compter que d’ici deux à trois ans la question sera complètement résolue. D’après nos prévisions, l’exploitation du Métropolitain, dès le premier jour, pourra se faire avec des machines électriques. »
- Un projet de tramway électrique de Tunis à l’Ariana a été présenté à l’approbation de la Chambre de commerce, mais l’examen en a été ajourné pour cette raison que la ligne demandée étant le prolongement d’une ligne urbaine à établir sur l’avenue de Paris et sur laquelle la Compagnie des tramways a, en vertu d’une convention, un droit de préférence, il est bon d’attendre que cette Compagnie se soit prononcée.
- Une disposition ingénieuse a été imaginée par un italien, M. Cancani, pour l’enregistrement du moment précis où se produit un tremblement de terre. Le séismographe est disposé de manière à prendre une photographie instantanée du cadran d’un chronomètre au moment même du choc. Un système de leviers et d’électroaimants est actionné par ce choc, de manière à provoquer l’allumage, pendant une fraction de seconde, d’une petite lampe à incandescence. Cette lumière rapide éclaire le chronomètre dont l’image se trouve ainsi fixée sur une plaque photographique convenablement disposée.
- La Fédération nationale des consommateurs de gaz, d’électricité et de pétrole annonce pour les 10 et 11 juin 1894 la tenue, à Reims, de son troisième congrès.
- Nous nous contenterons de signaler les « revendications » de cette fédération, qui a réussi à constituer à la Chambre des députés un groupe pour la défense de ses intérêts :
- r Proclamation du principe supérieur permanent de l’inaliénabilité des ciel, sol et sous-sol de toutes les voies publiques sans aucune exception,
- 20 Déclaration de nullité, par voie de Conséquence, de toutes les clauses des traités en cours, entraînant privilège exclusif à un tiers, ou monopole conventionnel, pour l’occupation exclusive au profit de ce tiers, d’une partie quelconque de nos voies publiques, fût-ce même dans l’intérêt public ! {sic).
- 3° Transformation obligatoire, sans aucune indemnité} de toutes les clauses des traités existants entraînant mo-
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- ‘ JOURNAL UNIVERSÉL D’ÉLECTRICITÉ
- nopole ou privilège exclusif, en autorisation pure et simple de voirie, sans privilège ni monopole d'aucune sorte;
- 4° Droit de rachat, à dire d’experts, donné en tout temps aux communes sur les immeubles et le matériel des usines à gaz, conduites, etc., analogue au droit de rachat de l’État sur les chemins de fer, tramways, etc.
- 5° Fixation du prix du gaz à un taux maximum, qui dans chaque localité ne devra jamais dépasser, en aucun cas, le prix de revient réel augmenté de io o/o de la valeur du capital nécessaire (pour intérêts, bénéfices et amortissement), le rachat de l’usine, à dire d’experts, ne devant avoir d’autres bases que celles ci-dessus.
- ^AAAAAAaAA»VVVWW\A
- On sait qu’une des attractions de l’Exposition d’Anvers sera consistera en un ballon qualifié de dirigeable, mais qui en réalité se déplacera le long d’un chemin tracé d’avance. Sa propulsion s’effectuera sous l’influence d’une hélice de grandes dimensions qui sera actionnée par un moteur électrique.
- . L’installation comprendra, d’après les détails publiés par la Revue industrielle : à terre les machines génératrices d’énergie électrique ; à une faible élévation au-dessus du sol une ligne de conducteurs aériens, et, à une hauteur variable, le ballon et son électromoteur, ce dernier relié à la ligne par des câbles souples.
- La forme allongée a été adoptée pour l’aérostat, et comme il y avait à prévoir un certain nombre de passagers, sans compter les appareils moteurs, on a sensiblement dépassé les dimensions adoptées jusqu’ici ; la longueur, de pointe à pointe, sera de 8i,5o m. le diamètre à la partie centrale de 17,5o m. et le volume de 14000 mètres cubes,
- En employant du gaz d’éclairage, on espère disposer d’une force ascensionnelle de 9800 kilogrammes au moins. On pourra embarquer à chaque promenade de 25 à 3o voyageurs.
- La nacelle, si l'on peut appliquer ce. terme à la plateforme reliée à l’aérostat, sera divisée en trois parties : la tourelle où se tiendra le capitaine ayant sous la main toutes les commandes pour les manœuvres; l’avant réservé aux voyageurs, et l’arrière uniquement affecté aux machines et engins mécaniques.
- C’est là que l’électricité actionnera un moteur de ia5 chevaux, dont l’arbre donnera le mouvement à une hélice de 8 mètres de diamètre; on compte qu’avec ses quatre ailes celle-ci pourra, en temps normal, imprimer au navire aérien une vitesse de 40 kilomètres à l’heure, ailure un peu rapide pour un parcours de 3 kilomètres si l’on veut laisser aux voyageurs le temps de jouir du paysage. Les câbles électriques se logeront sur un tambour muni d’appareils et de freins spéciaux pour assurer l’enroulement et le déroulement automatiques suivant les circonstances.
- Quant à la voie aérienne, qui constituera à distance le rail de ce tramway plus léger que l’air, elle se composera
- de câbles de 25 millimètres de diamètre, en fil d’acier galvanisé, et sçra portée sur des chevalets de 3o mètres de hauteur. Elle offrira un développement total de 3 kilomètres.
- A terre, l’usine électrique sera organisée de manière à suffire seule à tous ses besoins; elle emploiera deux moteurs à gaz de 200 chevaux chacun, fabriquera elle-même le gaz destiné à ces moteurs, et aura deux dynamos à courant triphasé.
- Dans VEleclrician, de Londres, MM. Houston et Ken-nelly proposent remploi d’une nouvelle série de préfixes pour désigner les multiples et les sous-multiples des unités physiques. Nous avions le mégohm; pour exprimer 1000 mégohms, ces auteurs voudraient que l’on dît un bégohm ; un million de mégohms deviendrait un trégohm et un milliard de mégohms un quégohm, préfixes dérivés des mots million, billion, trillion et quatrillion.
- Nous avions déjà le déca et l’hectovolt qui ne sont jamais employés, le kilovolt qui l’est rarement; le tréga-volt ou le quégohm auront-ils un meilleur sort ? Le fait que nombre de ces préfixes ne sont pas entrés dans le langage courant montre suffisamment qu’on n’en a pas besoin. Le système est certainement rationnel, mais il n’est pas toujours pratique. Un bicrohenry, par exemple, n’est autre chose qu’un centimètre; n’est-il pas plus simple d’employer cette dernière expression?
- • Nous avons donné les principaux passages du règlement qu’une commission spéciale de la Chambre des communes a soumis au BoardofTrade pour la protection des conduites d’eau et de gaz contré l’électrolyse, règlement spécialement applicable aux tramways électriques. Voici quelques nouveaux détails à ce sujet :
- Lorsqu’une partie de la ligne de retour n’est pas isolée, il faut qu’elle soit reliée avec la borne négative de la dynamo génératrice; cette dernière doit, dans ce cas, être reliée, par l’intermédiaire d’un indicateur de courant, à deux contacts de terre séparés, se trouvant à une distance d’au moins 20 mètres.
- Au lieu de ces contacts, la Compagnie peut en prendre un avec une conduite d’eau d’un diamètre intérieur d’au moins 10 centimètres, mais il faut l’autorisation du propriétaire de cette conduite. Lorsque le contact ne peut pas être pris sur la conduite d’eau, il faut qu’aucun courant ne puisse s’établir entre cette dernière et le contact de terre, sans avoir à traverser une épaisseur d’au moins 2 mètres de terre :
- i° Le courant passant des contacts de terre à la génératrice ne peut, à aucun moment, dépasser 10 ampères;
- 20 Si, pour faire un essai, on applique un galvanomètre au retour non isolé et à une conduite voisine quelconque, le sens du courant doit être du retour à la conduite.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
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- 3° Dans ces conditions, il doit toujours .être possible de renverser le courant en interposant une batterie de trois piles Leclanché en série, ou en d’autres termes, la différence de potentiel existant entre le retour et la conduite ne doit pas dépasser de 3 à 5 volts.
- La résistance électrique du retour doit être essayée au moins une fois tous les trois mois, et si elle a augmenté de plus de i5 o/o depuis que la ligne a été mise en service, la Compagnie doit immédiatement prendre des mesures pour la réduire.
- A propos des lignes souterraines il est dit encore que l’accès doit en être aisé et que si la canalisation est en matériaux non métalliques et peu isolants il faut, si elle se trouve à moins de deux mètres d’une conduite quel-conpue d’eau ou de gaz, la séparer de ces dernières par un écran non conducteur.
- *
- L’expédition polaire américaine conduite par M Well-mann, qui doit quitter incessamment la Norvège, emportera un matériel construit entièrement en aluminium. Ce matériel se compose de trois embarcations et d’un certain nombre de traîneaux. Les bateaux, de la même capacité que ceux dont s’est servi sir E. Parry dans son expédition de 1827, ne pèsent, au lieu de 800 kilogrammes, que 160 à 180 kilogrammes.
- L’aluminium employé dans leur construction présente une résistance à la traction de 38 kilogrammes par millimètre carré, et les nervures des bateaux sont tellement dures que les coups de marteau n’y laissent pas de trace.
- Les traîneaux, également en aluminium, ne pèsent que 12 kilogrammes. Ils portent en éutre une caisse étanche les rendant insubmersibles.
- Ajoutons que pour pousser le poids des bagages au minimum, M. Wellmann a décidé d’employer la saccharine comme édulcorant au lieu du sucre.
- Éclairage électrique.
- D’après le nouveau traité entre la ville de Nancy et la Compagnie du gaz, le prix du gaz a été établi ainsi qu’il suit, à dater du rr mars 1894 :
- 10 centimes pour l’éclairage public et celui des établissements municipaux; 20 centimes pour l’éclairage des particuliers ; 18 centimes pour la force motrice et les usages industriels.
- • y
- ' A Chicago, l’éclairage électrique a pris une extension considérable. D’après un rapport officiel, il y a en ce moment dans cette ville 22 stations centrales et 5oo installations isolées, qui alimentent i5ooo lampes à arc et 3ooooo lampes à incandescence.
- Le dernier rapport de la Compagnie parisienne du gaz constate que pendant l’année 1893, il a été livré à la consommation dans Paris et dans les 5g communes de la banlieue un volume de gaz de 3o3 496850 mètres cubes, inférieur de 5404080 mètres cubes au volume de gaz consommé en 1892.
- Cette diminution de consommation porte surtout sur l’éclairage du soir, tandis que l’émission de jour, en majeure partie utilisée pour le chauffage et la production de force motrice, a augmenté.
- Télégraphie et Téléphonie*
- Le câble qui relie Antibes à Saint-Florent est interrompu depuis deux mois, et les dépêches pour Bastia doivent transiter par Ajaccio, ce qui leur fait subir un retard.
- S’il faut en croire un de nos confrères, il faudrait encore deux mois pour mettre en armement le bateau spécial et pour réparer le câble.
- Quatre mois pour relever un dérangement!
- Le conseil général de la Haute-Garonne a voté 5oo francs de subvention annuelle en faveur de la Chambre de commerce de Toulouse qui a pris l’initiative de la construction d’un réseau téléphonique devant relier Toulouse :
- i° A Paris, par Limoges;
- 20 A Montauban, Agen et Bordeaux;
- 3° A Carcassonue, Narbonne, Béziers et Cette.
- Les boursiers ont l’habitude de payer après la Bourse les communications téléphoniques qu’ils ont prises de midi à trois heures. Un employé est chargé de les noter au fur et à mesure et jamais une contestation ne s’élève.
- L’administration centrale avait décidé que chaque communication serait payée d’avance en entrant dans la cabine. De plus, elle exigerait que la personne qui téléphonait fît connaître si elle prenait une ou deux communications.
- Il y a une quinzaine de jours, en présence de ce fait, tous les boursiers ont refusé de téléphoner et, depuis midi jusqu’à deux heures, le téléphone a chômé.
- L’Administration prévenue a rapporté- la mesure, ce qui a terminé la grève.
- Imprimeur-Gérant ; V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Électrique. — Paris. 3i, boulevard des Italiens,
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d’Électricité
- 31, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : D' CORNÉLIUS HERZ
- XVI ANNÉE (TOME LU) SAMEDI 28 AVRIL 1894 N= 17
- SOMMAIRE. — Une nouvelle méthode de photométrie hétérochrome, d’après M. Ogden N. Rood; Charles Henry.
- — Applications mécaniques de l’électricité; Gustave Richard. — Les compteurs téléphoniques; A. Hess. — Phénomène calorifique produit par le courant électrique au contact d’un solide et d’un liquide; P. Hoho. — Étude de quelques nouveaux types de moteurs à gaz et à pétrole ; H. de Graffigny. — Chronique et revue de la presse industrielle : Sur l’importance des circuits entièrement métalliques pour les tramways électriques, par J.-H. Vail.
- — Supports de poteaux télégraphiques Fischer, Treuenfield et Siemens. — Turbo-moteur de Laval. — Indicateur automatique de niveau d’eau. — Ecrans transparents conducteurs pour appareils électriques et autres, par W. E Ayrton et ï. Mather. — Revue des travaux récents en électricité : Propriétés magnétiques du fer, par J. A. Ewing et Miss I-Ielen G. Klaassen. — Appareil de démonstration des expériences d’Ampère, par A. Raps. — Sur la théorie des phénomènes magnétiques et électriques, par M. H. Ebert. — Bibliographie : Traité général d’éclairage, par L. Galine. — Introduction à l’électricité, par P. Minel. — Installations électriques d’éclairage et de transport d’énergie, par le docteur Oscar May. — Druin armatures and Commutators (Induits en tambours et commutateurs), par F. Martin Weymouth. — Faits divers.
- UNE NOUVELLE MÉTHODE DE PHOTOMÉTRIE HÉTÉROCHROME
- d’après M. OCDE.N N. ROOD
- La comparaison de lumières diversement colorées reste toujours, malgré les efforts de physiciens distingués, assez défectueuse. On n’obtient de résultats à peu près concordants que lorsque l’ouverture angulaire des surfaces observées est petite (environ 45') : c’est ce que savent bien les photométreurs, qui, dans le cas de couleurs différentes, ont toujours soin, en clignant de l'œil, de diaphragmer fortement la rétine et de réduire aux dimensions convenables, pour l’élimination de la sensation colorée, les étendues des images rétiniennes. On peut aussi comparer deux sources colorées au point de vue de l’acuité visuelle, mesurée par la distance à laquelle on perçoit encore l’intervalle de deux traits ; mais il s’agit alors d’une fonction de l’œil toute différente de celle de la clarté.
- M. Ogden N. Rood, professeur au Columbia College, de New-York, vient d’exposer dans Y American Journal of Science une méthode qui n’en est encore qu’à ses débuts, mais que nous croyons devoir faire connaître à nos lecteurs, que les questions de photométrie intéressent particulièrement.
- « Le principe qui sert de fondement à-la plu-
- part des méthodes photométriques actuellement en usage, écrit M. O.-N. Rood, est la comparaison de l’éclairement de deux surfaces juxtaposées; dans quelques cas, comme lorsqu’on fait disparaître une tache ou un anneau, cette idée est un peu déguisée, mais elle devient instantanément apparente quand les lumières sont de teintes différentes.
- « L’objet de cette note est de faire connaître un procédé dans lequel la coloration des deux surfaces, même au maximum de vivacité, est absolument indifférente, puisque ce procédé repose non sur la comparaison de ces surfaces, mais sur le choc que la rétine éprouve lorsque l’une des surfaces est brusquement retirée et remplacée par l’autre. Si l’on prend un disque circulaire, bien uni, de couleur quelconque, qu’on l’éclaire uniformément, puis qu’on le mette en rotation lentement ou rapidement, la rétine ne recevra pas de choc, puisque les parties qui se remplacent l’une l’autre dans l’image rétinienne sont à tous égards identiques; en d’autres termes, on ne percevra aucun papillo-tement. Mais si une moitié du disque réfléchit moins de lumière que l’autre, i/5o de l’intensité totale en moins, on observera, pour des vitesses de rotation convenables, un faible papillote-ment qui augmentera à mesure qu’on exagérera la différence des luminosités des deux moitiés du disque.
- « D’après cela, j’ai préparé une série d’une
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- centaine de disques de papier à dessin, en rangeant les teintes du blanc le plus blanc au noir le plus noir, dans un dégradé aussi régulier que possible. Pour déterminer alors le pouvoir réfléchissant d’un disque vermillon par exemple, il n’y avait plus qu’à choisir dans la série un disque gris qui, combiné avec celui-là en parties égales, ne donnât aucun papillotement sensible, et à mesurer ensuite le pouvoir réfléchissant du disque gris au moyen de l’étalon blanc pris pour unité. »
- Des résultats furent obtenus de cette manière pour les principales couleurs, le rouge et le bleu-vert, le jaune et le bleu, le vert et le pourpre.
- La difficulté de mesurer le pouvoir réfléchissant de ces disques colorés fut dans tous les cas la même; elle est due à ce qu’il est malaisé , d’obtenir des disques gris de surfaces parfaitement unies. On remédia dans une large mesure à ce défaut, ou au manque d’uniformité dans les disques colorés eux-mêmes, en renversant les moitiés des disques composés, de manière à se servir des moitiés qu’on n’avait pas employées primitivement. De petites irrégularités, une apparence grenue n’empêchent pas d’employer les disques dans de larges limites; mais quand le degré de la teinte change avec lenteur sur une surface étendue, elles constituent un grave inconvénient. Par suite, il arriva fréquemment que dans la série de ioo disques, il fut impossible d’en trouver un seul avec lequel le papillotement disparût tout à fait pour des vitesses de rotation extrêmement faibles ; et alors il fallut déterminer avec quel disque gris le papillotement était minimum. On y parvint en combinant le même disque coloré avec deux disques gris, un plus grand et un plus petit, montés sur le même axe; l’observateur pouvait voir manifestement quelle était la combinaison la plus favorable, et noter que la luminosité du disque coloré était plus rapprochée de celle de l’un des disques gris que de l’autre, ou à peu près équidistante des deux.
- Gomme nous l’avons dit, des résultats furent obtenus pour six disques, mais ceux-ci furent choisis de manière à être complémentaires chacun à chacun, et, comme vérification du procédé, ils furent alors combinés deux à deux et les luminosités des teintes grises résultant de leur mélange furent déterminées par l’ancienne
- méthode, et ensuite calculées à l’aide des nom bres fournis par le procédé de papillotement.
- Mélango gris. Différence
- Poupre et gris ( 27,5 obs. | 27,5 cale. O
- Rouge et bleu-vert l 20,2 obs. (21,1 cale. o,9
- Jaune et bleu ( 27,85 obs. / 29,1 cale. 1,25
- Ces expériences n’ont pas été minutieuses; et comme les plus grandes différences surpassent à peine d’un centième le pouvoir réfléchissant du papier blanc, elles peuvent être regardées comme fournissant une preuve de l’exactitude du procédé employé.
- Jusqu’ici nous n’avons parlé que de la combinaison de disques blancs (gris) avec des disques fortement colorés; il reste à donner un exemple du procédé appliqué à deux disques de couleurs différentes, mais non complémentaires. Dans sa collection, l’auteur a fini par trouver deux disques de cette nature : l’un bleu de Prusse, avec un pouvoir réfléchissant de 23,9; l’autre pourpre, avec lequel le nombre 23,3 a été obtenu. Ces disques, combinés, donnèrent un papillotement à peine sensible. Depuis lors M. Rood a formé des séries dégradées de disques jaunes, mais il lui a été impossible de trouver le temps de chercher leurs équivalents de luminosité et de faire les déterminations nécessaires.
- Ce procédé de papillotement ayant si bien réussi, on renversa la méthode et on l’employa avec grand avantage pour faciliter les déterminations des intensités lumineuses des disques gris exécutés par la méthode ordinaire. En d’autres termes, la série de disques gris que j'ai formée n’est pas d’un gris pur, mais d’une teinte légèrement jaunâtre qui rend l’estimation de l’égalité d’éclat un peu plus difficile qu’elle ne devrait être. En conséquence, en mesurant par l’ancienne méthode le pouvoir réfléchissant des disques gris, je combinai les disques étalons blanc et noir avec une petite portion d’un disque jaune orange, qui rendit leur mélange de la même teinte que le disque gris soumis à l’expérience. La luminosité du disque jaune orange était connue en fonction de celle du papier blanc étalon; le résultat final fut calculé facilement et tout inconvénient écarté. Il est à peine nécessaire d’ajouter que dans tous les cas
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- la proportion de lumière blanche réfléchie par le disque noir étalon fut mise en ligne de compte.
- « On fit alors une expérience pour vérifier le i procédé de papillotement en l’appliquant à déterminer le pouvoir réfléchissant de deux disques gris, pouvoir qui fut ensuite mesuré de la manière ordinaire; on obtint les résultats suivants :
- Détermination directe M, i ••29, *
- Papillotement 33,7 28,6
- Différence 0,4 0,5
- « Ces déterminations n’ont pas été min u-
- tieuses, mais elles suffisent pour notre objet.
- « Ensuite on entreprit une série d’observa-
- tions plus soigneuses pour savoir quelle était la différence de luminosité minima pour laquelle le papillotement devenait insensible. On forma une série de cinq disques d’un gris lumineux avec des gradations si faibles qu’elles auraient exigé un trop long travail pour leur détermination individuelle, qui ne fut pas tentée directement : on se contenta de mesurer le plus lumineux et le moins lumineux des cinq disques, et de diviser par quatre la différence entre les deux nombres observés. En appliquant à ces disques fixés deux à deux le procédé de papillotement, on trouva que les intervalles entre eux n’étaient pas du tout identiques, l’un deux étant plus grand et le suivant plus petit que l’intervalle moyen néanmoins chaque couple donna lieu à un papillotement faible, mais distinct. Si les intervalles avaient été réguliers, comme on avait essayé de le réaliser, ces expériences auraient prouvé qu’avec une différence égale à i/5o de la luminosité totale le papillotement pouvait être perçu; telles quelles, elles ont montré qu’il suffit d’une différence beaucoup plus petite, probablement de i/ioo environ.
- « 11 est évident qu’en vue de mesurer le pouvoir réfléchissant des disques colorés il ne sera pas nécessaire d’entreprendre le travail de former très soigneusement une série de disques gris. Si l’observateur est en possession de 6 ou 8 disques colorés brillamment, dont le pouvoir réfléchissant a été mesuré avec soin, il sera en état alors avec ces disques, en y joignant un blanc et un noir,d’obtenir de nouveaux disques et de mesurer leur luminosité par l’ancienne méthode.
- «. On ne voit pas de raison pour que ce pro-
- cédé, à l’aide des moyens bien connus en optique, ne soit pas appliqué à des opérations photométriques ordinaires, ou bien a celles, par exemple, qu’on exécute à l’intérieur de la lunette d’observation, d’un spectroscope. En un mot, avec des disques tels que ceux-ci, le photomètre à papillotement est nécessairement sur le modèle d’un escalier, et les transitions, quoique faibles, sont toujours brusques; mais quand il y a d’autres moyens de régler l’illumination, ce ne serait pas le cas, et l’on aurait plus d’avantage à multiplier les observations. J’ai commencé quelques expériences en vue de diviser également l’intervalle entre deux disques, et les résultats sont pleins de promesses ; mais ils ne sont pas encore définitifs.
- « On sait que c’est une rude épreuve pour les yeux de regarder fixement et continûment une surface papillotante; mais dans les opérations décrites ci-dessus nous n’avons éprouvé de ce chef aucun inconvénient, puisque si le papillotement était fort, un simple coup d’œil révélait le fait et un autre disque était substitué au premier; le papillotement faible, qui exige une attention plus prolongée, semble ne pas éprouver les yeux plus que des expériences d’optique ordinaire.
- « Ce serait une question intéressante d’optique physiologique de savoir si la sensation de papillolemciü est indépendante de la longueur d’onde et liée au changement de luminosité. Lorsque deux surfaces de couleurs différentes et de même luminosité sont successivement présentées à l’œil, comme il a été dit plus haut, l’œil n’éprouve aucun choc et il voit les couleurs former un mélange nuancé; si l’on prolonge les observations quelque temps, des effets subjectifs commencent à se manifester principalement pour de très faibles vitesses de rotation ; le mieux par conséquent, est de ne pas étudier ces effets avec une curiosité qui serait nuisible au succès de ces expériences. »
- Le principe de la nouvelle méthode est inté-réssant et original ; il semble que son application à la photométrie pratique entraînerait des dispositifs assez, compliqués; il n’en est que plus à désirer que M. O. N. Rood publie prochainement la suite de ses études dans cette direction,
- Ciuri.ks IIkxry.
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- APPLICATIONS MÉCANIQUES
- DE L’ÉLECTRICITÉ (*)
- Le signaleur Mackie, représenté par les figures 1 à 12, a pour objet d’éteindre et de rallumer périodiquement, ou dans un ordre donné, un certain nombre de lampes, ou, plus généralement, de répéter une série de signaux ou d’opérations mécaniques.
- Pour faire fonctionner l’appareil récepteur, il faut d’abord envoyer à son électro D une série de courants ou d’impulsions analogues, par exemple aux points et traits d’un alphabet Morse. A chaque impulsion, l’extrémité c5 de l’armature d' s’abaisse, mais seulement de la quantité permise par les fiches du secteur C. Chacune de ces fiches correspond à un point; et son dégagement, par la levée de c-5, dont il arrête la course descendante, laisse le secteur
- Fig. 1 à 4. — Signaleur Mackie (Electric Élévation, vue par bout
- Seleclor and Signal C°, 1891-1893). ax, plan partiel.
- et son arbre a' tourner de gauche à droite de la quantité correspondant à l’écartement de deux fiches, sous l’action du ressort c2. Mais, quand, dans sa course descendante, c5 se trouve devant un vide entre deux groupes de fiches, vide correspondant à un trait, ou à l’extrémité du secteur, l’armature accomplit toute sa course descen-da'nte, et vient, en frappant la tige ah coulissée en ramener le secteur dans sa fonction primitive ou de départ (fig. 1 et 6).
- Si l’on veut que ce phénomène ne se produise pas à la fin de la course du secteur, on dispose à côté du secteur C un levier b\ pivoté en b2, et dont l’encoche bA vient, à la fin de la course du secteur, en passant de la position figure 6 à celle figure S, enclencher, par b.h le secteur à fond de course. En même temps, le secteur G lâche en eG le cliquet e;t, pivoté sur le bras e4 de d', et qui vient alors, comme en figure 8, enclencher le rochet e2 du cylindre commutateur E, et le faire tourner à chaque descente de d'.
- Tant que les balais g g reposent (fig. 4) sur
- C) La Lumière Electrique, 14 avril 1894, P- 5g.
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- l’une des plaques métalliques de ce commutateur, le courant ne traverse, à chaque impulsion, que l’électro D, et non pas F, dont la résistance est beaucoup plus grande que celle de la bouclemais, quand les balais arrivent sur un isolant e8 de E, il traverse à la fois les deux électros D et F. L’appareil est ainsi mis, à la suite d’un certain nombre d’impulsions convenues, en état de faire actionner par les impulsions suivantes l’électro F. L’armature/, de cet électro fait alors, à chaque impulsion nouvelle, tourner, par /5, f7 le pignon h' (fig 3), par exemple, dans le sens de la flèche, de manière à
- Fig. 5. — Détail du commutateur e' et de la double crémaillère h.
- faire descendre, par hz, les deux crémaillères /z2 et h, dont le cadre, relié à la tige I de l’alternateur, porte le pivot d’une bielle /z,, à coulisse /z5. Quand li2 arrive ains^ au bout de sa course, après avoir donné, par I, au mécanisme de l’alternateur, l’impulsion nécessaire pour en déterminer le fonctionnement, comme, par exemple, avec ceux de Wood ou de Ilamilton (’); puis la partie supérieure de la coulisse hr> vient heurter la manivelle e7, qui fait tourner E de 90% de manière à en ramener les parties métalliques sous les balais g g, et à couper ainsi l’électro F du (*)
- (*) La Lumière Electrique, 9 sept. 1893, p. 466, et 29 oct. 1892, p. 214.
- circuit. En même temps, la came e7 de E repousse b\ de manière à déclencher le secteur en b3, et à lui permettre de revenir à sa position primitive dès la première pleine course de d'. D'autre part, enfin, h', venu en prise avec h, est prêt à ramener I à sa fonction primitive dès la nouvelle impulsion F, de sorte que tout l’appareil se trouve prêt à recommencer un nouveau cycle d’opérations, de figure 7 à figure 9.
- On remarque que le cylindre E est pourvu d’une came ea, avec doigt e10. Ce doigt est, pen-
- Fig. Où 1 r. — Signaleur Mackie. Détail du fonctionnement.
- dant le fonctionnement du cliquet e"’, soulevé par le taquet e12 du bras e.,, puis rabattu pendant le pivotement de E, par h.h de manière à en limiter l’amplitude.
- Lorsqu’on veut actionner non pas un allumeur par une impulsion unique, mais un mécanisme, par une série d’impulsions, on complète le rochet e2 sur une circonférence entière (fig. 10), puis on prolonge les isolants «s, de manière que le cou. rant puisse rester shunté, de figure 10 à figure 11, pendant toute la durée nécessaire à l’accomplissement de ce travail, au moyen d’une série d’impulsions de F;, après quoi, une impulsion supplémentaire fait déclencher, par la came e-, le
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- secteur, qui revient à sa position primitive. Le mouvement de ce secteur peut, d’ailleurs, être régularisé par un échappement K, k', K2) ou par un dashpot.
- L’appareil transmetteur du signaleur Bogarl comprend (fig. 12 à 16) deux électros A et B, actionnant, par a! et b\ l'un la roue de combinaison a3, l’autre la roue intercalaire b3, calée
- Fig. 12 et i3. — Signaleur Bogart (Electric Selector and
- Signal C°, New-York, 1891-1893). Plan et vue par bout.
- sur le même axe C que a,., et dont les mouvements de l’armature b’ sont ralentis par un échappement K (fig. 15), de sorte qu’une courte impulsion agissant à la fois sur A et sur B ne fait, d’abord, fonctionner que b'.
- La roue a3 reproduit par sa denture la combinaison même correspondant à l’appareil, pat-exemple (fig. 14) la combinaison 1-2, u-2, 1-2-3, 1-2-3-4. On envoie cette combinaison par une série d'impulsions prolongées d’un groupe à l’autre : entre 1-2 et 1 -2-3, puis entre r-2-3 et 1-2-3-4. de manière que b' ait le temps de faire
- tourner b3 de l’arc correspondant à leur intercalation.
- Le rappel au zéro se faitcomme il suit. L’arbre
- 1
- Fig. 14 et i5. — Signaleur Bogart. Détail des opérations A et B.
- Fig. 16. — Signaleur Bogart, Détail du rochet e„.
- C porte deux rochets D et D', à dents opposées et rochets c.,e5 pivotég en E, l’un empêchant, à chaque impulsion, le recul de C par.D, et l’autre
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- limitant, par D', la rotation de C, à chaque impulsion. En outre, l’arbre E porte deux autres bras, e3 et e' (fig. i3). Le bras e' se termine (fig.
- Fig-. 16 et 17. — Signaleur Bogart. Détail du commutateur.
- 14) par une fourche dans laquelle passe le bouton a du cliquet a2, dont le couteau a9 n’échappe
- Fig. 18. — Signaleur Bogart.
- Fonctionnement du commutateur M.
- à la descente de a', la butée a0, que si a2 arrive au fond de l’une des dents de la roue a3. Si cette descente a lieu quand a2 est sur un plat de a3, la butée a6 repousse a2 par a9 de gauche à
- droite, de manière que a,, repoussant c', fasse pivoter E, et lâcher par e., le rochet D, en même temps que le bras e3 (fig. i5) force par è5, b2 à lâcher la roue b3. L’arc C, rappelé par le poids c2, se trouve ainsi ramené au zéro. En outre, le bras e3 porte une équerre sur laquelle la tige b.l vient appuyer si la descente de b' se prolonge suffisamment, de manière à faire basculer E, et à ramener l’appareil au zéro.
- La roue a3 porte â la suite de sa denture de signal r, 2... un rochet A, permettant de lui faire
- Fig. 19. —Manœuvre de canons Sautter-Harlé (1893). Schéma des circuits.
- exécuter, en outre, un travail mécanique quelconque.
- Quand on arrive à la fin de la combinaison, la roue a3 tournant dans le sens de la flèche (fig. i5) sa came h' vient, en appuyant 1 sur 2, fermer par exemple le circuit d’un commutateur M (fig. 16), puis, par 3 4, le circuit d’appel, avertissant que le commutateur a fonctionné.
- En ce moment, le rochet a2 se trouve sur la longue crête dea3, et l’on envoie un courant prolongé suffisamment pour ramener par b' l’arbre C au zéro.
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- Le commutateur M est représenté en détail par les figures 16 à 18.
- Après la fermeture de son circuit i 2, chaque mpulsion de a' lance un courant dans l’électro-
- aimant I, qui fait alors tourner son rochet / synchroniquement avec a3, de manière que l’ancre de cette roue fasse pivoter sur le levier /a de gauche à droite, en tendant le ressort mb\ puis
- i ' J
- Fig. 20 et 21. — Manœuvre de canons Sautter-Harlé; détail du commutateur double.
- un peu après que /9 a dépassé la verticale, la détente de ce ressort fait brusquement basculer M de la position figure 16 à celle figure 18. On peut encore, à partir de ce point, faire tourner de quelques crans les roues a3 et /; puis a3, arrivé
- Fig. 22 et 23. — Manœuvre des canons Sautter-Harlé. Commutateur double, coupe A (flg. 20) et vue par bout.
- au bout de sa course, est, comme nous l’avons vu, ramené au zéro, et une nouvelle série d’impulsions continuant, après la nouvelle fermeture de (1-2) à faire tourner /, ramènera M dans sa position primitive (fig. 16).
- La manœuvre à dislance des canons se fait
- dans le système Sautler-Harlé, représenté schématiquement par la figure 19, au moyen d’une dynamo et de deux dispositifs principaux, une série de commutateurs uniques et doubles com-
- Fig. 24. — Détail du commutateur à distance.
- mandés par des électros I) et d, régis par un distributeur U.
- Les figures 20 à 23 représentent le détail d’un commutateur double. Quand l’électro D, attire le levier A, il ferme le contact des fais-
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- ceaux lamellaires FF, avec les touches GG(. Dès que D lâche son armature, A, tiré par le ressort G, rompt ces contacts, mais en mettant,
- Fig. 25. — Détail du commutateur à distance.
- en même temps, par le contact de N avec le charbon J, le moteur en court circuit, par M L2 L, J N A! Ai O P Q et l’électro R, qui maintient
- ////
- Fig. 26 et 27. — Manœuvre de canons Sautter-Harlé. Commutateur à distance, schéma des circuits et détail de la poulie V*.
- sûrement A dans sa position de mise en court circuit, concurremment avec le ressort G.
- Afin d’éviter les étincelles, les lames flexibles E E, font contact sur les touches en charbon à ressorts réglables H II,, avant que F Ft ne ferme le circuit en G G, ; puis elles achèvent la rupture en H, II, de sorte que les étincelles de fermeture
- et de rupture se produisent sur ces charbons, faciles à remplacer.
- Le fonctionnement des commutateurs simples est identique à celui des commutateurs doubles, dont ils ne diffèrent que par la suppression de la fourche de A.
- Quand la manette T du distributeur est (fig. 24 à 27) dans sa position moyenne, à laquelle elle se ramène automatiquement par l’action des ressorts V, V2 (fig. 27) sur la bande V3 de sa
- Fig. 28 et 29. — Manœuvre de canons Sautter-Harlé. Manœuvre directe, coupes verticales, orthogonales du commutateur.
- partie V.,, le moteur est coupé du circuit, ainsi que DD, et les électros dldd3 des trois commutateurs simples (fig. 19).
- Si l’on tourne T à droite, il ferme d’abord le circuit sur l’électro D du commutateur double de droite par (fig. 26) 7 ss s, 4 D, 6, et le courant passe au moteur de 8 à 9 par 8 16, les résistances i5. 14. 13, le conducteur 12, son armature 10, le commutateur D et 9.
- En continuant à tourner T vers la droite, jusqu’en (fig. 26), le circuit se ferme, par sur le premier commutateur du qui supprime la résistance i5, et augmente d’autant la vitesse du
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- moteur. De même, en passant sur s2 et s3, on donne au moteur sa vitesse maxima, en supprimant les résistances 14 et i3.
- Lorsqu’on tourne T de droite à gauche, jusqu’au contact^, le circuit est fermé de8 à 9 par 5, l'électro D de gauche, l’armature du moteur et 8,10, 12, 13, 14, 15, 16 et 9, de sorte que la dynamo se met à tourner en sens contraire de précédemment, d’autant plus vite que T franchit successivement les contacts SiS2'sa'.
- Lorsqu’il s’agit de petits mouvements à droite
- J
- Fig-. 3o et 3i. — Manoeuvre de canons Sautter-TIarlé. Plan et détail du barreau c,.
- ou à gauche, l’on presse l’un des deux boutons U ou LJ^ (fig. 26) la manette T étant au repos. En pressant (J, sa plaque p5 ferme les contacts u3 et 11.1, et le courant va, par s:]s7 u7 u2 U5 S5et 5, actionner l’électro D de gauche et, en môme temps, par U5 .v, sTl T5 2, à l'électro d2, de sorte que le moteur démarre à gauche en demi-vitesse. Des qu’on lâche U, le moteur, mis en court circuit, s’arrête instantanément, et l’on peut ainsi lui faire exécuter une série de petits mouvements très précis et vifs, parce que c’est précisément au départ qu’il développe la plus grande force.
- Le bouton U, commande de même les petits mouvements du moteur, mais à droite ; mais si l’on presse les deux boutons en môme temps, U5 coupe le circuit, et arrête le moteur, et si l’on fait, en même temps, fonctionner T, le courant se rompt entre s7 et uu et le moteur s’arrête encore. En un mot, il est impossible de fermer le circuit simultanément sur les deux électros D D, ce qui risquerait d’arrêter le moteur en le détériorant par un courant trop intense.
- Fig. 3i. — Arrêt automatique Wheeler (1893). Ensemble du système.
- L’arrêt automatique du canon ou de ia tourelle s’opère par des coupe-circuits W W : l’un à droite, l’autre à gauche, qu’une partie quelconque du mécanisme rencontre et ouvre au moment voulu.
- Des coupe-circuits x x protègent le moteur contre tout excès de courant dans le circuit excitateur 17 18.
- Les figures 28 et 29 représentent le type de commutateur adopté pour manœuvrer directement le canon.
- Les conducteurs d’aller et d-e retour sont reliés
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- respectivement au contact a2 et aux touches bx b-ib-i bi b5, qui permettent de graduer la vitesse du moteur. La lame de contact flexible doit passer rapidement d’un contact b à l’autre afin d’éviter les étincelles, et de ne jamais rester entre deux contacts. Soit, par exemple, à passer de bs à b,t. En tournant, la manette c, entraîne, par son croisillon c3, les galets c4 c3, qui, repoussant le plan incliné circulaire h, le force à descendre, malgré les ressorts h2 h2, en même temps que le
- Fig. 32. — Arrêt automatique Wheeler. Fonctionnement du commutateur.
- ressort e, de cy se tend, parce que la barre/reste immobilisée par sa butée sur l’un des gradins de h hl ; mais, dès que cy arrive en b.u h ht se trouve suffisamment descendu par c3 pour lâcher d’un cran la base/,, qui, sous l’action du ressort e,, tourne de ce cran, en entraînant f1%f2 sur b4.
- L’arrêt automatique Wheeler est représenté en figures 3c à comme appliqué à la régularisation du remplissage d’un réservoir dont la pompe est actionnée par une dynamo M. Dans la position figurée, le flotteur F a, en descendant, fait
- tourner la poulie P, remontant son contrepoids W dans le sens de la flèche, entraînant avec elle, et par E3 /, autour de l’axe fixe N, le barillet E2, qui tend le ressort S’ sur le grand pignon G, immobilisé par la prise du cliquet m sous sa came E. Mais, vers la fin de la descente de F, la cameft de E3 fait basculer O dans la position indiquée en figure 35, en même temps que p enclenche E2 par at dans la position figure 37. Cette bascule de O fait que m lâche E, qui se met à
- Fig. 33 à 37. — Arrêt automatique Wheeler. Détail du commutateur.
- tourner sous l’impulsion du ressort S,, mais lentement, avec une vitesse réglée par l’échappement K de son pignon G. En passant ainsi de la position indiquée en traits pleins sur la figure 3c à la position pointillée, sur les contacts ss'.VoS;), E excite successivement les inducteurs F, F2 puis l’armature A du moteur, qui se met à tourner.
- A mesure que l'eau monte avec F, le contrepoids W fait tourner P en sens contraire de la flèche; puis, à la fin de la montée, /, fait basculer O, comme en figure 37, ce qui permet à E
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- de revenir de la position figure 35 à celle figure 37 en rompant les contacts £3 e* .y2, de manière à arrêter le moteur, jusqu'à ce que F revienne à sa position primitive.
- Lorsque E lâche s2, l’armature A des inducteurs F' et F2 et les résistances R R' sont en série, ce qui empêche toute étincelle d’extra-cou-rant produit par l’arrêt brusque du moteur.
- fléchir la lame D; l’armature a3 occupe alors la position figure 41 vers la fin de son oscillation, où
- B
- S.
- Fig-. 38 à 40. — Horloge Cauderay (1893). Élévation, détail des contacts et plan.
- L’arbre A (fig. 38) de Y horloge de M. Cauderay, pivoté en b' b', porte, outre le balancier a et son ressort a’, une armature a3, oscillant entre les électros C et C', et une came a7 représentée en détail par les figures 41 à 45.
- Le courant admis par F/à G arrive par fi au contact isolé d.{ ; puis, lorsque d7l touche d.h il sort par 0,72/3 F,. Cette fermeture a lieu de temps en temps, par l’appui de a7 sur le levier d', pivoté en d3 dans l’étrier d, et qui fait, par le ressort d3,
- A
- IL
- ï
- Jl
- £y-a7
- w
- Fig. 41 à 45. — Horloge Cauderay. Détail de l’armature a„ de l’échappement an et de l’arbre du balancier.
- elle reçoit ainsi de G l’impulsion nécessaire à sa marche. A chacune de ces oscillations, la dent
- Fig. 46 (1 à 6). — Horloge Cauderay. Fonctionnement du rappel.
- a-a du ressort a.,, rainuré clans A, fait avancer d’une dent l’échappement des secondes E (fig.
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- 42). Tant que l’amplitude des oscillations de A reste normale, la came a7 fait bien, à chaque fois, osciller d1, mais, comme de figure 46 (1) à figure 46 (4), pas assez pour abaisser D au contact. Au contraire, quand cette oscillation faiblit, du au retour de ait s’engage dans l’encoche de a7, qui, alors, comme de figure 46 (5) à figure 46(6), appuie suffisamment pour fermer le contact de d5.
- Gustave Richard.
- LES COMPTEURS TÉLÉPHONIQUES
- Dans notre précédent article sur ce sujet (*), nous avons décrit en détail le compteur téléphonique de M. K. Barth von Wehrenalp, qui permet de tenir compte à la fois du nombre et de la durée des conversations.
- Rappelons que ce système comporte des appareils transmetteurs installés au bureau central et des récepteurs ou enregistreurs distribués dans tous les postes d’abonnés. Le transmetteur affecté à chaque paire de cordes des commutateurs centraux se met en mouvement dès que la téléphoniste soulève la seconde .fiche pour prendre communication avec l’abonné appelé. Ce mouvement donne lieu immédiatement à une première émission de courant qui, gagnant par la ligne téléphonique le poste de l’abonné appelant, y actionne le récepteur et enregistre une unité de conversation. Si la durée de la conversation excède un certain temps choisi comme unité, par exemple 10 minutes, une deuxième émission de courant se produit et le compteur enregistre une nouvelle unité. Si la conversation ne cesse qu'au bout de n fois 10 minutes, le compteur note n unités, plus une première correspondant à la mise en communication.
- Il y a lieu de remarquer que, contrairement à ce qui a lieu dans la plupart des autres systèmes, le fonctionnement de cet appareil est subordonné au succès de l’appel émis par l’abonné. L’appel au bureau ne suffit pas à le mettre en marche; il ne commence à compter qu’à partir du moment où la communication a été effective -
- C) La Lumière È eclrique du 3i mars 1894, p. 601.
- ment établie entre les deux abonnés. En outre, les frais de la conversation sont mis à la charge de l’abonné appelant seulement.
- Le système de M. de Wehrenalp, établi sur des bases très rationnelles, nous avait paru sujet à une critique d’importance secondaire, il est vrai, mais qui ne peut être passée sous silence. 11 peut arriver, disions-nous, et c’est le cas le plus fréquent, que l'employée ne sache pas d’avance si la ligne demandée est occupée ou non. Elle est donc dans l’obligation de l’essayer, et ce, dans la plupart des systèmes, à l’aide de la seconde fiche. En cas d’occupation de la ligne, l’abonné appelant se verra ainsi compter une conversation, malgré l’insuccès de son appel.
- Dans une note qu’il nous communique, l’auteur du système nous soumet à ce propos les considérations suivantes.
- Il reconnaît tout d’abord le bien fondé de notre observation, en tant qu’il s’agit des bureaux téléphoniques organisés d’après le système multiple que nous avions spécialement en vue. Mais, dit-il, dans les petits bureaux à commutateurs simples (du type standard, par exemple), l'employée peut toujours s’assurer par la simple inspection du tableau si telle ligne est ou non occupée. Dans la première alternative, l’absence de toute manœuvre de mise en communication laisse l’appareil compteur dans l’inaction.
- D’autre part, il arrive que l’appel adressé au second abonné après connexion de sa ligne, par l’intermédiaire du bureau, avec celle de l'appelant reste sans réponse. Alors, quoique la conversation n’ait pu s’établir, l’appel est compté, ce qui se justifie par le fait que le bureau a effectué une opération complète et que ce travail doit être rétribué; le bureau ne saurait être rendu responsable de l’inobservation des appels, le soin de veiller à ces derniers incombant aux abonnés.
- Quant aux bureaux à commutateurs multiples, où il est nécessaire de s’assurer par un essai préalable de l’état de la ligne demandée, la mise à la charge de l’abonné appelant des frais de cette opération est conforme au principe même du mode de taxation que l’auteur s’est proposé d’établir : d’après ce principe, ne peuvent être exemptés de l'application de la taxe que les appels auxquels le bureau a pu ré-
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- pondre immédiatement sans effectuer d’autres opérations que celles nécessitées par cette réponse.
- Si, toutefois, on jugeait préférable pour tous les réseaux de ne soumettre à la taxe que les conversations effectivement établies, une modification peu importante de l’appareil primitif permettrait d’atteindre ce but. Il suffirait, à cet effet, de disposer le système à enclenchement (figure i, reproduction de la figure 3 de notre précédent article) de telle sorte que le disque x ne pût se mettre en mouvement qu’après réception du signal accusant la présence de l’abonné appelé, c’est-à-dire une fois la conversation engagée entre les intéressés.
- On utiliserait dans ce but la dernière manipu-
- lation que l’employée effectue après avoir constaté la présence des deux interlocuteurs aux appareils. Les tables usitées en Autriche (pour lesquelles l’auteur a déjà réalisé la modification dont nous nous occupons) comportent pour chaque paire de fiches une clef qui met à la terre les lignes reliées tant que le second abonné n’a pas répondu à l’appel. Après réception du signal de réponse, une dernière manœuvre de cette cler a pour effet de supprimer la communication à la terre.
- C’est donc avec cette clef qu’il faut relier mécaniquement le levier d’enclenchement z, en supprimant son bras g. Les deux fiches reposent alors directement sur la tablette ; elles peuvent être manœuvrées — pour l’essai des lignes, par exemple — sans que l’appareil en soit affecté. Mais si les deux fils sont engagés dans les organes de contact de deux lignes, et après
- réception du signal de présence émis par l’abonné appelé, l’employée manœuvre sa clef, laquelle permet au levier z de se dégager du cran i du disque x. Ce dernier est alors enclenché par l’intermédiaire du rochet k avec la roue dentée r animée d’un mouvement continu. Dès ce moment les émissions de courant et leur enregistrement se produisent. Comme après la fin de la conversation la clef est ramenée dans sa position initiale, le disque transmetteur est arrêté par le levier retombant dans le cran d’arrêt.
- M. de Wehrenalp nous fait encore remarquer une autre particularité de son appareil. Lorsqu’une conversation n’occupe qu’une fraction de la durée prise pour unité et correspondant au temps que met l’arbre du transmetteur à faire un tour entier, il restera un certain temps disponible pendant lequel il ne se produit pas d’émission de courant. Un abonné relié par la même paire de fiches immédiatement après la cessation de la conversation précédemment établie à l’aide de ces fiches bénéficiera donc de cette fraction disponible.
- Quoique cette différence, qui est tout à l’avantage des abonnés, se répartisse à la longue uniformément entre eux tous, l’auteur a prévu un dispositif pour ramener immédiatement après chaque conversation le taquet de contact n dans sa position normale, c’est-à-dire devant le contact m, afin que le comptage des conversations puisse en toute circonstance s’effectuer dès le début.
- Dans ce but, on reiie avec le disque de contact une roue dentée engrenant avec une seconde roue tournant sur un arbre séparé et portant une poulie à gorge.
- Lorsque l’employée laisse tomber la fiche, une cordelette reliée au poids q de la corde et passant sur la poulie à gorge fait tourner, sous l’action d’un contrepoids qu’elle porte à son autre extrémité, les deux roues dentées, et avec elles le disque.
- Mais les dents de la seconde roue présentent une lacune, qui a pour effet, lorsqu’elle vient à se présenter devant la première roue, d’arrêter l’entraînement du disque.
- Or, l’emplacement de cette lacune est choisi de telle façon qu’au moment où les deux roues dentées cessent de s’entraîner, le taquet n se trouve à peu de distance devant le contact m.
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- La roue dentée avec poulie à gorge reste alors folle sur son arbre.
- Telles sont les dispositions qu’indique M. de Wehrenalp pour montrer que les objections laites à l’application de son compteur téléphonique ne portent que sur des questions de détail faciles à résoudre.
- A. Hess.
- PHÉNOMÈNE CALORIFIQUE
- PRODUIT PAR LE COURANT É L ECT R1Q UE AU CONTACT b’UN SOI.IDE ET Ij'UN l.lQUIblC (')
- Dans un deuxième mémoire (2) présenté à l’Académie royale de Belgique, par l\l. Lagrange et moi, nous signalions quelques conclusions qui découlaient directement de l’explication que nous avions donnée antérieurement sur le phénomène.
- Si la gaine cause déterminante du phénomène est formée et maintenue par suite de la chaleur y dégagée, cette gaine doit naître et subsister d’autant plus facilement que l’électrode ou l’électrolyte sont à une température plus élevée, ce qui se vérifie en effet.
- Une autre déduction, basée également sur l’explication que nous avions donnée du phénomène, nous conduisit à découvrir la nouvelle forme suivante :
- Il était évident que si le corps immergé dans le liquide était isolé sur une partie de sa surface immergée, cette partie isolée, étant soustraite à l’action du courant, ne pouvait pas manifester le phénomène de la gaine. Gela nous donnait le moyen de localiser à volonté l’action calorifique.
- Mais ce même fait devait se produire, en protégeant tout simplement une partie du corps immergé par un isolant placé à quelques millimètres de sa surface, par exemple en protégeant une barre de fer au moyen d’un tube isolant no. tablement plus large, et ce en raison de la résistance supplémentaire qui se présente de ce chef
- (*) La Lumière Electrique, 21 avril 1894, p. 113.
- {") Bulletin de VAcadémie royale de Belgique, 3' série, t. XXXIV, n» 11, 1892.
- au passage du courant électrique à l’intérieur du tube.
- Dans un troisième mémoire (*) présenté par M. Lagrange et moi à l’Académie royale de Belgique, nous démontrons que le phénomène en question permet de dégager, dans l’unité de temps, sur une surface donnée d’un corps, une quantité de chaleur incomparablement supérieure à celles dégagées, dans le même temps, par tous les autres procédés, et notamment par l’arc voltaïque.
- Nous croyons pouvoir affirmer « que ce phénomène peut servir à l’obtention de températures infiniment plus élevées que celles obtenues par n’importe quel mode de production de chaleur ; qu’en principe, les quantités de chaleur dégagées par seconde sur une surface donnée ne sont pas limitées ; qu’enfin la seule chose qui limite la température réalisable, c’est la puissance des générateurs électriques ».
- Comme conséquence de cela, nous ajoutons plus loin :
- « Au contact entre l’électrode et l’électrolyte se trouvent donc réunies une action électrolytique et une action calorifique excessivement intenses qui sont de nature, dans certaines conditions, à favoriser les actions chimiques avec une énergie toute particulière. A ce titre, nous croyons devoir signaler simplement aujourd’hui aux chimistes ce phénomène physique. »
- Nous avons eu la bonne fortune de pouvoir mettre en évidence la rapidité extraordinaire de l’action calorifique par une expérience frappante et instructive que nous avons décrite dans un mémoire adressé à l’Académie des sciences de France (2). Il s’agit de la trempe superficielle,que nul autre procédé ne saurait reproduire et qui co’nsiste en ce qui suit :
- « Si nous échauffons par le procédé en question une tige d’acier, la chaleur pénètre dans la masse par la surface. Il est évident que si la quantité de chaleur ainsi dégagée â la surface, pendant un temps très court, acquiert une certaine valeur, l’acier pourra être porté, sur une certaine épaisseur, à une température très élevée, par exemple au rouge, ou même être mis en fu-
- (') Bulletin de l'Académie royale de Belgique, 3" série t. XXV, n° 2, 1893.
- (-) Comptes rendus, mars 1898.
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- sion, avant que la chaleur n’ait eu le temps de se transmettre jusqu’au centre du corps. Or, la seule interruption du courant ramène la tige ainsi échauffée en contact direct avec le liquide froid. Cette tige subit donc une trempe dont l’effet ne s’exerce, bien, entendu, que sur la partie qui était chauffée au rouge, c’est-à-dire sur une couche superficielle d’une certaine épaisseur.
- L’intérieur, au contraire, étant resté froid, ne subit pas cette action. L’épaisseur de la couche ainsi trempée, dépend évidemment de l’intensité du courant et de la durée de son passage.
- Ces actions, que nous avions prévues, ont été vérifiées par l’expérience; elles se traduisent par des effets d’une netteté parfaite. On sait que la trempe fait subir à l’acier un changement de structure moléculaire; de fibreux, le métal devient granuleux et cassant. Si l’on brise une tige d’acier ainsi trempée, on constate parfaitement, sur la cassure, deux structures complètement différentes : la couche superficielle forme une espèce d’écorce durcie, à grain fin, qui enveloppe l’intérieur fibreux et tenace.
- « La séparation entre les deux couches est parfaitement nette, et ce fait prouve bien la rapidité avec laquelle réchauffement a été produit. Signalons encore, sans nous y arrêter,, qu’il est possible d’obtenir sur une même tige d’acier et sur une même section des trempes de duretés différentes.
- « En dehors de l’intérêt scientifique qui s’attache à cette question, nous croyons devoir signaler l’importance que présente pour l’industrie métallurgique ce fait de pouvoir tremper directement l’extérieur des corps sans tremper la masse intérieure.
- « Si au lieu de prendre une tige d’acier, on opère avec une tige de cuivre, on peut en modifier de même superficiellement la structure moléculaire; mais, comme on le sait, les effets de la trempe ne sont pas du tout semblables à ceux qu’elle produit sur l’acier. »
- Jevcrois avoir ainsi épuisé les principaux travaux qui ont été faits sur la question. Cependant je citerai encore, uniquement pour mémoire, un article de M. Jules Neher, paru au mois de juin dans la plupart des revues d’électricité d’Amé-
- rique ('), relatant des expériences faites dans le laboratoire de la Compagnie Westinghouse en Amérique.
- M. Neher exprime l’avis que le phénomène n’est pas dû à une gaine gazeuse possédant une certaine résistance; il croit plutôt qu’il s’agit ici d’une décharge électrique comparable à celle de l'arc voltaïque.
- A l’appui de cette opinion, il cite le fait, qui aurait été constaté par lui, d’après lequel le phénomène se présente seulement lorsque l’électrode active est plongée dans le liquide alors que le circuit est fermé, tandis que le phénomène ne se présenterait pas si l’électrode active était enfoncée dans le liquide avant que le circuit ne fût fermé.
- D’abord, l’argumentation ici m’échappe. D’au-tre part il est parfaitement exact que lorsque l’électrode est plongée avant la fermeture du circuit, l’apparition du phénomène exige une force électromotrice quelque peu supérieure à celle qui est nécessaire lorsque le circuit est préalablement fermé ; il suffit de se rappeler à ce propos ce que je disais précisément sur l’influence d’un amorçage premier. Mais si M. Neher avait poussé la force électromotrice un peu plus loin (probablement a-t-il aussi utilisé des générateurs dont le potentiel n’était pas fixe aux bornes), il aurait constaté que le phénomène se forme parfaitement, même en plongeant l'électrode avant la fermeture du courant.
- Quant à l’arc dans un liquide, il se manifeste d’une tout autre manière. On peut du reste s’en rendre facilement compte en le reproduisant de la même façon que dans l’air.
- M. Lagrange et moi avons donné une autre manière de le produire (2), mais qui revient au même en dernière analyse.
- J’ai déjà signalé que, dans un travail antérieur, M. Lagrange et moi avions constaté que la gaine se forme avec une force électromotrice légèrement décroissante si on augmente la température du bain.
- Il était intéressant de relever les variations d’intensité que subit le courant lorsqu’on opère dans des bains à différentes températures, la
- (') Eleclrical World, juin 1893. — Eleclrical Engineer, juin 1893.
- (2) Ouvrage cité, p. 214.
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- force électromotrice et toutes les autres conditions étant les mêmes. Les résultats de ces expériences sont consignés dans le tableau suivant :
- Tempé- Durée Ampères
- rature Ampères Ampères par
- en ccntimè- Observations
- balu absorbés secondes secondes lie
- carré
- 30» C 100 l3 i3oo 6.3 Opérations sur un fer neuf très propre
- 3o° » 95 12 I 140 5.9 Surface immergée : 16 centimètres.
- 40° » 90 I I 990 5.6
- 5o° » 85 IO 85o 5.3
- 6o° 9 80 9 720 5.0
- 70° » 80 8 640 5.0
- 8o° » 75 9 675 4-7
- 90° » 60 i3 780 3.8 Gaine irrégulière.
- 95® 9 La gaine ne se forme plus.
- Il est remarquable que l’intensité du courant diminue lorsque la température augmente, c’est-à-dire que donc la résistance de la gaine augmente. Cependant la conductibilité du liquide a augmenté avec la température, ce qui devrait faire augmenter l’intensité du courant, si nous nous en rapportons à nos observations faites antérieurement (page 116), à propos des différences constatées dans les électrolytes de conductibilités différentes. Voici comment s’explique ce fait :
- . Si nous décomposons la gaine formée par exemple autour d’une barre ronde en un certain nombre de gaines plus minces, d'égale épaisseur, par des cylindres concentriques, le courant électrique dégage dans chacune de ces gaines une quantité de chaleur qui va en décroissant de l’intérieur vers l’extérieur, à cause des sections croissantes offertes au passage du courant, en admettant que la composition de la gaine soit uniforme.
- . D’autre part la gaine est limitée intérieurement par l’électrode portée à une température plus ou moins élevée, et extérieurement par le liquide à une température relativement très basse.
- La température de la gaine décroît donc de l’intérieur vers l’extérieur.
- La gaine est formée et maintenue par la chaleur dégagée par le passage du courant électrique; son épaisseur est limitée par la condensa-
- tion des vapeurs qui la composent. Or, cette condensation dépend essentiellement de la température du liquide ambiant; plus celui-ci est froid plus il y a de pertes de chaleur, de condensation, et moins forte sera l’épaisseur de la gaine. Par conséquent, lorsque la température du liquide augmente, la résistance de la gaine augmente dans une proportion qu’il serait du reste difficile de déterminer.
- Ce qui attire surtout l’attention dans le tableau ci-devant, c’est que d’une part l’intensité, et par conséquent l’énergie dépensée par le courant, diminue lorsque la température augmente, tandis que la chaleur absorbée par l’électrode augmente jusqu’à une certaine température, ainsi qu’il résulte en effet de la diminution du temps nécessaire pour porter l’électrode à la température de fusion. Ce fait n'est pas autrement explicable que si on admet que la gaine devient plus épaisse, plus résistante pour le courant électrique, et a.ussi moins conductrice pour la chaleur lorsque la température augmente, et qüe par conséquent la chaleur dégagée par l’énergie électrique se perd plus difficilement dans l’extérieur. Ce fait ne pourrait certes pas être attribué à la diminution des différences de température du fer en fusion (i5oo à 16000) et du liquide (o à ioo°).
- On remarque que lorsqu’on s’approche de 100“ la gaine devient irrégulière. En effet, le liquide est prêt d’entrer en ébullition; des quantités d’énergie relativement faibles suffisent pour le porter en ébullition. On entre dans une nouvelle phase d’équilibre instable, celle qui précède la disparition du phénomène qui nous occupe.
- Continuant dans le même ordre d’idées, j’ai recherché ce qui se produit lorsqu’au lieu d'opérer dans des solutions aqueuses on opère dans d’autres liquides, et j’ai plus particulièrement expérimenté sur la glycérine.
- La glycérine pure semble être parfaitement isolante, et par conséquent ne livre passage à aucun courant. En y additionnant un acide, une base ou un sel quelconque, ce qui la rend conductrice, on y retrouve les mêmes phénomènes que dans l’eau. Je désire seulement appeler l’attention sur les faits suivants, constatés lorsqu’on dissout, par exemple, du carbonate de potassium d’une part dans l’eau, d’autre part dans la glycérine.
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- i° A égalité de conductibilité de la solution et de toutes autres conditions, la gaine lumineuse se forme avec une différence de potentiel moindre dans la glycérine que dans l’eau et l’intensité du courant est moindre aussi. Par conséquent, la gaine se forme avec une moindre quantité d’énergie ou de chaleur dépensée;
- 2° A égalité de force électromotrice et de toutes autres conditions, l’intensité est plus petite, par conséquent la résistance plus grande et la quantité d’énergie dépensée plus petite dans la glycérine que dans l’eau.
- Le phénomène présente au surplus une stabilité manifestement plus grande que dans l’eau. La gaine semble plus épaisse, elle est plus tranquille et dégage moins de vapeur.
- Ces faits s’expliquent d’eux-mêmes et viennent, avec les faits constatés dans l’eau à des températures différentes, singulièrement confirmer l’explication que nous avons donnée sur le phénomène, sur la formation et le maintien de la gaine. En effet, la chaleur de vaporisation de la glycérine est considérablement moindre que celle de l’eau; par conséquent la gaine se formera et se maintiendra avec une dépense d’énergie électrique moindre que dans l’eau.
- Pour la même raison, une quantité donnée d’énergie électrique, transformée en chaleur, vaporisera une plus grande quantité de glycérine que d’eau, formera donc une gaine plus épaisse, avec une résistance plus forte que l’eau.
- Lorsque le liquide est en mouvement, on constate que la gaine est agitée; on voit parfaitement qu’elle est détruite par moments, et synchroniquement avec cela le courant augmente d’intensité.
- Lorsque le liquide communiquant au moyen d’une électrode de grande surface avec un pôle de la source d’électricité arrive sous forme de flux continu sur un métal quelconque qui communique avec l’autre pôle, le phénomène se forme également au contact du métal et de l’eau, à condition que l’eau arrive avec une faible vitesse; le phénomène se forme d’autant plus difficilement que la vitesse de l’eau est plus grande; la force électromotrice doit également être d’autant plus élevée, évidemment pour augmenter la stabilité de la gaine. Ces faits sont manifestement dus à ce que l’eau, venant frapper avec
- une certaine vitesse la gaine, détruit ou du moins altère celle-ci. En même temps l’intensité du courant augmente sensiblement, ainsi qu’il fallait s’y attendre rationnellement. Ces expériences attestent bien que c’est la gaine qui constitue la cause réelle et déterminante dé la chute de potentiel et du phénomène lumineux et calorifique qui nous occupe.
- Je n’ai plus qu’à conclure.
- La cause déterminante et réelle du phénomène calorifique qui se manifeste, dans certaines conditions, aux électrodes, réside incontestablement dans la présence d’une gaine gazeuse résistante qui sépare l’électrode du liquide.
- Tout d’abord on voit cette gaine enveloppant la partie immergée de l’électrode. Lorsque notamment la force électromotrice est légèrement supérieure à celle qui est nécessaire pour provoquer la première apparition du phénomène, on voit distinctement que l’électrode est séparée du liquide par une multitude de petites bulles formant une enveloppe continue, ces bulles, parfaitement visibles, pouvant devenir étincelantes et former une gaine lumineuse continue, et ce d’après la force électromotrice du courant.
- Or, cette gaine présente nécessairement une résistance considérable, et le courant, en traversant une résistance, dégage toujours une quantité de chaleur proportionnelle à cette résistance.
- Dans ces conditions, il me semble absolument inutile de vouloir chercher une explication ailleurs.
- J’ai cependant cru devoir réfuter les objections à mesure qu’elles se présentaient et je n’y reviendrai plus; je ne relèverai pas davantage les nombreuses manifestations plaidant en faveur de cette interprétation que nous avons rencontrées.
- Je me bornerai à en expliqùer la formation, et puis j’en rechercherai la composition.
- Supposons qu’un fil de cuivre plonge dans l’acide sulfurique à 60 o/o en poids, à une profondeur telle que la surface de contact ne soit pas beaucoup plus grande que la section du fil, par exemple que cette surface ne soit que deux ou trois fois (ou plus si on le désire) égale à la section. Dans ces conditions, le courant venant du fil, pour entrer dans la masse du liquide,
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- trouve cette surface de contact comme première section de liquide à traverser, et les sections suivantes augmentent insensiblement. Or, l’acide sulfurique à 60 0/0 en poids possède une résistance électrique spécifique à peu près un 'million de fois aussi grande que celle du cuivre ; par conséquent, lorsque la surface d’immersion est faible, la résistance offerte au passage du courant de l’électrode au liquide doit être considérable.
- On conçoit que par suite de cette résistance, un courant, même très faible, amené par. le fil de cuivre, sans échauffement appréciable de celui-ci, puisse déjà dégager une certaine quantité de chaleur au contact, y porter peut-être "une certaine quantité de liquide à l’état de vapeur, qui présentera une première [résistance "anormale entre l’électrode et le liquide.
- En même temps, l’action électrolytique du courant déposera de l’hydrogène à l’électrode négative, de l’oxygène à l’électrode positive, qui s’y attacheront sous forme de bulles, et ce 'd’autant plus par unité de surface que la surface de contact sera plus petite. Ces bulles présenteront une deuxième résistance anormale entre l’électrode et le liquide et donneront du reste lieu au phénomène bien connu de la polarisation.
- Il est évident que si on élève la force électromotrice, augmentant ainsi l’intensité et l’énergie dégagée, on augmente aussi la quantité d’eau évaporée, le nombre des bulles gazeuses, et par conséquent la résistance de contact, accroissant en même temps la chute de potentiel au contact.En augmentant encore la force électromotrice du couranl, il arrivera fatalement un moment où les bulles gazeuses et la vapeur d’eau formeront une véritable enveloppe, séparant nettement l’électrode du liquide qui constitue la gaine gazeuse.
- Cette gaine contient nécessairement de la vapeur d’eau et des bulles d’hydrogène ou d’oxygène selon qu’il s’agit de l’électrode négative
- - ou positive. Mais cette gaine devient lumineuse et peut présenter des points incandescents, même si l’électrode n’est pas portée à l’incandescence; donc elle contient des particules solides (portées à l’incandescence).
- Lorsque le liquide est une solution acide, il
- - ne contient comme élément positif que l’hydro-• gène; les particules solides incandescentes dans
- la gaine proviennent donc de l’électrode.
- Ceci est confirmé par ces deux faits : d’abord l’électrode subit en réalité un arrachement superficiel; en second lieu, dans une solution acide, on constate que la couleur de la gaine varie avec la nature de l’électrode.
- Lorsque le liquide contient une base ou un sel, l’élément positif, c’est-à-dire le métal de l’électrolyte, se porte au pôle négatif, conformément aux lois de l’électrolyse. Donc la gaine à l’électrode négative contient également des particules du métal de l’électrolyte. Ceci est du reste visible à la couleur de la gaine, qui est toujours celle du métal de l’électrolyte.
- Lorsque le métal est alcalin, on voit parfaitement à la surface du liquide, autour de l’électrode négative, la flamme du métal brûlant au contact de l’air.
- A priori, il est évident que d’après la composition du liquide et d’après la quantité de chaleur développée par la gaine, celle-ci peut encore contenir des particules de l’électrolyte proprement dit, à l’état de vapeur, de liquide ou de solide,comme aussi elle peut contenir les produits de décomposition de l’eau et de l’électrolyte.
- Je signalerai encore la formation d’hydrures, par la combinaison de l’hydrogène avec le métal de l’électrode; on retrouve très souvent après l’expérience une mince couche d’hydrure sur le métal; d’autres fois on retrouve des pellicules surnageant dans le liquide et composées d’hydrures, qui semblent avoir été arrachées de la surface de l’électrode par, l’action du courant-
- Lorsque le phénomène se présente au . pôle positif, les choses sont les mêmes, en principe, qu’au pôle négatif, avec cette différence que ce sont les éléments négatifs de l’eau et de l’électrolyte qui s’y portent. Ces éléments y attaquent du reste, et très énergiquement, l’électrode, lorsque celle-ci est un métal, pour former des sels. Aussi cette électrode disparaît-rapidement par les actions chimiques ; ce fait et la formation rapide des sels qui en résulte,, et qui doivent traverser la gaine pour entrer dans le liquide, paraissent être la cause pour laquelle la gaine se présente moins nettement à l’électrode positive qu’à l’électrode négative.
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- ÉTUDE DE QUELQUES NOUVEAUX TYPES
- DE
- MOTEURS A GAZ ET A PÉTROLE 0)
- MOTEURS « MARCEL » ET « MAURICE »
- Ces moteurs sont construits seulement pour de petites forces, depuis i homme (8 kilogram-mètres) jusqu’à i cheval. Leur fonctionnement est basé sur le cycle à quatre temps, à explosion tous les deux tours. Le « Marcel » (fig. 3) diffère du moteur Otto par la substitution au tiroir à glissière, d’un tube chauffé au rouge, dans lequel le gaz est comprimé par le piston pendant sa demi-course en arrière. Il n’a que deux valves, l’une pour l’admission, l’autre pour l’échappement, et qui sont commandées par une came -fixée sur l’arbre. Une circulation d’eau dans une dduble enveloppe refroidit le cylindre.
- Le régulateur est fondé sur le principe du tout
- ou rien, dont l’effet est de supprimer brusquement ou, au contraire, d’ouvrir en grand l’admission du gaz quand la vitesse angulaire s’écarte en deçà ou au delà de sa valeur normale, qui estde35o tours par minute.
- Le « Maurice», connu d’abord sous le nom de moteur Roolz, est également d’une construction très robuste et pourvu du système d’allumage par tube chaud. Il porte deux volants, pour assurer la régularité de la marche, et peut être employé pour la production de la lumière électrique, car sa force est suffisante pour actionner une dynamo de ioo watts, et même de 200 watts quand lé gaz est bien réglé. Ces petits moteurs, dont l’usage commence à se répandre en France, sont très employés en Angleterre pour les petites installations domestiques d’éclairage électrique, les ventilateurs, les tours, les pompes, les instruments de laboratoire, etc. (*)
- (*) La Lumière Electrique du ai avril 1894, p 120.
- MOTEUR A GAZ ET A PÉTROLE DE BROUHOT
- La maison Brouhot, de Vierzon, a établi un modèle de moteur à gaz pouvant également marcher au pétrole, et destiné surtout aux usages agricoles. Le type fonctionnant au gaz de ville ne diffère pas sensiblement des modèles déjà connus; son fonctionnement s’opère à quatre temps; le cylindre disposé en porte-à-faux sur son socle possède une double enveloppe pour le refroidissement. Le mélange détonant est allumé à l’aide d’une étincelle électrique produite par une batterie de piles dont la chargé dure 120à i3o heures, ou par une petite machine dynamo ou magnéto, actionnée par une transmission spéciale.
- Le moteur à pétrole (fig. 4) est de même construction que le précédent; il possède seulement en plus,un carburateur, récipient rempli de pétrole ou d’essence minérale très volatile, que l’air appelé par le vide créé dans le cylindre par le mouvement du piston traverse pour se charger d’hydrocarbures. Un bidon contenant plusieurs litres de^pétrole sert de réserve; un appareil de réglage est interposé et permet de remplacer ce liquide dans le carburateur au fur et à mesure de son usure par évaporation, de telle façon que la richesse carburante du pétrole est toujours constante, de même que son niveau. Ce dispositif, simple et robuste, peut donc rendre les meilleurs services pour toutes les applications agricoles.
- MOTEUR A GAZ ET A PÉTROLE DE BENZ
- Ce système est construit par M. Roger, ingénieur-constructeur. II. fonctionne d’après un cycle à deux temps, c’est-à-dire avec explosion à chaque course de piston, ce qui permet d’avoir autant de régularité qu'avec un moteur à quatre temps et à deux cylindres. Il est donc à recommander pour la production de la lumière électrique. Sa vitesse est plus faible que celle de toutes les machines du même genre : 125 tours environ à la minute.
- La construction de ce moteur est d’une grande simplicité : le fonctionnement est assuré parle jeu de trois soupapes seulement, facilement accessibles et ne pouvant se déranger, d’où suppression des organes si ^délicats du tiroir et du
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- robinet conique. Grâce à cette simplicité et à cette vitesse réduite, aux glissières employées et dont la large surface empêche le piston de s’ova-liser, à la fermeture hermétique des cylindres empêchant toute introduction de poussières et de corps étrangers venant limer piston et cy-
- lindre, l’usure est réduite à son minimum, et les réparations sont beaucoup moins importantes et moins fréquentes qu’avec tous les autres systèmes de moteurs.
- Le moteur Benz a une consommation assez faible : de 600 à 900 litres de gaz par cheval et
- par heure, suivant la force développée. Il marche également bien au pétrole, car il possède une pompe alimentaire qui lui permet d’aspirer l’air carburé avec n’importe quel carburateur; il absorbe environ 35o grammes par cheval-heure d’essence à la densité de 700.
- L’allumage du mélange explosif dans le cylindre est produit par un tube incandescent. Un
- régulateur centrifuge assure une vitesse constante à l’arbre de couche.
- Suivant les applications à réaliser, différentes formes ont été données à cet appareil. La disposition verticale est particulièrement bien comprise, un quart de mètre carré suffit par force de cheval; le poids est également minime : 220 ki-log. environ pour la puissance sus-indiquée, ce
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- qui permet de les installer dans les endroits les plus exigus (fig. 5).
- Parmi les nombreux emplois de ce moteur et les applications qui en ont été faites par son constructeur, il faut signaler les locomobiles au pétrole, pour travaux publics ou agricoles. Dans ce cas, le socle de la machine à l’avant forme réservoir à eau pour le refroidissement du cylindre; à l’arrière se trouvent deux compartiments ; le supérieur contient le carburateur, l’inférieur est réservé à l’échappement. Pour les petites unités
- Fig. 5. — Moteur à gaz Benz, type vertical.
- l’allumage se produit au moyen de l’électricité, à l’aide d’une pile et d’une bobine; pour les grosses forces, ce système est remplacé par une petite machine magnéto-électrique fournissant l’étincelle nécessaire.
- M. Roger a appliqué également le moteur Benz à la locomotion et imaginé des voitures à plusieurs places et des canots de plaisance empruntant leur force de traction à des machines de te système fonctionnant au pétrole, et ce sans aucun danger.
- Pour la lumière électrique, les groupes électrogènes avec moteur Benz et dynamo Roger,
- constituent un ensemble donnant les meilleure résultats, grâce à la régularité de marche des-moteurs.
- MOTEUR A PÉTROLE AKROYD
- Ce moteur a été inventé par MM. Akroyd, Stuart et Binney; il fonctionne au pétrole ordinaire sans carburateur, et peut utiliser toutes les huiles, depuis l’huile lampante qui pèse 780, jusqu’aux huiles lourdes pesant 860 et s’enflammant à 100 degrés.
- Le pétrole est emmagasiné dans le socle du moteur, qui affecte la disposition d’une machine fixe locomobile. Il n’est pas besoin de pile électrique pour l’allumage du mélange gazeux ; enfin on a cherché la simplicité la plus grande pour éviter toutes causes d’arrêt ou d’embarras.
- Voici la description de cette machine (fig. 7) :
- Une lampe à pétrole spéciale D, est montée à l’extrémité du cylindre A, et soufflée en B par un ventilateur rotatif F mû à la main au moyen d’une petite transmission. Une dizaine de minutes de chauffe sontsuffisantes, sous l'influence de ce courant d’air forcé, pour porter la capacité G, muniede nervures internes, à une température suffisante pour assurer l’inflammation du mélange détonant.
- Cette capacité G, qui est reliée au fond du cylindre par un conduit étranglé, reçoit d’abord par ce conduit, pendant la course arrière du piston, l’air qui s’y trouve comprimé; puis, vers la fin de ce quatrième temps, la quantité d’huile de pétrole strictement nécessaire à une explosion est injectée par une pompe menée par une came tournant deux fois moins vite que l’arbre moteur, et dont le piston retombe en décrivant, sous le rappel d’un ressort, sa course de refoulement, limitée par une butée réglable; le régulateur agit sur la soupape d’aspiration de cette pompe.
- Cette injection de pétrole au sein d’une masse d’air comprimé amène une vaporisation rapide et complète, de façon à constituer le mélange détonant qui s’enflamme au contact des parois échauffées du vaporisateur G. Pour mettre en marche, on tourne à la main le volant de la machine, de façon à produire la première explosion, après quoi l’on éteint la lampe L, et la température du vaporisateur G se maintient par suite des explosions successives.
- La pompe qui fournit l’huile pour* chaque ex-
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- plosion est à piston plongeur et visible sur le bas à droite des figures 6 et 7. Elle aspire, à chaque course du piston, dans le réservoir, par Vin tube latéral, exactement la quantité d’huile nécessaire à l’explosion, et la refoule dans le vaporisateur G par une soupape VN. Elle est mue par. un levier transversal visible sur la figure 6, articulé en B L, et poussé à gauche
- Fig. 6. — Moteur Akroyd.
- par un ressort qui le force à rappeler le piston, lequel est poussé par l’action d’une came calée, sur un arbre latéral, qui fait un tour pour deux de l’arbre du volant.
- Ce même arbre, visible sur la gauche et au milieu de la figure 6, porte l’engrenage d’angle qui commande le régulateur à boules G, système Porter.
- Lorsque la vitesse du volant dépasse le nombre de tours réglementaires, un doigt d’acier mû par le manchon du régulateur ferme la sou-
- Fig. 7
- pape d’admission de l’huile dans le vaporisateur, et elle fait retour au réservoir, de sorte que l’explosion est supprimée; dans ces conditions, qui sont celles des moteurs à quatre temps ordinaires, on peut, avec un volant assez lourd, arriver à une régularité de marche suffisante.
- La machine, une fois en marche, ne nécessite plus qu’une légère attention : la circulation se fait en W, pour rafraîchir le cylindre, et la marche est régulière.
- En résumé, le moteur Akroyd est à marche rapide, à haute compression, pour atténuer les encrassements, et à mise en train par foyer soufflé à l’aide d’un ventilateur à main. Il consomme du pétrole schisteux d’Ecosse, de densité o,85o, et à une dépense moyenne d’entretien d’environ 0,430 kg., soit un demi-litre par cheval-heure. L’encrassement est moins rapide et moins tenace que dans beaucoup d’autres moteurs.
- MOTEUR A GAZ FIELDING
- La caractéristique de ce moteur est une très grande simplicité; il ne possède qu’une seule soupape sous pression; les tiroirs sont supprimés, même dans les modèles verticaux de petite' force, et le mécanisme se réduit à deux clapets : l’un à double effet, dit compound, commandant à la fois l’admission et l’échappement, l’autrè
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- pour l’introduction du gaz. Ces deux soupapes sont actionnées par un double levier commandé par une seule came.
- Le fonctionnement s’exécute en quatre temps, comme dans le cycle Otto.
- Lorsque le piston commence sa course en retour après l’explosion, la soupape est soulevée par le jeu du levier et les gaz brûlés s’échappent dans la conduite amorcée à un espace annulaire au-dessous du clapet. A la course suivante, la soupape est soulevée davantage, et la valve (ou tiroir-valve) vient alors obstruer l’échappement,
- en même temps qu’elle dégage une ouverture inférieure en communication avec le cylindre, et une nouvelle charge est admise par aspiration. Lorsque la course d’admission touche à sa fin, l’action du levier cesse; la soupape est ramenée sans bruit sur son siège par son ressort antagoniste et la compression peut avoir lieu.
- Le double mouvement élévatoire de la soupape est obtenu par la came unique munie de deux renflements inégaux agissant successivement sur le levier de commande. Il n’y a donc qu’une seule soupape soumise à l’effet de la com-
- Fig. 8. — Moteur à gaz Fielding- avec self starter.
- pression dont l’effort est supporté sans aucun risque de déformation par un double siège, celui du clapet-disque et celui du tiroir-valve, en même temps que l’étanchéité est assurée d’une manière absolue.
- La seconde soupape, en avant de la première, commande simplement l’admission du gaz dans la chambre de mélange et travaille sans fatigue; son mouvement est régi par le deuxième levier, dont le déplacement est solidaire de la vitesse du moteur et fait fonction de régulateur.
- . Régulateur. — Le bras supérieur du levier correspondant à la soupape compound est muni d’un taquet oscillant retenu par un ressort. Ce taquet, à la vitesse normale du moteur, glisse
- sur un plan incliné terminant le levier de la soupape à gaz et le fait basculer.'
- Quand la vitesse s’accélère, le taquet, animé d’une force centrifuge supérieure à l’énergie de son ressort, ne peut plus accomplir sa descente sur le plan incliné ; il passe au-dessus et la soupape ne s’ouvre pas. Ce dispositif est très sensible, grâce à l’absence de toute friction, et il assure la constance du nombre, de tours de la machine par minute.
- Mise en train automatique. — Pour les grosses unités allant jusqu’à 35o chevaux, M. Fielding emploie pour la mise en train un réservoir chargé d’air comprimé à l’arrêt du moteur et par son piston (fig. 8).
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- Voici le fonctionnement de ce système :
- Le piston étant au point correspondant à l’allumage et le cylindre étant vide, bien entendu, un dispositif, qui permet l’ouverture temporaire des soupapes, entre en action lorsqu’on fait tourner le volant en avant. Le piston aspire donc une cylindrée de mélange tonnant. A peu
- près à la fin de cette course, les soupapes se referment automatiquement, et si l’on imprime alors au volant une légère impulsion en arrière suffisante pour comprimer légèrement le mélange, celui-ci pénètre dans le tube incandescent, et l'explosion a lieu. Le piston est projeté en avant avec force et le cycle ordinaire entre ins-
- Fig. 9. — Gazogène de Taylor.
- tantanément en jeu. Le maniement est assez peu pénible pour qu’un enfant puisse mettre en route un moteur de 20 chevaux et un homme seul les plus grosses unités. Dans ces dernières, un dispositif complémentaire dit de secours assure également une mise en marche et un démarrage nstantané.
- Gazogène Taylor. — L’avenir des moteurs à gaz, surtout ceux de grande puissance, est intimement lié à l’emploi des gaz pauvres produits à bas prix, car ils seraient impraticables avec le gaz de ville au prix où il est vendu. C’est pourquoi de nombreux inventeurs ont cherché à établir des appareils générateurs
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- simples et permettant de produire, avec une grande économie, par la décomposition de la vapeur d’eau au contact d’un foyer incandescent de grandes quantités d’un mélange gazeux utilisable sous le piston d’un moteur à explosion.
- Le gazogène Taylor est l’un des modèles les plus perfectionnés et les mieux combinés qui aient paru dans le courant de ces dernières années. Il a d’ailleurs fait ses preuves dans différentes industries, telles que la métallurgie et la céramique. Il se compose d’un générateur de gaz, d’une chaudière, servant à produire la vapeur d’injection, d’un faisceau tubulaire réchauffeur, d’une série de tubes refroidisseurs, d’un ba?-illet, d'un nettoyeur ou scrubbcr, et enfin d’un gazomètre.
- La caractéristique du Taylor entre tous les appareils similaires consiste dans son système automatique de décrassage, grâce à sa sole tournante qui permet d’enlever les déchets de combustible et nettoyer la grille sans arrêter la marche. Cette disposition dispense d’employer seulement de l’anthracite pur et donne la possibilité de faire usage de charbons maigres quelconques coûtant ordinairement très bon marché.
- Le générateur de vapeur est placé sur le gazogène même et chauffé par les gaz chauds qui s’en échappent.
- A la sortie de ce générateur, la vapeur produile passe dans un surchauffeur, puis dans un faisceau tubulaire parcouru par les gaz. La haute température du mélange d’air et de vapeur assure un rendement élevé. De leur côté, les gaz chauds produits par la décomposition de la vapeur d’eau dans le gazogène parcourent des tubes verticaux à grande surface, où ils se refroidissent, puis ils se lavent dans un barillet, traversent un nettoyeur à coke et enfin arrivent au gazomètre.
- Prix de revient de la force motrice. — Le mélange de gaz (hydrogène, oxyde de carbone, etc.) produit dans le gazogène peut atteindre un pouvoir calorifique de 1400 à i5oo calories; il faut donc 3 vol. i/o de ce gaz pour représenter un volume de gaz de ville ordinaire, renfermant -5200 calories. En conséquence, un moteur consommant 700 litres de gaz de ville par cheval-heùre exigera 25oo litres de gaz pauvres pour développer la même puissance. Pour produire ce volume gazeux avec l’appareil Taylor, il suffit de 55o grammes d’a.nthracite.
- Le prix de revient par cheval-heure dépend du prix du combustible employé. En prenant comme base d’appréciation, par exemple', un moteur de 8 chevaux consommant par cheval-heure 700 litres de gaz de ville à 20 centimes le mètre cube et marchant 10 heures, la dépense d’une journée sera de
- 700x8x10x0,20 , r . ,,
- ----------------rr 11 fr. 20 ou o fr. 14 par cheval-heure.
- 1000
- Si ce moteur, au contraire, était alimenté par
- du gaz pauvre produit avec de l’anthracite pur
- coûtant 55 fr. la tonne, il exigerait 55o gr. par
- cheval (pour 2,510 litres équivalant à 700 litres
- de gaz riche) et on aurait :
- o,55okg.x8x iox54 . , „ , .
- —----------------- = 2 fr. 42 ou o fr. o3oa par chev.-heure.
- 1000
- En employant, au lieu d’anthracite, du charbon maigre à 3o fr. on aurait :
- o,55okg. x8xiox3o 1003
- = 1 fr. 32 ou ofr oi65 par cheval-heure.
- Ce serait donc une économie de 88 0/0 sur le gaz de ville à 20 cent, le mètre cube et 45 0/0 sur les gaz d’anthracite pur.
- MOTEUR A PÉTROLE « VULCAIN »
- Ce moteur, inventé par M. Lude, présente de nombreuses analogies avec le système Akroyd que nous avons décrit précédemment. Il affecte la disposition horizontale, avec le cylindre en porte-à-faux à l’arrière du socle, et il est pourvu de deux volants pour assurer la régularité de la marche. La lampe servant à vaporiser le pétrole pour la mise en train est mobile sur une glissière au-dessus de la chambre de compression faisant suite au cylindre. Le cylindre est muni d’une double enveloppe pour la circulation de l’eau de refroidissement .
- La particularité la plus saillante de ce système réside dans le mode de commande des soupapes d’échappement et d’admission. Ce sont des leviers à mouvement alternatif commandés par des bielles coudées.
- Le régulateur est disposé à l’intérieur de la poulie de transmission; son action est assez efficace pour assurer la constance de la vitesse dans des limites restreintes.
- La consommation de pétrole ordinaire est de 5oo grammes en moyenne par cheval-heure;
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- l’encrassement est peu important quand le moteur est bien entretenu , mais la complication des divers organes de ce moteur est un inconvénient qui en limitera les applications.
- MOTEUR A GAZ KŒRTING-L1CKFIELD
- Ce système est construit par les ateliers Boulet et G" et appartient au type vertical. Il est du, type à quatre temps. Tous les organes du mouvement sont groupés sur une colonne en fonte creuse, à la partie inférieure de laquelle se
- Fig. io. — Moteur Kcerting.
- trouve le cylindre moteur. Les soupapes d’admission et d’échappement sont disposées à côté l’une de l’autre sur le devant; le régulateur à masse centrifuge, agit directement sur le levier des soupapes, enfin l’allumage s’effectue par une flamme, et sa disposition est assez simple pour n’exiger qu’un rodage des soupapes de temps à autre.
- La consommation de gaz, par cheval et par heure, pour des moteurs de 8 chevaux au plus est d’environ 800 litres. L’arbre moteur est placé à la partie supérieure, et la transmission du mouvement aux tiges commandant les soupapes s’effectue par deux engrenages enfermés dans une boîte, et un système de cames. L’usure
- d’huile pour le graissage est très faible, vu le petit nombre de frottements de la machine.
- MOTEUR A GAZ D’ANDREW
- ; Ce modèle, construit en Angleterre, appar-; tient au type Otto et fonctionne suivant le cycle , à quatre temps. Il est pourvu d’un régulateur j oscillant très simple : un poids monté sur un' ; ressort est mû par un levier oscillant, et tant que la machine marche à sa' vitesse de régime, le poids tient en position un levier réglant l’introduction du gaz dans le cylindre. A toute variation d’allure au-dessus de la vitesse nor-\ male, le poids prend une position différente et modifie l’inclinaison du levier pour fermer l’admission du gaz. Parce moyen, la consommation de gaz est constamment proportionnelle au travail développé.
- L’allumage du mélange s’opère à l’aide d’un tube incandescent; il est muni d’une valve variable, assurant l’allumage au moment précis où la compression est terminée. Le démarrage en arrière est donc évité, et ce moteur est absolument self-starling, grâce à cette soupape.
- L’arbre possède deux volants qui, avec le régulateur, assurent une grande régularité de marche. La consommation de gaz d’éclairage s’abaisse jusqu’à 58o litres par cheval-heure avec des unités de 100 chevaux.
- Ces derniers types sont pourvus, pour la mise en train, d’un dispositif self-slarler qui dispense de tourner le volant à bras. Le moteur est arrêté avec la tête de bielle un peu au-dessus du centre, le piston étant au point correspondant de l’allumage; le gaz entre dans le cylindre par une petite valve tenue ouverte par un ressort antagoniste, et qui se referme dès que la pression supé-: rieure pour l’explosion se produit. Le gaz arri-i vant sous pression chasse une portion de l’air ‘ contenu dans le cylindre. Cet air ne peut s’échap-; per que par une valve similaire rappelée par un , ressort et fixée au sommetdu tube incandescent.
- \ Au bout d’une minute, le gaz commence à sui-; vre l’air par l’orifice au sommet du tube; aussi-• tôt que sa quantité est suffisante pour former un mélange détonant, il s’allume dans le tube, qu’il ! traverse pour se rendre dans le cylindre y allu-: mer la charge entière. Ainsi la déténte pousse le piston et le moteur est mis en marche auto-
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- matiquement aussitôt le mélange conbustible produit.
- Le moteur Andrew, connu en France sous le nom de«Triomphe»,marche aussi au gaz pauvre produit à l’aide de gazogènes Dowson. La consommation de combustible mesurée s’est trouvée être de 600 à 800 grammes d’anthracite par cheval-heure. A une station centrale d’électricité, un moteur ainsi alimenté a pu produire le courant à 10 centimes le kilowatt-heure, y compris toutes les autres dépenses, huile, chiffons et salaire du mécanicien. >
- H. de Graffigny.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Sur l’importance des circuits entièrement métalliques pour les tramways électriques, par J.-H. Vail (•).
- Au début de la traction électrique deux systèmes distincts se disputaient la faveur du public. L’un était le système à double fil aérien, présentant un circuit d’aller et de retour corrr plètement métallique; l’autre le système à fil simple, employant la voie et la terre comme conducteur de retour.
- Le système à double trolley fut trouvé peu pratique dans beaucoup de ses détails, et le trolley unique, par sa simplicité et sa facilité de maniement, s’est frayé rapidement un chemin dans la faveur du public. Ce système a recours aux différentes canalisations souterraines et à la terre pour compléter son circuit. On a pris un certain nombre de mesures pour raire de la voie et de la terre combinées un conducteur plus parfait et de plus faible résistance en enfouissant des plaques de terre en cuivre ou en fer, des vieux rails ou de vieilles roues de voiture, et en les reliant à la voie, ou encore en enfonçant des piquets en fer reliés à la voie par des fils, et enfin en mettant la voie en communication avec les canalisations d’eau et de gaz.
- Pour renforcer la voie, on l’a aussi fait ac-com'pagner souterrainement par un conducteur
- (l) Communication faite à la National Electric Light Association.
- en fer ou en cuivre rejoignant par endroits les rails; d’autres fois, on a soin d’établir une connexion électrique supplémentaire entre les rails aux endroits des joints. Il y a quelques années, les experts admettaient que la terre et les canalisations métalliques suffiraient amplement à conduire le courant nécessaire à la traction. On ne se rendait pas compte alors de l’énorme intensité de courant qu’il fallait ainsi convoyer, et l’on ne prévoyait pas qu’en s’étendant le courant aurait une action électrolytique dangereuse pour les tuyaux placés dans le sol pour des usages divers.
- De sérieux essais montrent que la conductibilité de la terre avait été exagérée. Les tuyaux en fer et en plomb étant meilleurs conducteurs que la terre, ils attirent le courant, et l’humidité favorise l’action électrolytique exercée sur ces tuyaux. Dans certains endroits l’action électrolytique est plus puissante que dans d’autres ; son activité dépend, en effet, de la composition du sol. On a trouvé que les fuites de gaz d’éclairage, qui imprègnent peu à peu le sol, favorisent l’action électrolytique. Sur une ligne de tramway électrique dont les rails sont reliés avec la canalisation d’eau, les tuyaux conduisent jusqu’à 28 0/0 du courant. On cite même des cas où jusqu’à 40 0/0 du courant total ont passé par les tuyaux. L’auteur est convaincu que toute canalisation d’eau ou de gaz qui fait partie d’un circuit ne doit pas tarder à être corrodée et à présenter des défauts aux joints où la résistance est plus élevée que dans les autres parties.
- Des essais ont montré que l’action électrolytique d’un courant de 5 ampères seulement produit à la longue de sérieuses détériorations dans une conduite en fer. La rapidité de l’action dépend de la nature du sol, du degré d’humidité et de l’intensité.du courant; mais l’action destructive est constante et inévitable.
- L’emploi à peu près général de ce mode de construction de ligne a sa raison d’être dans l’économie qu’il procure. Mais les troubles et les accidents qui résultent de cette façon de procéder sont suffisamment importants pour qu’il soit indiqué d’abandonner ce procédé; il. est important de construire les lignes de tramways électriques de telle sorte qu’elles ne puissent exercer aucune action électrolytique sur les canalisations souterraines appartenant à d’autres compagnies.
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- Un des points faibles des systèmes tels qu’ils sont établis réside dans l’insuffisance des joints entre les rails. Nous ne pouvons pas considérer les éclisses et les boulons comme formant des conducteurs de résistance constante; le contact est imparfait au point de vue électrique, les surfaces métalliques étant oxydées et constamment en mouvement. La section des rails serait presque toujours suffisante pour n’offrir qu’une faible résistance au courant, mais il faut que les jonctions soient établies mécaniquement de telle façon que le contact électrique soit parfait, et qu’en outre la section de l’éclisse de jonction atteigne presque celle du rail, tout en conservant l’élasticité voulue.
- L’inspection des joints est presque toujours très difficile. Un joint défectueux se révèle par les secousses qu’il donne lorsqu'on vient à passer dessus, et aussi par des élévations de température qui se manifestent surtout en hiver par la fusion de la neige autour du point défectueux.
- En ce qui concerne la conductibilité propre des rails, on sait que la section totale de deux rails est suffisante pour donner passage, sans échauffement sensible, à un courant de 800 à 900 ampères, en ne prenant que le tiers de la densité de courant admissible dans le cuivre. Ces chiffres montrent combien il est absurde d’employer avec les.rails des éclisses de quelques centimètres carrés de section et de prétendre les renforcer à l’aide d’un fil de fer ou de cuivre de quelques millimètres de diamètre.
- L’auteur pourrait citer des cas où le fil de cuivre supplémentaire a complètement disparu. La dépense faite pour poser ces fils est tout à fait superflue. Il ne reste comme moyen d’assurer la conductibilité du circuit de retour que l’emploi de feeders prenant contact avec les rails à intervalles assez rapprochés, et l’auteur recommande même de se servir de feeders parfaitement isolés. Le surplus de dépenses est, d’après lui, amplement racheté par la destruction moins rapide des joints et aussi par le meilleur rendement de la ligne.
- Ce système présenterait tous les avantages de la double ligne aérienne, tout en n’entraînant pas les inconvénients que l’on peut reprocher au système actuel.
- Supports de poteaux télégraphiques Fischer, Treuenfield et Siemens (1893).
- Le poteau tubulaire A repose sur le fond conique C du tube B ; on remplit l’espace annulaire A B de ciment, puis on visse en D la douille conique fendue R, qui relie solidement
- Fig. 1 et 2. — Poteaux télégraphiques.
- A avec D. L’embase C se centre pari sur le large socle en tôle P. G. R.
- Turbo-moteur de Laval.
- Nous avons, au cours de l’actualité, tenu nos lecteurs, le mieux que nous le pouvions, au courant de la question des turbo-moteurs, ou turbines à vapeur, si intéressante pour les électriciens (*).
- La turbine de M. de Laval, dont nous avons été l’un des premiers à faire connaître le principe (2) vient, grâce à l’initiative de M. Sos-nowski, de s’introduire en France, où elle est construite par la maison Breguet : nous croyons intéressant de donner à cette occasion quelques détails sur cet ingénieux appareil.
- Ainsi que le montre la figure 1, sur laquelle on a représenté comme transparente l’enveloppe de la turbine, on voit qu'elle se compose essentiellement d’une roue sur laquelle la vapeur,
- (*) 18 février, 1893, p. 321.
- (!) Turbo-moteurs Dow, 10 juin 1893, p. 479; Dumoulin, 3 avril 1886, 14; Edwards, 7 janvier 1893, 3i ; Laval, 18 février 1893, 321 ; Mac Elroy, 3o décembre 1893, 621 ; Parsons, 10 octobre 1891,85, 7 mai, 9 juillet 92, 280, 18,76, 23 septembre 1893, 578, Seger, 7 octobre 1893, 3i.
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- amenée de la chaudière, suivant la flèche supérieure, dans une conduite de distribution en forme de tote, arrive par une série d’ajutages inclinés sur les aubes, comme l’indique plus clairement la figure 2, où l’on a représenté cette roue isolément. Au sortir des aubes la vapeur s’échappe, suivant la flèche horizontale de la figure 1, soit dans l’atmosphère, soit au condenseur.
- On remarquera sur la figure 2, la forme coni-
- Fig. 1 — Turbo-moteur de Laval.
- que des ajutages de vapeur, évasés vers la roue, de façon que la vapeur s’y détende, et arrive sur les aubes avec une pression à peu près égale à celle de i’atmosphère ou du condenseur. Il en résulte que cette .vapeur arrive sur . les aubes avec la plus grande vitesse possible,, et les traverse presque sans s’y détendre, comme le ferait une eau extrêmement légère, en ne faisant tourner la roue que par son impulsion, à l’in-
- verse de ce qui se passe dans la plupart des autres turbines, où la vapeur agit sur les aubes en partie par sa détente. De là, une grande simplification de l’appareil, réduit à une roue unique, sans joints nécessaires entre elle et son enveloppe, puisque ses deux faces sont naturellement en équilibre de pression, puis sa grande énergie, due à la vitesse extrême à la-
- Fig. 2. —Turbo-moteur de Laval. Détail de la turbine.
- quelle la roue doit tourner pour utiliser convenablement l’impulsion de la vapeur, et enfin une économie relativement considérable de vapeur, due au peu d’influence exercée sur elle par les parois si peu étendues des sections quelle traverse.
- Puissance Enco Longueur librement e Largeur n */*“ Hauteur Poülîe de Diamètre commande Largeur Consc par che Pression d'admission immation de v /al effectif et j. Echappement libre apeur ar heure Echappement au condenseur vide de 63ta/ni Poids en kilos Nombre de tours de l'arbre de commande Prix en Francs
- Chevaux Kilos Kilos Kilos
- 5 705 365 730 160 80 6 22.5 l6.3 i3o 3ooo 14OO
- IO gi5 485 880 200 IOO 6 22,5 i5,9 200 2400 2000
- 15 IOOO 485 880 200 I ! 5 6 22,5 i5,9 235 2400 2600
- 20 1045 ' 620 1020 240 i3o 6 22,5 i5,5 365 ' 2000 3200
- ,3o • 1135 620 1020 240 i55 6 22.5 i5,5 410 2000 4400
- . 5o 1880 940 1335 — 8 16,0 9,0 l55o • i5oo 7000
- IOO *7“ 8 “ 11000
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- * En fait, ainsi que l’indique le tableau ci-joint, les consommations de vapeur des turbines de Laval seraient relativement très modérées.
- Les turbines de Laval marchant à de très grandes vitesses : une roue de 25 chevaux, de 160 millimètres de diamètre et de i centimètre, d’épaisseur fait 24000 tours par minute, ce qui développe à sa circonférence une force centrifuge d’à peu près 5o kilogrammes par gramme. De là, une difficulté très grave, résultant du moindre balourd, et que l’on a tournée d’une façon fort habile, en faisant l’arbre de cette roue assez mince pour que, grâce à sa flexibilité, la roue se centre automatiquement à chaque instant sur son axe de figure ou d’inertie, autour duquel elle tourne librement, sans fatiguer ses paliers.
- Cette grande vitesse, à laquelle la turbine de Laval doit sa puissante énergie — la roue d’une turbine de 3oo chevaux fait 15ooo tours, et n’a que o,5o m. dediamètre — oblige à des réductionsde vitesse considérables. La figure 1 indique comment on y est arrivé, en constituant le premier élément de ce réducteur par une transmission hélicoïdale double, à pas contrariés pour éviter tout effort de butée. C'est sur l’axe du grand pignon de cette transmission qu’est installé le petit régulateur centrifuge qui gouverne l’admission de la vapeur.
- La turbine de Laval présente sur les appareils analogues précédents l’avantage principal d’une incontestable simplicité, et méritait certainement d’être signalé à nos lecteurs comme des plus ingénieux.
- G. R.
- Indicateur automatique de niveau d’eau (').
- L’appareil représenté par les figures 1 à 3 est construit par la Compagnie India Rubber, de Silvertown. Il sert à indiquer à distance le niveau de l’eau dans un puits ou un réservoir. L’électricité est l’agent employé pour la transmission des indications.
- L’appareil est formé de deux parties : le transmetteur et le récepteur-enregistreur.
- Les figures 1 et 2 montrent la disposition du transmetteur, que l’on place sur le réservoir. Il est formé d’une charpente supportant un arbre a sur lequel est calée une roue à empreintes b
- portant la chaîne du flotteur. Ce même arbre porte encore la roue dentée c actionnant un pignon d fou sur un second arbre placé au-dessus du premier. Cet arbre présente un manchon muni de deux taquets diamétralement opposés dont l'un ou l’autre vient en contact avec un doigt fixé sur le pignon, lorsque le flotteur fait tourner le système.
- A une extrémité du petit arbre est montée une manivelle reliée à la tige du piston du cylindre oscillant amortisseur e, qui assure le mouvement apériodique de toutes les pièces de l’appareil. Derrière cette manivelle se trouve un contrepoids/, fou sur l’arbre, mais dont le mouvement par rapport à cet arbre est limité par deux arrêts, contre l’un desquels il vient buter lorsque l'arbre tourne.
- A l’extrémité extérieure de l’arbre est fixée la came qui actionne les contacts électriques, par l’intermédiaire desquels les mouvements du flotteur sont transmis au récepteur.
- Supposons, par exemple, que le niveau de l’eau monte dans le réservoir. L’arbre principal tourne alors dans un certain sens sous l’action du flotteur, et le pignon d suit ce mouvement. Lorsqu’il vient en contact avec l’un des taquets, son arbre se trouve entraîné avec lui et soulève le contrepoids. Ce dernier ayant atteint sa position la plus élevée, le moindre déplacement le fait retomber sur son second arrêt; il entraîne l'arbre dans ce mouvement, le pignon n’étant pas solidaire avec l’arbre. Dans la chute du contrepoids l’arbre a décrit un angle de près de 1800, et au cours de cette rotation la came a établi un contact électrique et envoyé un signal au récepteur. Le contact commence peu après que le contrepoids s’est mis en mouvement et n’est interrompu qu’un peu avant la fin* de la course. Le cylindre amortisseur ralentit suffisamment le mouvement pour assurer la transmission nette et sûre d’un courant indicateur.
- Les contacts de transmission sont indiqués sur la figure 2 avec leurs connexions.
- E et L indiquent la borne de terre et la ligne', C et Z désignent les pôles de la pile. Les deux tiges g et h sont appuyées par des ressorts contre une pièce de contact placée entre elles,* et qui est reliée d’une façon permanente au pôle négatif Z de la pile. A côté de ces tiges, extérieurement, se trouvent les:-.contacts fixés su’r des ressorts en relation, constante avec le:„pple
- (') Engineering, 2 février 1894.
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- positif G de la pile. L’une des tiges est reliée à la ligne, l’autre à la terre.
- Entre les extrémités supérieures de ces tiges
- se trouve une pointe d’ivoire, fixée sur un levier k se terminant à son extrémité supérieure par une fourche sur laquelle agit la came.
- Fig. i et 2. — Indicateur
- Lorsque celle-ci tourne dans un sens ou dans l’autre, elle fait dévier le levier k, dont la pointe d’ivoire éloigne l’une ou l’autre des tiges g et h du contact négatif, et la met ensuite sur un des contacts positifs i ou j suivant les cas. Le circuit se trouve alors complété et la pilé envoie un courant.
- Il faut remarquer que la première partie du mouvement, par laquelle une des tiges est éloignée du contact négatif, est effectuée par la petite portion centrale de la came, pendant que le contrepoids est soulevé ; le contact positif, d’autre part, est établi par l’extérieur de la came, pendant que le contrepoids complète la rotation de son arbre.
- Le résultat de ces mouvements est que la montée du flotteur a pour effet d’envoyer dans la ligne un courant dans un certain sens, et sa descente envoie un courant dans le sens opposé.
- Ces courants agissent à l’autre extrémité de la ligne sur le récepteur, dont nous allons indiquer la construction.
- Ce récepteur, dont la disposition intérieure est représentée par la figure 3, consiste essentiellement en une paire d’électro-aimants agissant chacun sur deux cliquets engagés dans les dents d’une roue à échappement. Les cliquets supérieurs ne servent qu’à arrêter le mouvement
- de niveau. Transmetteur.
- de la roue lorsque les électro-aimants sont inactifs, tandis que les deux cliquets inférieurs ser-
- Fig. 3. — Indicateur de niveau. Récepteur.
- vent à imprimer à la roue à échappement une rotation dans l’un ou L’autre sens.
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- Les deux électro-aimants sont en série sur la Jigne, et le courant qui les traverse simultanément devrait avoir pour effet de soulever à la fois les cliquets des deux côtés, et la roue n’au-irait donc pas tendance à tourner. Il est par suite nécessaire que le courant agisse sur un des électros seulement lorsqu’il s’agit d’enregistrer une montée du flotteur, et sur l’autre lorsque le sens du courant transmis correspond à une descente.
- Cette différentiation est effectuée par un relais polarisé, que l’on voit à gauche sur la figure, et qui actionne un contact mettant en court circuit l’un ou l’autre des électros selon que le courant est positif ou négatif.
- Les mouvements de la roue à cliquets sont indiqués par une aiguille sur un cadran, mais les constructeurs de l’appareil lui adjoignent aussi un cylindre enregistreur permettant d’obtenir le graphique continu des variations de niveau.
- Ecrans transparents conducteurs pour appareils électriques et autres, par W.-E. Ayrton et T. Ma-ther (*).
- On sait que les instruments électrostatiques doivent être protégés des influences électriques extérieures par des écrans; mais on ne se rend pas compte généralement que certains instruments destinés à mesurer de petites forces, tels que certains types de voltmètres électromagnétiques,de. manomètres pour faibles pressions,etc., sont susceptibles de donner des indications fausses par suite de l’intervention d’une attraction électrique qui s’exerce sur l’aiguille, attraction produite par le couvercle de verre lorsqu’on touche ou frotte celui-ci.
- Prenons, par exemple, un type bien connu de voltmètre électromagnétique à contrepoids, tel qu’on en trouve sur les tableaux de distribution d’un grand nombre de stations centrales. Poulie moment, les bornes de l’instrument ne sont pas reliées au circuit de distribution, de sorte qu’il devrait indiquer une pression nulle. Mais il suffit de frapper le côté droit du couvercle de verre avec le doigt pour que l’aiguille se déplace et indique 80 volts ou plus. Maintenant relions
- (') Communication faite à l’Institution of Electrica! Engineers, le 12 avril 1894. Communiqué par les auteurs.
- l’instrument aux conducteurs; il devrait indiquer environ 100 volts. Or, si nous frappons maintenant le côté gauche du couvercle, la tension semble descendre brusquement à 40 volts. Un effet analogue se produit lorsqu'on frotte le couvercle du verre avec une peau ou un chiffon sec.
- Si, de cette façon, on peut fausser les indications de l’instrument de 60 ou 80 volts, ne semble-t-il pas que l’on ne puisse être sûr que le couvercle — maintenu sec dans l’atmosphère chaude d’une salle de machines — n’a pas été électrifié par un attouchement accidentel suffisant pour causer une erreur de 3 ou 4 0/0?
- Nous trouvons que ce modèle d’instrument n’est pas le seul qui soit affecté par l’électricité de frottement produite sur le couvercle ; d’autres instruments électromagnétiques sont plus ou moins sujets à la même cause d’erreur.
- De plus, cette source d’erreurs agit aussi fortement sur des instruments construits pour mesurer des quantités d’ordres de grandeur très différents. Voici, par exemple, une jauge à vide dont le secteur denté a été remplacé par un ressort amplificateur Ayrton-Perry. Cette jauge est très sensible, elle accuse les moindres variations de pression. D’autre part, l’aiguille est en verre, et ne devrait donc pas être affectée sensiblement par une force électrostatique; pourtant, un coup frappé sur le couvercle de verre fait dévier l’aiguille de plusieurs degrés.
- On sait qu’il est possible de protéger un instrument de ces perturbations électrostatiques extérieures en l’entourant d’une cage métallique formée de fil ou de bandes d’étain. Mais ce procédé présente l’inconvénient de cacher en grande partie les mouvements de l’aiguille, qui ne peuvent être observés de loin. Nous avions donc songé à abriter l’aiguille de notre voltmètre électrostatique sous le cadran métallique et à n’en laisser sortir que la pointe à travers une fente de ce cadran. Mais nous avons dû abandonner cette disposition, car pour rendre la protection efficace il faut réduire la partie visible de l’aiguille à un point, dont les déplacements sont moins faciles à observer à une distance de quelques mètres que ceux d’une ligne noire, apparence sous laquelle se présente l’aiguille lorsqu’on la voit toute entière. Toutefois, il paraît que ce dispositif a été adopté récemment par une maison de construction.
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- Nous fûmes ensuite conduits à chercher un écran parfaitement transparent et conducteur qui permît, tout en fonctionnant comme écran électrostatique parfait, de laisser voir nettement l’aiguille et le cadran. Notre première idée fut d’employer deux verres parallèles et de verser dans l’intervalle un liquide d’une couleur incolore. Mais, craignant les fuites de liquide et l’altération graduelle de sa transparence, nous avons porté notre attention sur des dépôts de pellicules solides suffisamment minces pour être pratiquement transparentes, mais en même temps conductrices. Nous avons essayé le noir de fumée, l’argent sous diverses épaisseurs, le mercure évaporé et déposé, le sel ammoniac évaporé et déposé, etc., mais ces essais ne nous amenèrent aucun résultat satisfaisant.
- Après une conversation avec le professeur Boys, dans laquelle nous avions discuté ce problème, nous commençâmes des expériences suidés vernis, dans le but de composer un vernis aussi dur et aussi limpide que la gomme-laque, mais conducteur au lieu d’être isolant. Des lames'furent enduites de gomme, de coaguline, de l’électrolyte gélatineux employé dans les accumulateurs (formé de silicate de soude et d’acide sulfurique dilué), de silicates alcalins dissous dans l’acide acétique seul ou mélangé avec l’acide sulfurique, de gélatine dissoutedans ces mêmes acides ou mélangés d’acides. Après un grand nombre d’essais, nous sommes arrivés aux deux procédés suivants, qui donnent des résultats parfaitement satisfaisants :
- 1. — Faites dissoudre au bain-marie une partie de gélatine transparente dans quatre parties d’acide acétique. A cette solution ajoutez la moitié de son volume d’acide sulfurique dilué préparé en mélangeant une partie d’acide concentré avec huit parties d’eau distillée, et appliquez ce mélange à chaud sur le verre préalablement poli. Quand cette pellicule est froide, on la recouvre d’une couche d’ « émail anti-sulfurique de Griffith ».
- 2. — Diluez la solution de gélatine préparée dé la‘façon indiquée ci-dessus, en y ajoutant de l’acide acétique (deux volumes d’acide pour un de solution) et après nettoyage, étendez cette solution sur le verre froid. Chassez l’excès d’acide en chauffant, laissez refroidir, et recouvrez d’une nouvelle couche de solution. Diluez l’émail anti-sulfurique en y ajoutant de l’éther, i
- recouvrez-en la couche de gélatine. Chassez l’éther en réchauffant, et appliquez une seconde couche de cet émail dilué.
- Avec une certaine expérience on arrive* comme le font MM. Elliott et Paul, à produire une couche de substance dure au toucher, et si transparente, que ce n’est qu’en regardant le verre obliquement que l’on découvre le verniss Cette couche est si conductrice qu’en appliquant une différence de potentiel alternative de plusieurs milliers de volts, avec une fréquence de 290, entre l’aiguille et les inducteurs de notre voltmètre astatique, l’aiguille n’est pas attirée par une tige métallique approchée extérieurement du couvercle de serre et reliée électriquement aux inducteurs.
- Il faut, toutefois, une certaine expérience pour appliquer la couche de vernis de façon qu’elle ne soit pas trouble et qu’elle conduise bien.
- Appliqué aux couvercles de verre des voltmètres, ce vernis rend ces instruments insensibles aux actions électrostatiques extérieures.
- Interrupteur pour circuits à grande self-induction, par H. Müller (').
- Lorsqu’on coupe un circuit contenant une forte self-induction, par exemple le circuit d'ex-*
- Fig. 1. — Interrupteur pour circuits à self-induction.
- citation d’une dynamo, il arrive que l’extra-cou-rant ait une tension suffisante pour détruire l’isolation. Pour éviter des accidents de ce genre, on procède ordinairement de façon à diminuer tout d’abord l’intensité du courant. On se sert à cet effet de rhéostats métalliques ou à liquide, ou d’un arc que l’on allonge peu à peu. Ces dispositifs semblent moins commodes et moins sûrs que le suivant.
- Dans le diagramme (fig. 1), Rt représente le
- {') ElcIUi'utüchnische Zeitschrift, 8 mars 1894.
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- circuit d’excitation d’une grande dynamo alimenté par une source aboutissant aux bornes B et B,. Ro est une résistance sans induction, qui peut être mise en circuit à l’aide du commutateur a2. L’interrupteur principal at est disposé de manière que les résistances Rt et R2 puissent être simultanément coupées.
- La tension de l’extra-courant qui se produit dépend alors de la valeur de la résistance R2 ; et si nous désignons par E la différence de potentiel aux bornes B B! cette tension ne pourra
- dépasser E puisque, en cas contraire, l’intensité du courant d’excitation devrait augmenter. Le choix d’une valeur convenable pour la résistance R2 permet donc de limiter la tension de l’extra-courant.
- Les conditions que devra remplir le dispositif pratique sont donc celles-ci. Immédiatement avant l’ouverture de l’interrupteur au il faut pouvoir fermer le commutateur a2, et de même l’ouverture de a2 doit être précédée à petit intervalle de la fermeture de a,.
- L’auteur décrit un commutateur qui permet de réaliser ces diverses opérations successives par la simple manœuvre d’une poignée. On en a reconnu l’utilité dans la pratique par un certain nombre d’essais faits sur le circuit excitateur d’un grand alternateur Schuckert de 3oo chevaux. L’interruption de ce circuit très inductif a pu être faite sans accident.
- térieur et de 0,47 mm. d’épaisseur moyenne. Ces disques étaient isolés les uns des autres par des feuilles de papier.
- Dans une première série neuf cycles ont été déterminés, puis on a rendu le galvanomètre plus sensible et on a relevé six petits cycles. Les résultats sont donnés graphiquement dans les figures 11 et 12. Les plus grands cycles, à l’exception du second, sont représentés par la ligure 11 ; la figure 12 donne les petits cycles.
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- ‘ i-’ia y_ / virni _____________L
- -1-2 0 2 4 S 12 lu
- Fig. 11. — Anneau IV. Tôle.
- Pour les premières mesures on s’est servi d’une bobine d’induction n’ayant que 12 tours, tandis que pour relever la série des petits cycles, on a eu recours à une bobine de i95 tours. Ces dernières mesures, qui montrent comment se comporte le fer sous l’influence des faibles forces magnétisantes, ont été faites minutieusement. Dans le plus petit cycle, les limites de l’aimantation sont si étroites que l'aimantation est
- 1,000 •<00
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- Q
- 4C0 JOO
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Propriétés magnétiques du fer, par J. A. Ewing et Miss Helen G. Klaassen (*).
- L’échantillon suivant (anneau IV) était de la tôle de fer mince pour induits de dynamos. Ce fer, destiné à un usage où il est important d’employer du métal très doux, a été trouvé inférieur aux feuilles épaisses de l’anneau IIP L’anneau était formé de 3o disques annulaires de '0,9 cm. de diamètre .extérieur, 8,45 cm. de diamètre in-
- (') Lct Lumière Électrique du m avril 1804, p 130.
- 0
- -1.3 -0,8 -0,4 11 0,4 0,8 1.2 1,6 2,0
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- Fig 12 — Anneau IV. Petits cycles.
- quasi-élastique; toutefois, on reconnaît encore une trace d’hystérésis.
- Des courbes des figures 11 et 12 on a tiré les valeurs de / Jl’ d 3 et celles de la force coercitive; ces résultats sont réunis avec d’autres dans la figure 2t. Dans la figure 12 on voit que les cycles inférieurs dépassent les cycles immédiatement supérieurs, dans le cas des faibles aimantations comme dans celui des aimantations intenses. La perte d’énergie par cycle devient très faible, en valeur absolue et par rapport à
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- l'aimantation, dans les cycles peu étendus où les mouvements moléculaires approchent de la réversibilité parfaite, que l’on peut atteindre, ainsi que l’a montré lord Rayleigh, en diminuant encore les limites de la force magnétisante.
- Pour présenter sous une autre forme les résultats donnés par cet échantillon, on a porté dans la figure i3, en fonction de 3C, l’induction totale (courbe I) et l’induction résiduelle (courbe II) dans les petits cycles.
- ü 0,4 0,S 1,2 1,6 2#0 2,4
- H
- Fi g. i3. — Anneau IV. —I. Magnétisme induit;
- II. Magnétisme résiduel.
- LJn autre échantillon (anneau V) était également sous forme de tôle mince. Il avait été envoyé par M. Parker, de l’Electric Construction Corporation, commç échantillon du fer employé dans la construction de ses transformateurs. Les feuilles ont environ 2 mètres de longueur, i mètre de largeur et 0,367 mm. d’épaisseur. Pour
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- Fig 14. — Dimensions de l’anneau V.
- obtenir un anneau, on a découpé dans la feuille une bande de 5 centimètres de largeur et 2 mètres de longueur, qui a été enroulée (avec une feuille de papier interposée) en une spirale serrée des dimensions indiquées en centimètres sur la figure 14. Ce mode de construction de l’anneau est très commode, mais on peut lui reprocher de soumettre le métal à des flexions susceptibles de le durcir, surtout près des surfaces, et il est possible que cette considération explique la largeur relative des boucles obtenues avec cet anneau
- (fig. 15 et i5 a). La même remarque s’appliquerait d’ailleurs aux anneaux formés d’un enroulement de fil de fer. En mesurant les surfaces des courbés figures 15 et i5 a, on obtient les résultats également consignés sur la figure 21.
- Les autres échantillons examinés dans cette partie de nos recherches étaient constitués par du fil de fer. Dans l’anneau VI le noyau est formé de fil couvert de coton de 0,34 mm. de diamètre, qui nous avait été fourni par une grande maison de construction, sur la demande
- 12,000
- H S
- Fig. i5 et i5 a. — Anneau V. Tôle douce
- de M. Preece. Il était désigné comme fer suédois au bois, mais les essais ont montré qu’il était nettement dur au point de vue magnétique, présentant une force coercitive relativement élevée et d’autres caractères analogues à ceux de l'acier doux. Six cycles ont été relevés avec les résultats indiqués dans la figure 16.
- L’échantillon VII était du fil de fer couvert de coton, de 0,975 mm. de diamètre, Il a été trouvé
- Fig. iG — Anneau VI. Fil de fer fin.
- assez doux dans le sens magnétique. En dehors des mesures de cycles, dont les résultats sont indiqués dans les figures 17 et 17 a, plusieurs autres expériences ont été faites avec cet anneau pour déterminer réchauffement dû aux aimantations alternatives. Ces expériences seront décrites plus loin. Le diamètre moyen de l’anneau était de9,6 cm., sa section de 1 centimètre carré.
- Nous devons le dernier échantillon de notre liste (anneau VIII) à M. J. Swinburne, qui a mis à notre disposition une certaine quantité du fil
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- de fer dont il se sert pour les noyaux de ses transformateurs « hedgehog ». Ce fil avait 0,602 mm. de diamètre; sa surface était polie. En l’enroulant sous forme d’anneau de 2,76 cm. de diamètre moyen, sans prendre tout d’abord la précaution d’isoler les spires les unes des autres, nous avons observé que les courants de Foucault qui s’y produisaient avaient ur.e influence notable sur les essais balistiques.
- 12.C00
- -4 -20 2 4 0 H 10 12 -2 0 2 4 G 8 10
- Fig. 17 et 17a. — Anneau VII. Fil de fer.
- effet de mieux isoler les différentes spires en produisant à leur surface une couche mince d’oxyde; et cette circonstance peut avoir contribué à modifier en apparence les propriétés magnétiques. Les essais subséquents ont donné des résultats notablement différents des autres, quoique, contrairement à notre attente, les valeurs de J'Md 3 ne fussent pas réduites.
- A l'inspection des figures 19 et 19 a on voit
- Anneau VIII après recuit.
- L’anneau a été ensuite plongé dans un bain d’huiledelin chaude, qui, en pénétrant dans tous les vides, isole efficacement les spires. Des essais faits avec l’anneau dans cet état ont donné les résultats indiqués figures 18 et 18 a.
- Le fait que les cycles obtenus sont un peu
- arrondis et que les valeurs de f~3Cd3,quoique non exagérées, sont néanmoins plus élevées que
- 10,000
- -2 0 2
- -4 -2 0
- Fig-. 18 et 18 a — Anneau VIII avant recuit.
- pour le fer le plus doux, nous a fait supposer que le métal avait été légèrement durci, soit entre les mains du fabricant, soit dans l’opération de l’enroulement de l’anneau. Nous résolûmes donc de faire un autre essai après avoir recuit l’anneau sous sa forme définitive.
- A cet effet l’anneau (VIII) fut chauffé au rouge dans un feu de forge, puis plongé dans un bain d’huile de lin chaude. Ce traitement, tout en adoucissant le métal, avait aussi pour
- que le résultat du recuit est de mieux accentuer les coudes des courbes cycliques. Le magnétisme résiduel est considérable, et la chute de la partie descendante de la courbe est extrêmement
- rapide et uniforme. Dans les cycles élevés,
- d 31’
- atteint i3ooo et conserve cette valeur pendant que c8 varie de 20 000 unités.
- n
- Fig 20. — Anneau VIII après recuit. — I. Magnétisme induit; II. Magnétisme résiduel; III. Rapport des précédents
- Dans la figure 20 on a tracé, pour mieux caractériser les propriétés magnétiques de cet anneau, les courbes de l’aimantation induite (I) et de l’aimantation résiduelle (II) en fonction de 3f. En prenant l’inclinaison d’une tangente à la première courbe et passant par l’origine pour assurer la perméabilité maxima, nous trouvons la valeur 24 20.
- Sur le même diagramme (fig. 20), la courbe
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- tracée en pointillé (111) donne les rapports des valeurs résiduelles et induites de cB pour les différents cycles. Cette courbe s’élève d’abord très rapidement en partant d’un point à droite de l’origine, puisqu’on peut appliquer une force magnétisante finie sans que le fer acquière du magnétisme résiduel. Elle fait ensuite un coude brusque vers 30=2,5, passe par un maximum qui n’est pas nettement défini, et s’abaisse ensuite très lentement. Dans toute la partie rapidement ascendante de la courbe d’aimantation, la différence entre le magnétisme induit et le magnétisme résiduel augmente à peine, tandis
- lfi.000
- Fig. 2i. — Résultats réunis. Les croix indiquent les points d’observation pour l’anneau V.
- que 33 est décuplé. La relation entre les magnétismes résiduel et induit présente sous ce rapport et sous d’autres, les caractères que prévoit la théorie moléculaire dont on s’occupera plus loin. Dans le présent exemple, lorsque le rapport est maximum, l’induction résiduelle représente les 90/100 de l’induction maxima.
- L’opération du recuit n’a presque pas eu d’influence sur les valeurs de J Kd3 et de la force
- coercitive, malgré son effet très considérable sur la forme des courbes cycliques et sur la perméabilité. La courbe VIII de la figure 21 donne la relation entre J~ 3td3 et 33 après recuit. La courbe correspondante pour le même anneau
- avant recuit coïnciderait à peu de chose près avec la précédente.
- A titre de comparaison, nous ajoutons ici les valeurs de Kd3 obtenues dans des expériences faites au Japon sur un fil de fer doux (J). La méthode employée dans ces essais différait de la nôtre. L’échantillon était un fil droit assez long pour pouvoir être considéré comme de longueur infinie; on en faisait varier lentement l’aimantation qui était mesurée au magnéto-mètre. Nous rappelons ci-dessous (IX) les résultats de ces expériences.
- IX. — Expériences faites au Japon sur un fil de fer doux.
- Limites de 3f Limites de Limites de 3 f 3( d 3
- 75,2 i5 56o I 230 IO 040
- 26,5 i3 700 I 090 8 690
- 7,04 . 11 960 951 6 590
- 6,62 11 480 913 6 160
- 4,96 10 590 832 5 56o
- 5,76 8 790 699 3 990
- 3,01 7 180 571 .2 940
- 2,56 5 95o 473 2 190
- 1,95 3 83o 304 . 1 160
- 1,5o 1 970 157 410
- Aucun des échantillons essayés jusqu’à présent n’a donnéd’aussi faibles valeurs de J'3f d3 pour les cycles élevés, quoique pour les anneaux III et V, les valeurs soient identiques à celle du fer japonais pour les cycles dans lesquels 3B est inférieur à 4000. La ductilité magnétique supérieure de ce fil (IX) ressort encore de ce fait que sa force coercitive après une forte aimantation n’est que de 1,75, tandis que dans tous les anneaux essayés la force coerfcitive excède 2.
- Cette comparaison fait douter que tout ait été fait de la part des fabricants pour obtenir un produit convenant spécialement à la construction des transformateurs. Les conditions de fabrication capables de donner un métal à faible hystérésis semblent être imparfaitement connues. Toutefois, il faut admettre qu’en ce qui concerne les pertes d’hystérésis sous les faibles intensités d’aimantation employées dans les transformateurs, la tôle des anneaux III et V (*)
- (*) Phil. Trans., 1885, p. 556.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- •i 8')
- est presque aussi bonne que le fil essayé au Japon.
- C’est ce qui ressort de la figure 21 donnant pour tous les anneaux et pour le fil en question (IX) les valeurs de j'%d3 en fonction de âJ. Ces courbes montrent d’une façon frappante combien sont variables les pertes hystérétiques dans divers échantillons de fer doux. Rappelons que les numéros indiqués sur cette figure correspondent aux échantillons suivants :
- IX. Fil de fer très doux (expériences faites au Japon);
- III. Tôle de 1,95 mm. d’épaisseur ;
- V. Tôle de 0,367 mm. d’épaisseur;
- VII. Fil de fer de 0,976 mm. de diamètre;
- VIII. Fil de fer (de transformateur « hed-gehog »), de 0,602 mm. de diamètre;
- IV. Tôle de 0,47 mm. d'épaisseur;
- I. Fil de fer de0,247.6 mm. de diamètre;
- VI. Fil de fer de 0,34 mm. de diamètre.
- La figure 22 donne la relation entre £8 et IC pour les différents anneaux. On a pris pour £8 les valeurs limites des cycles successifs, mesurées après un grand nombre d’inversions de la force magnétisante correspondante. Ces valeurs sont donc plutôt inférieures, surtout dans les parties basses des courbes, à celles de £8 que produirait une première application de 3C. Ces courbes montrent qu’une grande perméabilité maxima n’implique pas nécessairement de fai-
- Aiircs recuit
- 10,000
- 14,000
- 32,000
- 10,000
- Fig. 22. — Courbes d’aimantation.
- blés pertes hystérétiques. L’anneau VIII avec son coude brusque présente un plus grand maximum de perméabilité que tous les autres anneaux, quoique les pertes par hystérésis y soient plus grandes que dans les anneaux III et
- V. Et, d’autre part, ces derniers diffèrent notablement de perméabilité, quoique les pertes pat-hystérésis y soient presque égales.
- En se reportant à la figure i5, on peut remarquer que les cycles magnétiques peuvent être très inclinés, ce qui indique une petite perméabilité, sans pour cela renfermer de grandes surfaces. Lorsqu’on parle de fer magnétiquement doux, on comprend tantôt que sa perméabilité est élevée, d’autres fois on entend par cette expression que les pertes par hystérésis y
- sont faibles. Ces deux caractères sont néanmoins en grande partie indépendants.
- Il est intéressant de noter que la faible inclinaison de quelques-unes des courbes de fer doux, dans la figure 22, permet qu’elles soient coupées par des courbes pour de l’acier, même sous des forces magnétisantes modérées. Par exemple, une force de r3 unités induit plus de magnétisme dans l’acier passablement dur de l’anneau II que dans le fer très doux de l’anneau V.
- Une comparaison des perméabilités n’offrirait donc pas de critérium de la ductilité magnétique. On peut dire, toutefois, que les échantillons qui sont doux en ce sens qu’ils présentent peu de perte par hystérésis présentent aussi
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- une grande perméabilité aux aimantations faibles. Comparons, par exemple, les perméabilités des anneaux pour 33 = 1000; on voit qu’elles sont classées dans l’ordre inverse des pertes par hystérésis. Si l’on veut donc juger la ducti-
- lité d’après la courbe 3B-3C, il est certain que la première portion de la courbe donne les meilleures indications.
- Voici un tableau des pertes par cycle pour les différents échantillons.
- Valeurs de
- f
- 3Cd3.
- a IX III VII VIII IV I VI
- \ 2 OOO 400 420 53o 600 75o 93o I IOO
- 3 OOO 780 800 1 o5o 1 i5o 1 35o I 700 2 i5o
- 4 000 I 200 1 260 1 670 1 780 2 o3o 2 600 3 3oo
- 5 000 1 680 1 770 2 440 2 640 2 810 3 800 4 700
- 6 000 2 200 2 370 3 170 3 36o 3 700 5 200 6 200
- 7 000 2 800 3 i5o 4 020 4 3oo 4 65o 6 600 7 800
- 8 000 3 430 3 940 5 020 5 3oo 5 770 8 400 9 300
- 9 000 4 160 4 800 6 100 6 38o 6 970 IO IOO 1 1 400
- 10 OOO 4 920 5 730 7 200 7 520 8 340 11 800 i3 400
- 11 OOO 5 800 6 800 8 4,10 8 700 9 880 l3 Goo i5 600
- 12 OOO 6 700 8 000 9 "5o 10 070 11 55o i5 400 —
- ;3 000 7 620 9 200 1 I 200 11 460 J 3 260 17 3oo —
- 14 OOO 8 620 10 5oo 12 780 i3 100 i5 180 — —
- 15 000 9 730 12 i5o 14 éoo 14 900 17 3oo —
- Dans un mémoire sur la « loi de l’hystérésis » présenté à l’American Institute of Electrical Engineers ('), M.C.-P. Steinmetz'*a discuté certaines expériences sur la relation entre J'3f d 3
- et 33, et il conclut que la formule empirique
- J' 3ed3=Yiæ''\
- dans laquelle -4 est un facteur constant, est en concordance avec les résultats obtenus dans ses expériences.
- D’après les nombres que donne M. Steinmetz, et d’après ceux que fournissent nos propres expériences, il semble qu’entre certaines limites des valeurs de 33 cette formule puisse donner une assez bonne approximation des valeurs de
- Comme une formule empirique de ce genre peut être utile pour les constructeurs de transformateurs, nous avons pris soin d’examiner jusqu’à quel point et entre quelles limites une formule de ce type peut être considérée comme représentant les faits. Il suffira de détailler ici un exemple.
- En prenant l’anneau IV, pour lequel nous possédions de nombreuses séries de déterminations s’étendant de £B=43 à $=14720, nous
- avons étudié la constance de l’exposant £ dans la formule
- J~ 3C d 3 = r, ST
- en portant log 33 en fonction de log J~ K d 3.
- De 33 = 2000 à 33 = 8000 la courbe obtenue de cette façon est une droite donnant la valeur 1,475 pour l’exposant e, et 0,01 pour-4. Vers $ = 8000, l’inclinaison de la courbe change et de $ = 8000 à 33 = 14000, nous obtenons encore très approximativement une droite donnant s = 1,70 et ïj = 0,00134.
- D’autre part, les mesures faites avec les petits cycles sur l’anneau IV montrent qu’entre 33 = 200 et B = 5oo on a encore une droite pour laquelle £ = 1,9. Enfin, pour la région comprise entre 33 = 5oo et 33= 1000, la valeur de £ est 1,68, tandis qu’entre 1000 et 2000 elle est de 1,55.
- D’après ces résultats, il est évident qu’aucune formule du type considéré avec un exposant constant £ ne peut servir à représenter les résultats avec une exactitude suffisante. L’exposant débute par une valeur très rapprochée de 2 (résultat en concordance avec les expériences de lord Rayleigh (*)); dans l’exemple choisi, il tombe à environ 1,47 dans la région de plus haute perméabilité, et augmente ensuite jusqu’à
- (') Transactions, 19 janvier 1892, t. IX, p. 3.
- (') Philosophical Magazine, mars 1887.
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- 1,7. Les modifications de l’exposant correspondent, en effet, au passage d’une étape à l’autre des états successifs bien connus de l’aimantation : les valeurs relativement élevées de l'exposant correspondent aux états initial et final où la perméabilité est faible, tandis que dans l’état intermédiaire l’exposant est plus petit. Les changements de courbure et d'inclinaison de la courbe d’aimantation sont accompagnés par des modifications guère moins bien définies de l’exposant e et du facteur •») de la formule empirique imaginée par Steinmetz.
- Si donc une formule de ce type ne peut avoir de signification physique, elle peut encore
- Fig. 23. — I. Courbe des pertes hystéréliques pour les petits cycles de l’anneau IV; II. Valeurs de o,oo34BO'’
- rendre des services en donnant des approximations grossières pour les besoins de l’ingénieur électricien. Quoique la formule ne puisse aucunement être acceptée comme une équation de la
- courbe de J'Md 3 en fonction de c6, la courbe
- qu’elle donne en choisissant judicieusement l’exposant e et le facteur vj est suffisamment rapprochée de la courbe réelle, qu’elle coupe en un point moyen et en deux autres points extrêmes. Et il'se trouve que l’exposant 1,6 donne une courbe généralement voisine de la courbe réelle entre les limites pratiques les plus usuelles de 08. Dans le cas de notre anneau IV, par exemple, la formule
- donne des valeurs qui ne sont jamais si divergentes de la réalité qu’elles ne puissent servir pour les calculs de construction des transformateurs. C’est ainsi que nous avons :
- éB Valeurs vraies do J* 3f d 3 Valeurs calculées pur lu formule préoédento
- 1S0 7 io,3
- 3oo 3i 3i
- Soo 80 71
- IOOO 256 215
- 2000 7?o 65o
- 4000 2030 1970
- 6000 37c 0 3780
- 8000 1-820 5980
- 10000 8340 8540
- 12000 1 [ 35.0 11430
- 14000 15200 14630
- La divergence devient considérable vers la fin de la série de valeurs ; autre part, la concordance est assez satisfaisante. Il faut observer, toutefois, que si nous voulons faire coïncider la formule avec la courbe vraie entre deux limites plus rapprochées, il faut choisir d’autres valeurs de s et de r,. Ainsi, si nous ne considérons que la partie comprise entre £8 = 2000 et £8 = 8000 — partie contenant les valeurs les plus employées dans les noyaux de transformateurs — la formule
- f JC d 3 = 0,01 i.w
- exprime bien mieux les résultats. Par exemple :
- æ Valeurs vraies do^* 3Ccfeï Valeurs calculées par l'expression 0,0* éB1’*'5
- 2000 750 740
- 3or,o J 350 1345
- 4000 2030 2060
- 5ooo 2820 2860
- 6000 3700 3740
- 7000 465o 4690
- 8000 5Soo 5720
- Dans toute cette région (celle de haute perméabilité) la concordance est bonne, mais d'autres constantes empiriques sont nécessaires pour définir les autres parties de la courbe.
- Pour montrer cette particularité sous une autre forme, nous ajoutons une courbe (fig. 28)
- donnant les valeurs vraies de J JCdcï en fonc-
- JC d 3 — 0,0034 «B1'1*
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- tion de cB pour les petits cycles dans les essais sur l’anneau de IV, et sur le même diagramme une courbe pointillée calculée d’après la formule de Steinmetz r, S1,0 en prenant= 0,0034, puisque cette valeur est celle qui s’accorde le mieux avec les essais pour la courbe entière. Le diagramme montre à l’évidence que cette première partie de la courbe n’est pas exprimée, même approximativement par la formule en question.
- A. H.
- {A suivre.1
- Appareil de démonstration des expériences d’Ampère, par A. Raps (')•
- Pour éviter les inconvénients que présente l’emploi du mercure dans les appareils de démonstration des expériences d’Ampère, l’auteur
- Fig. 1
- a cherché à construire des appareils entièrement exempts de contacts liquides. Il y parvint à l’aide de deux systèmes de contact mobiles par lesquels ,1e courant est amené au conducteur mobile. Chacun de ces systèmes est formé de trois ressorts très flexibles bt b2 b3, qui portent à leurs extrémités trois poulies at a2a3, qu’ils pressent contre le cylindre de contact c. Les deux systèmes de contact sont reliés par un anneau en matière isolante, de même que les deux cylindres de contact ; ils servent non seu-ment à la prise de courant, mais aussi à guider le conducteur mobile. Ce dernier, pivoté dans une chape en agate, est soumis à un frottement très faible, les diamètres des poulies étant très grands par rapport à celui de la section du conducteur.
- () Communication faite à la Société de physique de Berlin.
- Sur ce principe on a pu construire des appareils d’Ampère de très grandes dimensions présentant si peu de frottement que le moindre courant d’air les met en mouvement. Les mêmes dispositifs de contact peuvent être employés pour les différents appareils. Un solé-noïde de i5 centimètres de diamètre, de 40 centimètres de longueur et 70 tours de fil d’aluminium prend l’orientation du méridien magnétique sous l’influence d’un courant de 6 ampères.
- La plupart des appareils servant à démontrer les actions entre les courants et les aimants peuvent être construits de cette façon, sans emploi de mercure.
- Sur la théorie des phénomènes magnétiques et électriques, par M. H. Ebert (*)•
- On sait que Maxwell a pu expliquer tous les phénomènes magnétiques et électromagnétiques avec l’hypothèse des mouvements tourbillonnaires autour des lignes de force magnétiques. Ces tourbillons hypothétiques peuvent se ramener aux mouvements cycliques dans le sens donné par Helmholtz.
- L’auteur, par une méthode complètement différente de celle employée par Boltzmann dans la première partie de son livre sur la théorie de Maxwell, montre dans son mémoire comment, en partant de ces mouvements cycliques, on peut établir des équations dont on déduira ensuite non seulement les équations de Hertz, mais aussi toutes les équations de l’électrodyna-mique, tant pour les corps isotropes que pour les corps anisotropes, pour les diélectriques que pour les conducteurs, pour les corps en repos que pour ceux en mouvement.
- L’idée fondamentale de laquelle part l’auteur est que les composantes L, M, N du vecteur, donnant la force magnétique en chaque point de l’espace, sont proportionnelles aux composantes V) Ç' de la vitesse cyclique du mouvement équivalent, c’est-à-dire :
- L = k r,
- M = /<r,\ (1)
- N = kl',
- (*) Wiedemann’s Annalen, t. LI, n° 2, 1894. Analyse de M. Stefanini, extraite d’il Nuovo Cimcnlo.
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- où k est une constante de l’éther, et où
- -dv\ dy 3 z) ’
- , 1 (du 311A
- t‘"_2 \dz d x) ’
- I (dv _ 3 U\
- arJ'
- L’énergie magnétique :
- T=n(L1 B M- + ”•)
- sera donc
- T=8¥(5', + r,',+ ’'2)‘
- gie que subit en eux le vecteur électrique, et que pour passer du cas d’un corps au repos à celui d'un corps en mouvement il faut supposer que les coordonnées x, y, z sont fonctions des paramètres a, b, c dont les valeurs caractérisent les molécules du milieu; on a ainsi pour les composantes X, -r{, X de la vitesse cyclique :
- (2)
- 3 b
- 3c’
- '-BE+Br5 + Cfe
- t'=AH + Bfi+cff-
- où A, B, G sont données par les équations
- Les relations entre les composantes x,y, z de la force électrique et celles de la force magnétique sont exprimées par les équations de Hertz :
- à[(î:)+G«’Mî')]
- dx _3M 3 N
- ~di~ dz d y’
- Si donc dans celles-ci on substitue à L, M, N leurs valeurs, et si on intègre par rapport au temps, les valeurs de x, y, z en coordonnées cycliques sont données par les relations :
- / /3-n 3 é
- £ \3 z 3 Y.
- I di __ d r
- — 1 \3 x 3 Z/
- l 3 V
- T \3y 3 -V,
- où l est une constante auxiliaire. Selon la dénomination de Heaviside, on peut dire que le vecteur de la force électrique est le « curl » du mouvement cyclique.
- Pour l’énergie électrique
- D étant le déterminant fonctionnel de x, y, z par rapport à a, b, c.
- Dans les phénomènes de dispersion, il faut observer que la propagation s’effectuant avec
- une vitesse finie, les quantités - iç^z — ne
- donnent pas la valeur de X, Y, Z, au temps /, mais au temps /-f- dl. On a alors, en développant en série de Taylor :
- X + c,
- rfX d t
- + C|
- d- X df-
- _ l (d-r\ d
- — e\dz~dy)'
- Si les perturbations sont harmoniques, les coefficients c0, c> ... doivent s’annuler, de sorte qu’en dérivant les équations précédentes par rapport au temps on trouve :
- dX , ,d-X ,
- ; d7 + s ~dF +
- d M : dz
- dN dy’
- * = (X* +y* + z*>,
- O 7V
- on a finalement
- , l n/3n dzy.l/dl / /3? , 3ï|\2i
- *=8l'[j\Tz-dÿ) + ë^3x'~3z) +l{d7 + 3x) J-
- (4)
- Des équations (1) à (4) on déduit toutes celles de l’électrodynamique, en remarquant que pour les conducteurs il faut introduire, d'après les idées de Hertz, les quantités — 4 ir X A X, — 4 7tX A Y, — 4 7rX A Z représentant la perted’éner-
- équation qui, comme l’a montré Druoe [(*), qu les obtenait en ajoutant arbitrairement des termes aux équations de Hertz, représente complètement les phénomènes de dispersion.
- L’auteur expose ensuite comment les hypothèses faites sur la nature des phénomènes magnétiques et électriques se trouvent facilement démontrées dans les modèles imaginés pour la constitution de l’éther de Fitzgerald. Il donne également une explication mécanique de la con-
- (') Gott. Nachr., p. 336, 1892.'
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ductibilité des métaux et termine en appliquant ces considérations aux décharges électriques dans les gaz. F. G.
- BIBLIOGRAPHIE
- Traité général d’Éclairage, par L. Galine, ingénieur des
- Arts et Manufactures. — E. Bernard et C\ éditeurs.
- L’importance que présente actuellement la question de l’éclairage, la concurrence que se font les différents modes de production de la lumière peut rendre intéressante dans beaucoup de cas l’étude comparée de ces divers procédés. Souvent cette comparaison est rendue assez pénible par suite de la nécessité où l’on se trouve de compulser des ouvrages très divers dans lesquels sont épars les renseignements cherchés, traités d’ailleurs, suivant les cas, à des points de vue tout différents, ce qui n’est pas fait pour diminuer la difficulté. 11 était donc utile de condenser en un ensemble unique tous les documents relatifs à l’éclairage en général et tel est précisément le but que s’est proposé l’auteur du Traité d'Eclairage.
- Nous ne dirons cependant que peu de mots de l’étude des divers procédés de production de la lumière par combustion, étude qui constitue les trois premières parties du traité : la première est consacrée à l’éclairage à l’huile; la seconde à l’éclairage au pétrole; la troisième à l’éclairage au gaz. Chacune de ces parties comprend la description des procédés et appareils de fabrication du combustible, celle, s’il y a lieu, des procédés de distribution, puis la description desappareils d’éclairage eux-mêmes, accompagnée de considérations sur les avantages et les inconvénients inhérents à chacun d’eux.
- La partie relative à l’industrie du gaz en particulier sera parcourue avec intérêt par les électriciens ; la plus large place y a été faite à l’étude des nouveaux appareils: becs à récupération, à incandescence, à gaz carburés, entrés depuis peu dans la pratique et qui ont'déjà tant fait pour permettre à l'industrie du gaz la lutte contre l'électricité.
- La quatrième partie de l'ouvrage de IM. Galine est consacrée à l’éclairage électrique. L’auteur commence par rendre à ce mode d’éclairage
- cette justice que l’émulation suscitée par sa marche en avant si rapide a été la cause la plus importante des progrès constatés ces dernières années dans l’application de tous les autres procédés.
- Aussi accorde-t-il à cette partie du traité un développement en rapport avec son intérêt. A elle seule, elle est aussi étendue que les trois précédentes. D’ailleurs, le plan sur lequel elle est conçue est identique, c’est-à-dire que l’auteur ne se borne pas à l’étude de l’éclairage proprement dit, mais suit pas à pas le courant depuis sa production à l’usine jusqu’à son utilisation chez l’abonné. C’est, en un mot, un véritable cours d’électricité industrielle avec théories élémentaires à l’appui.
- L'auteur passe donc successivement en revue, à côté d’observations générales sur les phénomènes et les unités électriques, les différents modes de production et de transformation de l’énergie électrique, les procédés de distribution, puis l’utilisation soit dans les lampes à arc, soit dans les lampes à incandescence; enfin les appareils complémentaires, instruments de mesure, appareils de sûreté, etc. Chacun de ces chapitres est l'objet de la description assez complète de nombreux types d'appareils, ce qui permet à l’auteur de faire ressortir en passant les qualités et les défauts caractéristiques de chacun d’eux.
- Le chapitre des lampes à arc est particulièrement documenté et intéressant.
- Le traité comporte enfin une cinquième et dernière partie, qui, après une étude sur les propriétés physiologiques de la lumière et sur l’éclairage en général, se termine par une comparaison entre les différents modes de production de la lumière. Ajoutons que l’électricité sort de cette comparaison quelque peu éreintée par le bec Auer.
- Maintenant que nous avons donné une idée générale de l’ouvrage, qui certainement répond très bien au but en vue duquel il a été écrit, on nous permettra de relever certaines erreurs et de signaler quelques points, à notre avis assez discutables.
- C’est ainsi que nous trouvons, page 192, cette affirmation quelque peu hasardée : actuellement on n’a pas d'attire but, dans la fabrication des lampes à incandescence, que de chercher à diminuer le prix de ces appareils. Il nous semble
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- cependant rque^ le rondement lumineux puisse être enco're', et est d’ailleurs, dans l’état actuel, -l’objet de quelques préoccupations, qu’on puisse aussi chercher de meilleurs résultats, soit dans cette .voie',, soit dans la diminution des dépôts opaques. Peut-être cette affirmation de M. Câline tient-elle à sa confiance dans les résultats plusieurs fois cités des expériences de M. Blatt-hef, qui attribue aux lampes à incandescence un rendement lumineux atteignant io o/o. En réalité, cës chiffres, qui doivent d’ailleurs représenter, d’après les expériences qui les ont fournis, une limite supérieure du rendement, paraissent manifestement trop élevés; on s’accorde plutôt à trouver qué i à 2 0/0 au maximum de l’énergie sont transformés en radiations comprises entre 400 et 700^. Si même on adoptait une définition à certains égards plus rationnelle du rendemént, en faisant intervenir chacune des radiations lumineuses avec un coefficient correspondant à son effet sur l’œil, le coefficient, étantattribué aux radiations jaunes-verdâtres, le rendemént des lampes à incandescence tomberait à quelques millièmes.
- L Là raison donnée, page 218, de la nécessité d’employer dans les induits de dynamos du fil très bon conducteur nous semble assez singulière : c’est « pour qu’avec une force électromotrice donnée, l’intensité obtenue soit très grande ». La considération du rendement nous aurait semblé fournir une explication plus exacte de cette préoccupation.
- Page 250, nous-trouvons au sujet des transformateurs à courant alternatif une série d’affirmations que l’on peut faire suivre d’autant de points d’interrogation : « Sous l’action des alternances du courant, lisons-nous, le noyau s’échauffe et absorbe de l’énergie. Dans le cas d’un noyau à circuit magnétique fermé, le champ magnétique étant plus intense, le rendement est très élevé, mais à mesure que la charge diminue, réchauffement restant sensiblement le même, le Rendement baisse rapidement. Dans un transformateur à circuit magnétique ouvert , au contraire, les lignes de force étant moins concentrées, te rendement du début est plus faible, 94 0/0 environ, mais par suite du refroidissement plus facile, du noyau, ee<rendement s’abaisse moins vite. »
- D’abord, un rendement élevé ne correspond pas nécessairement à un appareil à champ ma-
- gnétique' intense; il peutmême en être- tout autrement si, par exemple, les courants de Foucault sont très intenses; de même à un champ magnétique faible ne correspond pas nécessairement un mauvais rendement, car un transformateur sans fer aurait, malgré un champ très faible, un excellent rendement, puisqu’il ne présenterait de pertes ni par hystérésis ni rpar courants de Foucault. Puis on sait que dans les nouveaux transformateurs, la caractéristique du rendement est précisément de décroître extrêmement peu rapidement jusqu’aux très faibles charges, ce qui provient de ce que si la perte dans le fer reste constante, elle n’est pas seule à considérer, et que la perte dans le cuivre, elle, va en diminuant ; e.nfin, ce n’est pas parce qu’un appareil peut se refroidir facilement qu’il présente un bon rendement; c’est quand i} transforme peu d’énergie en chaleur, et que, par suite, il s’échauffe peu, ce qui n’est pas absolu? ment la même chose. • r .
- En dehors de ces quelques observations et de quelques erreurs de détail, nous ne voyons guère autre chose à relever dans la partie électrique de ce traité, qui, répétons-le, pourra être d’une grande utilité dans nombre de cas.
- G. Claude.
- Introduction à l’électricité industrielle, par P. Minel.
- 2 volumes Je l’Encyclopédie des aide-mémoire. Gau-thier-Villars et fils, et G. Masson, éditeurs, à Paris.,
- Le but que s’est proposé Hauteur dans cet ouvrage a été de « réunir les principes de la théorie électrique nécessaires à l’étude des' machines électriques et de l’éclairage par l’électricité. »
- Le premier'volume, consacré à la définition du potentiel, du'flux de force et des. grandeurs électriques, s’occupe surtout de l’étudè de ces dernières, dont la mesure est également traitée.
- Le second volume traite spécialement du circuit magnétique, de l’induction et des machines.
- Le premier chapitre est consacré à l’étude de l’action d’un champ magnétique sur un courant. Dans la définition du potentiel d’un pôle par rapport à un circuit et par rapport à un feuillet, l’auteur a mis en évidence la notion d’énergie.
- Le chapitre II s’occupe du circuit magnétique avec ses trois grandeurs analogues à celles du circuit électrique : force magnétomotriée, résistance, flux, et la justification de l’application
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- aux circuits'magnétiques des lois de Kirchhoff.
- Le chapitre III donne la loi fondamentale de l’induction et définit l’induction et la self-induction.
- Dans les chapitres IV et V sont étudiées les coftditions de fonctionnement des machines électriques.
- Enfin, dans le dernier chapitre, l’auteur a cherché à grouper les résultats d’expériences établissant lès relations entre l'électricité, le magnétisme et la lumière.
- --Oh voit par cette énumération que, sauf les indications relatives aux instruments de mesure ëbTésdeux chapitres Consacrés aüx machines dyriaifto, les matières traitées, avec une grande compétence d’ailleurs, servent plutôt d’intro-diiction àTétüdë de la science électrique en général qu’à celle des machines et de l’éclairage. Il n’en est pas" moins vrai qüe cet aide-mémoire occupé dans la section de l’ingénieur une place des plus utiles, car l’étude n’en peut qu’avoir l’influehce la plus profitable sur l’esprit même dti pur praticien, auquel fait trop souvent défaut Un fonds de théorie aussi sérieux que le contenu de ces deux volumes.
- -- A. Hess.
- Installations électriques d'éclairage et de transport .' d'énergie, par le docteur Oscar May, traduit de l’allemand sous la direction dè Ph. Delahaye, Paris.
- Cette brochure (64 pages avec figures) porte comme soüs-titre : « Commentaire sur les mesures de précaution prescrites par l’Union des compagnies allemandes d’assurance contre l’incendie ».
- L’auteur, M. May, est un spécialiste qui a représenté vingt-trois compagnies d’assurance à l’Exposition d’électricité de Francfort. Il a étudié les réglementations édictées dans différents pays sur les précautions à prendre dans les installations électriques et présente au public les résultats de cette étude.
- . « Personne, dit-il, ne conteste que, de toutes
- les exploitations industrielles, celle qui a pour büt la génération de courants électriques pour la production de la lumière ou le transport de la force motrice ne soit la plus sujette aux dangers d’incendie. » Cette affirmation nous semble un peu osée, mais comme, somme toute, il est préférable de prendre plutôt trop de précautions
- que trop peü, nous ne pouvons que recommander la lecture de cet opuscule, sous la forme que lui a donnée M. Delahaye, à ceux qui sont amenés à organiser des installations électriques.
- A. H.
- Drum Armatures and Commutators (Induits en tambour et commutateurs), par F. Martin Weymouth. — The Electrician, Publishing Company, Londres.
- Ecrire 3oo pages intéressantes sur le sujet indiqué par le titre eût été un vrai tour de force-: or, l’ouvrage est bien de cette étendue, mais l’intérêt qui peut y être attaché ne nous semble pas des plus vifs. 84 pages de texte sont consacrées à l’induit en tambour, dont les diverses variantes sont décrites avec leurs détails les moihs importants. Malgré cela tous les enroulements d’induits n’y ont pas trouvé leur place, et l’on regrette surtout l’omission de l’enroulement en tambour pour machines multipolaires,
- Nous reconnaissons que l’auteur a fait des efforts louables pour arriver à expliquer clairement le mode opératoire à suivre dans la confection d’un enroulement; mais le bobinage s’apprend surtout à l’atelier, et malgré le soin apporté aux diagrammes explicatifs, il esb à craindre que l’étude n’en suffise pas pour mettre un praticien au courant de tel ou tel enchevêtrement particulier de fils.
- Signalons comme traitée avec succès la question des.étincelles aux balais, de leurs causes et des moyens de les supprimer.
- Quant aux commutateurs, nul doute que les indications que contient cet ouvrage à leur égard ne soient de grande utilité aux constructeurs. Toutefois, faisons une réserve relativement à l’utilité des tableaux de résistances spécifiques d’isolement des diverses matières isolantes pour collecteurs. Nous nous permettrons de penser que ces tableaux sont de pure fantaisie, non seulement parce qu’il est à peu près indifférent qu’entre deux lames de collecteur existe un isolement de 100 000 ohms ou de 100 millions d’ohms, mais encore parce que les chiffres indiquant (avec le luxe des décimales) les conductibilités ou les résistances de corps non conducteurs sont, d’après nous, fortement sujets à caution.
- A, H.
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- FAITS DIVERS
- On sait que le manganin, alliage de fer et de manganèse, est aussi peu magnétique que du cuivre ; mais, particularité curieuse que M. David Salomons rappelle dans une communication à YElectrical Review, de Londres, la limaille de cet alliage est très magnétique. Il est doilc possible que des fils fins en manganin puissent avoir des propriétés magnétiques, et il est bon de s’en assurer dans chaque cas particulier.
- Le chemin de fer funiculaire électrique du Slanserhorn est le plus récent qui ait été installé en Suisse, et il présente, tant par ses dimensions que par ses dispositions particulières, un intérêt considérable. Le Bulletin de la Société des Ingénieurs civils donne sur ce nouveau funiculaire les détails qui suivent.
- Le Stanserhorn est une montagne dont le sommet est â 1900 mètres au-dessus du niveau de la mer, c’est-à-dire à une hauteur comprise entre celle de ses voisines, le Pilate, 2123 mètres, et leRighi, 1800 mètres. Cette montagne s’élève au-dessus de Stans, chef-lieu du demi-canton de Nie-derwald, et de sa cîme on jouit d’une vue splendide sur les Alpes Bernoises, le lac des Quatre-Cantons et la région montagneuse du nord est de la Suisse.
- Les moyens de communication sont des plus faciles. Les bateaux à vapeur conduisent en 3o minutes de Lucerne à Stanstadt, d’où un tramway électrique va en i5 minutes à Stans, où est le point de départ du funiculaire qui fait l’objet de cette note. Ce tramway est à conducteur aérien et l’électricité lui est fournie par la môme force motrice qu’au funiculaire.
- Ce dernier a été inauguré au mois d’août 1893. La différence de niveau à franchir étant de 1850 — 450=1400 mètres, la longueur, près de 4000 mètres, aurait été trop grande pour faire un simple funiculaire, d’autant plus que le tracé, utilisant sur certains points le lit d’un torrent, impliquait des courbes répétées. On a donc pris le parti de faire trois funiculaires successifs avec transbordement des voyageurs aux deux points intermédiaires.
- La première section, de Stans à Kælti, franchit une différence de niveau de 714 — 450 = 264 mètres ; la longueur du tracé est, en projection horizontale, de 1627 mètres, et, suivant la pente, de i55o mètres; les inclinaisons varient de 12 à 27,5 0/0.
- La deuxième section, de Kælti à Blumatt, rachète une différence de niveau de 1221 —714=507 mètres avec une longueur de 960 mètres sur l’horizontale et de 1090 suivant la pente. Les inclinaisons y sont nécessairement beaucoup plus fortes; elles varient de 40 à 60 0/0.
- La troisième section va de Blumatt, 1221 mètres d’altitude, à l’hôtel du Stanserhorn, t85o mètres, différence
- O29 mètres, et a 1270 mètres de développement pour 1110 mètres en projection horizontale. Les inclinaisons varient, comme pour la précédente, de 40 à 60 0/0. Elle comprend des travaux d’art relativement importants, un tunnel de 140 mètres et un viaduc d’assez grande longueur, et son tracé est particulièrement hardi et même quelque peu effrayant. De l’hôtel du Stanserhorn un sentier conduit en quelques minutes au sommet de la montagne, situé à 5o mètres plus haut.
- Chaque section se compose d’une voie unique, avec un évitement au milieu de la longueur. Il y a pour chacune deux wagons attachés aux extrémités d’un câble qui s’enroule sur un tambour actionné par une dynamo. Cette installation se trouve à la station supérieure de chaque section, c’est-à-dire à Kælti, à Blumatt et au sommet.
- Les dynamos reçoivent leur courant d’une station hydraulique et électrique située à Buochs, à 5 kilomètres de distance, où une chute de l’Aa fait'mouvoir des turbines. Il est juste de dire toutefois que pour suppléer, soit à l’insuffisance de la force hydraulique, soit à une interruption de la transmission du courant, on était en train, à la fin d’aoùt dernier, d’installer à chaque station une machine à vapeur de 60 chevaux.
- Les caisses des voitures sont en forme d’escalier; elles sont divisées en quatre compartiments de huit personnes ; avec le même nombre sur la plate-forme, elles peuvent donc porter quarante voyageurs.
- La particularité la plus originale du chemin de fer du Stanserhorn est l’absence complète de crémaillère. Les freins agissent, en effet, non sur une roue dentée, mais directement sur les rails. Ils sont formés par de puissantes machines qui serrent le rail sous l’action d’une vis à filets inverses; cette vis est actionnée par une roue qui, par une disposition ingénieuse, est mue par les roues de la voiture dès que la suppression de la tension du câble met en contact avec elles un galet de friction. II y a là une combinaison du frein de la Croix-Rousse et du frein Heberlein. Les rails ont un profil particulier pour que les mâchoires agissent bien sur eux. Ce sont des rails Vi-gnole, dont la tige s’évase en haut pour se raccorder au champignon sans partie concave. A première vue l’absence de crémaillère sur des rampes allant à 600/0 peut paraître téméraire; néanmoins, des essais très rigoureux faits par l’inspectorat technique du département fédéral des chemins de fer ont montré qu’on pouvait avoir confiance dans ce système. Il y a deux paires de mâchoires dont chacun peut exercer une pression de i35oo kilogrammes; une troisième paire, actionnée depuis la plateforme, sert de frein à main.
- On ne peut contester que la suppression de la crémaillère, qui coûte toujours bien une vingtaine de francs par mètre courant, soit de nature à réduire les dépenses d’établissement dans une proportion assez notable. L’expérience indiquera si cette économie n’est pas compensée par quelque inconvénient plus ou moins sérieux.
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- Les deux voies s’approchent assez parallèlement l’une de l’autre aux stations intermédiaires pour que les voyageurs n’aient que quelques pas à faire pour passer d’une d’une voiture dans l’autre. Le temps employé à parcourir chaque section est le même, pour que les trains arrivent ensemble aux stations. La vitesse n’est donc pas constante ; ainsi, sur une section, les voitures parcourent 120 mètres à la minute et sur l'autre 85 mètres seulement. Chaque parcours dure i3 minutes, de sorte qu’avec le temps nécessaire au transbordement, il faut 45 minutes pour le parcours complet. On monte donc verticalement de‘33,33 mètres par minute, et la vitesse de translation suivant la pente varie de 5 à 7,2 kilomètres à l’heure. Cette vitesse est très réduite, mais il faut remarpuer que si on devait franchir cette différence de niveau avec un chemin de fer ordinaire, il faudrait, pour une rampe de 3 0/0, marcher à 60 kilomètres à l’heure, et, sur une rampe de 6 0/0, limite de la traction par adhérence, encore à 3o kilomètres à l’heure.
- , On peut donc aller de Lucerne à l’hôtel du Stanserhorn en i,5 heure. Il y a dix trains réguliers par jour. Le prix est de 8 francs aller et retour.
- Cette ligne a été établie par MM. Bücherer et Dürrer, qui avaient déjà fait celle très voisine du Bürgenstock également à traction électrique, mais d’une hauteur beaucoup moindre. Sur cette dernière il y a une crémaillère du système Abt.
- Le procédé de désinfection par l’électrolyse expérimenté par M. Hermite a rencontré peu de faveur au conseil municipal de Paris. Voici ce qu’en dit M. Landin, rapporteur de la sixième commission :
- « D’après le rapport officiel de la commission spéciale chargée par le Conseil d’hygiène du département de Seine-et-Oise d’étudier au Havre l’installation d’essai faite à l’occasion de l’exposition d’hygiène, il ressort que le procédé paraît d’une application coûteuse, que l’action utile du liquide désinfectant n’est pas démontrée, puisque le ruisseau traité par le procédé Hermite paraît, d’après les essais bactériologiques, plus contaminé que celui alimenté par l’eau de la canalisation urbaine. Enfin ce rapport conclut que le procédé Hermite n’amène pas une stérilisation assez rapide des matières fécales, et par conséquent ne constitue pas une garantie suffisante pour une prompte désinfection. »
- Parmi les projets étudiés pour l’amélioration des moyens de transport à Vienne, on remarque celui de M. Feldmann comportant l’établissement d’une ligne aérienne avec véhicules suspendus à une hauteur suffisante au-dessus du sol pour ne pas gêner la circulation dans la rue.
- Nos lecteurs se rappellent les expériences faites par M. Sanford sur la résistance d’un fil métallique plongé dans différents milieux {La Lumière électrique du 21 janv. 1893, p. i38). L’auteur avait cru pouvoir conclure des résultats obtenus que la loi d’Ohm n’était applicable qu’à la condition de ne considérer dans tous les cas qu’un seul et même milieu, et que le diélectrique entourant un fil de cuivre avait une influence très faible, mais encore appréciable, sur la résistance du fil.
- MM. Rodmann et Keller ont repris la question, et il résulte de leur travail, publié dans la Physical Review, que les expériences de M. Sanford étaient entachées de quelque erreur systématique, car les nouveaux expérimentateurs n’ont constaté l’influence du diélectrique dans aucune des expériences qu’ils ont faites en se servant de l’air, de l’alcool et du kérosène.
- Nous avons décrit l’appareil proposé par M. Kapp pour mesurer l’hystérésis du fer. Il existe des méthodes d’essai plus simples, et nous citerons pour exemple celles qu’emploient MM. G. A. Parsons et C°, et qu’ils ont communiquée récemment à YElectriciaiiy de Londres.
- Leur appareil se compose simplement de deux solé-noïdes identiques placés en série dans un circuit à courants alternatifs. Dans l’un des solénoides on place un certain poids de tôles isolées en fer de très bonne qualité et pouvant servir d’étalon de comparaison. Dans l’autre bobine on introduit un poids égal des tôles que l’on veut examiner. Des thermomètres dont le réservoir est introduit par une fente dans les piles de tôle, permettent de comparer approximativement suffisante pour la pratique les élévations de température dues à l’absorption d’énergie par l’hystérésis.
- D’après la Revue industrielle, l’état de New-York vient d’accorder à la Cataract General Electric Company, de Pittsfords Farms, près de Rochester, une concession de 5o ans pour l’établissement de la traction électrique sur lés canaux de l'État. L’énergie électrique sera fournie par la compagnie du Niagara. Dix remorqueurs électriques devront être mis en service sous peu. Les taxes de touage ne pourront excéder 100 francs par cheval pour une saison de navigation, la compagnie étant autorisée à utiliser ses installations pour l’éclairage des localités voisines.
- La Compagnie française pour l’exploitation des procédés Thomson-Houston a créé un bulletin « dans lequel seront publiés, d’après des chiffres officiels, le développement des compagnies employant ses procédés, l’extension de ses différentes branches, ses récentes installations et ses nouveaux appareils. »
- Ce bulletin sera adressé à toutes les personnes qui s’intéressent à la traction électrique.
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- Nous avons annoncé récemment que la fabrique d’aluminium de Neuhausen vient de réduire le prix de ce métal & 5 francs le kilogramme. Il était intéressant de connaître la situation dans laquelle cette réduction de prix plaçait les Sociétés françaises. Les déclarations faites par M. Dreyfus, fondateur de la Société de Troyes, à M. F. Laur nous renseignent à ce sujet. Pour la nouvelle usine que cette Société vient d’établir à La Praz, on a capté une force motrice de 3ooo chevaux, et il reste encore i5ooo chevaux de disponibles. Cette organisation permettrait, si besoin était, de produire 3 tonnes d’aluminium par jour. Mais comme le prix est de 6 francs, on se demande si à ce prix on pourrait trouver l’emploi de cette quantité.
- Une considération d’un autre ordre permet de croire que l’industrie française de l’aluminium pourra lutter avantageusement avec ses concurrents étrangers. Le midi de la France présente, en effet, d’importants gisements de bauxite à un grand degré de pureté, et, en exploitant ces gisements, on est dès à présent assuré de pouvoir abaisser à 4 francs le prix du kilogramme d’aluminium fabriqué à l’aide des procédés électriques.
- M. J. Raffard, à qui la mécanique est redevable de tant de perfectionnements, vient d’indiquer un procédé fort commode pour démonter instantanément et sans altération des pièces métalliques montées à chaud,
- En 1860, dans un atelier de construction d’Australie, une manivelle en fer forgé, alésée, terminée et chauffée à environ 400° pour être fixée par contraction sur un arbre de 20 centimètres de diamètre, s’arrêta sur cet arbre et le saisit avant d'être arrivée à l’endroit voulu; il s’en manquait de 2 centimètres, le tourneur ayant laissé l’arbre un peu trop gros à cet endroit.
- M. Raffard eut alors l’idée de retirer cette manivelle de dessus l’arbre au moyen d’un bain de fonte en fusion.
- L’arbre fut placé verticalement, suspendu par la chaîne du treuil du pont roulant de la fonderie, la manivelle en bas, à fleur de sable. On chargea la manivelle afin de tendre la chaîne du treuil; puis on fit dans le sable, autour du moyeu de la manivelle, une cavité à ciel ouvert, pouvant contenir un volume de fonte à peu près double de la pièce à chauffer. Aussitôt que la fonte eut été versée dans la cavité, la chaîne du treuil fit entendre un léger bruit; l’arbre était libre. Alors on vira au treuil pour l’enlever complètement; il était encore froid.
- La manivelle; qui restait sur le sable, fut facilement débarrassée de la fonte encore rouge et à peine figée qui l’entourait, et qui fut remise au cubilot.
- Cet accident, que l’on avait d’abord cru irréparable, n’avait causé qu’un léger dérangement et une dépense à peu près nulle.
- Pour la construction d’appareils en verre dans lesquels doit être lait le vide on emploie, lorsqu’il s’agit de faire
- une communication métallique à travers la paroi des récipients, le plus généralement du platine, parce que ce métal adhère bien au verre et présente un coefficient de dilatation très rapproché de celui du verre. D’autre part, le platine étant coûteux, on a cherché à le remplacer dans cette application et on a proposé différents alliages dans ce but.
- Récemment, M. Walter a trouvé qu’un alliage de 95 parties d’étain avec 5 parties de cuivre adhère au verre avec une telle ténacité qu’on peut s’en servir pour souder les extrémités de tubes de verre. On l’obtient en ajoutant le cuivre à l’étain fondu ; son point de fusion se trouve aux environs de 3oo° G. En ajoutant d’un demi à un pour cent de zinc ou de plomb l’alliage peut être rendu plus ou moins doux et plus ou moins fusible. On peut aussi s’en servir pour l’étamage des métaux.
- D’après M. d’Abbadie, c’est en Éthiopie et non à Java, comme le pensent quelques auteurs, que les orages seraient le plus fréquents. Pendant l’année 1845-46 cet observateur y a noté 247 jours d’orage, ou 271 orages en tout. Dans le seul mois de septembre, il y a eu io3 orages en 28 jours.
- M. Grünwald obtient une masse active pour accumulateurs en mélangeant à du plomb pulvérisé de l’huile de in et du borate de manganèse. Pendant Télectrolyse, l’oxygène résinifie l’huile de lin qui sert déliant.
- A Sydney on a mis en service récemment un système mixte de traction électrique. Les voitures prennent le courant sur un fil aérien, mais elles portent en outre des accumulateurs dont on se sert au démarrage et sur les rampes. La batterie d’accumulateurs de chaque voiture peut développer 40 à 5o chevaux' Leur emploi permet de rendre plus uniforme la charge des machines à la station centrale, qui fonctionnent à pleine charge et donnent ainsi un meilleur rendement.
- Pour régler la température des bains électrolytiques, M. Straub se sert d’électrodes creuses à l’intérieur desquelles il fait circuler de l’eau froide ou chaude suivant les cas.
- Les stations d’électricité de Berlin, qni Vendaient jusqu’à présent le kilowatt-heure à 25 centimes, viennent de réduire ce prix depuis le rr avril à 228 centimes. On s’attend e voir augmenter le nombre des moteurs électriques, qui, à la fin de 1893 était de 335, avec une puissance totale de io85 chevaux.
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- Il circule depuis quelque temps à Londres une voiture électrique à accumulateurs, construite par MM. E. J. Glubb et C°. Les accumulateurs sont logés sous le coffre de la voiture et leur remplacement se fait très rapidement. La voiture est éclairée électriquement. On évalue à i5 centimes environ par kilomètre la dépense pour une charge équivalent à la traction de deux chevaux. La charge des accumulateurs suffit pour un parcours de 3o kilomètres.
- Éclairage électrique.
- On annonce que le conseil de préfecture de la Seine-Inférieure a, dans sa dernière séance, condamné la ville de Fécamp et la Compagnie d’électricité à enlever toute leur canalisation électrique et à cesser leur exploitation. L’arrêt serait très dur et condamnerait même les parties en cause à payer à la Compagnie du gaz de Fécamp des dommages-intérêts.
- Les grands moulins de la compagnie de Providence ^États-Unis) sont tous éclairés à l’électricité. Ces moulins, au nombre de six, occupent 25oo personnes. L’éclairage est divisé entre deux installations distinctes. Trois des moulins, dit YElectrical Review, sont éclairés par des ïampesàarc; les trois autres sont éclairés par i3oo lampes à incandescence de 16 bougies et par des lampes à arc, qui, avec celles des trois premiers moulins, sont au nombre de 507.
- Le courant est fourni par 19 dynamos des types Bail, Mather et Edison. Cette installation fonctionne depuis neuf années déjà et n’a jamais occasionné un accident.
- Dans tout l’état de Providence on trouverait d'ailleurs difficilement de moulin qui ne soit pas éclairé à l’électri-cilé.
- La station d’électricité établie à Epinal par la maison Henrion a toujours cessé jusqu’à présent de fonctionner à minuit. Une puissante batterie d’accumulateurs va être installée, qui permettra de prolonger l’éclairage jusqu’au matin.
- L’éclairage électrique vient d’être installé au couvent de Tournemire. Cette installation comporte une turbine Singrün de 7 à 8 chevaux, une dynamo Gramme de 4,5 kilowatts, une batterie d’accumulateurs et 200 lampes à incandescence alimentées par des fils aériens.
- cain à multiplier ce genre d’installations. On étudie en ce moment l’application de ces bouées dans la baie de Mobile (Alabama). *
- Télégraphie et Téléphonie.
- Le navire Faraday vient, d’après YElectrician de Londres, de quitter la Tamise en emportant une partie du câble transatlantique que fait poser la Commercial Cable Company.
- Il y a maintenant dix câbles transatlantiques en fonctionnement et on en posera deux autres cette année. Sur ces douze câbles, sept auront été fabriqués et posés par MM. Siemens. En 1875, cette maison posa le câble Direct United States; en 1879, le câble français; en 1881 et 1882, les deux câbles Western Union, et en 1884 deux câbles pour la Commercial Cable C°.
- Voici les poids des matériaux employés pour la fabrication du troisième câble de cette compagnie, dont la longueur totale est de 2201 milles nautiques ; fil de cuivre, 495 tonnes ; gutta-percha 3i5 tonnes ; fil d’acier 3ooo tonnes ; composition et goudron 1075 tonnes ; total 5460 tonnes,
- La pose sera effectuée en deux expéditions ; la première, qui vient de sè mettre en route, comprendra le câble côtier et les sections intermédiaires, en tout environ 700 milles marins. Le Faraday retournera ensuite à Wool-wich pour prendre à bord les i5oo milles restants du câble, qu’il posera vers le mois de juin.
- Notre confrère anglais annonce d’autre part que le câble qui sera posé entre Valencia et Heart’s Content pour la Compagnie anglo-américaine est en fabrication à la Telegraph Construction and Maintenance Company. Il sera immergé l’été prochain par deux navires de cette Compagnie. Ce câble, de i85o nœuds de longueur, sera probablement, tant mécaniquement qu’électriquement, le meilleur câble qui ait été fabriqué. La section du cuivre sera beaucoup plus considérable que dans les autres câbles sous-marins, ce qui permettra d’obtenir une plus grande rapidité de transmission, qui pourra dépasser 40 mots à la minute.
- Le câble de 1873 n’a jamais interrompu son service, et il n’est pas douteux que les nouveaux câbles soient susceptibles de durer bien plus longtemps encore.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Le succès des bouées électriques du port de New-York, que nous avons décrites, a décidé le gouvernement améri-
- Imprimerie de La Lumière Électrique. — Paris. 3i, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- JL.
- Journal universel d’Électricité
- 31, Boulevard des Italiens. Paris Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XVI' ANNÉE (TOME LU)
- SAMEDI S MAI 1894
- N3 18
- SOMMAIRE. — Sur Réchauffement des divers points d’un conducteur cylindrique traversé par un courant élecirique; Ose. Colard. — Electromoteurs domestiques et dynamos génératrices .de faible puissance; E.-J. Brunswick.— L’industrie chimique et l’électricité; A. Rigaut. — Détails de construction des machines dynamo; Gustave Richard. — Les accumulateurs Peyrusson : H. de Graffigriy. — Chronique et revue de la presse industrielle ; Electrolyseur oscillant Castner. — La distribution de l’énergie électrique à Berlin. — Sur la résistance à donner au récepteur d’une ligne télégraphique défectueuse, par W.-E. Sumpner. — Sur quelques produits chimiques obtenus par éleetrolyse : Le chloral et le chloroforme ; les dérivés iodés des phénols ; l’aristol. etc. — Appareils du professeur Ryan pour relever les courbes des machines alternatives, par Nelson II. Genung. — Fabrication électrolytique du sodium, procédé Vautin. — Fils téléphoniques bimétalliques Eekert. — Commutateur pour hautes tensions New et Mavne. — lectrolyseur Ilargreaves et Bird. — Canalisation Wood. — Électrochimie : Acidimètre électrique, par MM. R. et A. Colette. — Garnitures isolantes Johnson. — Pile Emery. — Câbles Dewers. — Pile Wacker et Wilkins. — Compteur Nielsen. — Electrolyseur Lythe. — Annonciateur automatique de la Société générale des téléphones. — Avertisseur téléphonique I-îall et Pickernell — Galvanomètre Kennelly. — Accumulateur Sussmann. — Revue des travaux récents ep électricité : Electromètre absolu et méthode de mesure des constantes diélectriques des liquides., par M. G. Guglielmo. — La lumière, sa nature et sa mesure, par James M. Barr et Ch. E.-S. Philipp.s. — Sur la capacité électrique du mercure et les capacités de polarisation en général, par M. E. Bouty. — Étalons de champ magnétique, par II. du Bois. — Instrument à lecture directe pour la détermination en valeur absolue des propriétés magnétiques du fer, par A. Kœpsel. — Faits divers.
- SUR L’ÈCHAUFFEMENT
- UES DIVERS POINTS
- D’UN CONDUCTEUR CYLINDRIQUE
- TRAVERSÉ PAR UN COURANT ÉLECTRIQUE
- I. —'Théorie
- § i. — Préliminaires.
- Toutes les grandeurs sont exprimées, dans la partie théorique de ce travail, en unités C.G.S.
- i. Notations :
- T, température absolue en un point du conducteur;
- T0, température absolue du milieu ambiant ;
- Tl5 température absolue en un point de l’axe du conducteur;
- T2, température absolue en un point de la surface du conducteur;
- a (T2 — T0), quantité de chaleur émise par unité de surface du conducteur, et par seconde;
- C, coefficient de conductibilité calorifique de la substance du conducteur;
- i, densité du courant traversant le conducteur;
- r0, résistance spécifique de la substance du conducteur à o" C. :
- p, résistance spécifique de la substance du conducteur à une température quelconque;
- p', résistance spécifique de la substance du conducteur à la température absolue de i0;
- r, distance d’un point à l’axe du conducteur, avant la déformation;
- r—uy distance d’un point à l’axe du conducteur après la déformation;
- R, rayon extérieur du conducteur; a, coefficient de dilatation calorifique linéaire de la substance du conducteur;
- E, coefficient d’élasticité de la substance du conducteur;
- l, traction mécanique par centimètre carré en un point du conducteur, mesurée suivant la normale au rayon, dans une section droite ;
- p, pression mécanique par centimètre carré en un point du conducteur, mesurée, suivant le rayon, dans une section droite;
- Q, charge de rupture par centimètre carré de la substance du conducteur;
- P. pression du milieu ambiant par centimètre carré de la surface du conducteur;
- t, différence en degrés entre la température de l’axe du conducteur et la température d’un point quelconque du conducteur;
- m- — a a.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 2. Lemme. — On a approximativement pour Jes métaux purs la loi
- P = P#T, (0
- c’est-à-dire que la résistance spécifique d'un métal pur est proportionnelle à la température absolue (1).
- En effet, la résistance à une température de 0 degrés G. est, pour les métaux très purs ,
- § 2. — Lot de la température aux différents points de la section du conducteur.
- 4. Considérons l’unité de longueur du conducteur. Dans l’intérieur du cylindre, cje rayon r, la quantité de chaleur développée par seconde par le passage du courant sera, d’après la loi de Joule :
- p = r. (« + 0,00368 o) = r. (. + 4-3) = ^ T, out en posant
- on obtient
- P = P' T.
- Remarque. — Pour les substances autres que les métaux purs, la loi de la variation de la résistance avec la température peut, approximativement, se mettre sous une forme analogue; mais il faudra compter les températures à partir d’un point différent du zéro absolu.
- Dans ce qui va suivre, nous parlerons spécialement des métaux purs.
- 3. Observations préliminaires. — r On ne tiendra pas compte, dans ce qui va suivre, de la différence de résistance électrique aux divers points de la masse du conducteur; nous verrons en effet que les différences de température aux divers points du conducteur sont en général extrêmeinent faibles; cela revient à négliger des quantités du second ordre. Nous supposerons donc constante la densité du courant dans toute la section du conducteur. Mais nous prendrons pour la résistance spécifique du conducteur la valeur qui correspondra à la température moyenne de la masse du conducteur, soit
- P = P
- , T, +T„ 2
- (3)
- 2° Nous ne ferons aucune hypothèse spéciale sur la forme de la fonction de l’émission
- p ir r*.
- D’autre part, la quantité de chaleur transmise par conductibilité au dehors de ce cylindre, à travers l’enveloppe métallique d’épaisseur dr et de surface 2 7cr, sera, par seconde,
- „ d T — C 2 r -3—, dr
- la température diminuant, a priori, à mesure que l’on s’éloigne de l’axe du conducteur.
- Si nous supposons établi le régime permanent, ces deux quantités de chaleur seront égales, c’est-à-dire que l’on aura
- ,2 „ d T
- 1 p u 72 = — C 2 7t r , • dr 7
- ou, en intégrant,
- T = const.— —^ r*, (4)
- qui est une loi parabolique.
- 5. Valeur de la constante. — Remarquons que sur l’axe du conducteur on.a
- r = o,
- T = T,.
- L’équation (4), par la substitution de ces valeurs, donne pour la constante la valeur Tj. On aura donc
- 6. Autre forme de la loi. — Pour r — R on a
- t = t2.
- L’équation (5) donne donc la relation
- <P (T, - L),
- la forme de cette fonction dépendant de la nature du métal, de la direction du conducteur, du degré de poli de sa surface, etc.
- (•) Cette loi tendrait à montrer qu’à la température du zéro absolu la résistance des métaux serait nulle. Elle présente un caractère de simplicité remarquable. On pourrait en conclure que seules les atmosphères intermoléculaires interviennent dans la résistance des corps.
- T, = T, +
- L_? 4 C
- R*,
- d’ou l’on déduit
- (6)
- P___T, — T.
- 4 C R« ’
- et la loi (5) devient
- T, — t _ 1* T, — .T, ~ R2’
- (7)
- (8)
- c’est-à-dire que la chute de température à partir
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- JOURNAL UNIVERSEL D‘ELECTRICITE
- 203
- de l'axe est proportionnelle au carré de la distance à l’axe.
- 7. Calcul de la température moyenne et de la résistance spécifique moyenne du conducteur en fonction de la température T2 à la surface. — La relation (6) peut s’écrire
- T, + T, = 2 t, + ^ R», lin combinant cette relation avec (3)
- p= 5'(T' + T')’
- on obtient, par l’élimination de p,
- T, + T, _
- t
- (9)
- i" Déterminer T2 d’après l’équation (12);
- 20 Déterminer p d’après l’équation (10);
- 3° Déterminer Tt d’après l’équation (6) ;
- 4° Substituer dans la relation (8) les valeurs de T, et de T2 pour exprimer la loi de la température en fonction de r et de quantités connues.
- 10. Remarque. — La loi (6)
- montre que la différence des températures sur l’axe et à la surface du conducteur sera d’autant plus considérable que la densité du courant, la résistance spécifique, et le rayon du fil seront plus grands, et que la conductibilité calorifique sera plus faible.
- et par suite
- pmoyenne
- p'
- T.
- *iR’
- 8
- p'
- (10)
- §3 .Lois des efforts mécaniques aux différents points de la masse du conducteur.
- 8. Calcul de la température T2 de la suif ace du Conducteur. — La quantité totale de chaleur produite dans l’unité de longueur du conducteur, par seconde, sera
- P p 71 R3.
- La quantité de chaleur émise par la surface de l’unité de longueur du conducteur, vers le milieu ambiant, sera, par seconde,
- airR?(Tt — T0).
- Si nous supposons le régime établi, ces quantités de chaleur seront égales, et l’on aura la relation
- 2 7t R ? (T, — T0) = p 7t R!, (11)
- ou encore, en substituant à p sa valeur déduite de la relation (10), on obtient
- „(T,-T.)='t5 (12)
- 1 8C 9
- équation dans laquelle T2 sera la seule quantité inconnue.
- Si l’on connaît la forme de la fonction 9 (si cette fonction est par exemple donnée par un diagramme), rien ne sera plus facile que de déterminer l’inconnue T2. Cela reviendra à déterminer le point d’intersection d’une ligne droite avec la courbe représentant 9.
- 9. En somme, la marche des opérations sera
- la suivante :
- 11. Cause de ces efforts mécaniques. — La température étant différente aux différents points de la section du conducteur, il en résulte des dilatations inégales, et par suite aussi, des tractions et des pressions mécaniques.
- Les efforts mécaniques seraient nuis, quelle que soit la température d’ailleurs, si cette température était uniforme dans toute l’étendue du conducteur. Les efforts mécaniques seront donc dus uniquement aux différences de température d’un point à un autre du conducteur.
- En comparant le conducteur à un autre conducteur. fictif, dans lequel existerait une température uniforme Tj, on voit que les efforts mécaniques seront dus exclusivement à la différence de température
- t = T, — T
- Mais d’après la loi (5)
- *"r ^ P 2
- ou, en posant
- ï- p a=Tc’ (t?)
- on aura
- -c—ar1 ('4
- C’est là le refroidissement à partir de l’axe, cause des efforts mécaniques dans le conducteur.
- 12. Dimensions du conducteur avant et après la déformation. — Nous désignerons par r et r— u
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- les dimensions avant et après la déformation; r étant donc la distance d’un point du conducteur à l’axe du conducteur, en supposant la masse entière du conducteur à une température uniforme égale à T,.
- Comme T! est connu, il sera aisé de calculer ces valeurs, si l’on connaît les valeurs de r qui se rapportent à la température ambiante T0. Remarquons ici que l’on pourra sans inconvénient remplacer les dimensions à la température par les dimensions à la température T0, l'erreur résultant de cette substitution étant de second ordre.
- Sous l’action du refroidissement à partir de l’axe, et de la contraction qui en résulte, un point qui serait situé dans le conducteur fictif à une distance r de l’axe viendra se placer à une distance r — u de cet axe, la quantité u étant une fonction de la température, du rayon, et des constantes mécaniques du métal.
- Cette distance r —u n’est pas celle à laquelle viendrait le point considéré, si l’anneau de rayon r était libre de se contracter, sans être gêné dans sa déformation par la matière voisine. C’est cette circonstance qui engendrera les efforts mécaniques.
- i3. Première équation. — Si le métal était libre de se contracter, la circonférence de longueur 2tir prendrait, sous l’action d’uii refroidissement égal à t degrés, une longueur 2it r (I — T a),
- ou, d’après la relation (14),
- 2 7i r (1 — a a J'2),
- ou encore, en posant
- a a = m2,
- on voit que la circonférence prend une longueur égale à
- * 2 nr (1 —
- c’est-à-dire que la contraction de cette circonférence devrait, si elle s’effectuait librement, être égale à
- 2 7C»l‘Jr3. (l5)
- Or, d’après nos conventions (n° 12) la lott-gùeur de cette circonférence devient égale à 2 7t (r — u),
- c’est-à-dire que la contraction n’est réellement que de
- (.6)
- Tout se passe donc comme si, sous un effort mécanique, la circonférence primitive .in r s'était allongée de la différence des contractions (i5) et (16), ou de la quantité
- 2 tc (m*r*—u). (17)
- Cet allongement, pris par unité de longueur primitive, est égal à
- P - p (18)
- allongement proportionnel qui correspond à
- une traction l par unité de surface, et dirigée
- suivant la circonférence de rayon r, dans la section droite du conducteur, cette traction l étant donnée par la relation
- i = (19)
- 14. Seconde équation. — D’autre part, si la substance du conducteur était libre de se con-. tracter, l’élément radial de longueur dr, situé définitivement à une distance r de l’axe, deviendrait, sous l’action d’un refroidissement de t degrés, égal à
- dr{ 1—a2T2),
- ou, d’après nos notations (n° i3), dr (1 — m2 ra)
- prenant ainsi une contraction égale à
- m* r2 dr. (20)
- La contraction est réellement égale à
- dr—d(r—u)=du. (21)
- La différence de ces deux contractions (21) et (20), soit
- du — 1 n* r- dr, (22)
- représente donc la quantité dont l’élément dr
- est comprimé sous l’action des pressions radiales. La diminution proportionnelle de longueur primitive étant égale à
- on voit que l’élément dr sera soumis à une pression radiale p par unité de surface capable de produire ce raccourcissement proportionnel. Cette pression radiale p sera donc exprimée par la relation
- p = E (S ~ m* t-3) . (24)
- i5. Troisième équation. — Si nous considé-
- •2 7t u.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 205
- rons à présent une longueur du conducteur égale à l’unité, et si nous v découponsda portion comprise entre la surface cylindrique extérieure de rayon R, sur laquelle s’exerce la pression ambiante P par unité de surface, la surface cylindrique de rayon r sur laquelle s’exerce la pression p par unité de surface, et un plan diamétral, aux divers points duquel s’exercent des tractions t par unité de surface, nous voyons que la condition d’équilibre de cette masse est exprimée par la relation
- f* tdr—pr — P R, (25)
- , en dérivant par rapport à r, on obtient
- dp t — — p — r -J-. dr (26)
- 16. Résolution du système des trois Nous avons obtenu les relations équations.
- (19)
- p = E(dV“Wia,'!)’ (24)
- dp t — —p—r~y-dr (26)
- Remarquons que l’équation (26) provenant de la dérivation d’une équation intégrale, il n’y a réellement dans le système qu’une seule équation différentielle, l’équation (24), qui est du premier ordre. L’intégrale générale du système ne comportera donc qu’une seule constante arbitraire.
- En éliminant p et / entre les trois équations, nous obtiendrons la valeur de u ; cette valeur, reportée dans les équations (19) et (24) nous fournira enfin les valeurs de t et de p.
- Pour procédera cette élimination, substituons dans la troisième équation les valeurs de /, dep,
- et de déduites des deux premières équations. dr
- Nous obtiendrons, toutes réductions effectuées, l’équation
- ,, , u’ u „ , .
- u" + ——-, = 2 m-r, (27)
- dans laquelle les quantité u" et u' seront des dérivées prises par rapport à la variable indépendante r.
- On voit immédiatement que la fonction algébrique du troisième degré
- - p-zz Ar3 -f Br11 + Çr + F (38)
- est une intégrale, si l’on y fait
- A m%
- 7’
- B = o,
- D quelconque,
- F = o.
- L’intégrale sera donc
- u = — r' + T>f (29)
- 17. Détermination de la constante D. — Par la substitution de « trouvée, les expressions de p et de t deviennent :
- p=e(d—ÎL\..), t - E
- (3o) (31 )
- La pression p correspondant au rayon r = R devra être égale à la pression P du milieu ambiant. Donc, d’après l’équation (3o),
- m2
- c’est-à-dire que
- '=E(D-fR')-
- d-|+trî-
- 18. Lois des pressions et des tensions. — Les expressions des quantités p et f deviennent donc :
- P = Çe(r*-,-») + P, t E ^3r* — — P,
- ou, en remplaçant m2 par sa Valeur
- 2 î2 p a
- 111* — n — -î_L_
- 4 C
- on obtient :
- p —
- t =
- (3 r- — Rs) — P ^
- i*P 16 î2 p a E
- (32)
- p et l suivent donc des lois paraboliques.
- Le maximum de / est à la surface extérieure; il correspond à r — R, et il a pour valeur
- h — R2 _ p ;
- 8 C
- (33)
- l décroît de la surface au centre suivant une loi rectiligne exprimée par
- dt _ 3 p p a E dr ~ 8c 1
- (34)
- Papg çertajnes çirç.Qpstànce?, / pept tlevçnij-
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- nul en un certain point ; puis il changera de sens, c’est-à-dire qu’il se transformera en pression. Sur l’axe, t est égal à
- ' = -(nsr?R, + p) l35>
- c’est-à-dire que sur l’axe, t est toujours négatif.
- Quant à la pression spécifique p, elle croîtra de la surface, où elle sera égale à P, jusqu’à l’axe, suivant la loi rëctiligne
- dp j’paE dr 8 c 1 '
- En comparant cette dernière équation avec l’équation (34) on remarquera que
- dp _ 1 dt
- dr 3 dr’
- c’est-à-dire que les pressions radiales croissent vers l'axe trois fois moins rapidement que les tractions circonférentielles ne décroissent.
- D’ailleurs, la pression radiale au centre sera
- c’est-à-dire que
- p, = —
- Donc, sur l’axe, la pression spécifique radiale est égale et de signe contraire à la traction spécifique circonférentielle, ce qui devait être a priori, attendu que sur l’axe ces deux quantités se confondent.
- Remarquons en outre que, sur l’axe, la pression spécifique radiale est maxima, et la traction spécifique circonférentielle minima.
- Conclusion. — Pour pouvoir appliquer ces lois, il faudrait connaître, relativement à la substance du conducteur, l’expression des diverses quantités physiques qui entrent dans nos formules.
- Il faudrait notamment connaître, pour les diverses températures, la loi de l’émission de la chaleur, la conductibilité calorifique, le coefficient de dilatation, le coefficient d’élasticité, la charge de rupture. Autant d’inconnues, pour la plupart, dans l’état actuel de nos connaissances.
- Néanmoins, on peut prévoir des conséquences générales de cette théorie, On constatera, par exemple, qu'un fil traversé par un coiiranl trop intense cède par explosion, par rupture de la couche superficielle sous l’action des couçhes intérieures el non pas par fusion simple, comme ce serait le cas si le fil était chauffé par me source
- extérieure. C’est là un fait évident pour quiconque a vu céder un fil fusible ; les gens de métier ne disent pas d’ailleurs qu’un fil fond, mais bien que le fil saute.
- Bien que la théorie ci-dessus ne soit pas, ainsi que nous venons de le dire, susceptible d’une application générale, nous avons cru intéressant de traiter un exemple particulier dans lequel nous n’aurons pas à considérer de températures excessives, mais tout en faisant toutes nos réserves quand à l'exactitude des coefficients numériques introduits dans le calcul.
- IL — Exemple d’application.
- 20. Introduction, dans les formules, des unités pratiques. — Afin de faciliter les applications, nous allons substituer, dans les formules, aux unités C. G. S, les unités pratiques, de façon à pouvoir prendre directement pour les diverses grandeurs les valeurs numériques données dans les tables d’usage courant.
- Les formules qui nous serviront directement dans les applications seront les formules (12), (10), (6), (8) et (32), dans lesquelles entrent les quantités :
- T„ T, T, i p' p G <p r R p P t a E
- exprimées en unités C. G. S. et en températures absolues.
- En unités pratiques :
- T0 Tj T2 seront exprimées en degrés centigrades, à condition de les remplacer dans les formules par 273 -|- T0; 273 -j- ; 273 -f- T2.
- i sera exprimé en ampères par centimètre carré, à condition de le remplacer dans les formules par io_1 i.
- r0 p' et p seront exprimés en microhms centimètres, à condition de les remplacer par io3 r0 ; 103 p' et io3 p.
- G sera exprimé en calories kilogrammes par degré, par mètre carré de section, par mètre d’épaisseur et par heure, à condition de le remplacer par 1,165 X io5 C.
- <p (T2 — T0) sera exprimé en calories-kilo-grammes par mètre carré de surface et par heure, à condition de le remplacer par 1,165 X 1 o3 x ».
- r et R seront comme auparavant exprimés en centimètres,
- p P/E seront exprimés en kilogrammes par
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 207
- centimètre carré, à condition de les remplacer par 0,981 X 10 8p ; 0,981 X io° P ; 0,981 X io6 / ; 0,981 x 10 E.
- a sera exprimé en fraction de la longueur primitive, pour une augmentation de température de 100 degrés centigrades, à condition de le remplacer par 0,01 a.
- Les formules deviennent ainsi :
- 1 = 4,3 x 10—6 i* R -—— i — 1,07 x 10-31‘ R2 p* ’ C 273 + T* (A)
- r r 1 — 1.073 x io-“ x ï* R2 p1 (B)
- C »
- T, = T, + 2,145 X 10-* p, (C)
- T,—T r2
- T, —T,-R2’ (D)
- ro,5365x 10-’ (R2- ,•*) + p j
- :o,5365x 10-’ îlL— (3 r‘ - R2) — p( (E)
- de Péclet (voir Huguenin, Aide-mémoire de l'Ingénieur, p. 231), bien que cette loi ne soit pas applicable dans le cas qui nous occupe.
- 360
- 263
- 2C0
- 120
- 40
- J------L.
- 40
- 1 1------1—
- 20 30
- Fig. î
- _l______I----
- 40 T0
- 21. Exemple — Considérons un conducteur cylindrique de cuivre pur, portant un courant de 1000 ampères.
- Admettons dans ce conducteur une densité d’environ 5oo ampères par centimètre carré; la section devra être de deux centimètres carrés. Adoptons un diamètre de 1,6 centimètre; soit une section de 2,0106 cm2. La densité de courant sera alors de 498 ampères par centimètre carré.
- Admettons que la température du milieu ambiant soit égale à -J- i5° centigrades.
- On aura donc :
- R =0,8; i 498; T0 = i5.
- On trouve dans les tables r„ = 1,6 microhms-centimètres. Donc
- p' = 5.585 x 10—3.
- On trouve également dans les tables :
- C = 69.
- P = 1 ,o33 K, en supposant que le conducteur soit soumis extérieurement à la pression atmosphérique ordinaire.
- E = 1160000
- Admettons pour l'émission de la chaleur la loi
- On voit en figure 1 le tracé de la loi tp (T2 — T0) en fonction de (T., — T0) dans cette hypothèse.
- Le second membre de la formule (A)se réduit à
- 233 -)- 0,138 r T2)
- quantité représentée aussi graphiquement en figure 1,
- J On trouvera donc la valeur de Tj> satisfaisant
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- à l’équation (A) en mesurant sur la figure l’ab-scis.se du point d’intersection des deux tracés. On trouve ainsi
- T.-T0 = 3i",5 ;
- d’où
- T. = 31,5+ i.S = 4r),5.
- La formule (B) nous donne dès lors p = 1,87;
- puis la formule (G) donne à son tour T, = T. + 0,08.87,
- d’où
- T, = 40,5887.
- La loi de la température sera donc, d’après la formule (D),
- 40,5.887 —t __ j \
- - 0,0887 0,04’
- d’où l’on déduit
- T = 40,5887 — 0,138 c».
- ka figure ? montre, la loi de la température?.
- Les efforts mécaniques spécifiques sont donnés par les lois
- r — 1,961 — 1,44^ r*, l =4,335 r* — 1,961.
- / est nul pour r = 9,674.
- Ces efforts sont représentés graphiquement en figure 3.
- Ose Couard
- ÉLECTROMOTEURS DOMESTIQUES ET DYNAMOS GÉNÉRATRICES DE FAIBLE PUISSANCE
- L’emploi des électromoteurs pour usages domestiques devient de plus en plus fréquent, mais jusqu’ici nous avons été pour ces appareils, comme pour les dynamos de très faible puissance, tributaires de l’étranger : Amérique, Angleterre, Allemagne, Suisse.
- La fabrication à bon marché dans ces pays permet aux constructeurs étrangers de lutter avec avantage contre notre protectionisme.
- Il nous a paru intéressantde signaler quelques-uns des appareils les plus courants.
- Tous les appareils que nous allons décrire ont un aspect compact ; leur construction ne nécessite qu’un graissage modéré, et des dispositions convenables empêchent les projections d’huile^).
- Génératrice Bébé « Ans tin » (fi g. 1). — Dans cette petite dynamo, la plaque de fondation, le palier unique et le pied d’arrière sont fondus d’une seule pièce. Les pièces polaires en fonte sont rapportées sur les noyaux inducteurs en fer forgé. Ces derniers, encastrés à mi-épaisseur dans les culasses, sont serrés par des vis.
- L’arbre suppoite l’induit à une extrémité et la poulie à l’autre; la longueur de la fusée permet d’éviter toute flexion préjudiciable.
- Le noyau d’armature est en fer doux massif fixé sur des croisillons en bronze; l'enroulement est du genre Gramme.
- Ces machines, enroulées en shunt ou en série, sont établies depuis 5o jusque 1000 watts et peu-
- pi Nous devons à l’obligeance de M. E.-H. Cadiot les clichés et les renseignements compris dans cette descrip tion succincte. '
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 209
- vent fournir une différence de potentiel de 10 à 100 volts, suivant le type; l’induit fait, suivant les cas, de 2800 à 1700 tours par minute.
- Fig-. 1. — Dynamo « Bébé t A^istin.
- Ces machines se prêtent bien à des 'installations de laboratoire ou de démonstration; de
- La dynamo de 5o watts pèse 4,600 kilog. et celle de 1000 watts, 3o kilog.
- petits moteurs à vapeur ou à pétrole sont construits spécialement pour les actionner.
- Fig. 3. — Moteur Austin démonté.
- Eleclromoleurs domestiques « A uslin » (fig. 2 et 3). — Ces moteurs sont très convenables pour actionner des ventilateurs, rpaçhines-outils, ma-çjjine* à çovjdre, etc.
- La disposition générale est en lorme de fer à cheval; le collecteur est en porte à faux. Afin de réduire le graissage au strict minimum, les paliers sont munis d’un dispositif de roulement
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- constitué par une série de bagues cylindriques. Les bagues cylindriques sont d’une fabrication plus facile que les billes, mais sont plus sujettes à une usure irrégulière. Le fonctionnement est
- cependant satisfaisant, paraît-il, et ne nécessite que fort peu de soins pour le graissage.
- La figure 3 montre les pièces détachées de ce moteur.
- Fig. 4. — Moteur C. and C. à partir de r cheval,
- Les modèles courants sont établis depuis i/3c cheval jusque 2,5 ch. ; l’enroulement est shunt ou série. A partir de 1/16 de cheval ces moteurs peuvent fonctionner sous 5 à 110 volts.
- Poids des différents types :
- 1/32 cheval............. 3,65 kg.
- 2,5 ch.................. 88,5o kg.
- Moteurs de la C. et C. C° (fig. 4). — Jusqu’à 1
- Fig. 5. — Dynamo Iloltzer Cabot.
- cheval, le circuit magnétique est en forme de simple fer à cheval; la construction, à part la robustesse et le fini relatif, n’offre rien de particulier.
- A partir de 2 chevaux (fig. 4), le circuit magné-
- tique est double, avec pôles conséquents. Chaque
- inducteur est une portion de tore circulaire bou*
- lonnée sans pénétration sur les épanouissements qui complètent ainsi l’aspect cylindrique général du bâti ; l’ensemble est très ramassé.
- L’enroulement des inducteurs est assez difficile, par suite de leur forme.
- L’induit est un tambour dont l’armature est
- composée de tôles douces très minces; des bou-.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 21 I
- Ions isolés traversent la masse et assurent le serrage. La surface de l’armature est tournée après le montage et l’induit est soigneusement équilibré.
- Types courants.... 2 à 60 chevaux
- Vitesses........ 1800 à 600 tours
- Poids .......... 127 à 2070 kilos
- Moteurs et dynamos de « The Holtzer Cabot Electric C° ». — La figure 5 montre le schéma de ces machines, construites depuis 1/16 cheval jusque i5chevaux.
- Pour les petites puissances, la disposition générale restant la même, le montage est simplifié.
- Les paliers sont soutenus dans des sortes de tourteaux évidés dans les culasses en fonte de cuivre qui entretoisent en même temps les masses polaires. La figure 6 représente un de ces moteurs actionnant un ventilateur éventail.
- A partir de 4 chevaux la disposition est celle de la figure 5. Le montage des chaises avec portées cylindriques permet un démontage facile de l’induit.
- Pour les électromoteurs de faible puissance, un rhéostat logé dans le socle de l’appareil permet d’obtenir trois degrés de vitesse par la manœuvre d’un commutateur.
- Les éléments d’établissement sont les suivants :
- Moteurs
- Puissance disponible.................... 1/6 cheval
- Nombre de tours par minute.............. 1900
- Vitesse par seconde à la périphérie de
- l’induit............................ 6'",20
- Différence de potentiel aux bornes..... 5oou nov.
- Poids de la machine seule............... 14,500 kg.
- Poids de l’armature..................... 2 kg.
- Poids avec socle, chariots et rhéostats... 20 kg.
- à i5 chev. 900
- 1 i“,5o
- 220 ou 5oo v. 85o kg.
- • 37 kg. io5o kg.
- Dynamos
- 0,1 kw. à. i5 kw. 2200 io5o
- 7", 10 i3-,5o
- 5o v. 110, 120 ou 5oo
- L’Holtzer Cabot Electric C° construit des indicateurs de tension pour courant continu.
- Fig. 6. — Moteur Holtzer Cabot.
- L’appareil en question consiste (fig. 7) essentiellement en un solénoïde à l’intérieur duquel se déplace un noyau de fer que la pesanteur
- tend à faire rejetèr hors du solénoïde. L’enroulement du solénoïde est dérivé entre les points dont on veut contrôler la différence de potentiel. Deux lampes témoin dont le déplacement du noyau vient fermer l’un ou l’autre circuit complètent la disposition : l’une des lampes éclaire lorsque la tension augmente ; l’autre lampe fonctionne, au contraire, lorsque la tension diminue.
- La figure 7 représente l’application de ce système à un régulateur de tension. Les lampes témoin sont remplacées par des électro-aimants actionnant une armature dont les déplacements entraînent la manette d’un rhéostat ou d’un réducteur. Dans le cas de rhéostats importants ou pour la commande de réducteurs de batterie où les pièces à manœuvrer ont des frottements considérables, l’électro-aimant ne constitue qu’un relai qui commande à son tour un petit moteur.
- Interior Conduit and Insulalion C°. — En 1892, cette compagnie introduisait le moteur Lundell pour la commande des ventilateurs éventails. Le succès de ce type a conduit à l’établissement de types du même genre, mais plus puissants : de 1/4 à 5 chevaux (fig. 8).
- L’accroissement des dimensions a permis de placer l’enroulement inducteur concentriquement à l’armature; lç démontage dç l’armature çst par suite facilité,
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Le bâti forme toujours enveloppe complète, ne laissant libre que le passage de l’arbre et du collecteur.
- Les porte-balais (fig. g) sont formés par des ressorts cintrés dont une extrémité tourillonne dans une échancrure d'une pièce fixe et dont
- O r
- ni
- Fig. 7. — Indicateur. Régulateur de différence de potentiel de l’Holtzer Cabot C°.
- l’autre extrémité, guidée par une pièce en forme de double T, coulisse dans cette pièce fixe en poussant contre le collecteur un frotteur en charbon. Le contact est assuré par des ressorts
- Fig. 8. — Moteur Lundell depuis 1/4 de cheval.
- qui serrent fortement le frotteur dans les rai-nqres de la pièce fixe.
- Ces moteurs enroulés en shunt, avec induit en tambour, sont établispour 1 i5/j3oou5oo volts; ils tournent :
- à 1700 tours pour le type de o, 25 kw,— Poids total : 20 kg. Çt à 95o «7 m 4<8 Kw,— 812 k^\
- Le courant consommé est de 2,2 ampères pour le premier et de 42 ampères pour le second (sous 115 volts).
- Fig. 9. — Moteur Lundell. Détail du porte-balais.
- Le schéma figure 10 indique une disposition pour interrupteur asservi ou automatique très
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- L’interrupteur est commandé par deux électro-aimants, dont l’un détermine la fermeture et l’autre l’ouverture de l'interrupteur.
- Les électro-aimants sont alimentés par un circuit spécial de l’importance d’un simple circuit de sonnerie. Lorsque l’électro-aimant A est actionné, la manette est attirée, franchit la rampe que présente l’armature de B et ferme l’interrupteur, en même temps que le poids de l’armature de B fait retomber celle-ci et bloque l’interrupteur. Veut-on ouvrir l’interrupteur, on
- Circuit
- Fi g. io. — Interrupteur automatique de l’Interior Conduit Electric C°.
- lance le courant dans l’électro-aimant B, et l’armature étant soulevée, l’interrupteur s’ouvre sous l’action du poids de la manette.
- L’inconvénient de cetappareil est de nécessiter un circuit supplémentaire; en outre le réglage et la construction de l’interrupteur sont assez délicats. Le schéma porte en G une disposition complémentaire qui fait ouvrir l’interrupteur par l’intermédiaire de l’électro-aimant B, dans le cas d’une intensité exagérée dans le circuit.
- E.-J. Brunswick.
- L’INDUSTRIE CHIMIQUE ET L’ÉLECTRICITÉ (’)
- L’électrochimie appliquée à la préparation des produits chimiques n’était représentée à l’Exposition de Chicago que par la fabrique de Gries-
- (l) La Lumière Électrique, t. XXXVI, p 419; XXXVIII, 59; XL, 101.
- heim, près Francfort, qui exposait de la potasse pure et du chlorure de chaux qu’elle prépare depuis plusieurs années déjà par l’électrolyse du chlorure de potassium.
- M. Haller, le savant chimiste, délégué du gouvernement français à Chicago, a bien voulu nous communiquer la partie de son rapport concernant les procédés électrolytiques. 11 a vu les produits obtenus : la potasse pure qui titre 90 0/0 de KOII, la lessive de potasse à 5o° Bauméet le chlorure de chaux. L’électrolyse est faite dans des appareils sur lesquels il a été impossible d’avoir des renseignements. Le secret de la fabrication réside dans l’emploi de diaphragmes convenables séparant les compartiments de l’ano’de et de la cathode, et permet l’électrolyse avec- un faible voltage, c’est-à-dire sans augmentation notable de la résistance. La question des anodes inattaquables et celle non moins importante de la polarisation sembleraient donc avoir aussi été résolues dans les électrolyseurs de Griesheim, puisque la fabrication est devenue courante. Ce ne sont, il est vrai, ni les propositions d’anodes inttaquables, ni les moyens de remédier à la polarisation qui manquent dans les nombreux brevets d’électroly-seurs publiés jusqu’ici. Les anodes sont en platine, en charbon de cornue convenablement armé pour empêcher la désagrégation, en peroxyde de plomb, en sulfure de fer, en phos-phures, en siliciures. La polarisation est combattue par des dépolarisànts d’ordre chimique, par des moyens mécaniques. Les cathodes mobiles de mercure ont été proposés (Greenwood, Kellner, Hermite, Atkins et Applegarth, Castner, Despeisses, etc.).
- L’emploi de la cathode de mercure permettrait même, d’après MM. Hermite etDubosc,de faire l’électrolyse du chlorure de potassium, même sans diaphragme : le mercure se charge de métal alcalin à la cathode et s’écoule tout aussitôt, après un léger lavage dans l’eau bouillante, où l’amalgame en se décomposant engendre de la potasse, le mercure régénéré rentre ensuite dans l’électrolyseur.
- Quoi qu’il en soit des procédés usités à Griesheim, vont être exploités prochainement par la même maison à Bitterfeld, près Halle-sur-Saale.
- Dans son rapport, M. Haller signale, à côté des procédés de Griesheim, ceux employés aux usines de Leopoldshall.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- « Les Vereinigten chemischen Fabriken de Léo-poldshall exploitent les brevets Spilker, Lœve et Knofier (patentes allemandes 47.592, 49.627, 64.671,55.172). Bien que cette maison n’ait pas exposé, nouscroyons devoir signaler une particularité très originale d’un des procédés exploités.
- « Il s’agit de la formation de cloisons poreuses empêchant le mélange de la cathode et de l’anode, et s’opposant ainsi à la reconstitution du sel dont l’électrolyse a séparé les éléments. Les parchemins végétaux et les membranes animales sont rapidement corrodés et détruits. Les tissus d’amiante ne sont pas assez serrés pour constituer des diaphragmes osmotiques empêchant l’échange mécanique des liquides,
- « Le procédé est plus spécialement applicable à l’électrolyse du chlorur de potassium.
- « Les liquides de l’anode et de la cathode sont séparés, au début de l’opération, par un diaphragme de parchemin végétal. Sous l’influence de l’alcali caustique formé au pôle négatif et du chlore mis en liberté dans la cellule positive, ce parchemin est rapidement détérioré, et les liqueurs se mélangent. Mais si l’on ajoute au liquide de l’anode une certaine proportion, soit 2 0/0 environ, de chlorure de calcium ou de magnésium, le liquide de la cathode étant constitué par une lessive alcaline caustique, il se forme bientôt, à la surface de parchemin, un dépôt adhérent, homogène, composé d’oxychlorure plus ou moins basique de calcium ou de magnésium. Lorsque la couche d’oxychlorure a atteint 7 ou 8 millimètres d’épaisseur, on continue d’alimenter la liqueur de manière à conserver au dépôt-diaphragme une épaisseur constante ».
- Pour l’étude des procédés électrochimiques de préparation du chlore et de la soude, xM.Haller renvoie aux brevets et aussi à une brochure de M. Garo (* *). Il signale les procédés de Greenwood, expérimentés par le Gaustic Soda and chlorine.syndicate, et ceux de Lesueur exploités, paraît-il, aux États-Unis, à Rumford Falls, et produisant 3 tonnes de chlorure de chaux par jour. Les procédés de Greenwood n’ont pas réussi, les essais ont été abandonnés.
- On a parlé de ceux de Richardson et Holland (2) à l’usine de Snodland, faits sur une
- (*) Darstellung von Chlor und Salzsœure unabhængig von der Leblanc-Soda-Industrie.
- (*) La Lumière Electrique t. XLVI, p. 218.
- assez grande échelle dans 10 cuves en Série (4 volts par cuve) et avec 450 ampères. La polarisation était empêchée avec de l’oxyde de cuivre.
- D’après M. Leith ('), qui exploite le procédé Richardson et Holland, la fabrication par semaine de 52 tonnes de soude caustique et 128 tonnes de chlorure de chaux laisserait pour les 180 tonnes un profit de 123 francs par tonne.
- Les tentatives pour fabriquer la soude par électrolyse sont nombreuses : pour réussir il paraît nécessaire d’éliminer la soude au fur et à mesure de sa formation : en effet, la chaleur de combinaison de la soude montre qu’elle s’élec-trolysera de préférence au chlorure.
- G’est ce qui explique les faibles teneurs en soude qu’on ne pouvait pas dépasser dans les lessives obtenues dans l’électrolyse du sel du procédé Greenwood (2) ; MM. Rideal et Swin-burney ont trouvé 2,21 0/0 de soude avec 10,75 de chlorure de sodium non décomposé.
- Pour éliminer la soude au moment même où elle se produit, Marx, Kellner et d’autres encore font passer dans la cathode un courant de gaz carbonique pour amener la soude à d’état de bicarbonate peu soluble, éliminable mécaniquement. Malgré toutes ces tentatives, le chlorure de chaux et la soude sont encore fabriquées au moyen des méthodes chimiques; néanmoins les hommes les plus compétents dans la grande industrie chimique n’hésitent pas, comme M*. Lunge, à prédire le remplacement des méthodes chimiques et thermiques par les méthodes électriques.
- Nous ne pouvons mieux faire que de citer ce que M. Lunge disait à ce propos dans une revue annuelle de l’industrie chimique (3)
- « Le procédé Leblanc ne pouvait se soutenir économiquement que grâce au chlore qu’il fournit, et chaque jour nous apprend, d’une façon plus évidente, que l’avenir de l’industrie du chlore réside dans l’électrolyse. Poür le chlorate de potasse, il n’y a plus d’indécision possible : la victoire appartient déjà au procédé de Gall et du comte de Montlaur, mais pour le chlorure de chaux la lutte continue encore entre un grand nombre de méthodes, et c’est justement cet embarras de richesses qui empêche de trancher
- (*) La Lumière Électrique, t. XLIX, p. 547.
- (2) La Lumière Electrique, t. XLIII, p. 577.
- (3) Revue des sciences pures et appliquées, février 1894.
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- a question, de trouver les capitaux nécessaires pour exploiter les nombreux procédés proposés, qui, au dire des inventeurs, sont tous meilleurs les uns que les autres. Cependant, cette confusion ne peut être de longue durée et nous saurons bientôt lequel de ces procédés électrolytiques doit l’emporter sur les autres ; il n’est d’ailleurs aucunement nécessaire que toutes les usines adoptent la même méthode.
- « Un fait certain, c’est que les pays qui possèdent des forces hydrauliques puissantes et à bon marché, à proximité des centres industriels sont placés dans des conditions avantageuses pour exploiter tous les procédés électrolytiques ; ce sont les Etats-Unis qui remplissent le mieux ces conditions; aussi me semble-t-il inévitable qu’ils deviennent un jour le principal centre de l’industrie de la soude et du chlore.
- « La préparation du chlore, à partir de l’acide chlorhydrique, préparation qui tdépend du procédé Leblanc, offre aujourd’hui un intérêt de second ordre, en présence de l’importance considérable que l’on attribue à l’électrolyse.
- « D’ailleurs, aucun des nombreux moyens qui sont basés sur l’emploi de l’acide nitrique ou de la magnésie n’est parvenu à dépasser la période des essais, quoique plusieurs aient été exécutés sur une grande échelle par des hommes très compétents et qui disposaient de capitaux considérables. Ceci s’applique aussi aux très intéressants essais tendant à blanchir la pâte à papier et les textiles, sans passer parle chlorure de chaux et la soude, mais par l’électrolyse du sel; quoique à diverses reprises un grand succès ait été annoncé pour plusieurs méthodes de ce genre, il semble que de sérieuses difficultés sont encore.à vaincre. »
- On voit quelle foi M. Lunge a dans les méthodes électrolytiques. Celles-ci, en dehors de la grande industrie du chlore et de la soude, ont déjà donné des résultats. La fabrication du chlorate de potasse, qui marche bien en Suisse, à Vallorbes, se fait encore en France, à Saint-Jean-de-Maurienne, en Savoie, par les mêmes procédés. Elle se fait encore, paraît-il, en Suède, à Mansbo, pour la confection des allumettes. En Allemagne, c’est par électrolyse qu’on fabrique le chlore livré au commerce à l’état liquéfié.
- Un certain nombre de procédés de préparation du céruse semblent avoir donné quelque chose. D’ailleurs, pour montrer le mouvement qui s'est
- fait ces dernières années sur ces applications de l’électrolyse à l’industrie chimique, nous rappelons plus bas la table des articles et notes parues sur ce sujet dans ce journal. On pourra avoir ainsi une idée de cette technologie électrochimique dont quelques procédés sont entrés dans la pratique industrielle, comme ceux du chlorate de potasse, du blanchiment de la pâte à papier, de l’assainissement par l’eau de mer électrolysée, de la 'potasse pure, de l’ozone appliquée au vieillissement des eaux-de-vie, etc.
- Un grand nombre de préparations par oxydation sont pratiquement possibles. Ces derniers temps, l’usine électrochimique de Vallorbes essayait la fabrication des persulfates alcalins. On avait proposé celle des chromâtes et des manga-nates. On peut utiliser les propriétés réductrices de la cathode et préparer, comme on l’a proposé, l’hydrosulfite de soude, les cuves d’indigo et d'autres couleurs. La désinfection des alcools par réduction électrolytique n’a pas jusqu’ici donné de bons résultats pratiques ; les recherches sur ce sujet n’en continuent pas moins. L,e traitement des eaux d’égout essayé en concurrence avec des procédés mécaniques et chimiques a donné des résultats qui méritent de retenir l’attention.
- Dans l’industrie du sucre, de récentes expériences de défécations électrolytiques ont été faites avec succès en Allemagne pendant la dernière campagne.
- Le transport mécanique qui se fait pendant l’électrolyse a permis de l’appliquer à l’injection des bois, au rouissage du lin. La préparation de l’hydrogène et de l’oxygène est devenue pratique avec les électrolyseurs du commandant Renard. Avec des appareils convenables, il pourrait en être de même de l’extraction du brome des eaux mères de Stassfurt (*), de l’iode de celles des nitrates de soude du Chili.
- En dehors de l’électrolyse, l’emploi du courant en industrie permet une meilleure utilisation de la chaleur et des températures plus élevées. Les fours électriques, qui ont fait leurs preuves en métallurgie, ont donné des métaux rares préparés en assez grande quantité, le car-borundum, le corindon fondu ; les expériences de Moissan ont permis des réactions nouvelles. On a déjà essayé en Angleterre de réaliser au four électrique la préparation du phosphore.
- (') G ali. art. Brome, 2- supp. Dicl. de Chimie de Wurtz.
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- En résumé, on voit combien est vaste le champ des applications de l’électricité à l’industrie chimique; quelques-unes ont reçu la sanction de la pratique et beaucoup donneront, nous en sommes certains, de merveilleux résultats dans l’avenir.
- ARTICLES ET NOTES PARUS DANS CE JOURNAL DEPUIS lS<JO.
- Acide chromique. Placet et Bonnet, tome 44, page 329. Acide nitrique, 48, 5g8.
- Acide sulfurique (concentration de T). Léon, 39, 29; Bertram Blount, 50, 575.
- Assainissement. 43, 547; 44, 499; 45, 428; 46, 478; 49, 448, 632; 50, 5o5; 51, 35o, 397, 599.
- Baryte et Strontiane. Taquet, 48, 53a.
- Bichromates. Haussermann, 48, 483.
- Blanchiment. Stepanoff, 35, 3o 1 ; Kellner, 35, 248; 42 83; 43, 526, 529; Hermite, 38, 5g; Montgommery, 44, 373; Cannot, .47, 275;-Hermite, Paterson ' et Couper, 48, 27; Knofler et Gëbaüer, 49* 578;'51, 480.
- Blanchiment des fécules. Hermite, 43,484; 51, 199. Blanchiment des tannins, des extraits. Villon, 45, j32. Bleu'de méthylèneKlein,' 44, 329.
- Bore. Moissan, 43, 483.
- Brome et: Iode.. Parker et Robinson, 36, 424; 48, 349; Nahsen, 48. 349 ; à Stassfurt, 43, 248.
- Bromates et lodales. 36, 424.
- Camphre. De Mare, 46, 432.
- Carhorundum. Atchéson, Moissan, 48, 621 ; 50, 133,
- 135 ; 51, 198.. 248.
- Céruse. Turner, 35, 147; 36, 424; 37, 285; Stevens, 45, 175; Blair, 45, 429, 624; Bottome, 46, 378; Ferranti et Noad, 46, 378.
- Chloral, 52, 228.
- Chlorate de potasse. Gall et De Montlaur, 36, 423; Usine de Vallorbes, 40, 101 ; 43, i3; Cutten, 46,327; Gibbs et Franchot, 45, 38a; 48, 248; 49,99, 38o; Usine de Saint-Michel, 51,59g.
- Chlore et Soude. Histoire, 36, 420; Hempel, 35, 549; Marx, 37, 80; 43, 481 ; 44, 483; Nahnsen, 37, 98 ; Richard, son, 38, 99Î 46, 218; Greenwood, 43, 175, 577; 45, 379; Kellner, 43. 575; 45, 38o, 382; Jablockoff, Grabau, Hoep-fner, Rogers, 44, 179; Hermite et Dubosc, 45, 234; 49, 247, 547; Lyte, 46, 47; Cutten (Chlore liquide), 46, 218;
- 48, 124; Cross et Bevan, 47, 421.
- Chloroforme, Iodoforme. Schering, 36, 425; 47, 147. Chlorures de sodium (purification du). Collins, 45, 147. Electrolyseurs. Marx, 37, 80; 43, 481 ; 44, 483 ; Hermite, 38, 61; 43, 484; Hermite et Dubosc, 45, 234; Hopkinson, 38, 484; Andréoli, 38, 66; 47, 23o; 50, 581 ; Kellner, 38 66; 43, 526; 44, 75; 47, 176 ; Villon, 40, î3i; Greenwood’, 43, 175, 577î 45, 379; Atkins et Applegarth, 44, 52b; Parker et Robinson, 45, 480; Brener, 46, 38o; Bamberg, 47, 3^; Faure, 47, 23o; Craney, 47, 3e; 48, 3i ; 49, 3o( 276, 378; 50, 53o; Rennerfelt, 48, 532; Tommasi, 49,526; Castner, t. 49, p. 425; Clay Bull, 49, 129; Fitz-Gerald,
- 49, 80; Richardson 50, 58o ; Vogelsand 50, 324; Knofler et Gebauer 50, 526; Hargreaves et Birds, 51,479; Liénard 51, 549 ; Cutten, 51, 282, 529 ; Blokmore, 51, 529.
- Electrodes Lyte, 46, 47; Liveing, 51, 33i ; Hempel, 51, 48.
- Epuration des alcools, 45, 429; 51,48.
- — des eaux, 36, 481, 43, 200; 49, 3i.
- — des huiles, 43, 347 ; 50, 549.
- — des jus sucrés,36,376; Behn, 48,584; 52,124.
- — des vinasses, 44, 397.
- Ferricyannures. 48, 3g8.
- Fours électriques, Readman et Parker, 43, 538 ; Taus-sig, 43, 619 ; Rogers 44, 5i2 ; Bradley, 44, 5i2 ; Cowles
- 45, 429 ; Emme 46, 307 ; Parter, 46, 307, 234 ; Cailletet,
- 46, 5i6; Ducretet, 47, 575; Violle, Saladin. 47, 575; Moissan, 47, 317, 575; 49, 68; 50, 441 ; Rousseau, 49, 279.
- Fluor. Moissan, 38, 401. .
- Hydrogène (voir oxygène).
- Hydrosulfite de soude. Villon, 38, 23i.
- Hypochlorites. Stepanoff, 35 ; Hermite, 36, 422; 38, 5g ; Kellner, 36, 422 ; Andréoli, 38, 66.
- Indigo (cuve d’) 47, 198.
- Injection des bois. Oncken, 45, 47; 49, 479 ; 50, 348. Matières colorantes, 36, 42b.
- Permanganates. Schering, 36, 424*
- Persulfates. Marshall, 43, 492 ; Berthelot, 45, 387; préparation industrielle ; 51, 5gg ; Elbs, 51, 620 ;
- Phénol (paramido) 50, 276
- — (dérivés iodés du), 53, 228.
- Phosphore. Readman Parker et Robinson, 43 , 538 ; 46 234; 47, 5g3.
- Potasse, fabrique de Griesheim, 42, 633 ; Hermite et Dubosc, 45, 234; Despeisses, 51, 429.
- Oxyde de fer magnétique. 36, 97-Oxyde de plomb. Blair, 45, 429, 624 ; 47, 199-Oxygène et hydrogène. Renard, 35, 249; 39; 3g; 43. 43j ; 45, 38o.
- Ozone 35, 157, 606 ; 36, 147 ; 39,47 ; 42, 129 ; 45, 427; Jennings, Ducretet, Seguy, 45, 7 ; de Korda, 44, 582 ; Shenstone, 49, 599 ; 51, 47.
- Savons Rotondi 36, 631 ; Meritens 37, 44.
- Stérilisation des vins, 37, 47 ; 45, 429.
- — du lait, 45, 334.
- Sulfate d'alumine (purification) 45, 334.
- Sulfure de carbone, Baxeres Torres, 46, 078.
- Tannage 36, 398 ; Historique Worms et Balé 37, 23 ; 43, 100, 548; 45, 427; 51, 449; Groth, 38, 497; Pinna, 47,, i85 ; Falkenstein 48, 232.
- Vermillon, 47, 147-Vernis. 51, 199.
- A. Rigaut.
- DÉTAILS DE CONSTRUCTION
- DES MACHINES DYNAMO (*)
- La dynamo de Prenliss, représentée par les figures 1 à 5, a le noyau lamellaire A de son
- (*) La Lumière Électrique, 24 mars 1894, p. 562.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 217
- armature monté sur un manchon B, fou sur l’arbre C, de sorte que A ne tourne pas. Entre A et les pôles inducteurs F tourne un tambour formé par des barreaux de cuivre E, encastrés en e2 dans les plateaux D D2, calés sur G, et sé-
- Fig. i à 5. — Dynamo Prenliss.
- parés les uns des autres par des lamelles de fer isolées Cj. Le graissage de B s’opère par un tube b, avec retour aux paliers en e3 e3. On obtient ainsi une dynamo très énergique, avec un faible entrefer et une masse tournante plus légère, peu sujette à réchauffement.
- La dynamo de Dickman, représentée parles figures 6 à ii, comprend deux armatures D D calées sur un même arbre avec enroulements d en série, reliés par ce au commutateur E, puis une troisième armature ou armature auxiliaire E, dont les bobines, enroulées sur une âme en bois, font exactement vis-à-vis à celles de D D, et sont reliées à un second collecteur G. Ce collecteur porte deux paires de balais i i, disposées par rapport aux balais h de E, comme l'indique le schéma (fig. 8) où l’on a représenté séparément les commutateurs E et G, et l’armaiure auxiliaire comme enveloppant l’une des armatures principales D, théoriquement équivalente aux deux armatures D D. Ainsi qu’on le voit sur
- jj r J-
- Fig. 6 et 7. — Dynamo Dickman.
- ce schéma, le plan diamétral ou de commutation h h divise en deux parties égales l’angle formé par les plans diamétraux i i, ii.
- En figure 9, le courant de l’armature D va, par v, jq, charger un accumulateur X. Tous les enroulements de D sont en circuit : l’armature F ne subit, des courants de D, aucune induction; elle est totalement inactive, ainsi que l’indiquent les traits fins par lesquels on a figuré ses enroulements neutres.
- En figure 9, les balais h passent d’un segment à l’autre, du commutateur E, en coupant du circuit les bobines x et .vI2 de D, et cette rupture du courant en .v et „vl2 induit dans les bobines correspondantes de F, v et xl3, des courants de sens opposés, aboutissant, par l’une des paires de balais i i, aux segments de son collecteur G, reliés par l’autre aux bornes de son circuit.
- En figure 10, les balais h h ferment le circuit
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- 2 ! 8 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- des bobines ^ et xl2 de D, et cette fermeture induit dans les bobines a; et „r13 de F des courants de même sens que primitivement, comme l’indiquent les flèches.
- En figure 11, les courants ont repris leur plein régime en D, qui n’exerce plus, comme en figure 8, aucune induction sur F pendant le passage de ses balais ii d’un segment à l’autre de G; puis les phénomènes précédents se répètent ; entre les bobines x3 etx13 de D, x2 et xu de F, et
- Fig. 8 et g. — Dynamo Dicliman. Schéma des circuits.
- ainsi de suite, successivement pour toutes les autres, pendant un tour des armatures, de sorte que les armatures principales DD induisent, en somme, en F,un extra-courant semblable au courant principal, et que l’on peut utiliser indépendamment sur un circuit auxiliaire.
- Le principe du système de distribution par transformateurs récemment proposé par M. Whil-char'bst représenté schématiquement en figure 12.
- Les deux circuits de l’alternateur D peuvent être groupés en série ou en quantité par le commutateur S, composé de trois leviers reliés par l’un de leurs extrémités à chacun des conduc-
- teurs d’un système à trois fils. Le levier du milieu et l’un des extrêmes sont terminés, à leur autre bout, chacun par une fourche pouvant relier en un seul deux des cinq contacts actifs du tableau. Dans la position figurée, a est relié à l’un des pôles des circuits de D, groupés en série, c à l’autre, et le fil b au milieu de ce groupement. Si l’on tourne le commutateur d’un cran à gauche, les circuits de D sont groupés en quantité par les fourches, et c est relié à a en changeant sa polarité relative.
- Fig. 10 et 11. — Dynamo Dickman. Schéma des circuits
- La distribution se fait par deux espèces de transformateurs : les grands, A, reliés aux fils primaires et secondaires externes, a et c, d et/, et les petits transformateurs B c... reliés aux fils a et b, e et f, b et c, d et e. Tant que les petits transformateurs suffisent, on marche en parallèle; quand ils ne suffisent plus, on marche en-série, comme sur la figure 12, avec tous les transformateurs. On évite ainsi, en marche faible, les pertes occasionnées par la magnétisation inutile du fer des grands transformateurs, qui sont alors coupés du circuit.
- En figure i3 . l’électricité est fournie par
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- ♦ *
- quatre alternateurs D, à circuit unique, à deux barres du tableau entre lesquelles se trouve une troisième barre, maintenue, par les transformateurs K K, à un potentiel moitié de celui des deux autres barres. De ces barres partent trois circuits séparés, à trois fils, avec ampèremètres M et commutateurs S, qui permettent de relier les fils extrêmes de chacun de ces circuits à l’une ou l’autre des barres de D.
- r7r-ir~jr~
- g.
- Fig. i2. — Distribution par transformateurs Whitcher (l8q3).
- Le circuit de droite alimente deux sous-stations, dont les transformateurs A sont reliés en parallèle aux conducteurs primaire et secondaire, tandis que les petits transformateurs B le sont en série par b a et b c.
- Le courant de gauche alimente aussi deux sous-stations, mais avec, chacune, un grand transformateur A, branché sur les fils extérieurs (ac) (df) et deux petits transformateurs, B et C, reliés respectivement à (a b) (cf ) et (b c) (de).
- M. Lowrie évite également la perte par les transformateurs en excès au moyen du système représenté schématiquement par la figure 14.
- Dans ce système, les barreaux A A de la station centrale, alimentés par les alternateurs aax, sont reliés, par des commutateurs F Fj, aux conducteurs BBt B2B3, sur lesquels sont branchés les primaires bbx b2b3 des transformateurs
- Fig. i3. — Distribution par transformateurs Whitcher.
- C Ci, dont les secondaires ccu c2c3 sont reliés, par dd, à la distribution D D^
- Dès qu’on relie BB2 ou B2 B;1à A A', par F ou F,, les relais E E' relient automatiquement, par d, c c' ou c2 c,j avec D D! : puis, quand on coupera B C' ou B2 B3 de A A', par F ou F', les relais E et E1 couperont automatiquement leurs circuits par l’action, en E ou E', du courant venant alors de D D' en c c' ou c2 c3. On peut ainsi facilement régler, de . la station centrale, le nombre des
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- transformateurs groupés en parallèle sur la distribution D Dx.
- Dans le système de M. Foster {fig. 15), la dynamo B envoie en b un courant continu, analogue à celui représenté en G sur le diagramme (fig. 16). Une dérivation b' de ce courant magnétise l’inducteur C, entre les pôles duquel
- Fig._ I4. _ Distribution par transformateurs Lowrie (i8o3).
- tourne une armature D,à deux enroulements, E et F, reliés respectivement aux collecteurs ccx et fjx. Le courant de B est amené par c2 c3c Ci dans la bobine à gros fil E, et le courant induit dans la bobine à fil fin F est recueilli en //, par f2f3. Lorsque D tourne, il se produit, par l’induction de C, en E et en F, des courants alternatifs de la
- 6 __________
- / ~c N
- Fig. 19. — Transformateurs moteurs Foster.
- forme indiquée en A (fig. 16) avec addition, en E, du courant continu de B, dont la somme fournira un courant ondulatoire analogue a P
- (fig- l6)- . .. ,,
- Gomme F a des fils beaucoup plus tins que L, les courants qui s’y induisent ont une tension beaucoup plus élevée que ceux de B, de sorte que l’on peut ainsi transformer ces courants
- continus de B en des courants ondulatoires P (fig. 16) de potentiels beaucoup plus élevés.
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- En figure 18, le transformateur est à quatre bobines reliées en parallèle sur les mêmes col*
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- /OURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 2 2 1
- lecteurs, disposées de manière que les maxima du courant de E coïncident avec les minima de Elt que le courant de F! s’ajoute à celui de F pendant ses minima, et que le courant ondulatoire résultant en /2/3 soit, en conséquence, plus régulierque celui de la figure 16.
- En figure 19, D a trois bobines : E, F et G. Le courant induit en G, commuté en g, est recueilli
- Fig. 20. — Mise en train Westinghouse (1894).
- par les balais gt g2, qui le transmettent aux collecteurs ex et e2 de sorte que le courant direct de E est fourni par le transformateur, même au lieu de l’être par une dynamo auxiliaire B.
- La mise en train du dynamoteur de M. Westinghouse s’opère (fig. 20) comme il suit.
- Quand on ferme le circuit du moteur en P, le courant y passe (fig. 22), par /' wtMOB m, avec
- en a franchi toute la denture, et d reste accroché dans cette position par le contre-cliquet /, jusqu’à ce que, le courant ayant été supprimé en P, Il lâche son armature, qui, rappelée par son ressort, fait lâcher par/le secteur d, lequel retombe alors dans la position figure 19, en introduisant dansle circuit toutes les résistances de O.
- o‘
- Fig. 22. — Mise en train Westinghouse. Schéma des circuits.
- Un second électro-aimant H, soulève un peu d, après que G' en a dépassé la denture, pour l’empêcher d’être martelée par G'.
- Gustave Richard.
- LES ACCUMULATEURS PEYRUSSON
- Fig. 21. — Mise en train Westinghouse. Détail du contact M.
- dérivations(w« AoWjH,) et(oHoj)aux inducteurs et à l’électro-aimant H, de manière que cet élec-tro, attirant son armature J, amène les cliquets G et/en prise avec le rochet d. Il en résulte que l’excentrique E, calé sur l’arbre du moteur, fait, par G', pivo.ter d autour de e, jusqu’à ce que son balai M (fig. 21), arrivant en kx aitsupprimé toutes les résistances du rhéostat o. Le mouvement de d s’arrête alors automatiquement, parce que J
- Le grand inconvénient des modèles d’accumulateurs actuellement en usage réside dans leur délicatesse, qui oblige les électriciens à les surveiller constamment avec le plus grand soin. Ils peuvent être, en effet, détériorés d’une façon plus ou moins complète et en quelques heures par des charges ou des décharges trop rapides ou trop complètes, parle fait d’une négligence, d’un oubli, ou d’un accident qui amènent des gondolements, des courts circuits entre les plaques dans les types à lames parallèles, ou des chutes de matière active dans les modèles à pastilles. C’est pour parer à ces divers inconvénients que M. Peyrusson, professeur à l’École
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- de médecine et de pharmacie de Limoges, a imaginé et construit un type nouveau d’accumulateur genre Planté, qui présente l’avantage de supprimer une partie des défauts qu’on reproche aux systèmes précédents.
- Voici la description de l’appareil, qui a été présenté pour la première fois à la Société de Physique, le 7 avril 1893.
- L’accumulateur se compose de trois pièces :
- r Une électrode positive formée d’une forte tige centrale servant de connexion et autour de laquelle sout soudés de nombreux feuillets rayonnants, de 1/2 millimètre d’épaisseur. Ces feuillets sont encastrés à leur partie inférieure et supérieure dans un culot de plomb permettant de constituer un ensemble absolument rigide.
- 20 Une électrode négative formée d’une seule feuille de plomb, de 1/2 millimètre d’épaisseur, plissée en éventail et roulée en cylindre. Les deux bases de ce cylindre sont également encastrées dans des couronnes massives qui assurent une grande rigidité.
- 3" Un vase de grès contenant les deux électrodes et rempli d’eau acidulée par l’acide sulfurique.
- L’électrode positive est soutenue par une petite coupelle en porcelaine; des rondelles de caoutchouc sont placées sous chaque lame et le tout est complété par un couvercle percé de deux trous pour le passage des connexions.
- L’accumulateur Peyrusson dérive donc bien du type de Planté à formation directe, et comme tel il possède tous les avantages de ce genre sur les types à formation artificielle. Mais on n’ignore pas que cette formation, dans les accumulateurs Planté, est beaucoup plus longue et par suite plus coûteuse pour le fabricant que celle des accumulateurs à pastilles par exemple.
- M. Peyrusson active cette opération préliminaire en modifiant un peu les procédés indiqués par Planté et en faisant subir à ses lames des charges plus méthodiques et plus prolongées. De plus, le courant qu’il emploie étant fourni par des dynamos actionnées par des moteurs hydrauliques, il lui est possible de donner des charges très longues sans augmenter dans une trop forte proportion le prix de revient des électrodes.
- Faible épaisseur des lames. — L’accumulateur 1 Peyrusson se fait tout d’abord’remarquer par la I
- faible épaisseur des lames. Les considérations développées plus haut, et qui montrent qu’une fraction infime seule du plomb employé est utilisée par l’action chimique, ont conduit l’inventeur à réduire l’épaisseur des lames à 1/2 mm., dimension qu’il considère comme un minimum dans les applications courantes pour obtenir une résistance mécanique suffisante.
- Reprenons rapidement le calcul de la couche active dans ces conditions, en admettant avec l’inventeur, comme nous le verrons plus loin, une capacité de 40 ampères-heure par mètre carré de surface active. Un courant de 40 ampères-heure intéresse dans l’électrolyse 3 gr. 858 x 40 X 2 X 2 - 617 gr. 28 de plomb pour les deux faces des deux électrodes.
- 1 m2 de plomb de 1 /2 mm. d’épaisseur pèse 5.700 grammes.
- Fig. 1, 2 et 3.
- Négatif
- Donc le rapport du plomb actif au plomb total
- est comme les feuilles ont 1/2 mm.
- 5700 '
- d’épaisseur, l’épaisseur de la couche active, sur
- , f , , o,5 X 617,28
- chaque face, est de —2 ><'5700'" == °>027 mrn-
- c’est-â-dire moins deji/3o de millimètre.
- Au point de vue chimique, cette épaisseur de 1/2 mm. permet encore à l’oxyde de se renouveler intégralement environ sept fois avant complète usure, c’est-à-dire de fournir un service très long comparativement aux accumulateurs à formation artificielle dans lesquels la pâte se boursoufle et tombe bien avant l’usure chimique.
- Déformation des plaques. — Les difficultés d’entretien des accumulateurs ordinaires à formation artificielle proviennent surtout de la déformation des plaques, qui amène, comme nous l’avons vu, des courts circuits si l’on ne prend
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- pas les plus grands soins dans la surveillance des batteries. Le principal avantage des accumulateurs Peyrusson est de permettre la déformation des électrodes sans que les courts circuits soient possibles. La seule inspection de leur conformation montre que si les lames positives se déforment, elles se touchent les unes les autres, sans arriver jamais à toucher l’électrode négative, et réciproquement. Cette disposition assure Y impossibilité des courts circuits.
- De plus, l’accumulateur Peyrusson procède des couples Planté, comme nous l’avons vu. Il comporte les avantages signalés plus haut au point de vue de l’adhérence de la couche, active sur l’âme des plaques. Cette adhérence n’est pas altérée par des courants de charge ou de décharge intenses, qui détruisent rapidement les accumulateurs à formation artificielle.
- Pour tous ces motifs les accumulateurs Peyrusson peuvent supporter des charges et des décharges pour ainsi dire illimitées, sans inconvénient.
- Entretien. — Il résulte de la séparation complète des électrodes positives et négatives une grande facilité d’entretien. Dans les accumulateurs ordinaires, il faut souvent passer une latte entre les plaques pour éviter les courts circuits provenant des boursouflures des pastilles. Il faut aussi redresser les plaques quand elles sont gauchies. Dans l’accumulateur Peyrusson, les courts circuits sont impossibles ; déplus, sa constitution en deux pièces seulement rend son démontage et son remontage infiniment plus faciles, en cas de besoin, que dans les accumulateurs ordinaires à nombreuses plaques positives et négatives. Toutes ces conditions sont favorables à la facilité de l’entretien, qui se trouve considérablement réduit.
- Il y a lieu toutefois de faire des réserves au sujet du vase extérieur en grès. Les meilleurs vases en grès laissent filtrer des gouttelettes de liquide qui établissent à la longue des communications avec le sol, si le plus grand soin n’est pas apporté à leur surveillance. Il conviendrait de les remplacer par des récipients étanches, soit en verre, soit en ébonite, soit en bois doublé de plomb, comme dans la plupart des systèmes d’accumulateurs, si l’on tient, comme le désire l’inventeur, à réduire au minimum l’entretien des batteries.
- Données numériques. Capacité. — Grâce à la faible épaisseur des lames et par suite à la grande surface intéressée à l’action chimique, la capacité rapportée au kilogramme de plomb est beaucoup plus grande que dans les accumulateurs ordinaires. L’inventeur garantit une capacité de 4.0 ampères-heure par mètre carré de surface active de plomb, ce qui correspond, en tenant compte des connexions, à une capacité de 12 à i5 ampères-heure par kilogramme de plaques, suivant les modèles.
- Remarquons encore une fois que cette capacité de 12 a i5 ampères-heure ne fait que s’accroître pendant le fonctionnement de la batterie comme dans tous les accumulateurs du genre Planté. Si l’on admet, ce qui est logique, que la couche de plomb intéressée à l’action chimique puisse acquérir une épaisseur de 1/10 de millimètre, comme dans les accumulateurs ordinaires on trouverait, en reprenant le calcul, que nous avons fait plus haut, que la capacité doit atteindre trois fois celle qui vient d’être indiquée, c’est-à-dire un chiffre que l’on n’avait jamais atteint jusqu’à présent, et qui permettrait d’obtenir des résultats inespérés dans les cas où la légèreté des batteries est un facteur indispensable, dans les essais de traction sur de fortes rampes par exemple.
- Par suite de l’impossibilité d’amener des courts circuits, vu l’éloignement des deux électrodes, on peut dans le modèle que nous étudions pousser le courant de décharge jusqu’à 5 et même 10 ampères au kilog. sans crainte de détérioration. Mais alors le rendement, qui atteint normalement 80 o/'o, s’abaisse considérablement, ainsi que la capacité totale, fait qui a été remarqué dans d’autres systèmes. Le gondolement des lames qui peut se produire dans le cas d’un courant très intense ne peut avoir aucune influence fâcheuse, vu la distance séparant les deux lames. Le rendement en force électromotrice est le même, dans des conditions analogues de charge et de décharge, que celui des autres accumulateurs.
- On peut donc croire, en résumé, que le système Peyrusson marque un progrès sur les dispositifs à formation naturelle déjà connus, car il est d’une construction robuste. Il présente l’avantage précieux de ne pas être détériorable par un accident quelconque, et. d’exiger, par suite, moins de surveillance et d’entretien. Sa
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- capacité, de 12 a i5 ampères-heure au kilog. au début ne fait qu’augmenter à mesure qu’on le fait travailler; enfin il atténue, s’il ne les évite pas entièrement, les inconvénients inhérents à toutes les batteries secondaires. L’accumulateur Peyrusson est donc suceptible d’un certain avenir, et c’est à ce titre que nous avons tenu à le signaler ici.
- H. de Graffigny.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Électrolyseur oscillant Castner (1893)
- La cuve A est oscillée autour de G par des excentriques F, de manière à faire circuler le
- Fig. 1.
- mercure ou l’amalgame de sodium résultant de l’électrolyse du chlorure. Avec une épaisseur d’amalgame de 3 millimètres, il suffit de soulever d’autant H. L’amalgame formé dans le premier ou le troisième compartiment passe au compartiment médian, où la soude en est séparée par électrolyse ; puis le mercure revient aux compartiments 1 et 3. G. R.
- La distribution de l’énergie électrique à Berlin.
- Dans une communication faite récemment à la Société électrotechnique de Berlin, M. Passavant a indiqué entre autres les chiffres suivants qui se rapportent au réseau de distribution de la Société d’électricité de Berlin (Berliner-Elek-tricitæts-Werke).
- Ce réseau alimente aujourd’hui 358 moteurs électriques, d’une puissance totale de 1200 chevaux. La consommation d’énergie électrique pour la production de force motrice a été en
- 1892-93 de 238000 kilowatts-heures, tandis que dans les huit premiers mois du nouvel exercice la consommation a déjà atteint 346000 kilowatts-heures. Comme au mois de février seul 55000 kilowatts-heures ont été distribués, on compte pour l’année courante sur une consommation d’énergie, pour la distribution de la force motrice seulement, de 55oooo à 600000 kilowatts-heures, correspondant à environ 10 0/0 de la consommation totale de courant.
- Les moteurs électriques se répartissent ainsi entre les différentes industries :
- Noinbredemoleurs Choraux
- Elévateurs et ascenseurs 64 370
- Ventilateurs io3 i3o
- Imprimeries et fabriques de papier 78 287
- Industrie métallurgique 24 106
- Industries du bois et du cuir...... 6 3o
- Abattoirs 10 42
- Lavoirs, tissages, etc 35 94
- Industries diverses 38 i3j
- La Société d’électricité de Berlin a toujours considéré la distribution de la force motrice comme un des côtés les plus importants de l'exploitation d’une station, et dans ce but le prix de l’énergie pour l’industrie a été suffisamment abaissé pour créer une consommation importante. En 1891, le prix du kilowatt-heure pour moteurs fut réduit à 3o centimes, soit à environ 40 0/0 du prix pour l’éclairage; depuis lors ce prix a été abaissé à 25 centimes, et enfin le i" mars dernier à 22,5 centimes.
- Les conséquences de ces réductions de tarif se font déjà sentir, car pendant la saison d’été, où l’éclairage de jour est presque nul, les machines ont à fournir d’une façon constante près de 25oo ampères. Comme la canalisation doit être amortie, qu’il y ait consommation de jour ou non, et comme en outre il faut toujours avoir une machine en marche avec une partie du personnel de service, cette recette de 22,5 centimes par kilowatt-heure ne doit en somme que rembourser la dépense de combustible.
- Le moteur électrique a trouvé ses premières applications dans les établissements de luxe, principalement pour le service des ascenseurs et des ventilateurs; peu à peu, la petite industrie, ei principalement l’imprimerie, s’est inté. ressée à la nouvelle force motrice, et depuis un an ou deux les demandes sont allées constamment en augmentant. C’est ce que montre la
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- courbe de consommation (fig. i) commençant au mois d’août 1892 et donnant la consommation mensuelle jusqu’au mois de février dernier. La figure 2 rend encore mieux compte des
- 7 S O Kf i't f3 t
- e sT tf // O / £ J
- conditions de ce dévelpppement. La courbe supérieure indique la durée d’utilisation journalière de chaque cheval, elle donne donc une idée de l’intensité d’utilisation. La courbe in-
- le nombre de lampes, la consommation de force motrice par moteur augmente à mesure que le nombre des moteurs croît. Cette augmentation est de Go 0/0 d’août 1892 à lévrier 189.], et indique que les électromoteurs pénètrent de plus en plusdans l’industrie.
- Sur la résistance à donner au récepteur d’une ligne télégraphique défectueuse, par W.-E. Sump-ner (').
- Dans le mémoire que MM. Ayrton et White-head viennent de consacrer à ce sujet (2) les auteurs montrent que, de quelque façon que soient distribués les défauts d’isolement le long d’une ligne télégraphique, l’instrument récepteur donnant les meilleurs résultats est celui dont la résistance est égale à la résistance apparente de la ligne mesurée entre les deux bornes auxquelles l’instrument doit être relié. Ainsi en
- Terre
- Fig. 1
- ~3 HJ // HJ 7 3
- T~S KJ U K ! Z 3 ¥ S
- Fig. a
- férieure indique la puissance en chevaux des moteurs reliés à la canalisation. On voit qu’à l’inverse de ce qui a lieu pour l’éclairage, où la durée d’allumage de chaque lampediminueavec
- considérant la figure 1 donnée dans ce mémoire, la meilleure résistance pour le récepteur q est celle qu’indiquerait une mesure faite au pont de Wheatstone relié à l’extrémité Q de la ligne et à la terre.
- L’exactitude de ce résultât, quelle que soit la loi de distribution des défauts, est un fait remarquable, et il est intéressant de rechercher si la démonstration n’en peut pas être donnée sous une forme plus simple que celle employée par les auteurs. M. Sumpner, en effectuant cette recherche, est arrivé à la démonstration suivante.
- Il est tout d’abord nécessaire de rappeler un fait simple, vrai pour tout réseau de conducteurs, quelque compliqué soit-il. Cette propriété s’énonce ainsi : En désignant par A et B deux conducteurs quelconques d’un réseau, le courant produit en B, lorsqu’on intercale dans A une force électromotrice donnée, est égal au
- (') The Electrician, 20 avril 1894.
- (-) La Lumière Electrique, 21 avril 1894, p. i3a.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- courant produit en A, lorsque cette force électromotrice est intercalée dans B. Ainsi, dans le réseau de fils formant un pont de Wheatstone, si l’insertion de v volts dans le circuit de la pile produit un courant de a ampères dans le galvanomètre, on sait que v volts introduits dans le circuit du galvanomètre produiront a ampères dans celui de la pile.
- En nous rapportant maintenant à la figure i, on remarquera que l’effet produit sur le récepteur q dépend i° du courant produit en q par la pile b, et 2° de la sensibilité du récepteur q. Si la résistance de cet instrument est r, sa sensibilité est proportionnelle à la racine carrée de r : et l’effet est mesuré par
- l\ff.
- La valeur de l’intensité de courant 1 dépend de r, et nous devons chercher la valeur de r qui rend I \'r maximum.
- Or, d’après ce qui a été dit plus haut, le courant I produit par la pile b dans le récepteur q est d’intensité égale à celui que produirait dans b une pile de même voltage placée dans le circuit du récepteur q. Si ce dernier cas était réalisé, le courant dans le récepteur aurait pour intensité
- v
- r + R’
- en appelant V le voltage de la pile, et R la résistance entre Q et la terre de la ligne télégraphique. Ce courant circulerait dans la ligne, une partie en serait dérivée par les divers défauts d’isolement, et le résidu 1 atteindrait le circuit de la pile en b. Le rapport de I au courant total dans la branche q dépendrait des résistances des différentes branches du réseau, mais non de r, résistance de la branche q. Donc, en ce qui concerne les variations de r, nous pouvons dire que l’intensité du courant I est simplement proportionnelle à
- v
- r + R-
- Le produit C v'r, qui détermine l’effet produit sur le récepteur q, est donc égal à
- en désignant par k une constante indépendante
- de r. La valeur de r pour laquelle cette expression passe par un maximum est
- >— R,
- ce qui indique bien que la résistance du récepteur doit être égale à celle de la ligne mesurée entre les bornes auxquelles l’instrument doit être relié.
- Comme ce résultat a été obtenu sans faire aucune hypothèse sur le mode de distribution des défauts le long de la ligne, il est général.
- De plus, il est évident que si la sensibilité du récepteur était représentée par une fonction quelconque / (r), la valeur la plus favorable de r serait celle qui rendrait
- /(r*
- r + R
- maximum. Ainsi, si J- (r) = r'\ n étant plus petit
- que 1, on peut montrer que la meilleure valeur
- , . n R
- de r est-----.
- 1 — n
- A. IL
- Sur quelques produits chimiques obtenus par élec-trolyse : Le chloral et le chloroforme.—Les dérivés iodés des phénols. — L’aristol, etc.
- Nous avons signalé la fabrication déjà ancienne de l’iodoforme électrolytique en Allemagne (usine Schering).
- On vient de proposer de môme la fabrication du chloral et du chloroforme. Pour le chloral, l’électrolyseur est placé dans un alambic ; il est à diaphragme poreux et rempli d’une solution chaude concentrée de chlorure de potassium. Le compartiment négatif reçoit une électrode de cuivre. Le compartiment positif est muni d’une électrode en charbon de cornue mobile et servant d’agitateur. On fait tomber peu à peu dans ce compartiment un filet d’alcool; le chlore réagit alors sur l’alcool. On peut opérer à ioo° : de l’acide chlorhydrique se dégage ; on le fait revenir au compartiment négatif, où il vient saturer la potasse engendrée par l’é-lectrolyse et reformer du chlorure de potassium. Quand la chloruration est terminée, on distille ; le produit distillé est saturé avec du sel marin , le chloral se sépare sous forme huileuse. On le rectifie sur l’acide sulfurique pour avoir le chloral anhydre.
- 1 cheval-heure donne 5o grammes de chloral.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 227
- Ce procédé permet l’obtention du chloral avec du glucose, de l’amidon, du sucre.
- Avec le glucose, 1 cheval-heure aurait donné 20 grammes de chloral. La préparation du chloroforme a été donnée (’) ; nous n’y reviendrons pas ; on la retrouvera du reste sous une autre forme (2).
- Nous signalerons les procédés tout récents d’obtention de quelques dérivés iodés des phénols employés aujourd’hui en médecine. C’est ainsi qu’on peut obtenir l’iodo-thymol (aristol) par électrolyse.
- D’une façon générale, les phénols à ioder sont préalablement dissous dans la quantité nécessaire de soude étendue pour avoir une solution claire. On y ajoute un iodure alcalin et on soumet à l’électrolyse ; pour l’iodo-thymol on prend 3 kilog. de thymol, 0,8 kilog. de soude et 7 kilog. d’iodure de potassium le tout dans 200 litres d’eau. On électrolyse dans un appareil non décrit, le thymol iodé se dépose dans le compartiment positif, on l’extrait et on le sèche. Ce procédé a aussi bien réussi pour les dérivés iodés du |3 naphtol, de la résorcine, de l'acide salicylique, du carvacrol et des phénols en général. A. R.
- Appareils du professeur Ryan pour relever les
- courbes des machines alternatives, par Nelson
- H. Genung (a).
- Les diagrammes des courbes des transformateurs ont fait pour le transformateur ce qu’a fait la caractéristique pour la dynamo à courant continu et ce qu’a fait le diagramme d’indicateur pour la machine à vapeur. La méthode du contact tournant de Joubert, vulgarisée par Duncan et Ryan dans leurs travaux pratiques, est aujourd’hui d’un emploi courant dans les laboratoires; les dispositifs pratiques adoptés par le professeur Ryan sont représentés par les figures ci-jointes.
- La figure 1 indique les connexions adoptées, pour mettre les différents circuits en relation avec l’électromètre B et le contact tournant A; les valeurs du courant sont déduites de la chute de potentiel aux extrémités d’une résistance sans induction que le courant traverse. Le condensateur représenté en G est employé pour obvier à
- (* *) La Lumière Electrique, t. XLVII, p. 147.
- Ç2) La Lumière Electrique, t XXXVI, p.425.
- (*) Extrait de YElactrical Engineer, de New-York.
- la déperdition de l’électromètre; celui-ci est d’une très faible capacité, et le circuit n’est fermé par le contact tournant que pendant une très faible fraction de temps à chaque tour.
- L’électromètre spécialement disposé par le professeur Ryan pour ce genre d’expériences est représenté figure 2 Ses quadrants sont montés
- Fig 1
- sur des plateaux de quartz qui assurent un haut isolement et rendent presque toujours inutile le condensateur; ils sont recouverts de mica, de manière à éviter les courts circuits dans le cas d’un contact accidentel de l’aiguille. Une petite aiguille aimantée est solidaire de la partie mobile
- ; g~r
- Fig. 2
- du centre de l’enveloppe circulaire de l’appareil, qui porte deux enroulements d’un nombre de tours différents, isolés sur de l’ébonite, de même que les bornes.
- L’instrument peut être employédedeux façons, soit que la force électromotrice soit calculée d’après la déviation, soit qu’on emploie une méthode de zéro en ramenant à la position initiale par l’action d’un courant dans les enroule-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ments agissant sur l’aiguille aimantée. Cette deuxième méthode est la plus sûre et les voltages sont alors déterminés en fonction du courant circulant dans les enroulements entourant l’appareil. La valeur de ce courant est déterminée et réglée par l’emploi d’une pile étalon et de résistances connues, ainsi que le diagramme figure i du professeur Ryan l’indique.
- La figure 3 représente sous sa dernière forme le contact tournant sur l’emploi duquel est fondée la méthode: il est porté sur un cylindre
- Fig. 3
- d’ébonite monté sur un bâti métallique indépendant rattaché par un arbre flexible de transmission à l’axe de la machine à étudier. Deux balais font communiquer les bornes, isolées D et E avec les deux anneaux de laiton de la circonférence du plateau d’ébonite; le couteau d’acier G communique avec l'anneau A et est disposé pour faire contact à chaque tour avec l’extrémité du balai G. Ce balai peut être placé et fixé dans toutes les positions autour de la circonférence, et sa situation repérée sur un disque divisé. Toutes les parties de l’appareil sont soigneusement isolées et facilement accessibles de manière que l’opérateur ne court aucun risque en s’en servant. E. R.
- Fabrication électrolytique du sodium, procédé Vautin (').
- La plupart des procédés de fabrication de la soude et du chlore sont basés sur l’électrolyse d’uhe solution de sel. Beaucoup d’inventeurs ont étudié la décomposition du sel fondu, mais ils ont été découragés par les difficultés pratiques qu’ils ont rencontrées. Le principal obstacle (*)
- est la perte considérable qui se produit. M. Vautin tournecettedifficultéd’une façon ingénieuse. Au lieu de dégager le sodium à la surface d’un liquide lourd, il se sert d’une cathode de plomb fondu. Le plomb absorbe très facilement le sodium dans ces conditions.
- Les anodes sont disposées à la partie supérieure du creuset, tandis que le plomb fondu formant la cathode se trouve au fond. L’électrolyse a lieu très régulièrement jusqu’à ce que le plomb soit saturé de sodium. On fait alors écouler l’alliage. Pour obtenir de la soude caustique, il suffit de traiter cet alliage par l’eau. Le plomb recueilli peut resservir. L’alliage peut également être employé dans un grand nombre d’applications à la place du sodium.
- Pour rendre son procédé tout à fait continu, M. Vautin fait communiquer le fond du creuset par un tuyau avec un réservoir à plomb fondu. Le sodium diffuse très rapidement dans toute la masse. Le plomb du réservoir est traité par la vapeur d’eau, la soude caustique formée s’écoule et le plomb régénéré peut reprendre une nouvelle quantité de métal alcalin.
- Dans ces procédés électrolytiques il est difficile de protéger les parties en fer de l’attaque du chlore. M. Vautin emploie un procédé simple et ingénieux. Il se sert comme électrolyte d’un mélange de chlorures, de façon à abaisser le point de fusion, et il plonge le fer à protéger dans un bain de sel ordinaire fondu, qui forme une couche protectrice ne fondant pas à la température du mélange plus fusible que contient le creuset. A. H.
- Fils téléphoniques bimétalliques Eckert (1894).
- D’après M. Eckert, un fil bimétallique acier et cuivre transmettrait les courants téléphoniques ou télégraphiques deux fois mieux qu’un
- Fig-, i.
- fil de cuivre de même section. Un seul de ces fils donnerait d’aussi bons résultats qu’un circuit de deux fils de cuivre : un pour l’aller, l’autre pour le retour. En conséquence, l’inventeur propose l’emploi de fils composés d’une âme d’acier b, recouverte de cuivre c, et, au besoin, d’un isolant d. G. R.
- (*) Industries and Iran, 3o mars 1894.
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- Commutateur pour hautes tensions New et Mayne (1893).
- Toutes les pièces sont en ébonite, sauf les conducteurs 10 10 et leurs articulations 11 12.
- i i(e
- i
- 4
- Fig. 1 à 4. — Commutateur pour hautes tensions New et Mayne.
- Quand on remonte le bloc 1 entre ses glissières, il amène 11 et 12 au contact croisé, comme de ligure 1 à figure 2, sans danger d’arc.
- G. R.
- Électrolyseur Hargreaves et Bird (1893).
- Les diaphragmes sont en une pâte d’amiante agglomérée par son mélange avec du silicate de chaux. On commence par étendre et sécher sur une toile métallique un mélange d'amiante et de chaux, puis on le plonge dans une dissolution de silicate de soude, qui le transforme en une pâte d’amiante et de silicate de chaux insoluble.
- Canalisation Wood (1893).
- Les câbles nus A sont logés dans des tubes en verre B, avec bouchons de caoutchouc séparés par des rondelles C, et assemblés dans des
- Fig. 1 à 3.
- boîtes D, remplies de bitume, avec couvercles L et raccordements F.
- __________ G. R.
- Électrochimie. — Acidi mètre électrique par MM. R. et A. Colette.
- La variation de résistance d’un liquide acide peut servir à la mesure de l’acidité. Or dans l’industrie de la distillerie, il est utile de connaître l’acidité d’un moût avant et pendant la fermentation ; avec l’appareil de MM. Colette, on peut suivre l’acidité pendant toutes les’phases du travail, mieux et plus commodément que par titrage chimique.
- L’acidimètre électrique consiste en un couple galvanique relié â un galvanomètre indicateur.
- Le couple se compose simplement de deux plaques rectangulaires, cuivre et zinc, échan-crées â leur base et entretoisées par des boulons isolés. Plongé dans un liquide tant soit peu acidulé, cet élément constitue une véritable pile
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- voltaïque dont le courant fait plus ou moins dévier l’aiguille du galvanomètre (fig. i).
- Pour montrer que ces déviations sont toujours proportionnelles à la teneur en acide des jus soumis au contrôle de cet instrument, il suffit de rappeler que les constantes de ce couple électrique sont fonction de la loi de Ohm.
- Or, E peut être considéré comme constante avec une acidité faible toujours produite avec le même acide, tandis que R varie proportionnellement à la quantité d’acide; le troisième facteur I croît donc au fur et à mesure de la diminution de la résistance. Cependant, cette dernière arrive à être si faible lorsque l’acidité devient grande, que la déviation d’un galvanomètre n’augmente
- plus dans une sensible mesure lorsqu’une certaine richesse acide est atteinte; aussi le nouvel instrument de MM. Collette convient-il surtout pour les jus de betteraves dont l’acidité se chiffre par 2 ou 3/iooo calculés en S O4 IF. Pourvu d’un cadran convenablement gradué, il indique par conséquent d’une façon automatique l’acidité des jus sucrés mis en fermentation et permet d’en suivre les variations.
- On le dispose, le plus souvent, dans le conduit adducteur du jus aux cuves de fermentation, ou bien on le plonge dans les cuves préparatoires. Comme le liquide est constamment agité, on n’a pas à redouter les effets de polarisation qui pourraient altérer la précision des indications.
- Fig. 1. — Acidimètre électrique Colette.
- Si le couple venait à être accidentellement immergé, l’intensité du courant pourrait décroître, ce qui produirait des erreurs d’indication ; par mesure de précaution, on dispose dans la rigole de circulation du jus, et en deçà de l’élément, un barrage par-dessus lequel le liquide se déverse en majeure partie et vient baigner uniformément le couple. Une découpure percée en dessous de ce barrage laisse passer la terre et le gravier qui pourraient séjourner autour de l’appareil.
- .• Au besoin, l’aiguille du galvanomètre pour-raitxvenir en contact, dans ses positions maxima et minima, avec des touches métalliques placées dans le circuit d’une sonnerie électrique qui transmettrait à distance les indications de l’aci-dimètre. Les indications de cet instrument pour-
- raient aussi être conservées par un enregistreur quelconque, ce qui, par la suite, donnerait des moyens de comparer entre elles plusieurs fermentations au point de vue de la réussite des opérations, suivant qu’on s’est plus ou moins rapproché du degré d’acidité convenable. » L’acidimètre de MM. Collette, construit par Démichel, a déjà fait ses preuves dans plusieurs distilleries de betteraves et de mélasses, mais il peut s’appliquer à tous les produits qui doivent être acidifiés préalablement et très faiblement et toutes les fois qu’il est nécessaire d’alcaliniser.
- D’ailleurs ces procédés sont susceptibles de s’appliquer à l’observation et au contrôle d’un certain nombre de fabrications.
- A. R.
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- Garnitures isolantes Johnson (1893).
- Ces garnitures étanches sont formées d’un anneau de caoutchouc c creux ou plein, forcé
- Fig. i à 4. — Garnitures Johnson.
- en b par l’introduction même du conducteur d, auquel il laisse une certaine liberté.
- G. R.
- Pile Emery (1893).
- L’auge de cette pile est d’une forme telle qu'il suffit de la coucher sur sa face A pour
- Fig. 1. — Pile Emery.
- sortir les électrodes du liquide et la mettre au repos.
- ____________ G. R.
- Câbles Dewers (1893).
- Ces câbles sont formés de fils a, avec enveloppe isolante b, groupés en faisceau dans une enveloppe tissée c, recouverte et protégée par une couverte de plomb A. On sèche avant, puis après la pose de A, chacun des câbles et leur faisceau, en introduisant, pendant que le câble se trouve dans une atmosphère chaude et sèche, de la chaux en poudre en d. Les raccordements se font par des épissures pour les (ils, et, pour le i
- câble, par une douille de plomb B, soudée aux couvertes raccordées A A. L’adjonction de la chaux en poudre, pendant ou après le séchage, aurait pour effet, d’après M. Dewers, d’absorber
- Fig. 1 et 2. — Câbles Dewers.
- les dernières traces d’humidité, et de maintenir le câble parfaitement sec.
- G. R.
- Pile Wacker et Wilkins (1893).
- Dans cette pile, le cylindre de zinc amalgamé l est suspendu par ses pattes à i’iiVciicur du vase poreux a, qui renferme le liquide excila-
- !
- Fig. 1 et 2. — Pile Walker et Wilkins.
- teur — dissolution de soude ou de potasse. — L’électrode négative est constituée par du charbon poreux en poudre ou en grains p, retenu autour du vase poreux par une toile métallique m, fermée au ciment en r. Le liquide excitateur qui filtre deaeng s’évacue par 11, pendant que le liquide épuisé, et évacué par d à un taux réglé par un robinet, se renouvelle par le haut de la pile. Le tuyau d est relié au fond b de a par des joints au caoutchouc //2. D’après l’inventeur, 1 l’hydrogène dégagé en p se combinerait, à l’état
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- naissant, avec l’oxygène de l’air condensé dans les pores du charbon, et l’on éviterait ainsi, en grande partie, les phénomènes de polarisation.
- Compteur Nielsen (1893).
- Ce compteur a son mécanisme D actionné, de la transmission EFGGjM,. par un pignon à lanterne A, que la brosse;, commandée par un mouvement d’horlogerie, fait tourner d’autant moins vite que l’axe B B' est, comme en figures 4 et 5, plus incliné sur celui de J. Cette inclinaison
- Fig-. 1 à 5. — Compteur Nielsen.
- est rendue, par un galvanomètre quelconque, proportionnelle à l’intensité du courant.
- G. R.
- Electrolyseur Lythe (1893).
- Dans cet appareil, la cathode est constituée par un bain de plomb fondu, D, maintenu en fusion par un foyer, avec trop plein D, et les anodes en charbon E plongent dans le bain de chlorure de plomb C, également, fondu qui surmonte le plomb L, dans une cloche en graphite B. Le tout est fermé par un couvercle à joints au ^poussier de charbon S', reposant sur le plomb. Le chlorure de plomb s’ajoute par F, à mesure qu’il s’électrolyse, et que le chlore se dégage par C. La marmite A est en fonte, et le courant arrive au plomb L, soit par cette fonte,
- convenablement étamée, soit par une tige de fer étamée H, plongée dans le plomb.
- Les anodes E sont (fig. 2, 3 et 4) constituées
- I’ig. 1 à 4. — Electrolyseur Lythe.
- par des charbons creux remplis en E, de plomb qui fond, et dans lequel plonge une tige de fer étamée, ou de cuivre I, reliée à la borne J, qui
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- pénètre dans le charbon avec un jeu suffisant pour éviter tout danger de rupture par dilatation.
- Annonciateur automatique de la Société générale des téléphones (1893).
- Le volet i, qui annonce l’appel, est pivoté en b sur la plaque c, sur laquelle est montée une poulie folle h, pourvue de deux taquets j et A,
- l’un recevant l’annonciateur dans sa chute, et l’autre le relevant. Ces poulies sont commandées par les chaînes x, reliées aux armatures C des solénoïdes d’appel S et de fermeture S[. Ces armatures sont guidées par des galets D D! dans les tubes en cuivre B.
- L’abonné envoie le courant au solénoïde S de son volet par le dispositif indiqué en figures 8 et 9, composé d’un cadre d’ébonite V, à douilles
- © ©
- W q ' f> -i j
- Fig. i à 5. — Annonciateur de la Société des téléphones
- de cuivre m, pourvues chacune de deux ressorts oo, et dans lesquelles les plongeurs q glissent, ainsi que leurs tiges p, à ressorts s, dans les blocs J, fixés aux ressorts oo. Les solénoïdes sont reliés aux bornes de leurs piles par rr. Chacun des cadres V a autant de douilles m que de spring-jacks r correspondants, avec, chacune, deux ressorts o, un plongeur q, un bloc J, et deux ressorts j jj.
- Quand un abonné a fait tomber son volet, le poste central, avant d’insérer sa fiche r dans le jack de l’abonné, pour lui répondre, l’enfonce en m, et ferme ainsi, par p u, le circuit du solénoïde, qui relève le volet, au lieu de le relever à
- la main; puis il retire r de ni, et l’insère dans le jack de l’abonné situé immédiatement au-dessus de m. G. R.
- Avertisseur téléphonique Hall et Pickernell (1893).
- La figure ci-dessous représente un poste central D, relié à des abonnés s2, s3, à téléphones /, avec circuits principaux cn c2, et fils directs d’aller et de retour 6 et 7.
- Soit à relier un circuit c, par .v et c, à l’un des circuits o, ou c:t : l’abonné s a déjà placé en j sa fiche d’appel, reliant les fils 8 et 9 de N à 6 et 7. ün enfonce p dans le jack A’, de manière à relier 8 et 9 à 10 et 11, par q.> qtg et h, puis p en j, de
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- manière à relier, par xwfe, 10 et 11 aux fils 7 et 9 de c2.
- Si on reconnaît, au poste central, que c2, est occupé on enfonce p en K de façon à relier a! z, par witt, 4 et 5, le circuit c2, dont le trembleur U, actionné par la pile locale L, se met, lorsqu’on ferme 5 sur 3, à vibrer de manière à induire, par I, en c2, des courants qui produisent en s un bourdonnement parfaitement reconnaissable, avertissant l’abonné que s2 est occupé. Ce bour-
- Fig. 1. — Avertisseur Hall et Pickernell.
- donnement peut être remplacé par le mot « occupé » envoyé automatiquement du phonographe G au téléphone d’appel T. En outre, p2 ferme, par jo, le circuit 12 i3 de l’interrupteur B sur la lampe v, qui se met à clignoter et avertit en X.
- Galvanomètre Kennelly (1893).
- L’aimant permanent en fer à cheval 1 a ses pôles formés de deux pièces de fer doux rapportées, 2 et 3, avec bords arrondis aplatis 5. L’axe
- de l’aiguille 14 porte d,eux ressorts i3 et i3', avec contrepoids de réglagèv i5, et l’armature, constituée par un disque d’a'uminium embouti 16, avec jante en caoutchouc .17, à encoches 18 et 19. Partant du point 22 (fig. 3) le fil de l’enroulement va à l’encoche opposée ^18, puis revient de droite à gauche en 19; de là, diamétralement, en 18, puis de 18 à 19, en allant te long de la jante de droite à gauche, et ainsi de suite, de manière à constituer sur 16 un enroulement
- Fig. 1 à 3. — Galvanomètre Kennelly.
- différentiel. L’extrémité 22 de cet enroulement est reliée à l’axe, et l’autre au ressort i3'. L’en-' roulement consiste donc en une série de rayons parcourus par le courant, par exemple, de l.a circonférence au centre, ou inversement, excepté au point 19, qui ne pénètre jamais dans le champ magnétique, lequel couvre la moitié du disque, de sorte que le couple de rotation reste sensiblement constant et proportionnel à l’intensité du courant pour un arc de pivotement d’environ i3o°. En outre, l’appareil est
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- apériodique par la résistance que les courants du disque 16 opposent aux petites oscillations.
- G. R.
- Accumulateur Sussmann.
- La matière active c est pressée sur les deux faces de la lame de plomb b, à dents de retenue a, avec cadre rigide d. La pâte est formée d’un mélange de plomb ou d’oxyde de plomb en poudre, avec une dissolution de caoutchouc dans
- > > )! œ/
- Fig-, i et 2.
- du sulfure de carbone, et 5 à i5 o./o de pierre ponce poreuse.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉGENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Electromètre absolu et méthode de mesure des constantes diélectriques des liquides, par M. G. Gu-glielmo (*).
- L’idée de l’auteur est d’appliquer le manomètre à la mesure des pressions électrostatiques.
- Cette idée n’est pas nouvelle, mais elle a été laissée un peu de côté par suite de l’exiguïté de ces pressions', aussi on ne connaît guère comme électromètre basé sur ce principe que l’électro-mètre absolu de Gardani (2), dans lequel on fait
- (4) Rendiconli délia R. Accademia dei l.iiicei, vol. Il, p. 78, 1893.
- (!) Rendiconli délia R. Accademia d'ei Lincei, 1891 et 1892.
- usage d’un manomètre à air libre et à mercure dont on augmente la sensibilité comme pour les baromètres par le procédé de Descartes et de Huyghens. La sensibilité est ainsi la même que celle d’un manomètre à eau, mais celui-ci présente l’inconvénient d’avoir une de ses branches capillaire.
- Description de Véleclromètre absolu. — L'appareil représenté sur la figure 1 diffère un peu de celui employé par l'auteur par suite d’une modification non essentielle, mais très utile dans la pratique. Il se compose :
- i° D’un récipient A formé d’un tube de verre ou de métal (ou d’un flacon sans fond et renversé) de 3 à 4 centimètres de diamètres et muni à la partie supérieure d’un rebord métallique en forme d’anneau de 1 à 2 centimètres de lar-
- d | c
- geuri et d’une pointe d’affleurement a dont l’extrémité se trouve dans le plan et au centre de la face supérieure de l’anneau;
- 20 D’un récipient cylindrique B de 28 centimètres de hauteur et d’un de largeur dont le bord supérieur est également muni d’un anneau divisé en deux parties concentriques C et D de même hauteur.
- Ces deux récipients sont soutenus chacun par un trépied avis calantes. Ils communiquent entre eux au moyen d’un tube en caoutchouc et constituent, lorsqu’ils sont remplis de liquide, le manomètre à air libre;
- 3° D’une burette de Mohr E, graduée, dont l’ouverture intérieure communique avec le tube allant de A à B et plus voisine de B que de A. Une seconde burette F communique avec la partie D seule;
- 4° De deux disques métalliques a et b à face inferieure parfaitement plane, disposés horizontalement au-dessus des récipients A et B, soutenus par trois cônes isolants placés sur les
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- anneaux et. ayant un diamètre inférieur ou égal à celui des anneaux correspondants.
- Si l’on verse le liquide et si l’on réunit les compartiments G et D avec un court siphon, le niveau est le même en A, C et D.
- Mesures et opérations préliminaires. — La surface des sections des parties C et D peut être obtenue facilement avec une exactitude suffisante en mesurant leur diamètre. L’auteur a du reste déjà indiqué une méthode simple pour mesurer le rapport des sections de deux vases cylindriques (]).
- Les anneaux doivent être parfaitement horizontaux, et il en sera de même des disques a et b si les cônes isolants ont exactement la même
- hauteur.
- Enfin, il est nécessaire de connaître la distance de la face inférieure des disques au liquide placé en dessous. On se sert à cet effet d’un petit tube de verre effilé à ses deux extrémités, de longueur égale ou supérieure à la distance entre le disque et l’anneau placé en dessous. On place ce tube verticalement, en appuyant l’une des extrémités contre le disque, en fixant le tube soit à l’extrémité d’un levier chargé à l’autre par un contrepoids, soit au bras inférieur d’un ressort en forme d’U couché. Si alors on amène le liquide à affleurer exactement l'autre extrémité du tube, la distance entre le disque et le liquide sera égale à la hauteur d du tube. Si l’on mesure le volume v du liquide passé dans le manomètre, la dis-
- v
- tance cherchée sera évidemment d — g >
- S, S', 5 étant les sections des trois vases G, P, A supposés en communication entre eux.
- Mesure des potentiels. — Supposons le liquide conducteur et les récipients au potentiel zéro. Le liquide affleure au point a; le niveau est le même en A, G, D, ces deux derniers communiquant par le siphon.
- Si on porte le disque a, placé au-dessous de la pointe a, au potentiel V en laissant le liquide et les récipients, et le disque b en communication avec le sol, le liquide se soulèvera dans A, et l’affleurement sera détruit. Pour le rétablir, il faut aspirer dans la burette un certain volume v de liquide. Le dénivellement dans les deux
- (») Rendiconti delta R. Accademia dei Lincei, 2” semestre 1893.
- branches du manomètre sera g, et la pression électrostatique à la surface du liquide autour du point d’affleurement sera } § étant la
- densité du liquide.
- Si, au contraire, on porte le disque b au potentiel V, en laissant tout le reste de l’appareil au potentiel zéro, pour rétablir l’affleurement il faut ajouter un certain volume de liquide v'. La
- différence de niveau sera g, et la pression élec-
- trostatique à la surface libre du récipient C
- 080 v1 3 sera -——•
- Finalement, si le disque a étant au potentiel V, et l’affleurement subsistant, on porte le disque b au potentiel V et le reste de l’appareil au zéro, l’affleurement sera détruit, et il faudra ajouter un volume v" — v-\-v' de liquide pour le rétablir. La variation de niveau sera
- v
- S ’
- et la somme des pressions électrostatiques
- en A et en
- G sera
- 980 v" 8
- Ce mode d’opé-
- rer, sans s’occuper de l’affleurement lorsque les disques et le manomètre sont au même potentiel, est particulièrement utile lorsque v et 1/ sont très petits, puisque dans le premier cas la sensibilité est double.
- Soient d et d'les distances des disques a et b aux liquides placés en dessous lorsque chacun d’eux est au potentiel Y, et que l’affleurement subsiste, et p,p’,p” les pressions électrostatiques mesurées dans les trois cas précédents,
- on a :
- V
- d \J8 u p = d' \ls n p' — d d"
- S/
- 8 7t p"
- d2 + d'*
- Remarques. — L’anneau placé sous le disque a sert d’anneau de garde et peut être supprimé sans nuire à la précision des mesures. En effet, dans la portion centrale du disque et du liquide la distribution de l’électricité est uniforme, comme si les surfaces planes en présence étaient indéfinies. La différence de niveau entre le liquide dans A et G est donc la même, que l’on ait ou non l’anneau de garde.
- Néanmoins, dans ce dernier cas, la surface libre du liquide peut n’être pas rigoureusement plane, sauf dans la partie centrale; la différence
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- 23j
- V
- de niveau g est alors un peu faussée, En tenant
- compte de ce que la section du récipient A est plus petite et que la dépression de la surface du liquide n’a lieu que près des bords, on voit que l’erreur dans l’évaluation de v est petite et devient encore moindre lorsqu’on divise cette quantité par S.
- L’anneau entourant le récipient B sert de même d’anneau de garde au liquide de C et est à peu près indispensable par suite de la grande section du compartiment C.
- Au début, le niveau est le même partout, mais si l’on porte le disque b au potentiel V, le liquide est soulevé en C, mais pas en D. Il est néanmoins facile de rétablir l’égalité de niveau. Le vase C, de section S, après avoir rétabli l’affleurement en A, contient un volume v' de liquide en plus que son volume initial; le ni-
- vr
- veau monte donc de la quantité g. Si donc nous
- ajoutons en D un volume égal à v1 g, le niveau
- y sera le même que dans G. Cette adjonction modifie un peu la distribution de l’électricité, de sorte qu’il faut enlever un volume convenable, très petit, de liquide au manomètre.
- En réalité, on peut négliger d’amener les deux parties de B au même niveau, et par suite supprimer les communications entre elles sans diminuer la sensibilité. En effet, soit V la différence de potentiel entre le disque b et le manomètre, d la distance entre le disque et l’anneau de garde, et, par exemple d — o,i cm., celle entre le disque et le liquide. La densité électrique superficielle dans la portion centrale du V
- liquide est ---7-3-----r, et celle sur l’anneau de
- n 4 7t (a — 0,1)
- garde à une distance suffisante des bords sera V
- au contraire -—Si d est assez grand par rapport à 0,1, la différence entre les deux densités est très faible, et par suite aussi l’erreur faite en prenant comme densité superficielle celle de l’anneau.
- Si d est très petit, la différence entre les deux densités peut être très grande, mais dans ce cas elle n’est sensible qu’à une distancé très faible de la ligne de séparation du liquide et de l’anneau. C’est pourquoi lord Kelvin a pu mesurer dans ce cas,>avec une exactitude suffisante, des
- potentiels avec une balance privée d’anneau de garde.
- F. G.
- (A suivre)
- La lumière, sa nature et sa mesure,
- par James M. Barr et Ch. E.-S. Phillips (*).
- L’identité de la chaleur et de la lumière, quoique démontrée par des faits nombreux, n’est pas reconnue par tous, ou tout au moins le langage ne tient-il pas compte de cette identité. Lorsqu’on dit que la lumière est une des formes de l’énergie, on ne veut exprimer qu’une distinction entre les effets d’une seule et même énergie, puisque la même ondulation de l’éther se manifeste à nous par des actions auxquelles nos sens seuls attribuent des caractères essentiellement différents. La manifestation lumineuse de l’énergie n'existe que parce que l’œil existe; ce phénomène est entièrement subjectif, et l’on ne peut considérer objectivement que sa cause, ou l’énergie tout court.
- Ces remarques, qui nous viennent à l’esprit chaque fois que se présente une locution aussi peu définie que le « rendement lumineux » ou que « l’unité absolue de lumière », les auteurs, MM. Barr et Phillips, les placent en tête d’une intéressante communication sur la photométrie, dont nous allons donner un compte rendu.
- De tous les phénomènes de la nature, la lumière, avec ses nombreuses gradations, est celui qui nous apparaît comme le plus défini, et il nous semble à première vue que la comparaison de deux sources lumineuses soit une opération des mieux justifiées. Mais qu’entend-on par là ?
- La signification de l'éclat de la lumière ne dépend pas, en ce qui concerne l’œil, d’une théorie quelconque sur la nature de la lumière. Mais si la théorie de l’émission était fondée, nous pourrions avoir une appréciation de l’éclat, quantitative et matérielle, et la photométrie se réduirait à la mesure d’une sorte de capacité, et l’unité d’éclat pourrait se définir indépendamment de notre organe de la vue, tout en exprimant la grandeur de la sensation que l’œil transmet au cerveau. Mais comme la
- (') Communication faite à l’Institution of Electrical Engineers. '
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- LA LUMIERE ELECTRIQUE
- théorie dé l’émission est reconnue mal fondée, nous sommes bien éloignés de la mesure absolue de l’intensité lumineuse.
- Lorsque nous définissons l’éclat de la lumière comme étant l’intensité lumineuse par unité de surface, nous ne faisons qu’affirmer que Funité d’éclat est l’éclat de l’unité. Dans des cas de ce genre, on se rapporte à un étalon arbitrairement choisi. Nous prenons par exemple une bougie et disons qu’elle présente l’unité d’éclat, sans définir en réalité l’effet observé.
- Pour exprimer l’intensité lumineuse, nous ne pouvons recourir qu’à l’effet physiologique ou plutôt psychologique final. Mais quelle est la relation à établir; quels sont les coefficients à adopter ? Nous voyons immédiatement qu’il est impossible de les mesurer directement.
- 35 45 55 63 75 '
- Fig. 3.
- Le professeur Langley définit l'éclat de la lumière comme l’intensité de « l’absorption rétinienne », et il ne voit là qu’une définition provisoire. Mais il peut exister une énorme différence entre la quantité d’absorption rétinienne et le degré d’intensité lumineuse ressenti par le cerveau conscient.
- D’autre part, l’absorption rétinienne ne varie pas comme la quantité d’énergie émise par une source. Le professeur Langley montre que l'on confond très fréquemment la puissance lumineuse avec l’énergie elle-même, tandis qu’en réalité la quantité d’énergie directement mise en jeu pour la production de l’effet psychologique est très différente de la quantité d’énergie qui produit les vibrations lumineuses.
- L’effet physiologique ou physique exercé sur
- la rétine peut être proportionnel à l’énergie de la raie du spectre considérée, mais de ce que la rétine reçoit par radiation une impression énergique, il ne suit pas que le centre nerveux éprouve une sensation proportionnée à l’éclat. La relation entre l’énergie primaire et l’effet psychologique final est très élastique, quoiqu'on puisse penser que pour une lumière monochromatique l’éclat varie, entre certaines limites, comme la quantité d’énergie ou comme l’impression rétinienne.
- Si nous admettons pour un moment que la rétine n’existe pas, la lumière cesse également d’exister, et si nous supposions que l’éclat varie avec l’énergie des radiations, nous serions conduits à attribuer au spectre visible le maximum-d’énergie. Or, nous savons au contraire que l'énergie est distribuée dans le spectre autrement que la lumière.
- Dans son mémoire sur « l’énergie et la vi-
- Inten üté'
- Vert
- sion (x) », le professeur Langley a donné les courbes reproduites dans la figure i. La partie I contient les courbes montrant la distribution de l’intensité lumineuse dans le spectre solaire; en II on voit la courbe de l’énergie thermique, et en III les courbes des intensités lumineuses rapportées à une même quantité d’énergie.
- Les déterminations des intensités, lumineuses ont été effectuées en cherchant l’erreur faite dans la lecture d’une table de logarithmes éclairée successivement par les différentes radiations du spectre. M. Langley considère cette méthode comme donnant les meilleurs résultats photométriques. On remarquera que trois courbes ont été données pour les intensités lumineuses; elles se rapportent aux déterminations de trois observateurs différents. On voit que pour des yeux différents le maximum d’éclat du spectre
- (') Phil. Mag., t. XXVII, p. 91, 1889.
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- occupe des positions différentes et présente aussi des valeurs très différentes.
- Nous appellerons aussi l’attention sur les courbes de la figure 2, empruntée à un mémoire de M. Blondel (’). Cet auteur établit une distinction entre l'intensité visuelle et l’intensité lumineuse. Les courbes indiquent que l’œil peut déceler le plus facilement une lumière vert-bleuâtre très faible, mais qu’il lit des caractères fins avec le moins de difficulté lorsque la lumière est jaune-verdâtre.
- Au point de vue pratique, les éclairages doivent être comparés entre eux sous le rapport de la facilité qu’ils donnent à distinguer tous les objets au milieu desquels nous nous trouvons. Quant à la nature de l’éclat de la lumière, nous ne pouvons que constater d’abord un effet physique, puis un effet physiologique, et finale-
- Obscurité
- ment un effet psychologique. La mesure de cette grandeur ne peut donc être que relative.
- La différence dans la position du maximum d’éclat (fig.. 1) constitue une grande source d’erreurs lorsque différents observateurs effectuent les mesures. Et comme la puissance nécessitée pour produire le minimum visible des différentes couleurs varie beaucoup d’une personne à une autre, il s’ensuit que les causes d’erreur se multiplient lorsqu’un grand nombre d’observateurs font des déterminations avec la lumière blanche. Les calculs de Langley relatifs à la puissance moyenne produisant le minimum visible pour trois observateurs donnent les résultats suivants :
- Violet....... (a 0,40 = 18 x 10—,s cheval.
- Vert......... o,55 — 75 x 10—,0 —
- Écarlate.... o,65 = 3.4 x 10—1S —
- En résumé, nous avons les valeurs suivantes de la sensibilité de l’œil pour différentes longueurs d’onde, en prenant pour unité la sensibilité pour le jaune :
- Violet........................... 0,104
- Vert............................. 5,790
- Écarlate......................... o,o36
- Cramoisi (raie A)................ 0,00007
- Et, en comparant au vert-jaunâtre, M. Langley donne les rapports suivants :
- Violet...
- Écarlate
- Cramoisi
- Enfin, on doit encore tenir compte des proportions variées dans lesquelles doivent être mélangées les couleurs pour produire de la lumière vue blanche par des personnes différentes. D’où une nouvelle cause d’erreur qu’il est difficile d’éliminer dans la pratique. L’emploi d’écrans colorés ne ramènerait même pas l’égalité de sensibilité pour différents observateurs, à moins de donner à chacun un écran' particulier qui ait pour effet de ramener le maximum d’éclat du spectre à la même place dans les divers cas. Mais il reste encore la différence de sensibilité relative au minimum perceptible.
- Il existe un certain nombre de méthodes ayant pour but de déterminer l’erreur due à la différence de couleur, mais aucune d’elles n’est d’un emploi pratique. On trouve que le seul instrument qui puisse mesurer l’éclat de la lumière indépendemment de la couleur n’est pas gradué. Cet instrument est, en effet, l’œil lui-même. Il faudrait pouvoir mesurer ' quantitativement l’effet produit sur le cerveau, et jusqu’à présent nous n’avons sur ce terrain aucun élément d’appréciation.
- S’il existait dans la nature un phénomène dont les effets fussent fonction de l’éclat de la lumière tel que nous le ressentons, le principe de la photométrie serait trouvé.
- Le seul effet lumineux ayant son maximum dans la partie jaune-verdâtre du spectre est celui de la variation de résistance du sélénium, mais cet effet est très peu constant. La variation de résistance est fonction de l’éclairement, mais cette fonction change elle-même d’un jour à l’autre.
- Comme exemple, les auteurs donnent dans la figure 3 les résultats d’essçiis faits sur deux
- 1 : 56 1 : 160 1 : 83ooo
- C) The Electrician, 1" décembre 1893.
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- lames de sélénium pendant plusieurs mois. On dit ordinairement que la réduction maxima de la résistance en passant de l’obscurité à la lumière est de 2 à i, mais on a pu obtenir le double de cette variation. La courbe supérieure de la figure 3 montre au début un rapport de 4.à 1. lorsque le sélénium vient d’être recuit. La lame se détériore par des modifications brusques, et le rapport des résistances augmente quelquefois après avoir diminué considérablement.
- L’effet est à chaque instant proportionnel à l’éclat dans le voisinage du jaune, de sorte que pour des mesures faites à petit intervalle de temps, l’appareil constitue un bon photomètre. Mais on peut se demander si de petites variations de lumière agissent sur le sélénium. 11 faut noter que les petites variations de température n’ont aucun effet. La lumière réduit la ré-. sistance de ce corps qui se comporte donc d’une façon toute différente des métaux.
- Dans son mémoire de 1890, M. Shelford Bid-well a rendu compte de ses observations sur la nature des modifications qu’éprouve le sélénium. Il admet que l’effet est dû à la présence de petites quantités d’un séléniure, et que c’est la déliquescence des oxydes sélénieux qui donnent lieu aux variations brusques du rapport des résistances.
- . Siemens proposa, un des premiers, un photomètre au sélénium, et de temps en temps des appareils fondés sur ce principe ont été mis au jour. Mais l’inconstance des effets constitue une difficulté insurmontable et en a empêché jusqu’ici toute application pratique.
- On pourrait déterminer comme variable indépendante pour chaque source d’éclairage la chaleur produite, en admettant que l’éclat de la source puisse être considéré comme une fonction de la chaleur. La photométrie se réduirait alors à des mesures thermiques. Par exemple, si nous fabriquons un filament de lampe à incandescence donnant les courbes connues (fig. 1) pour l’éclat et l’intensité thermique, pourquoi ne pas mesurer à l’aide d’une pile Melloni ou d’un bolomètre l’ordonnée Y' de la courbe II et en déduire l’ordonnée Y de la courbe correspondante 1? 11 serait tout aussi défini de proposer la mesure des watts dans un filament donné et de poser cette quantité comme proportionnelle à l’éclat. En général, l’éclat ne peut pas être une fonction parfaitement définie
- de la quantité de chaleur ou de la température d’un certain nombre de filaments de la même fabrication, quoique nous puissions dire que dans chacun d’eux il varie comme une certaine puissance de l’intensité de courant.
- Si, par une fabrication absolument uniforme., nous pouvions rendre l’expression
- constante d’un filament à l’autre dans l’équafion
- où c et d sont deux intensités lumineuses différentes, la photométrie se réduirait à la lecture d’un ampèremètre. Mais la variabilité de a n’a jamais pu être évitée dans la fabrication.
- D’autre part, on a proposé de mesurer l’effet actinique d’une source pour arriver à la détermination de son éclat. Il y a dans ce moyen quelques chances de succès. Les actions actini-ques les plus familières sont celles appliquées en photographie, et une méthode photométrique très ingénieuse a été basée sur la réduction des sels métalliques par la lumière.
- Un autre effet actinique est celui qui produit la combinaison du chlore et de l’hydrogène. II y a très longtemps que Bunsen et Roscoe, et plus tard, Roscoe et Schœrlimer ont utilisé cet effet pour mesurer la lumière solaire d’un bout de l’année à l’autre. Ils exposaient au soleil un vase contenant de l’hydrogène et du chlore, et analysaient ensuite l’effet produit. La quantité d’acide chlorhydrique formée était supposée proportionnelle à l’éclat du soleil.
- Les effets actiniques de la lumière forment une longue liste. Le soufre se comporte comme le sélénium. Le chlore décompose l’eau en dégageant de l’oxygène, sous l’influence de la lumière. L’oxyde mercureux se décompose, donne de l’oxyde mercurique et du mercure. L’acide azotique se décompose lentement ; l’acide oxalique se comporte d’une façon analogue. La chlorophyle dégage de l’oxygène en présence de la lumière solaire. L’iodure d’azote dans l’ammoniaque dégage de l’azote en quantité proportionnelle à l’intensité lumineuse de la lumière blanchâtre. Un autre effet chimique de la lumière est la production du chlorure de
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- •carbonyle dans un mélange d’oxyde de carbone et de chlore exposé à la lumière. La combinaison ne se produit pas sous l’influence de la chaleur seule.
- Enfin, nous avons un effet très curieux de la lumière, et qui contient peut-être en germe un principe photométrique applicable. Il s’agit de l'expansion mécanique du chlore exposé à la lumière. Cet effet est indépendant de la température et, de plus, le gaz revient à son volume primitif dans l’obscurité. C’est peut-être là le seul effet mécanique direct des rayons lumineux. Le même chlore pouvant servir continuellement, M. Richardson, de Bristol, songea à son application en photométrie. En 1891, il indiqua que pour les rayons un peu au-delà du jaune-vert cette méthode est très précise.
- Les auteurs décrivent ensuiteles photomètres
- usuels et discutent leurs sensibilités relatives ; puis ils suggèrent eux-mêmes les deux méthodes suivantes.
- Divers gaz présentent le maximum de sensibilité aux rayons verts-jaunes. Les recherches n’ont pas montré que l’action du chlorure de carbonyle ne puisse être utilisée pour la mesure pratique de l’intensité lumineuse. Un mélange d’oxyde de carbone et de chlore diminue de volume sous l’action de la lumière, dans le rapport de 2 à 1 lorsque la combinaison est complète. On propose donc d'employer pour la mesure des intensités lumineuses un vasetransparent contenant ce mélange et relié à un manomètre. Des dispositions seraient à prendre pour compenser l’effet purement calorifique et pour régler la pression du gaz.
- La seconde méthode suggérée consiste dans l’emploi de grilles de sélénium avec les précautions nécessaires pour éliminer les causes d’erreur dont il a été parlé plus haut. Il suffit que le
- sélénium change de résistance avec l’éclairage, sans que l’action doive être nécessairement proportionnelle, ni même constante. Deux grilles de sélénium St et S2 (fig. 4) sont intercalées dans les deux circuits d’un galvanomètre différentiel D; on les expose toutes deux successivement à la lumière de l’étalon choisi, et, à l’aide de résistances additionnelles Rj et R2 on rend les deux déviations à gauche et à droite ainsi obtenues égales, de façon qu’en exposant les grilles de sélénium simultanément, on n’obtienne aucune déviation.
- L’étalon de lumière est placé en 1 et la lampe à mesurer en 2. En général, on aura alors une déviation dans un sens ou dans l’autre due à la différence des éclairements; on fera alors varier la distance de la lampe au sélénium, jusqu’à faire revenir le galvanomètre au zéro. Il suffit donc pour obtenir des mesures précises que les propriétés du sélénium se maintiennent constantes pendant le temps employé à faire la mesure. Pour le contrôle on peut substituer l’étalon à la lampe et réciproquement.
- Les auteurs espèrent obtenir de bons résultats de cette méthode.
- A. H.
- Sur la capacité électrique du mercure et les capacités de polarisation en général, par M. E. Bouty (1).
- 1. En s’appuyant sur les principes de la thermodynamique, M. Lippmann a relié la notion des capacités de polarisation aux phénomènes électro-capillaires. Il admet que le phénomène de la polarisation du mercure, au contact d’un électrolyte, est réversible, et, sans le secours d’aucune autre hypothèse, il démontre que la capacité de l'unité de surface du mercure, à surface constante, est égale à la dérivée seconde a2 A
- changée de signe —2- de la tension superficielle
- A rapport à la force électromotrice de polarisation de l'électrode, M. Lippmann a calculé cette dérivée seconde d’après ses expériences sur le mercure en contact avec l’eau acidulée au dixième, et reconnu que, dans des limites très larges, on peut la considérer comme indépendante de la force électromotrice de polarisation.
- 2. D’autre part, il résulte des expériences de M. Blondlot et des miennes propres que les (*)
- (*) Comptes rendus, t. CXVIII, p. 918.
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- capacités apparentes de charge du platine dans les divers élertrolytes rapportées même à une durée nulle croissent rapidement avec la force électromotrice. J’ai montré que cet accroissement ne se retrouve pas dans les. capacités efficaces pour produire la décharge dans un circuit extérieur et que le phénomène de la polarisation est irréversible, saut pour des valeurs infiniment petites de la force électromotrice et du temps.
- Mes expériences tendent donc à prouver que, si l’on fait abstraction des phénomènes irréversibles, la capacité vraie du platine est indépendante de la force électromotrice de polarisation, comme la capacité théorique du mercure.
- 3. En ce qui concerne l’ordre de grandeur des capacités de polarisation, j’ai déduit des expériences de M. Lippmann une valeur de la capacité du mercure en contact avec l’eau acidulée égale à 28,nf,55 par centimètre carré. J’ai aussi effectué quelques mesures à l’aide d’un électromètre de forme spéciale, dans lequel je laisse la dépression se produire au lieu de la compenser par la pression et, malgré la différence des conditions expérimentales, je trouve la capacité constante de otla,o5 à ida et égale en moyenne à 27mf,8 par centimètre carré.
- Une expérience avec de l’eau acidulée à oés,oo5 par litre m’a donné une valeur normale de A très différente (354 dynes par centimètre au lieu de 2g5), mais une valeur 26mf,7 de la capacité presque identique. L’eau distillée donne une capacité nettement plus faible (igmf,5 environ).
- 4. Les expériences les plus régulières et les plus complètes que j’aie réalisées avec le platine se rapporlent à des dissolutions diversement concentrées d'azotate de soude. Voici les valeurs des capacités initiales que j’ai obtenues pour des températures comprises entre 21” et 25° :
- Nombre» d'équivalent9 par litre.
- 2
- 0,2
- 0,02
- 0,002
- 0,0004
- 0,0001
- Eau distillée
- Capacité un microfarailà par centimètre car ré
- 17,72
- 18,25
- 17,53
- 13,62
- 9,48
- 9,32
- 8,27
- tout à fait comparables pour le platine (valeurs directes) et pour le mercure (valeurs théoriques) déduites des phénomènes électro-capillaires.
- Étalons de champ magnétique, par H. du Bois.
- La maison Schott et O, de Jena. ayant réussi à fabriquer une série de verres relativement bien définis et pouvant être reproduits avec certitude, il est d’intérêt pratique d’en connaître les constantes physiques. L’auteur donne donc, à la suite de son étude sur la production de champs magnétiques intenses, dont nous avons rendu compte récemment (1), un tableau des constantes de Verdet pour neuf de ces verres.
- Les mesures ont été effectuées avec les mêmes lames de verre qui ont servi à M. Rubens dans ses rechèrches sur l’absorption des rayons infrarouges (2). Les rotations du plan de polarisation ont été déterminées à l’aide de l’électro-aimant décrit dans le mémoire déjà cité, pour la lumière du sodium et par rapport à l’eau, de sorte que les constantes de Verdet w peuvent être déduites en valeur absolue (minutes par unité de chute de potentiel magnétique).
- Lumière du sodium. Température : 180 Nur 1 néros 11 n„
- 1. Fluorine » » 1,4340 0,0091
- 2. Eau )) » 1,3331 0,oi3o
- 3. Sulfure de carbone .... )) » 1,6295 0,0420
- 4. Crown borique )) S. 204 ),5ioi3 o,oi63
- 5. Crown léger au silicate
- de baryte O. 60 0.1092 1,51660 0,0190
- 6. Crown siliceux à forte
- dispersion )) O ii5i 1,52017 0,0234
- 7. Crown moyen au phos-
- phate S. 40 S. 179 1,56201 0,0161
- 8. Crown lourd au silicate
- de baryte O.211 0.1143 1,57472 0,0220
- 9. Flint léger ordinaire.... 0.569 O. 451 1,57522 0,0317
- 10. Flint siliceux lourd O.102 O 469 1,64996 0,0442
- 11. Flint siliceux lourd 0.165 O. 5oo 1,75096 0,0608
- 12. Flint siliceux extra-lourd. s. 57 S. |63 1,89042 0,0888
- i3. Flint lourd (boro-silicate
- de plomb) o,078(3)
- Dans le tableau ci-dessus, la colonne I donne les numéros indiqués dans le catalogue imprimé (*)
- On voit que l’ordre de grandeur des capacités, le signe et la loi générale de leur variation d’un électrolyte concentré à l’eau distillée, sont
- (*) La Lumière Électrique du 21 avril 1894, p. 140.
- (s) VVied. Ann., t. X.LV, p. 238, 1892.
- (3) D’après les indications de Faraday, Ëxp. Res., III 2i5i et 2215,
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- de la maison Schott, la colonne II contient les numéros de fabrication indiqués par M. Rubens. Les échantillons de verre sont rangés dans l’ordre de leur indice de réfraction nd (donné par le fabricant); on voit que les constantes de Ver-det a>d suivent le même ordre, à deux exceptions près. De plus, on a indiqué à titre de comparaison les constantes de la fluorine, de l’eau et du sulfure de carbone.
- Lames de verre étalons. —On sait que la rotation de la lumière traversant une lame de verre ou réfléchie à sa face postérieure argentée, fournit une des méthodes les plus commodes pour la détermination des intensités de champ. Si l’on étalonne la lame une fois pour toutes dans un champ d’intensité connue, elle représente alors un « étalon de champ », supérieur à tous les autres comme simplicité, facilité d’emploi et comme constance. Dans l’emploi de lames planes exactement ou presque parallèles on rencontre toutefois certaines causes d’erreur. Lorsqu’on fait la mesure par transmission une partie de la lumière est réfléchie deux fois à l’intérieur de la lame; et dans la mesure par réflexion ce sont les rayons directement renvoyés par la face antérieure qui rendent l’observation difficile ; car dans le premier cas ces rayons éprouvent une rotation triple, et dans le dernier cas, une rotation nulle.
- La maison C. Zeiss a donc construit sur les indications de M. du Bois des verres étalons à faces légèrement inclinées l’une sur l’autre, en flint siliceux extra-lourd (S. 57), dont i’usage permet de se débarrasser des images réfléchies, en les faisant sortir du champ de l’analyseur. Lorsque le diaphragme du polariseur vu de l’oculaire de l’analyseur, ne présente pas une trop grande ouverture, un angle de i5', à 3o' entre les deux faces de la lame suffit.
- On recommande de recouvrir les lames étalons d’un vernis noir, et de ne laisser à nu qu’une petite fenêtre rectangulaire d’environ o,5 X 1,0 centimètre. La moitié de cette fenêtre reste libre et sert pour les mesures par transmission, l’autre moitié est argentée pour les mesures par réflexion. Ces dernières présentent, comme on sait, une sensibilité double, et sont quelquefois d’un emploi plus commode.
- Un verre étalon de 1 millimètre d’épaisseur peut être employé pour la mesure d’intensités de champ de l’ordre de grandeur de 1000 unités
- C. G. S. Pour les champs plus faibles, il convient d’employer des lames plus épaisses.
- A. H.
- Instrument à lecture directe pour la détermination en valeur absolue des propriétés magnétiques du fer, par A. Kœpsel (*).
- Dans beaucoup de cas on peut se contenter de la comparaison entre différents échantillons de fer, et les appareils ne présentent dans ce cas aucune difficulté de construction.
- L’auteur a construit un appareil de ce genre pour la maison Siemens et Halske. Cet appareil (fig. 1) se compose essentiellement de deux bobines fixes R, R, et d’une bobine mobile r. On introduit dans les bobines fixes les échantillons de fer, que l’on aimante de façon à obtenir des pôles de noms opposés aux extrémités rapprochées de la bobine mobile. Le champ produit de cette façon fait dévier la bobine r,
- qui est traversée par un courant constant. L’angle de torsion du ressort de suspension est proportionnel à l’intensité du champ.
- Mais comme dans cet appareil les actions démagnétisantes sont très considérables et ne permettent pas de faire des mesures absolues, l’auteur l’a modifié considérablement pour l’approprier aux conditions exigées. Le principe en est resté le même, mais la méthode est changée.
- Avec les circuits magnétiques fermés, on ne peut employer que les mesures balistiques, et il fallait donc examiner si les résultats obtenus avec un circuit magnétique coupé ne permettaient pas d’en déduire les résultats qu’aurait donnés un circuit fermé. Mais des expériences étaient nécessaires pour déterminer l’endroit du circuit où doit être pratiquée la coupure.
- En coupant l’échantillon lui-même, on ne peut obtenir de bons résultats, car même si l’on pressait fortement ensemble les faces de l’entrefer ainsi formé, la courbe d’aimantation
- C) Communication faite à l’Elektrotecbnischer Verein de Berlin.
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- serait considérablement modifiée. C’est ce que montrent les courbes i à 4 de la figure 2, déterminées par la méthode balistique. La courbe 1 est obtenue avec un barreau continu; la courbe 2 avec le même barreau coupé, et les faces de la coupure fortement pressées l’une sur l’autre; la courbe 3, ces faces étant distantes l’une de
- l’autre de 1,3 mm. ; enfin, la courbe 4, avec une distance de 2,5 mm. entre ces faces.
- Une coupure pratiquée dans la culasse même de l’électro-aimant produit un changement beaucoup moins considérable, comme on le voit d’après les courbes 1 à 3 de la figure 3.
- -A.'t/innn
- *30 *w fso. *eo
- Fig. 3
- Courbe 1, culasse non coupée; courbe 2, culasse coupée et les taces de la coupure pressées l’une, contre l’autre; courbe 3, faces de la coupures distantes de 1 millimètre.
- Il était important de donner à la culasse une grande section par rapport à celle de l’échantillon. A cet effet, on lui a donné la forme d’un solide de révolution autour du barreau d’essai
- pris pour axe. La présence du joint produit alors, il est vrai, encore un certain écart entre la courbe obtenue (courbe 2, fig. 4) et la courbe vraie (courbe 1); mais cette courbe permet de passer très simplement à la courbe réelle, en en retranchant les ordonnées de la droite représentant le facteur démagnétisant. Un entrefer
- *UO +ÔO + 60
- ’ij -‘/O ~ÙQ
- Fig. 4
- de i à 5 millimètres même ne change pas notablement la forme et la position de la courbe, comme le montrent les courbes 3 et 4 (fig. 4).
- Un entrefer de 5 millimètres suffirait pour y loger une bobine plate qui, suspendue à un ressort de torsion, permettrait de mesurer l’intensité de champ. Mais cette bobine ne donnerait,
- A
- Fig. 5
- vu sa faible section, qu’un très petit couple de torsion. Pour augmenter la surface des spires on a employé un autre procédé; le fer a été coupé en deux endroits, la surface des coupures étant cylindrique, et c’est dans ce double entrefer qu’est logée la bobine. Mais pour obtenir cette disposition, l’auteur a dû revenir à la forme ordinaire des culasses d’électro-aimants. En même temps, il a supprimé le ressort de
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- , 2_(5
- torsion, ce qui permet de faire des lectures directes.
- L’appareil prend alors la forme représentée par la figure 5. La culasse J est percée en A d’une, ouverture» cylindrique, et le cylindre enlevé est remplacé par un cylindre de fer doux G d’un diamètre plus petit, de façon à obtenir de chaque côté un entrefer de i millimètre. Dans cet entrefer peut osciller la bobine S pivotant sur des pointes, et recèvant, par deux spirales de palladium, un courant constant de quelques centi-ampères. Les ouvertures prismatiques o o reçoivent les échantillons, qui peuvent être sous forme de barreaux ou de tôles; on les fixe à l’aide de vis v et décalés d’épaisseur convenable. L’échantillon est complètement entouré par la bobine magnétisante R. L’enroulement de celle-ci est tel qu’il suffit de multiplier par ioo l’intensité en ampères du
- *to tio -tia Tio îôo " *oo
- courant magnétisant pour connaître la force magnétisante.
- Cette bobine produit dans la culasse un certain flux de force indépendant de la préseftce de l’échantillon; pour les mesures en valeurs absolues, il faut éliminer cette partie du flux de force total. A cet effet, on dispose sur la culasse même deux enroulements W W reliés en série avec la bobine principale et agissant en sens contraire de celle-ci. Cette compensation peut d’ailleurs également être effectuée en entourant la bobine R d’une enveloppe de fer.
- L’appareil a été étalonné à l’aide d’une série de mesures effectuées par la méthode balistique sur le milieu du barreau d’essai, et d’une autre série sur le milieu de la culasse. Les ordonnées de la courbe i (fig. 6) obtenue pour la première série sont aux ordonnées de la courbe i pour l’autre série, dans un rapport constant (dans ce
- cas 1,47), le coefficient de dispersion. La courbe tracée en pointillé donne les valeurs que l’on obtient au milieu de la culasse, en ne retranchant pas l’action de la bobine sur la partie o A. Ce coefficient a été trouvé le même pour le fer forgé et pour la fonte (fig. 7), et l’appareil a donc, pu être étalonné de façon qu’il indique directe-, ment pour les différentes sortes de fer le flux de force par unité de section.
- La section du barreau d’essai serait d’ailleurs indifférente car une fois l’intensité de courant dans la bobine mobile déterminée pour l’unité de section, on obtiendrait l’intensité nécessaire pour toute autre section en divisant la première par la section du barreau, opération qu’il suffit de faire une seule fois. L’appareil indique donc toujours le flux de force passant par l’unité de section du barreau.
- Mais on suppose ici que la résistance de la
- /-w ; îso 160 's.
- Fig. 7
- culasse disparaît devant celle du barreau. Comme cette supposition ne se réalise pas pour l’appareil en question, il n’y a pas proportionnalité entre l’intensité'du courant dans la bobine mobile et il faut joindre à l’appareil une courbe indiquant cette relation pour chaque cas particulier.
- Les résultats ainsi obtenus suffiront pour les besoins de la pratique. Mais les valeurs que donnerait un circuit entièrement fermé diffèrent encore de celles indiquées par l’appareil de quelques centièmes. Toutefois, on peut passer de celles-ci aux premières par le procédé bien connu consistant à faire tourner l’axe des ordonnées d’un certain angle, ce qui équivaut à ajouter aux abscisses les ordonnées d’une droite passant par l’origine. Mais pour des aimantations supérieures à 12000 unités C. G. S. la > courbe à ajouter n’est plus une droite, et il faut
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- LA lumière électrique
- alors la déterminer une fois pour toutes pour chaque appareil.
- Pour ramener la courbe additionnelle à la forme d’une droite, au lieu de compenser exactement le flux propre à la bobine magnétisante (par le procédé indiqué plus haut), on a laissé subsister une faible partie de ce flux, ce qui a
- Fig a
- pour effet de redresser légèrement la courbe donnée par l’appareil, et permet de prendre pour courbe additionnelle une droite. Mais dans ce cas le barreau d’essai doit avoir une section déterminée.
- Les courbes des figures 8, 9 et 10 donneront
- Fig. 9
- une idée de l’exactitude de l’appareil; elles sont réduites aux valeurs absolues par l’addition des abscisses de la droite dessinée en pointillé dans ces figures.
- Dans la figure 8, la courbe 1 est obtenue par la méthode balistique appliquée à un barreau en fer forgé; la courbe 2 est celle donnée par l’appareil à compensation incomplète, et enfin
- la couroe pointillée est déduite de la précédentê en en retranchant la droite.
- La figure 9 donne ces mêmes courbes pour un barreau de fonte de même section, et la figure 10 pour des tôles réunies,en barreau.
- Les mesures balistiques ont été faites à l’aide d’un galvanomètre astatique à miroir, dont la constante a été contrôlée avant chaque expérience avec un condensateur-étalon.
- L’élongation produite dans un galvanomètre par la décharge d’un condensateur de capacité, C chargé au potentiel V est, en effet,
- «=KÇV,
- en désignant par K la constante du galvanomètre.
- Si l’on relie une boucle de fil de un centi-
- +10 +20 +&0 +*tO +50 +60
- 15000
- 20000
- Fig. 10
- mètre carré de surface aux bornes du galvanomètre, en la plaçant dans un champ qui y établit un flux de force <1>, l’élongation du galvanomètre est
- R étant la résistance du circuit.
- En divisant l’une par l’autre ces deux équations, la constante du galvanomètre disparaît et l’on a :
- <1> = C V R —.
- a
- En exprimant C en microfarads, V en volts et R en ohms, le flux en unités C. G. S. est donné par
- >I'= 10" C V R — .
- a
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- FAITS DIVERS
- Le phonographe a joué récemment un rôle très curieux dans un procès qui s’est déroulé à Londres.
- Les habitants d’une maison se plaignaient des bruits et des vibrations dont ils se trouvaient incommodés, et qui se transmettaient d’une fabrique voisine à la maison en question.
- M. S.-P. Thompson, ayant été désigné pour constater ces faits, se munit d’un phonographe qu’il installa aux différents étages de la maison et qui, en reproduisant ensuite devant le tribunal les bruits qu’il avait fidèlement enregistrés, permit au juge de recueillir la déposition du témoin le plus impartial qui se soit jamais présenté à la barre.
- Nous disons plus haut (p. 237) à propos d’une conférence sur la lumière, que l’énergie lumineuse ne constitue pas une forme d’énergie existant comme entité au même titre que la chaleur, par exemple, attendu que les rayons calorifiques ne nous paraissent lumineux que parce que notre sens de la vue nous révèle la présence de ces mêmes rayons sous une autre forme de sensation que ne le fait le sens du toucher. C’est ce qu’exprime M. Poincaré en disant : « Les radiations lumineuses ne doivent leurs qualités, qui nous les font paraître d’une autre nature, qu’à une sorte de hasard physiologique. »
- De même que le son n’existe pour nous comme tel que parce que nous possédons dans l’oreille un organe qui nous fait percevoir les mouvements mécaniques d’une certaine modalité par une sensation particulière, de même la lumière n’a pas pour nous d’existence objective, et l’équivalent mécanique de la lumière doit-être considéré comme une impossibilité.
- Est-il inutile de répéter ces affirmations de la physique moderne ? Nous ne le croyons pas. Car, à propos d’un article de M. Dolbear dans le Cosmopolitan contenant cette phrase : « Ce que nous appelons la lumière est un phénomène physiologique et n’existe pas en dehors de nos yeux », un journal américain, Electricity, pense qu’il serait aussi légitime de nier la chaleur si le thermomètre n’existait pas. La question est évidemment mal comprise et toutes les discussions sur ce sujet proviennent de l’emploi de deux mots pour une seule et même chose. Aussi nous contenterons-nous, pour terminer, de citer le passage suivant d’une conférence de lord Kelvin, qui nous semble donner la définition la plus claire : « Il y a des qualités de chaleur rayonnante que nous pouvons voir, et si nous les voyons nous les appelons lumière; il y a des qualités de chaleur rayonnante que nous ne pouvons voir, et si nous ne pouvons pas les voir, nous
- ne les appelons pas lumière, mais nous les appelons encore chaleur rayonnante ».
- M. J. Janssen signale à l’Académie une méthode électrique ayant pour but de porter une colonne gazeuse à l’incandescence sans échauffer sensiblement le tube contenant le gaz.
- Un tube en acier de 2,20 m. de longueur et de 6 centimètres environ de diamètre a été foré de manière à y pratiquer un canal intérieur de 3 centimètres de diamètre. Ce tube qui pourrait résister à des pressions intérieures de plus de 1000 atmosphères, est fermé à ses extrémités par des manchons vissés portant les canons de verre ou de quartz permettant le passage de la lumière dans l’axe du tube. Un robinet en acier à pointeau permet l’introduction du gaz à la pression voulue.
- L’élévation de température est obtenue au moyen d’une spirale formée par un fil de platine d’un diamètre approprié à sa longueur et à la puissance de la source d’électricité qui doit le porter à la température désirée. Cette spirale traverse tout le canal intérieur du tube et le fil dont elle est formée sort par ses extrémités. Elle est isolée électriquement du tube au moyen d’une chemise d’amiante qui s’oppose en outre à la transmission de la chaleur delà spirale aux parois du tube. Aux extrémités de la spirale le fil pénètre dans un petit canal de même diamètre pratiqué dans un gros fil de cuivre rouge formant borne, lequel traverse sans la toucher électriquement la paroi du tube. Cette borne, de forme cylindrique, est légèrement renflée dans sa partie inférieure au point où elle reçoit le fil de la spirale.
- L’isolement de la borne est obtenue au moyen d’un anneau d’ivoire ou de fibre dont le serrage est réalisé, d’une part, au moyen d’un écrou vissé dans la paroi du tube et agissant sur la surface supérieure de l’anneau sans contact avec la borne de cuivre rouge; d’autre part, par un autre écrou, vissé celui-là sur la borne, mais isolé du tube par une rondelle de substance isolante et dont l’effet est de remonter la borne. L’anneau se trouve ainsi engagé dans un espace qui se rétrécit à volonté et exerce en conséquence sur lui une compression en rapport avec l’effort du gaz intérieur auquel il faut résister.
- Par cette disposition et au moyen de résistances extérieures appropriées, on peut amener la spirale à la chaleur désirée, depuis la température ordinaire jusqu’à celle du rouge blanc, et communiquer ces températures à la colonne gazeuse sans échauffement bien sensible des parois du tube d’acier.
- La Société des tramways à chevaux de Berlin commencera incessamment des expériences sur la traction électrique par accumulateurs.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- La Revue universelle indique* d’après un brevet délivré récemment en Angleterre, un procédé ayant pour but la fabrication d’un caoutchouc artiliciel. On fait passer des vapeurs d’essence de thérébentine de bas en haut à travers un tube chauffé de faible diamètre (2 à 3 millimètres). A la sortie du tube les vapeurs rencontrent un jet d’acide chlorhydrique pulvérisé qui, au dire de l’inventeur, produit la formation de petits morceaux de caoutchouc solide, qui, une fois lavés, peuvent servir à tous les usages pour lesquels on emploie le caoutchouc naturel. La simplicité du procédé est séduisante ; restent à connaître les propriétés du produit.
- Un ingénieur de la Ville, M. Petsche, a été envoyé en mission à Londres, pour étudier le service de l’enlèvement et de l’utilisation des ordures ménagères des villes anglaises. Voici, d’après les notes que publie VIngénieur civil, comment ce service fonctionne.
- Lee ordures sont d’abord évacuées rapidement par terre ou par eau vers une usine spéciale. Elles sont versées par petites portions dans un vaste entonnoir placé à la partie supérieure d’un four à réverbère. Elles se dessèchent d’abord, puis viennent se brûler sur une grille à la partie inférieure du foyer. Toutes les vingt minutes environ, on recharge le destructeur, qui fonctionne jour et nuit sans interruption. Il en sort peu de fumée; il s’en dégage cependant des odeurs désagréables.
- Les ordures contiennent une grande proportion de matières utilisables de toute espèce. Tout ce qui est utilisable fait l’objet d’un tri préalable à la main. On fabrique avec les cendres et les escarbilles provenant de la combustion, auxquelles on ajoute un tiers de chaux hydraulique, une sorte de ciment noirâtre, qui se vend 10 francs la tonne et s’emploie en dallages.
- Ce n’est pas tout; chaque foyer d’un destructeur rend pratiquement en chauffant des chaudières, la vapeur nécessaire à la production de 10 chevaux, vapeur utilisée de diverses manières : désinfection de vêtements ou d’objets de literie, mise en action du broyeur a ciment, etc.
- A Hastings, elle actionne des pompes qui élèvent l’eau de la mer qu’on utilise pour le lavage des caniveaux et des urinoirs.
- A Southampton, elle comprise l’air qui élève et refoule les eaux d’égouts, alimente l’éclairage électrique d’une partie de la ville, etc.
- Dans plusieurs villes, on étudie d’ailleurs l’utilisation pour l’éclairage électrique de la chaleur dégagée par la combustion des ordures.
- Les gouvernements britannique, belge et italien ont fait construire par une maison anglaise des ballons destinés à transmettre des signaux lumineux. Ces ballons
- ont environ 110 mètres cubes de capacité et contiennent un groupe de six lampes à incandescence de 16 bougies qu’une clef spéciale permet d’allumer et d’éteindre à volonté pour la formation des signaux.
- La teinture électrique des cuirs se fait, d’après un nouveau procédé, en étalant la peau sur une table métallique, en recouvrant ensuite d’une couche de liquide tinctorial toute la surface à l’exception des bords et en établissant une différence de potentiel entre le liquide et la table métallique.
- Le premier effet du courant étant, comme il résulte aussi des travaux sur le tannage électrique, d’ouvrir les pores du tissu, la dissolution pénètre mieux et donne une teinture très stable.
- L’emploi de rails continus pour les tramways est tou* jours l’objet de discussions entre les spécialistes. A Boston, où Ton avait formé par la soudure des rails une longueur considérable de voie continue, on a constaté que 10 0/0 des soudures ont été cassées pendant le service. Ces effets ne paraissent pas devoir être attribués à la contraction des rails, car sur une voie à joints mécaniques sans jeu pour la dilatation, on n’a pas constaté d’accidents de ce genre. Il faut croire plutôt que les soudures présentaient des points faibles, et comme une compagnie de Brooklyn se propose de faire de nouvelles expériences sur des rails continus, il sera intéressant de voir si la soudure électrique permet d’obtenir des joints résistants.
- Le tramway électrique entre Vichy et Cusset va entrer dans la phase d’exécution. La somme de 3ooooo francs reconnue nécessaire pour l’établissement de cette ligne est maintenant entièrement souscrite.
- Près de Jersey City (États-Unis) un tramway électrique à trolley conduit les voyageurs sur une colline de 5o mètres de hauteur. La ligne est construite en zig-zag sur un chemin élevé en partie sur une construction en bois et soutenu sur le flanc de la colline par de très hauts murs de soutènement. La distance à vol d’oiseau du point de départ de la ligne au sommet de la colline n’est que de 220 mètres, mais le développement total des boucles décrites par la ligne est de 1100 mètres.
- Il y a sur ce parcours des courbes de 23 mètres de rayon et i,5 0/0 de rampe La rampe moyenne est de 5 0/0, et si nous en croyons le Scienliflc American, la rampe maxima atteindrait 510/0.
- Cette ligne transporte environ 17 millions de voyageurs par an.
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- Le conseil municipal de Nijni-Novgorod vient de décider la construction de trois tramways électriques.
- Dans une récente entrevue, le ministre du commerce et le commissaire général de l’Exposition de 1900 se sont occupés de l’organisation du concours à ouvrir pour le choix d’un plan des constructions à édifier et des agencements intérieurs.
- Il a été convenu que la commission de l’Exposition serait d’abord appelée à déterminer les bases de ce concours, et que le ministre saisirait ultérieurement le Parlement d’une demande d’un crédit de 100000 francs pour couvrir les frais qu’il entraînera.
- Moitié de cette somme sera affectée aux prix à décerner aux auteurs des projets qui seront primés.
- Les personnes qui ont déjà élaboré et soumis des plans et des projets au gouvernement ou au commissaire général pourront concourir au même titre que tous ceux qui se conformeront aux conditions que la commission doit arrêter.
- Il en est quelques-unes qui devront toutefois modifier leurs conceptions primitives, car elles ont dressé des plans qui outrepassent les limites de l’emplacement assigné.
- M. P. Janet vient de présenter à l’Académie une méthode graphique très simple pour déterminer la fréquence et la phase des courants alternatifs.
- On dispose sur un cylindre enregistreur métallique une feuille de papier imbibée de la solution de ferrocyanure de potassium et d’azotate d’ammoniaque utilisée dans le télégraphe électrochimique de Bain, et sur ce papier un style en fer ou en acier. On fait communiquer le cylindre d’une part, la pointe en fer de l’autre, avec les deux points entre lesquels on veut étudier la force électromo-trice périodique : le circuit dérivé ainsi formé ne présentant pas de self-induction, l’intensité du courant qui le traverse ne présentera pas de décalage sur la force électromotrice qui le produit.
- Si, dans ces conditions, on fait tourner rapidement le cylindre, on obtient une trace discontinue de bleu de Prusse, dont les maxima parfaitement nets correspondent aux maxima de la force électromotrice périodique que l’on étudie On voit immédiatement que cette méthode se prête avec une extrême facilité à l’étude d’une foule de questions concernant les courants périodiques : pour avoir la fréquence, il suffit d’inscrire simultanément la force électromotrice périodique et la seconde ou les fractions de seconde. Pour avoir la différence de phase entre deux forces électromotrices de même période, il suffit de les inscrire l’une à côté de l’autre, et de déterminer la position relative des maxima de l’une des traces par rapport aux maxima de l’autre.
- Dans cette méthode d’une application certainement
- très simple, la capacité de polarisation peut introduire une différence de phase, constante pour une même fréquence, mais variable d’une fréquence à l’autre.
- Le projet du tramway électrique souterrain de l’avenue Andrassy, à Budapest, a été discuté par la commission des travaux publics de cette ville. Il résulte du rapport qüe le tunnel sera long de 3400 mètres, avec un diamètre intérieur de 6 mètres, une hauteur de 2,65 m. ; il comportera dix stations et sera à double voie.
- Les devis s’élèvent à 3 iooooo florins et ne dépassent que de i5 0/0 environ les frais qu’entraînerait une ligne établie sur la voie publique. Les auteurs du projet sollicitent la concession pour 90 ans. La commission a émis un vote favorable.
- D’après Science et Commerce, qui donne ces renseignements, cette ligne devra être inaugurée a l’Exposition millénaire hongroise de 1896.
- Éclairage électrique.
- Une délégation nombreuse d’ingénieurs anglais, chargés par leur gouvernement de visiter le littoral de la France, au point de vue de l’éclairage des phares et des signaux sémaphoriques, a fait une excursion au phare électrique de la Hève, qui est, on le sait, le plus puissant appareil éclairant les côtes qui soit en usage.
- On signale l’établissement de l’éclairage électrique a Arinthod (Jura) et à Aunay (Calvados).
- L’installation de l’éclairage électrique à Strasbourg, depuis longtemps à l’étude, a été décidée récemment par l’administration municipale. L’installation se fera d’après les plans de M. O. von Miller.
- On sait qu'à Budapest deux Sociétés d’électricité ont obtenu la concession de la pose de canalisations dans toutes les rues de la ville. Ces deux Sociétés concurrentes sont: celle qui exploite une station centrale construite par MM. Ganz et C°, et la Société générale d’électricité de Budapest, fondée par l’ancienne maison Sehuckert. et CB.
- La station centrale de cette dernière a pris dans ces derniers temps une extension considérable. D’après le dernier rapport de cette Société, l’usine avait été établie pour alimenter 12000 lampes; mais après neuf mois de fonctionnement, 16760 lampes étaient déjà reliées au réseau, et l’installation de 36 860 autres est dès maintenant décidée.
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- Pour l’agrandissement de cette station, on en a confié l’exécution à la direction du professeur Kittler; en même temps il a été décidé de porter le capital de 3 750 000 à 6 25o 000 francs.
- Le système de distribution comporte, comme on sait, la production de l’énergie électrique sous forme de courants alternatifs, et son utilisation sous forme de courant continu avec accumulateurs.
- D’après VElektrotechnische Zeischrift, des représentants des principales fabriques de lampes à incandescence d’Europe se seraient réunis récemment à Berlin, à l’effet de -discuter la formation d’une Union européenne des fabricants de lampes. En même temps, on aurait fixé le prix de la lampe à 0,95 fr. pour la vente directe aux consommateurs, et à 0,80 fr. pour la vente en gros.
- Le correspondant Scandinave de The Electrician annonce que la station centrale de Christiania a donné un résultat excellent pour 1893.
- Les recettes ont été de 180000 francs, et on avait évalué à 12 5oo francs le bénéfice probable. Or, le bénéfice réel a été de 53 000 francs.
- Le nombre de lampes prévu n’avait été en effet que de 6000, tandis qu’en réalité à la fin de l’année 993o lampes étaient reliées au réseau. De plus, la station fournit le courant à sept moteurs d’ascenseurs, trois ventilateurs, trois moteurs d’atelier, et trois moteurs pour usages divers.
- Le nombre d’heures d’allumage est très variable pour les différents consommateurs; de 2644 heures pour l’éclairage public et 1823 heures pour les stations de chemins de fer, ce nombre descend à 184 pour les banques, et à 129 seulement pour l’éclairage des maisons particulières.
- M. de Méritens vient de céder ses établissements de construction, situés rue Boursault, à M. Saillard, ingénieur, qui se propose d’utiliser les machines électriques pour l’éclairage du pâté de maisons délimité par les rues Boursault, Bridaine, des Batignolles et La Conda-mine. Cet essai d’exploitation isolée nous parait devoir présenter de l’intérêt.
- Les installations nécessaires à l’éclairage électrique du canal de la mer du Nord à la Baltique, dans les conditions que nous avons déjà indiquées, ont été mises récemment en adjudication. C’est la.fabrique d’Esslingen qui a fait l’offre la plus avantageuse (612 5oo francs). La Société générale d’électricité de Berlin avait demandé 800000 francs, la maison Siemens et Halske io25ooo francs.
- Le conseil municipal de Marseille vient de voter l’éclairage électrique des allées de Meilhan, du carrefour des Réformés, du cours Belzunce, de la rue Colbert, de la place Centrale et de la rue de la République. Cette installation comportera 5o candélabres avec lampes à arc et coûtera environ 48000 francs. La Compagnie du gaz, qui possède une station centrale d’électricité, a obtenu la concession de cet éclairage pour dix ans avec faculté pour la ville de résilier au bout de sept ans, avec 10 0/0 d’amortissement dans ce dernier cas.
- Télégraphie et Téléphonie.
- Le service téléphonique au Japon est placé sous le contrôle du département des communications qui entretient actuellement des bureaux centraux téléphoniques dans les villes de Tokio, Yokohama, Osaka et Kobe.
- Le montant de l’abonnement est fixé à 35 yen ou 125 francs par an.
- Les personnes non abonnées au réseau téléphonique payent 5 sen ou 0,18 fr. par conversation sur les réseaux urbains. Les conversations sur les lignes interurbaines coûtent i5 sen ou 0,54 fr.
- D’après le dernier rapport de l’American Bell Téléphoné Company, cette Compagnie exploitait au 1" janvier dernier 838 bureaux et 194 000 kilomètres de canalisations contenant 568 000 kilomètres de fil. Le nombre des employés de la Compagnie est de 10 421.
- On compte à New-York 48800 kilomètres de fil, à Chicago 29800, à Boston i3 45o, à Brooklyn 11 200, à Pittsburgh 9200, à Milwaukee 8430, à Détroit 7100, à Cincinnati 7000, à Baltimore 6950, et à San Francisco 65oo.
- La Chambre de commerce du Havre avait offert d’avancer à l’État la somme de 92000 francs pour l’établissement d’un troisième circuit téléphonique entre Paris et le Havre; elle vient de renouveler cette offre, à la condition que ce troisième circuit sera exclusivement réservé aux relations entre les deux villes, jusqu’à remboursement de la somme avancée. Pour le cas où cette condition ne serait pas acceptée la chambre réduirait son offre de la moitié de la somme.
- Imprimeur-Gérant ; Y. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique. — Paris.
- 3i, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d’Électricité
- ji, Boulevard des Italiens, Paris
- Directeur : D' CORNÉLIUS HERZ
- XVI- ANNÉE (TOME LU) SAMEDI 12 MAI 1894 N3 19
- SOMMAIRE. — Recherches sur les diélectriques; Julien Lefèvre. — Coup de foudre dans une station centrale d’électricité; Paul Robert. — Chemins de fer et tramways électriques; Gustave Richard. — L’électricité à Olympia; W. de Fonvielle. — Chronique et revue de la presse industrielle : Le transport d’énergie de Lauffen à Francfort. — L’éclairage électrique à Saint-Pancras. — Système de signaux électriques entre stations et locomotives en marche, par M. Bormann. — Nouvelle machine dynamo, par Th. Marcher. — Revue des travaux récents en électricité : Société française de physique (séances des 20 avril et 4 mai 1894). — Société internationale des électriciens. (séance du 2 mai 1894). — Sur les rayons cathodiques dans les gaz à la pression de l’atmosphère et dans le vide extrême, par Philipp Lenard. — Faits divers.
- RECHERCHES SUR LES DIÉLECTRIQUES
- L’étude des diélectriques est d’une grande importance au point de vue de la théorie de l’électricité. L’un des cas les plus simples qu’on puisse imaginer est celui d’une lame isolante à faces parallèles et infinies, placée dans un champ dû à un seul point électrisé A ; c’est celui que je me propose d’examiner ici. Je vais calculer d'abord les valeurs du champ et du potentiel en un point P du champ, séparé de A par le diélectrique, et j’exposerai ensuite les résultats que m’a donnés l’expérience.
- Calcul de .l'intensité du champ. — Je me servirai de la théorie de lord Kelvin, dans laquelle on admet qu’un diélectrique, primitivement à l’état neutre, placé dans un champ électrique, subit une polarisation semblable à celle qu’éprouve un corps magnétique sous l’action d’un champ magnétique. Dans le cas actuel, cela revient à admettre qu’il se forme sur les deux faces de la lame deux couches de polarisation égales et de signe contraire. Supposons le point A électrisé positivement : la face la plus voisine sera négative et la plus éloignée positive. Pour obtenir le potentiel, on peut supposer la lame enlevée et la remplacer dans le calcul par les deux couches de polarisation développées sur ses faces. Le potentiel en P sera donc celui qui résulte : i° de l’action du point électrisé A ; 20 de celle des deux couches de polarisation :
- Soient :
- e l’épaisseur du diélectrique, a la distance de A à la première face (la plus voisine),
- r la distance de P à l’autre face,
- D la distance A P égale à a -j- e -f- r,
- 111 la masse électrique de A, la densité en un point de la première face du diélectrique situé à la distance p de l’axe A P, [j.' la densité en un point de la seconde face situé à la distance p' de A P.
- Par raison de symétrie, la densité est constante en tous les points de la première face situés à la distance p de l’axe. Par suite, la surface annulaire comprise entre les deux circonférences de rayons p et p -j- d p produit en P une force dirigée suivant AP et ayant pour intensité 2ir ia p dp e + r 9' + (e + ?’)" Vpr+(e+ »')“’
- Raisonnant de même pour la seconde face, et posant pour abréger,
- p=r + e,
- on a, pour l’intensité du champ en P,
- {a + P)
- -rj — 2 r.p
- (V+p*y*
- + 12 “ r
- (t-+
- (0
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- les densités [j. et y' étant prises en valeur absolue. Pour connaître F, il faut donc calculer d’abord les deux densités jj. et \j.'.
- Expression des densités de polarisation. — Soit la composante normale du champ total en un point M de la première face du diélectrique, mais à l'extérieur de la plaque, et © la même composante au même point, mais à l’intérieur : on a, d’après le théorème du flux d’induction, en appelant k la constante diélectrique de la plaque,
- Çi = k <p.
- D’après la théorie de lord Kelvin
- (J. = iÿ
- i étant le coefficient d'électrisation défini par l’équation
- k — i + 4“ i•
- D’où
- __/e — i ____ h — i
- 4 ir ^ 4 k À 91 ‘
- Mais il faut remarquer que 9 représente la composante normale du champ total, c’est-à-dire la résultante de :
- i° La composante normale A„ de l’action directe du point A ;
- 20 La composante.normale X' de l’action de la couche jj! ;
- 3° Enfin celle de la couche y elle-même, qui est 2 - y. Les deux dernières composantes sont de signe contraire à la première; on a donc :
- ^ (A” “ x' -2 * !*)•
- D’où
- (j. = y—- — (a„ — X')
- /i + I2lt\ " /
- O
- De même, la densité en un point M' de la seconde face est
- ,______ k — i 1
- ** k + i 2 it
- (*) On arrive évidemment au même résultat en partant de la composante normale ç,. En effet, si l’on passe de l’intérieur du diélectrique à l’extérieur, les trois composantes gardent la même valeur absolue, mais la dernière seule change de signe, puisqu’on traverse la couche de polarisation.
- Donc
- s, = A„ — X'
- et
- k — 1
- 4 TI k
- - ,l~ 1 k -f 1 2 H
- (a„ — X' +2 |J.j
- ')
- — A„
- en appelant A'„ la composante normale (le l’action directe du point A et X celle de l’action de la couche y. au même point.
- Décomposition des densités en somme de densités partielles. — Pour calculer directement y et f, il faudrait connaître les composantes X et X', qui sont elles-mêmes des fonctions de ces quantités : nous sommes donc réduits à calculer ces densités par approximations successives, en les regardant comme les sommes de densités partielles [A!, 5*2,... [j.,, et i/j, p.'2, - - - y'»., obtenues de la manière suivante, y 1 et se calculent en considérant seulement la polarisation produite par le champ partiel A„ ou A'„, dû à la seule charge de A : u.2 est la densité produite par le champ partiel dû à la couche yr1 de la seconde face ; y2 provient du champ partiel dû à la couche jjq : on continue de même, chaque densité se calculant au moyen du champ partiel dû à la couche de l’autre face dont la densité vient d’être calculée.
- Les densités partielles des deux faces forment deux séries, pour chacune desquelles les termes sont alternativement positifs et négatifs et vont en décroissant. Les séries sont donc convergentes, et il est facile de voir que leurs sommes représentent bien les densités y. et [V.
- Calcul des premières densités yt et yf. — Le premier terme de et de y s’obtient immédiatement, car il est dû à l’action directe du point A. On a évidemment en valeur absolue :
- et
- en posant D’où
- A. =
- ((-' + «*)5
- A'„ =
- mb
- (p8 + b?
- b = a -(- c.
- Mi =
- h + I 2 ir
- (pJ + '
- k — 1 m
- ti + 1 2 r.
- (p'8 + 68)J
- Expression générale des antres densités par-lielles. — Quant aux autres termes de y. et de u.’, on peut en obtenir facilement une expression générale.
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- JOURNAL UNIVERSEL DÉLEC TRICITÉ
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- En effet, la densité partielle d’ordre n -f- i en un point de la seconde face, soit p/„+i, est due à la composante normale Xn du champ partiel produit par la couche p.,t de la première face.
- Un point de cette couche, de coordonnées pet u>, donne pour composante :
- l*„ e p
- j^p cos to — p'^2 -f- p* sin * (d •(- e2^J2
- ^7 dp dut ;
- d’où
- et
- x—
- / E
- t' O t/ o
- rdodtti .
- ^pcosw—p')2+p*sin2iü
- "t,=ÏT7iïJ S
- ^pcosw — p’y2+p* sin*w+e!J -
- ^ dp dut.
- (fl)
- La densité + 1 s’obtient par la même formule I D’ailleurs [.et + i sont toujours de même en remplaçant pi,,, p et w par p/„, p' et to' et p' parp. I signe, ainsi que p.'„ et jjl„ +1.
- Calcul des densités partielles ;j.2 et p.'2. — D’après la formule (2) , (h—1\s mae 1 1 ~ P
- iae Ç Ç2TC_______
- ‘"1 I
- pcosw — p'^ -f p2sin2«> -f e2J
- — dp dut.
- En se bornant aux quatre premiers termes de l’intégrale et en posant lil = p'2 -f- e2, on obtient la valeur approchée :
- , _ ( k — \\* mae |~ 1_______
- A • — VAs -f */ 271 \_ah {a+ h)* '
- p’4 a + 4h pu 3a3 4- i8a*h 4- 36ah? + 6h3 TT + rr
- 2 h3 (a 4- II)*
- On aura de même, en posant /2 —ël -(- p2,
- — ViZZlŸmbe T 1 , V fc+41 , T
- + D ibl{b + lf+ 2 l3{b 4- +
- Calcul des densités partielles p.3 et [/;1. — Les
- -=(*Ï7)'=srZ f [
- U o
- h3 (a + h)°
- p'° joa1 + 8oa‘/i + 256a3/j8 + 368a2A3 + i28ayt* + i6/î» , i + 2"’ /i’(a+ /i)« ~ +•••]
- termes suivants de p. et p.' se calculent de même. Pour p.3, la formule (2) donne, en posant
- _3. 5... (4 n + 1) i.3....(2h— 1)
- 2.4... 4n ' 2.4.... 2n
- Lali (a + h-Y
- p'2 a + 4h + —
- h3 (a -f- h)
- '+ 1 " ]
- p'2 n + I
- tn + :) d?
- En prenant seulement le premier terme de l'intégrale, remplaçant p'2 par h2 — e2, et posant li* + p*—{h + x)*,
- puis se bornant enfin au terme pour lequel n = o. et intégrant par parties, on a la valeur approchée :
- (h — 1 \3mae*
- “3 — vTFi/
- "_ l3 — (a + b)l*—(a + b)bl + b(a — c)*_3 r l + b +\fa* + y
- abl[l + e.)(a*+pT + b-^â*+7*
- On obtient de même :
- //e — 1 \3 mb e* p h3 — (2b+e) h*—(2b+e) (b -t- e) h - a- b 4 e) ^3 (TTaT! ) üZT I b(b-\-e)k(h + e) {b* + p’*)*
- , (k—iV mb e* f
- __ •’1___ .jj ti 4- b 4- e 4- K: b* 4- p’* ~j
- (b*j.p">)* ti4r b 4~ e “ yj "V • • • J
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-
-
-
- 2D4
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Valeur approchée du champ. — En substituant dans (i). les valeurs précédentes de ^ et de [/, on peut calculer un certain nombre de termes de la valeur du champ.
- Le premier est connu et égal le second
- est dû aux couches ^ et - jx', ; il a pour expression : • ' •
- k— i k -h 1
- m
- ap
- p d p
- (V + a-'j - (p.2 + p2) 2
- br
- ’d
- (p"1 f ('/M »*)*
- Le premier terme de cette intégrale a pour
- valeur ;—?—^ et le second ri-,1 ; ces deux
- (*+PY . . (b+r)*
- valeurs sont égales, et, comme les deux termes sont de signe contraire, l’expression considérée
- est nulle. Il n’y a donc pas de terme en ^ .
- On trouve ensuite deux termes provenant des couches [*2 et [/2, qui sont, en se bornant aux premières intégrales,
- +
- (&)'
- : (* + <)•(.' +rf.
- dp — y
- (a + hj (p'' + r*y>
- dp’
- En continuant de .même, on obtient une valeur approchée de F, dont les premiers termes sont : . .
- D*
- (k — iy [ r3— (2a-\-e)r2— {‘2ai-e)br+b(a—e)2
- vnrï; me I. ,fcPt4+«3-e2)2 .
- p3— (2fr+e)p2—(2b + e)(b+e'jp±a2(b + e) {b t e){p + c) (p2 + d2 — e2)2 '
- tentiel peuvent, dans la théorie de lord Kelvin, être développées en séries dont les termes c on-
- k I
- tiennent les puissances croissantes de •;—;— , et r /s 4-1
- dont le premier, qui doit être le plus important, est nul dans les deux cas. Examinons maintenant les résultats donnés par l’expérience.
- Valeur approchée du potentiel. — Le potentiel en P est
- Vérifications expérimentales.
- v =
- -I
- dp f an
- Le calcul se fait de même ; il renferme des in tégrales de même forme et en particulier la même intégrale elliptique. Ici encore, le terme
- £ - J i i
- en r—,— s’annule, et l’qn trouve
- H1
- v
- ni
- •D
- / k — î 2 m e e (r
- \ k + î ' a m I b {b
- — b) [r2 + 2 {b + e) r 4- 3 b21 .
- + e) {r- -t- a- — c1) (p2 +• è2—e2)
- + —
- - L 4
- (V2 + a- - e2)
- + b + \!r - + a1 — i r + b — + a2 i
- r P -t-b + e + vV + b* - e2 ci. p + fc + e — Vp2 + b'1— e2
- + .. .
- ^p* + fc2 - e2)2
- On voit que les valeurs du champ et du po-
- Descriplion de l'appareil. — J’ai cherché également à déterminer par l’expérience l’intensité du champ dont j’ai calculé plus haut une valeur approchée. Je me suis servi pour cela d’une balance de Coulomb de grandes dimensions, à laquelle j’ai donné la forme carrée, pour faciliter l’introduction du diélectrique, et qui est composée d’une cage M N PQ (fig. i), de 70 centimètres de côté et de 5o centimètres de hauteur. La paroi verticale MN est formée d’une glace bien plane, et l'intérieur, sauf la partie de la glace à travers laquelle on vise les boules A B, est recouvert d’une feuille d’étain reliée avec une conduite de gaz. La cage est entourée d’une enveloppe plus grande, non figurée, et remplie de matières peu conductrices, afin d’empêcher les courants d’air.
- Des expériences préliminaires m’ayant montré que les fils métalliques un peu fins donnent des déplacements continuels du zéro, j’ai attaché l’aiguille mobile A A' à un double fil de cocon,
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- JOURNAL UNIVERSEL L/ÉLECTRICITÉ
- 255
- \
- placé dans un tube T T, dont deux faces oppo- | vant s’enlever, pour faciliter l’introduction du sées sont formées par deux glaces planes pou- ! fil. Ce bifilaire est porté par une tête de torsion
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- $56
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- placé excentriquement, à 25 centimètres des côtés N P et PQ, de sorte que la boule mobile A se trouve à 20 centimètres de la glace MN. La boule fixe B peut se déplacer sur une ligne horizontale parallèle à cette glace et passant par la position d’équilibre de A.
- Le diélectrique G est placé entre les deux boules, à une distance de A égale tantôt à 6 ou 7 centimètres, tantôt à 10 ou 12; il est porté par deux fils de soie qui traversent le couvercle de la balance, passent sur des poulies disposées près du plafond et s’enroulent sur un treuil fixé au mur; il est introduit dans l’appareil en déplaçant la paroi M Q, qui peut s’ouvrir.
- Emploi d'un compensateur.— A cause de la forme dissymétrique dgj’appareil, la boule mobile A était.fortement attirée Vers la paroi N P. J’ai dû rerrïé'dier à cet inconvénient par l’efnploi d’,un compensateur, formé parfois d’une seule boule G, mais le plus souvent de la boule G et d’un plateau D ; ces deux pièces, isolées comme les deux boules principales, sont toujours chargées au même potentiel que A, et on les fait glisser sur la droite A B jusqu’à ce qu’elles compensent l’action des parois; en d’autres termes, les pièces A, G, D étant seules chargées et B isolée, l’aiguille A doit rester au zéro, c’est-à-dire perpendiculaire à la glace MN. Du reste, l’une des pièces du compensateur, par exemple G, doit occuper une position différente suivant que le diélectrique G est interposé entre A et B ou enlevé.
- Mesure de la distance des boules et de la torsion. — Dans toutes les expériences, l’aiguille A est maintenue au zéro en tordant le bifilaire en X; on vérifie cette position au moyen d’un petit miroir plan fixé au-dessous de l’aiguille, et d’un viseur placé à deux mètres environ de la glace M N.. La distance A B est mesurée avec un cathétomètre disposé horizontalement à une petite distance en avant de cette glace.
- Préparation des diélectriques. — Les plaques de soufre et de paraffine sont coulées dans un moule en bois démontable, dont le fond est une lame de verre; ce fond est rendu bien horizontal au moyen d’un support à vis calantes et d’un niveau à bulle d’air. La surface des plaques d’ébonite ou de glace de Saint-Gobain est nettoyée avec soin. Les liquides sont placés dans une cuve en glace mince, à faces parallèles.
- Mesure de l'épaisseur des diélectriques. — Je I
- ! pose le diélectrique à mesurer sur un plan de verre rodé parfaitement horizontal, et j’amène une vis à deux pointes en contact successivement avec la face supérieure de la lame, puis avec le plan de verre; dans les deux cas, je vise la pointe supérieure de la vis avec un cathétomètre. Cette mesure a été faite pour cinq points, convenablement répartis, de chaque lame, et j’ai pris la moyenne.
- L’épaisseur des lames liquides a été obtenue en mesurant de cette manière l’épaisseur extérieure de la cuve et retranchant l’épaisseur des faces, mesurées sur la cuve démontée, et vérifiée en mesurant dans cet état l’épaisseur des plaques de verre formant le fond et les parois latérales.
- Electrisation des boules. — La source d’électricité est une bobine de Ruhmkorff, alimentée par quatre ou cinq éléments Bunsen et donnant environ 1,5 cm. d’étincelle; l’un de ses pôles est en communication permanente avec le sol par une conduite de gaz; l’autre peut être relié soit aux trois pièces A,C,D pour le réglage du compensateur, soit avec les quatre pièces A, B, G, D pour les expériences.
- Marche des expériences. — Le diélectrique est introduit dans la balance, suspendu aux fils de soie et réglé bien verticalement; je place aussi dans l’appareil un petit vase de métal contenant du chlorure de calcium. La balance est refermée et abandonnée à elle-même pendant deux ou trois jours au moins, afin d’éviter l’électrisation produite par la manipulation du diélectrique. Après ce temps, je vérifie si l’aiguille est exactement au zéro, je soulève le diélectrique, au moyen du treuil qui le commande, de manière à l’amener à la hauteur des deux boules. Je fais alors communiquer la bobine de Ruhmkorff avec l’aiguille et les deux pièces du compensateur, mais non avec la boule fixe, et je dispose le compensateur de façon à ramener l’aiguille au zéro. Je relie enfin la boule fixe à la bobine, et je la rapproche ou l’éloigne de la boule mobile, en mesurant dans chaque position la distance des deux balles et la torsion correspondante. Le zéro est vérifié dé temps en temps.
- Le diélectrique est ensuite enlevé, et le lendemain j’exécute sans lui une série de mesures toutes semblables, mais il faut d’abord déplacer l’une des pièces du compensateur, par exemple C, d’une certaine quantité : le sens de ce dépla-
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- 25y
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- cernent paraît dépendre de la position du com- | pensateur. Le plus souvent, il a fallu rapprocher la boule; quelquefois, lorsque les deux pièces du compensateur étaient plus écartées, il a fallu au contraire l’éloigner. Ce déplacement opéré, on procède à la seconde série de mesures.
- Enfin, dans quelques expériences, je n’ai pas déplacé du tout le compensateur, et j’ai corrigé l’effet de l’introduction du diélectrique en donnant au bifilaire une torsion préalable. Les résultats n’ont pas été changés.
- Corrections. — Les nombres observés ont subi deux corrections. D’abord, j’ai comparé le bifilaire employé avec un fil d’argent de 1/20 de millimètre de diamètre. J'ai constaté ainsi que ce bifilaire n’obéit pas parfaitement à la loi du sinus, et j’ai construit une courbe qui permet de transformer la torsion observée en torsion du fil d’argent. Voici les deux tableaux qui ont servi à construire cette courbe :
- Torsions des
- Bifilniic Pii d'argent Bifilaire Fil d'argeni
- 7,5 6 7,5 5,5
- iS io,5 i5 11
- 3o 21,5 22,5 |5
- 45 32 37,5 25
- 60 44 52,5 37
- 7? 57 07,5 49,5
- 90 81,5 82,5 67,5
- 8a,5 67.5 67 90 91
- 5i 73 58
- 5a,5 38 60 43,5
- 37,5 26 45 3i
- 22,5 i5,5 3o 20
- D’autre part, j'ai calculé l’effet de l’influence réciproque des deux boules A B par la méthode des images électriques (1). Les masses des boules étant diminuées par cet effet, on peut obtenir le même résultat en supposant les masses électriques constantes et augmentant la distance des centres. Mes boules ayant o,65 cm. de rayon, la correction revient à ajouter 0,66 cm. aux distances observées lorsqu’elles sont infé rieures à 10 centimètres, et o,65 lorsqu’elles sont comprises entre ioet 3o centimètres. Je me suis assuré que la correction du même genre due au compensateur peut être négligée.
- Enfin, malgré les deux corrections précédentes, qui d’ailleurs n’ont modifié en rien les résultats de mes expériences, les nombres obtenus tout d’abord, sans l’interposition d’un diélectrique, ne suivaient pas la loi de Coulomb, comme ils auraient dû le faire. Le produit C du carré de la distance par la force répulsive, au lieu d’être constant, augmentait notablement avec la distance.
- Ce désaccord ne peut s’expliquer que par l’influence de la charge électrique des parois de la balance. Lorsqu’on électrise la boule fixe, après avoir réglé le compensateur, la charge des parois augmente; lorsqu’on déplace cette boule, la distribution des masses situées sur les parois se modifie. Ces changements de distribution peuvent à leur tour faire varier la capacité des pièces situées dans l'intérieur. De là autant de causes d’erreur qu’on ne peut ni corriger ni éviter, puisqu’on ne peut employer une balance assez grande pour n’avoir pas à se préoccuper des parois.
- L’explication qui précède est appuyée par ce fait que tout changement dans la disposition des parois ou du compensateur modifie notablement la valeur du désaccord avec la loi de Coulomb et peut même en changer le sens. Ainsi, il est évident que, en déplaçant simultanément les deux pièces du compensateur, on peut trouver une foule de positions pour lesquelles elles font équilibre à l’action des parois. La position choisie influe beaucoup sur la valeur du produit C. La boule compensatrice étant à environ — 12,5 cm. de l’aiguille mobile et le disque compensateur dans la position correspondante, c’est-à-dire à peu près à + 25 cm., le produit C diminue sensiblement dans le rapport de 1 à 2, lorsque la distance D diminue de 20 à 7 cm. Si, au contraire, on écarte beaucoup plus les deux pièces du compensateur, ce produit passe par un maximum lorsque la distance D diminue. Dans le premier cas, il faut, lorsqu’on introduit le diélectrique, éloigner la boule compensatrice du zéro; dans le second cas, il faut au contraire la rapprocher. Il semble donc qu’il y ait une position intermédiaire du compensateur pour laquelle le produit G reste constant, et que, pour cette position, le réglage subsiste avec ou sans diélectrique.
- Un certain nombre d’expériences ont été exécutées dans cette position ou dans son voisinage
- (‘) Phi.1,at. Leçons sur l'électricité, p. S87.
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-
-
- 258 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- immédiat; la variation du produit G n’y est pas supérieure aux erreurs d’expérience, si ce n’est pour un ou deux nombres de chaque série, qui sont du res’te entachés de fortes erreurs d’expérience, ainsi que le montre l’examen des courbes correspondantes.
- D’ailleurs, quels que soient la disposition intérieure de la balance et l’écartement des pièces du compensateur, quels que soient le sens et la grandeur de l’erreur relative à la loi de Coulomb, j’ai toujours obtenu les mêmes résultats. On peut donc conclure que ces différentes causes n’ont pas d’influence sur les résultats.
- On pouvait du reste prévoir qu’il en serait ainsi, mes recherches ayant seulement pour but d’observer la différence produite dans l’action répulsive par l’introduction d’un diélectrique.
- Enfin, dans le plus grand nombre des expériences, la boule compensatrice a occupé une place différente suivant que le diélectrique était interposé ou enlevé. On peut objecter que ce déplacement de la boule compensatrice modifie l’influence des parois, qui ne serait plus la même dans les deux parties de l’expérience. D’où une cause d’erreur qui empêcherait d’apprécier exactement l’effet produit par l’introduction du diélectrique. Mais il est à remarquer que, dans quelques expériences, ce déplacement a été seulement de o,6 et de 0,2 cm.; dans d’autres cas, je n’ai pas déplacé la boule compensatrice, et j’ai compensé 1 introduction du diélectrique en donnant une torsion préalable au bifilaire. Toutes ces expériences donnant des résultats parfaitement concordants, la cause d’erreur que je viens de signaler n’a aucun effet appréciable.
- Résultats. — Les expériences ont porté sur plus de vingt plaques solides, formées de paraffine blanche ou brune, d’ébonite, de soufre et de glace de Saint-Gobain, ainsi que sur deux liquides, le sulfure de carbone et l’essence de térébenthine. Tous les résultats étaient concordants, mais j’ai gardé seulement ceux qui m’ont paru meilleurs, c’est-à-dire les séries qui ne présentaient pas un écart avec la loi de Coulomb sensiblement supérieur au 1/10 de la valeur moyenne et qui se prêtaient bien à la construction'd’une courbe. Parmi ces résultats, j’en donnerai ici trois seulement, à titre d’exemples.
- Il faut remarquer cependant qu’il se trouve dans la plupart des expériences un ou deux points qui s’écartent notablement des courbes
- et qui semblent par suite entachés de fortes erreurs d’expérience. Ces écarts fortuits me paraissent faciles à co nprendre avec un appareil aussi délicat que la balance de Coulomb et présentant des dimensions aussi grandes que celui qui m’a servi. Le moindre courant d’air intérieur suffit pour altérer complètement le résultat d’une mesure. J’ai cru devoir conserver les nombres qui présentent ce défaut, pour montrer la sincérité complète des expériences, mais' je les ai marqués d’un §stérisque, dans les tableaux suivants, qui contiennent les résultats que j’ai retenus.
- La première colonne de ces tableaux donne la distance D' observée des centres des deux boules, la seconde indique cette même distance D corrigée de l’influence; la troisième fait connaître la torsion observée a' ou jî' et la quatrième contient la torsion correspondante aoup du fil d’argent, c’est-à-dire la valeur exacte de la répulsion. Enfin j’ai indiqué pour chaque expérience l’épaisseur e de la lame employée, la distance c de la boule compensatrice au zéro en l’absence du diélectrique et cette même distance c' quand le diélectrique était interposé.
- Exp. III. — Ébonite n° 1 e = 2,72 c = i3,5 c' = 16,8 I. — Avec le diélectrique.
- D' D P' P
- 19,99 20,64 16 23
- 17,40 l8,o5 21 3o,5
- 15,17 i5,82 26 37,5
- 13,26 i3,9I 33 47
- 10,67 I I ,32 46,5 63,5
- Autre série.
- 19, i5 19,80 16,5 24
- 16,52 •7,17 22 32
- •4,72 • 5,3? 26 3?,£
- 12,86 i3,5i 34,5 49
- 12,06 12,71 39 55
- 10,77 11,42 46 63
- 10,00 io,65 53 70,5
- 9,39 10, o5 57 74,5
- II. — Sans le diélectrique.
- D' D a! a
- 15,72 16,37 20 29,5
- • 3,17 13,82 29 42
- 10,93 11,58 37 52,5
- 10,o3 10,68 40 56
- 9,oi 9,C>7 47 64
- 7,93 8,59 59 76
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-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 25q
- \
- Exp. IV — Ébonite n" 2 e=2,i2 c = i5 d — 15,9
- I. — Avec le diélectrique.
- D' I) P' P
- 18,60 19,25 15,5 22,5
- 16, iy 16,84 21 3o,5
- 13,52 14,17 28,5 4i
- 12,60 i3,25 35,5 5o,5
- r 1,40 12, o5 37,5 53
- 10,18 io,83 48 65
- 9,34 10,00 5r 68,5
- II. — Sans le diélectrique.
- D' D a! a
- 16,49 17,14 16 23
- 14,35 i5,oo 24 34,5
- 12,83 13,48 28 40,5
- n,97 12,62 32 46
- 10,5o 11, i5 37,5 53
- 9,24 9,90 42 58
- 8,88 9,54 5o 67,5
- 7,93 8,59 56 73,5
- Exp. XI. — Essence de TÉRÉBENTHINE.
- e = : 3,00 c = 20 c' = 19,8
- 1. — Avec le diélectrique.
- D' D W P
- 30,92 3i,5 7 7 9
- 29,52 3o, 17 8,5 I 2
- 26,91 27,56 12 17
- 24,56 25,21 16,5 24
- 20,74 21,3g 26 37,5
- 19,04 19,69 28,5 41
- 17,68 18,33 3o,5 44
- 16,41 17,06 36,5 5r ,5
- Substances
- I Paraffine brune......................... 3,54
- II — blanche.......................... 3,90
- III Ébonite n° 1 ............................ 2,72
- IV — n" 2.................................. 2,12
- V Glace de Saint-Gobain n° 1......... r,73
- VI — n" 2.......... 2,5o
- VII Soufre n° 1......................... 2,87
- VIII — n" 2......................... 4,5°
- IX — n» 3................-............. 3,6o
- X — (fondu depuis 6 mois) n° 4,.... 2,46
- XI Essence de térébenthine............. 3,00
- XII Sulfure de carbone.................. 3,00
- II — Sans le diélectrique.
- iy D a
- 29,09 29,74 7,5 10
- 25,35 26,00 i3 i8,5
- 23,47 24,12 i6,5 24
- 21,39 22,04 20 29,5
- 19,53 20,18 25,5 37
- 18,10 18,75 29 42
- 16,3o 16,95 33,5 48
- DISCUSSION DES EXPÉRIENCES
- Les trois tableaux précédents et ceux qui représentent les autres séries d’expériences montrent tous que l’introduction d’un diélectrique augmente la répulsion des deux, boules. J’ai construit pour chaque série deux courbes ayant pour abscisses les distances corrigées D, et pour ordonnées les forces répulsives p et a avec ou sans le diélectrique. Ces deux courbes sont de forme hyperbolique; la seconde m’a paru être identique à la première et pouvoir s’en déduire en diminuant toutes les abscisses d’une même quantité S, constante pour une même plaque et proportionnelle à son épaisseur e, sans modifier la valeur des ordonnées. L’interposition du diélectrique produit donc, au moins dans les limites de mes expériences, le même effet que si l’on rapprochait les boules de la distance 8. Comme 8 dépend d’ailleurs de la nature de la plaque, on peut poser
- 5 — ef{/{).
- J’ai mesuré 8 sur toutes les courbes et calculé f (k) pour toutes les plaques par la formule précédente; ces valeurs .se trouvent dans le tableau qui suit.
- 8 J{k) K K *3 K
- i,775 o,5o 2,00 2,00 2,00 2,00
- 2, l5 o,55 2,10 2,22 2, i5 2, i3
- 1,5o o,55 2,10 2,22 2, i5 2,13
- 1,275 0,60 2,20 2,50 2,33 2,28
- 1,20 0,69 2,38 3,22 2,70 2,58
- 1,40 0,56 2,12 2,27 2,19 2,16
- 1,825 0,63 2,26 2,70 2,44 2,38
- 3,oo 0,66 2,32 2,94 2,57 2,47
- 2,10 o,58 2, l6 2,38 2,26 2,22
- 1,80 0,73 2,46 3,70 2,89 ”'3,72
- 1,10 0,37 1,74 i,58 1,65 1,68
- 1,275 0,42 1,84 1,72 1,77 1,79
- p.259 - vue 259/650
-
-
-
- 2ÔO
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- J’ai cherché ensuite quelle est la forme qui convient le mieux pour/f/f); j’ai essayé les quatre formes empiriques suivantes :
- h — i
- k— i k ’
- (0
- (2)
- 3 k —j 2 + 1
- 3)
- fLzl
- fi -f- 2
- (4)
- J’ai obtenu ainsi les valeurs /q, k.„ /e3, /q du tableau précédent.
- On voit que ces quatre formules donnent des nombres peu différents, car elles ont été choisies pour donner des résultats identiques pour k — i et k = 2, et la constante diélectrique s’éloigne généralement peu de cette dernière valeur. On pourrait construire de même encore beaucoup d’autres formules qui auraient la même propriété, à condition de leur donner, comme nous l’avons fait pour les expressions i, 3 et 4, un coefficient numérique arbitraire.
- Parmi les quatre formules essayées, la première a l’avantage de donner les résultats les plus concordants pour les plaques de même espèce; je trouve même qu’on peut lui reprocher de manquer de sensibilité, car elle donne pour les six substances employées des constantes comprises entre 2,46 et 1,74, par conséquent trop rapprochées, à mon avis; pour le soufre, elle donne une moyenne de 2,3, nombre sensiblement inférieur à ceux de Gordon.
- La seconde formule est au contraire la plus sensible; la moindre différence sur la grandeur de 3 change notablement la valeur de k. Aussi présente-t-elle deux défauts de concordance qu’on n'observe pas dans les autres, l’un pour les deux glaces de Saint-Gobain, l’autre pour la plaque de soufre n° 4, qui ne s’accorde pas avec les trois autres ; mais c’est une plaque qui était fondue depuis plus de six mois lorsque je l’ai employée, tandis que les autres ont été introduites dans l’appareil aussitôt après leur fabrication.
- J’ahd’ailleurs obtenu la même différence, dans les mêmes conditions, et avec d'autres plaques non indiquées ici. Or, on sait que M. Gordon a observé que le pouvoir inducteur du verre augmente notablement avec le temps; il
- n’est pas surprenant qu’il en soit de même pour le soufre (*).
- Le cas des deux glaces de Saint-Gobain peut s’expliquer soit par la même raison, soit par une différence de composition; rien ne me garantit qu’elles soient formées de verre identique.
- Les deux défauts de concordance offerts par la formule (2) sont donc facilement explicables. D’un autre côté, elle a l’avantage de donner pour S une expression analogue à celle qu’on obtient dans les condensateurs. On a en effet :
- On voit donc que, si l’on admet cette formule, l’introduction du diélectrique produit, au moins dans les limites de mes expériences, le même effet que si l’on rapprochait les deux boules de
- c f 1 —ou si l’on remplaçait le diélectrique
- , • j, • e
- par une épaisseur d air
- Pour ces raisons, la formule (2) me semble devoir être préférée, bien qu’on ne puisse pas l’affirmer avec certitude.
- La quatrième formule ne présente pas d’intérêt spécial. Quant à la troisième, elle offre celui
- de renfermer l'expression > dont les puis-
- sances successives figurent dans les valeurs du champ et du potentiel fournies par la théorie de lord Kelvin. Mais il y a précisément cette diffé-
- k __ J
- rence que, d’après la théorie, le terme en j
- serait nul.
- Remarquons d’ailleurs que, si la théorie donnait pour ce terme une valeur différente de zéro, elle devrait être négative, et, comme les termes des séries V et F vont en décroissant, l’effet du diélectrique serait de diminuer le champ en P, ce qui serait encore plus contraire à l’expérience.
- CONCLUSIONS
- Les résultats contenus dans ce mémoire peuvent se résumer ainsi :
- (*) Des expériences récentes, faites par une méthode entièrement différente, et que je ferai connaître prochainement, m’ont prouvé que la constante du soufre augmente bien avec le temps et dans une proportion notab
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- I. J’ai appliqué la théorie de lord Kelvin au cas où l’on place, dans un champ produit par un seul point électrisé, un diélectrique à faces planes, parallèles et infinies; j’ai calculé des expressions approchées :
- i° Des densités de polarisation sur les deux faces du diélectrique;
- 20 De l’intensité du champ et du potentiel en un point P, situé sur la perpendiculaire abaissée de A sur la lame isolante et de l’autre côté de celle-ci.
- II. J'ai étudié expérimentalement le même cas au moyen d’une, balance de Coulomb légèrement modifiée, en faisant varier la distance des deux boules dans des limites aussi larges que possible, c’est-à-dire depuis la plus petite distance qui permette d’interposer le diélectrique, sans que ses faces se trouvent en contact avec les boules, jusqu’à la distance pour laquelle l’action électrique devient trop faible pour qu’on puisse la mesurer avec quelque précision, soit environ 3o centimètres.
- III. Dans ces conditions, l’effet du diélectrique équivaut à un rapprochement des deux boules; tout se passe comme si la plaque isolante, d’épaisseur e, était remplacée par une épaisseur d’air e — 0.
- IV. La distance S peut être mesurée sur les courbes qui représentent les expériences : constante pour une même lame, elle paraît proportionnelle à l’épaisseur et dépend delà nature de la substance; elle peut donc être représentée par
- 8 = e f (h).
- V. J’ai essayé différentes formes empiriques de / (Æ); mais, les valeurs de k étant peu différentes de 2 pour les substances employées, il me paraît impossible de déterminer avec certitude la forme qui doit être préférée. Pour diverses raisons, énoncées plus haut, j’inclinerais à adopter la valeur
- qui donne
- Si l’on adopte cette formule, tout se passe comme si le diélectrique était remplacé par c
- une épaisseur d’air-g-; l’effet serait donc ana-
- logue à celui qui se produit dans les condensateurs.
- VI. Les lames employées étaient à base carrée et avaient i5 centimètres de côté; je n’avais pas cru devoir les faire plus grandes, pour éviter qu’elles fussent trop voisines de la cage. Pour étudier l’influence des dimensions des plaques, j’ai coulé aussi quelques lames de paraffine rondes, de 19 centimètres de côté, qui ont donné les mêmes résultats que les plaques carrées; je crois donc que, à partir de i5 centimètres, les résultats sont indépendants des dimensions et les plaques peuvent être considérées comme infinies.
- VII. Les résultats expérimentaux sont-ils contraires à la théorie de Thomson ? Il me paraît difficile de l’affirmer avec certitude :
- i° A cause de l’incertitude sur la forme de de/;
- 20 A cause de la forme sous laquelle se présentent les résultats du calcul. Comme on ne peut calculer pratiquement qu’un petit nombre de termes de chaque série et qu’on est exposé a négliger des termes aussi importants que ceux qu’on a calculés, il est difficile de faire avec quelque précision la somme de ces séries. Je crois cependant, à cause de l’absence des termes
- __ j
- en -7—;--, que les résultats du calcul ne doivent
- k + 1 ^
- pas concorder avec l’expérience.
- Je poursuis en ce moment une nouvelle série de recherches, dans laquelle j’ai l’intention de vérifier mes premiers résultats par une autre méthode, de déterminer nettement la forme de f (k) et, si c’est possible, d’obtenir des résultats plus généraux.
- Julien Lefèvre.
- COUP DE FOUDRE
- DANS UNE STATION CENTRALE D’ÉLECTRICITÉ
- L’extension toujours croissante prise par les transmissions électriques d’énergie et les dégâts auxquels elles sont sujettes quand la foudre les atteint font qu’il peut être utile de donner connaissance aux électriciens, quand un fait se présente, des accidents et des troubles qu’a pu
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- causer un orage dans une usine centrale et son réseau.
- On sait que les lignes aériennes sont surtout visitées par la foudre plus souvent qu’une canalisation souterraine; mais l’usine même peut être attaquée directement par elle ; c’est le cas qui nous occupe actuellement.
- L’orage qui a éclaté sur Paris le 26 avril dernier a troublé le service des secteurs parisiens, ainsi que celui de l’administration des téléphones.
- Nous avons remarqué, en particulier, que le secteur de la Société d’éclairage et de force par l’électricité avait été spécialement éprouvé.
- Nos lecteurs savent, en effet, que la société en question possède dans la banlieue une usine centrale envoyant le courant parlignesaériennes à d’autres usines situées dans Paris même. Le courant est ainsi distribué sous une haute tension ; il est destiné à alimenter des électromo-teùrs actionnant des dynamos à basse tension, lesquelles font le service de l’éclairage pour le; secteur.
- Le :26:avril, disons-nous, l’une de ces stations a reçu un coup de foudre tel qu’une des unités de cette usine a été mise hors service en quelques secondés.
- Le moteur éprouvé est une machine type Marcel-Deprez à deux induits, de la puissance de 100 chevaux, commandant deux dynamos Edison couplées à chacune des extrémités de son arbre par joints Raffard.
- Get électromoteur, comme tous ceux installés dans ce but par la société, est isolé du sol. Les boulons de fondation sont scellés au ciment dans la pierre; ils passent dans le bâti de la machine par un tube en ébonite. Le bâti lui-même est isolé du sol au moyen de deux rondelles en fibre séparées par une rondelle en chêne paraffiné qui traverse chaque boulon de fondation. De nombreux essais ont toujours donné pour isolement des bâtis de ces machines à la terre une résistance d’environ 5 à 6 mégohms, ce qui est un isolement suffisant pour la tension de 25oo volts à laquelle fonctionnent ces moteurs.
- Ajoutons qu’entre les bâtis et les armatures l’isolement est presque le double de l’isolement précédent. Ces chiffres montrent que ces électromoteurs fonctionnent dans d’excellentes conditions. Nous ferons encore remarquer que la canalisation de haute tension, sur 8 kilomètres
- de longueur, présente une résistance totale de 7 à 8 méghoms par rapport à la terre.
- La foudre en atteignant le moteur en question est tombée sur son armature sous forme d’éclair en zig-zag, paraissant partir de la toiture vitrée de l’usine.
- D’après les constatations faites, la décharge électrique semble avoir suivi l’arbre du moteur, gagné l’autre armature, être passée de là dans l’une des dynamos Edison ; le fluide est arrivé-au tableau, duquel a jailli un vif éclair entre les barres, accompagné d’une forte détonation.
- Rendue au tableau, la foudre s’est certainement écoulée dans le sol par la canalisation où les terres sont inévitables.
- Sur la ligne de haute tension, aucun accident n’a eu lieu; les plombs fusibles et les paratonnerres sont restés intacts. Cependant, nous ne pourrions pas assurer que des phénomènes électriques n’aient pas eu lieu sur cette ligne, car il est à noter que la station génératrice a eu, au même instant, une machine avariée.
- Traçons en quelques mots l’état dans-lequel ont été retrouvées les machines après l’accident.
- L’armature du moteur, sur laquelle la foudre est tombée, avait conservé à l’endroit attaqué son isolant, mais ce dernier n’était plus qu’unie matière carbonisée ressemblant à de l’ardoise broyée et tombant en poudre au moindre contact. De plus, les fils se trouvaient à cet endroit soudés au croisillon en bronze qui supporte l’anneau.
- En démontant un coussinet pour sortir les armatures, il a été constaté sur l’arbre deux petits points de soudure formant deux gouttes d’alliage de fer avec le métal des coussinets!. Les entrefers avaient été parcourus par des séries d’étincelles, et les traces laissées dans la fonte étaient incrustées de cuivre fondu.
- Les faits que nous venons de signaler montrent une fois de plus qu’on ne saurait trop prendre de précautions pour protéger une station centrale des atteintes de la foudre, et que si, jusqu’à présent, on s’est ingénié à soustraire les lignes aériennes aux attaques de l’électricité atmosphérique, il n’en n’est pas moins établi que les usines elles-mêmes doivent être l’objet de soins analogues. Les effets de la foudre donnant lieu à des phénomènes souvent bizarres, aucune précaution ne sera jamais inutile, tant pour sauvegarder la vie du personnel des sta-
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- tions électriques, que pour préserver d’avaries graves le matériel de ces usines.
- ! Paul Robert.
- CHEMINS DE FER ET TRAMWAYS
- ÉLECTRIQUES (1).
- En raison de leur grande extension, le matérielles tramways électriques a été, aux Etats-
- Unis, étudié avec une extrême attention, jusque dans ses moindres détails, en dehors même de ses organes purement électriques : dynamos, câbles, trolleys, etc., et l’on peut dire qu’il est arrivé, sous bien des rapports, à un degré de perfection comparable à celui du matériel roulant des chemins de fer.
- L’une des parties de ce matériel qui ont été étudiées avec le plus de soins est naturellement le châssis ou le truck qui supporte la caisse de la voiture, et qui doit être le plus léger, le plus simple et le plus résistant possible. Nous avons déjà décrit plusieurs types de ces châssis (J) les
- Fig-, i — Truck de la Baltimore Car Wheed C°.
- Fig. 2. — Truck de la Saint-Louis Car C°.
- figures i et 2 en représentent deux autres, des plus employés, tous deux à double suspension, et remarquables par l’élégance et la légèreté de leur construction. Les trucks des locomoteurs doivent naturellement remplir certaines conditions spéciales pour l’attache des dynamoset de leurs transmissions, dont nous avons donné, au
- courant de ces articles, de très nombreux exem (*)
- (*) Barnes, La Lumière Electrique, 14 mai 1892, p.3n ; Baxter. 5 avril 1890, p. 18 ; Brill, 6 décembre, 1890, p. 457 ; Bernes, 22 novembre 1890, p 366; Mac Gurri 5 juillet 1890, p. 11 ; Manier, 5 avril 1890, p. 14 ; Mansfleld 17 février 1894, p. 3i7 ; Pukham, 5 avril, 22 novembre 1890 ; i5 367 ; 16 janvier, 29 novembre 1892, p. 113, 418 ; Robinson, 22 novembre, 1890, 365, 4 avril 1891, 25 Tripp, 5 avril 1890, p. 14-
- (’) La Lumière Electrique du 17 février 1894, p. 014.
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- pies. Les figures 3 et 4, qui s’expliquent d’elles-mêmes, représentent deux des types les plus fréquemment employés aux Etats-Unis.
- On pourrait encore augmenter la légèreté et la solidité de ces trucks par l’emploi de pièces en acier embouti analogues à celles des lon-
- Fig\ 5 et 6. — Ramasseur Appleyard à l’avant et à l’arrière de la voiture.
- gérons Fox, dont M. Barnes a déjà préconisé Gomme le savent nos lecteurs (1), les voitures l’emploi (]). sont assez souvent précédées, en Amérique,
- (') La Lumière Electrique du 14 mai 1892, p. 311.
- (') La Lumière Electrique, 22 novembre 1890, p. 367.
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- d’une sorte de filet remplaçant le chasse-bœuf (cow catcher) classique des locomotives, et destinés à ramasser la totalité ou les restes d’un passant inconsciemment engagé sur la voie. Les figures 5 à 8 représentent quelques types de ces appareils récemment proposés sur lesquels on a
- Fig. 7. — Ramasseur Robin.
- fait des essais, paraît-il, très satisfaisants surtout avec des bottes de paille et parfois avec l’inventeur même : c’est le cas de M. Euphrat. Ainsi qu’on le voit par la figure 8 ces appareils n’encombrent pas la voiture ; ils ne se présen-
- Fig. 8. — Ramasseur Euphrat.
- tent pas nécessairement comme un encouragement à se faire écraser par imprudence et l’on peut même penser, sans trop d’optimisme, qu’ils remplaceraient avantageusement, au point de vue de la sécurité, les chevaux de nos omnibus.
- La dynamo D du locomoteur Bentley est (fig. 9 à n) monté dans un châssis à pattes d!d! accroché au cadre du truck par des suspensions élas-
- tiques d2 et il attaque l’essieu moteur par la transmission fh, dont le grand pignon h, fou sur le manchon /e, dans lequel l’essieu tourne librement, entraîne par ses bras h\ à garnitures de caoutchouc m, les bras /'du plateau /, calé sur l’essieu. L’essieu peut ainsi suivre les inégalités et subir les chocs de la voie sans affecter ni la dynamo ni sa transmission.
- Fig. 9 à m. — Transmission Beniley (189-1;
- M. Priesl entraîne l’essieu moteur par deux-douilles ou manchons en acier fondu B' et B calés sur l’armature et l’autre sur l’essieu et en a' entre les dents T T' desquels on coule ou force du caoutchouc que l’on vulcanise ensuite sur place. Ce caoutchouc pénètre ainsi dans les
- Fig. 12. et i3. — Montage de l’armature Priest sur l’essieu moteur (General Electric C°, 1893).
- gorges P' qui le retiennent sur B'. Ce système est adopté par la General Electric C°, principalement pour ses grandes locomotives.
- L’armature du locomoteur Mac-Cornick est calée sur un tube 2 (fig. 14a 17), maintenu longi-
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- tudinalement entre deux collets de l’essieu A, et attaquant l’essieu par deux ressorts 44, attachés chacun, d’une part à l’essieu, en 6, et, d’autre part, au tube 2, en 5. La carcasse G G', enveloppe
- des inducteurs B, porte par les vis 25 sur les ressorts en caoutchouc 22, montés dans les étriers DD, qui traversent les joues 1616 des coussinets i3 et 14, pour se relier, par les boulons 19,
- Fig. 14. — Montage de la dynamo Mac Cornick (1893). Coupe diamétrale.
- à leur chapeau 18. Des supports latéraux 28 achèvent de consolider les ressorts 22. Une garniture antifriction 5i achève le centrage du
- Fig. i5. — Vue par bout.
- tube 2 sur l’essieu A, et les cuirs 10 empêchent la poussière de pénétrer dans l’enveloppe de la dynamo, ainsi qu’au commutateur 46. Grâce à la
- longueur des ressorts 44, l’entraînement de l’essieu se fait graduellement et sans choc.
- Le fonctionnement du commutateur autorégulateur Sperry est facile à suivre sur les figures schématiques 18 et 19.
- Quand les différentes pièces du mécanisme occupent les positions figure 18, le courant du
- trolly va, par 1, c, c.t, 2, b, puis, lorsqu’on amène au moyen du levier A, b sur a, para les résistances R, 3, Bj, B, 4, à l’armature r, A,r' de la dynamo. De là, il va, par (5, B', B°, a", b'\ 6, 7, c5, c', 8, b\ a', 9) aux inducteurs F, puis, par 10, à la terre, suivant les flèches.
- Pour renverser le sens des courants dans l’ar-
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- mature seule, il suffit d’amener, par B3 B4.B", B en contact avec la touche B, de gauche et B' en contact avec B5.
- Si on pousse le levier A vers la droite jusqu’à ce que son bras e vienne repousser le levier C dans la position (fig. 19), le courant suit le trajet
- h e fs)
- Fig-. 18 et 19. — Commutateur Sperry (1893).
- (E, 1, c, 12, /, 13, a", b", 6, 7, h", 6, 7, c5, c1', 14, o', 15, 10) dans le sens des flèches pointillées, avec une intensité très faible, en raison de la grande résistance de l. La dynamo, qui marche alors par sa vitesse acquise, engendre, quand on ferme le circuit, un courant suivant le trajet (r, 4, B, B3, R, a, b, 2, Ci, c", 8, b', a', 9, F, 15, o, o', 14, c”, c3, 7,
- 6, b", a", B®, B', 5, r', E, r). On voit que le sens du courant a.changé dans l’armature. Des électroaimants souffleurs M préservent les contacts a b des étincelles.
- On voit, qu’avec ce dispositif, si, après avoir rompu le circuit de la dynamo fonction-
- Fig. 20 et 21. — Support de conducteur Love (1893).
- nant en réceptrice, on referme son circuit, les connexions sont commutées de façon qu’elle marche en génératrice, en agissant comme un frein. Un second coup à droite du levier A suffit ensuite pour rompre de nouveau le circuit de l’armature, et pour rétablir, par la poussée de e sur d", le levier C et les connexions dans leur état primitif (fig. 18 à 19).
- M. Love supporte (fig. 20 et 21) le conducteur
- Fig. 22 et 23. — Tramway à contact Johnson etLundell (1894). Schéma des circuits.
- aérien ou souterrain A de son tramway par deux pattes B B, solidement éclissées en C'C', par le serrage des boulons E. Le tout est porté par deux tringles F IA qui laissent au conducteur A la liberté de ses dilatations.
- Le tramway de Johnson et Lundell représenté par les figures 22 à 25 appartient à la classe des
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- tramways à contacts, déjà très nombreuse, mais qui compte encore peu d’applications.
- On a représenté en figure 22, par M la dynamo génératrice, par R et R, les rails, par S G S C, les sections, d’environ deux mètres de long, du conducteur d’aller et du conducteur de retour ou de terre, reliées au conducteur principal F W par des boîtes de contact A.
- Fig-, 24 et 25. — Johnson et Lundell. Détail d’une boîte à contacts.
- Chacune de ces boîtes renferme (Fig. 23 et 24) trois paires d’électro-aimants (M, M2) (M3 M.,) (M5 M'1) à deux enroulements : l’un à fils fins, l’autre à fils gros.
- Dans la position (fig. 21) les balais B B! du locomoteur ont fermé le circuit de sa pile B, par (fig. 23) w wt B! ws (fig. 24) l’électro à fils fins M,
- Fig. 26 et 27. — Tramway à contacts Ashley (1894).
- Détail du commutateur roulant.
- 1F3 et la terre, de sorte que Mn attirant son armature P, comme en figure 23, ferme le circuit moteur de M, par F W, wu, L,p., l’électro à gros fils M,, w7, B,, w^.w-j, le commutateur II,, M,, w"> et la terre. Le locomoteur marche donc, et passe à la section SC, SC, suivante, où il ferme de même les circuits de M2, puis de M,, et ainsi de suite, par wvi pourM5 et Mc, les électros M,, 1VL, M3, M, lâchant successivement leurs armatures, à mesure que le locomoteur passe d’une section à l’autre.
- Comme les sections S C, qui commandent le commutateur H,, sont à l’extérieur de la voie R R,, toutes les fuites des sections motrices SC, s’échappent directement aux rails par le circuit
- Fig. 28 à 3o. — Ashley. Schéma des circuits et coupe transversale de la voie.
- de moindre résistance, sans risquer de provoquer aucune perturbation dans le fonctionnement de H,.
- Pour éviter les fuites des sections adjacentes
- Fig. Si à Si. — Grantland (1898). Tramway à conducteur souterrain ; détail d’un conducteur tubulaire et coupe transversale du caniveau.
- à celle qui est en activité, on emploie la disposition suivante, indiquée sur la figure 23. On voit sur cette figure que tant que les électros Mi M2... ne sont pas excités, leurs armatures
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- P restent abaissées, avec leurs contacts reliant, en L,, les sections inertes SGt à la terre, .en dérivation par le rhéostat R hx et le rail R,. La résistance de ce circuit est très inférieure à celle de l’intervalle qui sépare deux sections quelconques, de sorte qu’il ne peut pas passer de courant aux sections inertes tant que le balai B2 parcourt une section active.
- Le balai B, est en avance de B2 juste de ce qu’il faut pour qu’il franchisse sa section S C avant que B2 ne quitte la sienne, de sorte que l’électro M,M2... en avant de B, coupe du circuit de S Ü! la grande résistance w15 un peu avant la fermeture du circuit S Gj B2, afin d’éviter les étincelles aux contacts d’arrière P3 L.j.
- Dans le système de M, Ashley (fig. 2Ôà3o), les contacts sont fermés successivement, de section en section, par un commutateur mobile G (fig. 3o)
- B
- Fig. X4. — Grantland.
- rencontre avant ce passage le galet i7 (fig. 29) qui relie, par i3, en i2ix, la section que quitte G à la suivante; puis, aussitôt après le passage de G, le ressort z"5 rompt de nouveau le contact
- I9
- La conduite A est remplie d’air légèrement comprimé par une pompe, et chauffé de manière à préserver G de toute humidité.
- On retrouve la même idée dans la disposition de M. Grantland, représentée parles figures 3i à 3q, où les roues e edu trolly prennent leur électricité à deux conducteurs tubulaires cc, à garniture d’amiante d, traversés par l’air d’un ventilateur A, chauffé en B B, et reliés en 3 aux conducteurs d’aller et de retour 1 et 2.
- MM. Claret et Wuillemier ont récemment proposé le système de tramway à distributions automatiques représenté par les figures 35 à 48.
- L’électricité est prise à des contacts B B, de deux mètres de long, logés à fleur de terre, entre les voies A A, espacés de la longueur d’une
- roulant dans un conduit A, sur deux rails: l’un continu, i, et l’autre sectionné i' (fig. 28). Ghaque voiture entraîne magnétiquement un de ces commutateurs, et porte à l’arrière un trolly à quatre roues K, roulant sur les rails de la voie a et a,, l’un continu, l’autre sectionné..Le courant de la génératrice G est transmis, du rail continu i aux sections ix, par le commutateur roulant, puis de i, à la section correspondante, d’où le trolly l’amène, par r, à son électro-aimant k.2, dont l’attraction entraîne G, puis enfin au rail ax par le rhéostat r, 2 et le moteur de la voiture. Dès que l’on rompt le circuit, pour arrêter, l’électro k2 cesse d’attirer la masse de fer doux C2 de C (fig. 26) qui, en retombant, serre les freins c8, de manière que G s’arrête toujours en même temps que la voiture.
- Pour éviter les étincelles au passage de G d’une section à l’autre de i, le commutateur
- . Ensemble du système.
- voiture — 6 à 8 mètres — et reliés aux distributeurs automatiques C^;,... disposés, dans le caniveau r des conducteurs, en des points parfaitement accessibles.
- Chacun des distributeurs se compose (fig. 38) d’un axe cx portant un rochet à 12 dents r et un plateau isolant d, à deux anneaux de cuivre dx et d2 (fig. 47). L'anneau dx porte un bras mx, et d2 un bras m, écarté de mx de 6o°, ou de l’arc correspondant à deux contacts consécutifs txl2... tl2.
- Le contact tl2 est disposé de manière à ne pouvoir être touché que par m : quand mx arrive à ce contact, il porte (fig. 39 et 47) sur une touche isolée
- Lnfm le bras m, qui passe sur les extrémités des contacts t (fig. 48) est assez étroit pour ne pas aborder un contact avant d'avoir tout à fait lâché le suivant. L’axe c, est sans cesse sollicité à tourner par un poids p; mais il ne le peut que cran par cran du rochet r, quand il est lâché par le cliquet cl, que commande l’armature ar de
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- l’électro-aimant c. D’autre part, les anneaux dt et d2 sont reliés d’une façon permanente, par les balais rt et r2, aux bornes b, et b2.
- Le courant moteur arrive ainsi du fil x (fig. 37), par Z?,, à l’anneau <4. En figure 37, on a supposé la voiture V recevant le courant du contact 8 de la voie, par le bras du distributeur Clt posé sur la touche t6, tandis que m est posé sur la
- touche 4. Quand le balai d’avant Dx de V arrive sur le contact g, il envoie, par ce contact, la borne b2 du distributeur et l’anneau d2, un courant dans l’électro c, qui laisse alors la roue r tourner d’un cran, amenant my sur 4 et ;»sur/10 le passage de m de 4 à ti0 rompt le circuit de c, qui renclenche aussitôt sa roue .... et ainsi de suite, jusqu’à ce que Da arrive au contact 1 du
- Fig. 35 à 37. — Claret et Wuillemier (1893). Tramway à distribution automatique. Ensemble d’une voiture et schémas de la voie.
- second distributeur C2, relié au contact 12 précédent de C[. Il en résulte qu’en ce point les électros de Ct et de C2 fonctionnent simultanément, amenant, en C,, ml sur la touche isolée 4, de manière à le couper du circuit de „y, en même temps que l’on y introduit le second distributeur C2.
- Le distributeur représenté par les figures 42 à 44 peut desservir des voitures parcourant la voie dans les deux sens.
- Le rochet r porte alors, outre <4 et d2y un troi-
- sième anneau d2, à bras ma (fig. 42) et l’arbre moteur à poids e3 porte deux pignons d’angle et e2, rainurés sur e3, et pouvant être alternativement engrenés avec le pignon ex de au moyen de l’armature ar3 des deux électro-aimants c.f, puis l’engrènement se maintient par l’action du ressort z3 sur le levier Iv, qui, en même temps, manœuvre le commutateur cm, à pivot z.
- En figure 45, la voiture, qui marche de gauche adroite, reçoit son courant de la touche 4 : quand la voiture arrive en 9, ce contact ferme le circuit
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- même temps qu’il rompt momentanément le contact en it, et le ferme en iz.
- Si la voiture marche à sa vitesse normale, son balai d’arrivéeD3.lâche8avantque77î2 ne soit en4, de sorte que tout se passe comme avec le distributeur précédent; mais si la voiture marche lentement, m% arrive en /„ avant que D4 n’ait lâché 8. et le courant passe, par m2 l2i2, à l’électro k, qui fait le contact en i3, et le rompt en f4. Quand l’électro c lâche son rochet r (fig. 41) le contact f4 se ferme, et k continue à être excité, jusqu’à la rupture de la communication entre les deux contacts consécutifs 8 et 9, alimentés jusqu’alors par i3. A partir de ce moment, et jusqu’à ce que la voiture arrive en 9, il ne passe pas de courant dans l’intérieur du distributeur, autre que celui qui va directement au moteur par bt et le bras mt.
- Quand la voiture marche en sens contraire (fig. 46) et qu’elle couvre momentanément les contacts 8 et 9, le courant va, par m l2i' i3l3, à l’électro c3 de gauche, qui déplace les pignons e4 e2, de manière à renverser le commutateur cm et la rotation dec; puis l’électrog, maintenu dans le circuit par m2 lu déclenche r, ce qui fait passer m4 sur tB, et ainsi de suite, comme précédemment.
- Gustave Richard.
- L’ÉLECTRICITÉ A « OLYMPIA »
- Fig. 38 à 48. — Claret et Wuillemier.
- Détails des commutateurs et schéma des circuits.
- amène m de 4 à 4o> m\ sur 4i m% sur en
- Une des salles de Paris où l'on fait le plus grand usage de l’électricité est, sans contredit, Olympia, que M. Oller a fait construire sur le boulevard des Capucines, à la place des Montagnes russes dont il était également propriétaire.
- La salle se compose d’un parterre dont la partie centrale est occupée par des fauteuils, derrière lesquels on a disposé les stalles d’orchestre. Au premier étage règne une galerie. Le long du mur, des loges et des avant-scènes se trouvent distribuées entre le parterre et les galeries. Dans toute la hauteur des murailles latérales, qui ont 14 mètres, il n’y a pas d’autres rangées de places.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- L’éclairage normal se compose de lustres descendant du plafond et dé lampes servant à former des appliques. Les jours de gala, et à la fin des représentations ordinaires, pendant les exercices aériens, on allume en outre une rangée de lampes illuminant la corniche tout autour du plafond.
- Des lustres pesant chacun 3oo kilos descendent du plafond et sont manœuvrés d’après un système très simple imaginé par M. Varlet, ingénieur électricien, pour dispenser de l’emploi de treuils. On les a disposés en deux séries parallèles accouplées par un câble, de sorte que pour les descendre pendant le nettoyage on n’a qu’à vaincre les frottements sur des poulies.
- Les herses et les portants de la scène se distinguent par une disposition toute spéciale. Jusqu’ici les garnitures en fer auxquelles on attache les lampes n’avaient pas de forme calculée de manière à augmenter l’effet optique. On avait conservé à peu près la figure que l’on donnait aux herses et aux portants à gaz, pour protéger les décors contre la flamme. M. Varlet en a fait autant de réflecteurs paraboliques.
- On allume sur la scène une rampe de 35 lampes, 4 herses de 27 lampes et 8 portants de 5 lampes, en tout i83 lampes. Il s’y trouve de plus quatre projecteurs à main employés concurremment avec deux projecteurs placés dans la salle, et servant notamment pour la danse serpentine qui s’y exécute tous les soirs.
- Grâce à ce grand nombre de projecteurs, on peut combiner des teintes sur la robe parfaitement blanche de l’artiste, au lieu de fondre les couleurs en faisant traverser plusieurs verres revêtus des teintes élémentaires. Inutile de dire que cette simplification pourrait être adoptée avec avantage dans la représentation des fontaines lumineuses du Champ-de-Mars.
- Une des principales curiosités de l’Olympia est le système de changement de couleur qui s’opère instantanément devant le public, sur une partie des 200lampes à incandescenceéclai-rant la façade du boulevard.
- On a renfermé trois lampes dans chaque globe de verre légèrement dépoli et groupé 35 de ces globes, ce qui fait un total de io5 lampes. Cesfiampes ont été réunies de manière à former trois séries de 35 lampes de trois couleurs : rouges, vertes, bleues, groupées d’une façon quelconque. A l’aide d’un commutateur mû par
- un organe mécanique l’électricité est lancée successivement dans les trois circuits. J
- Ces changements, dont la foule ignore naturellement la cause, produisent un effeî'très brillant. Peut-être serait-il augmenté si èu lieu d’un mécanisme on employait un opérateur .agissant sur le commutateur comme sur jjjçn clavecin et jouant pour ainsi dire des airs de musique optique. A
- Dans la salle, sur la scène, et dans les loges d’artistes, qui en utilisent 77, il n’y a guère que des lampes de 16 bougies; dans le vestibule et dans le restaurant se trouvent encore.375 lampes, toutes de 10 bougies.
- Chaque machine étant pourvue d'un ampèremètre, il est facile à l’aide d’un relevé horaire d'évaluer l’énergie moyenne dépensée dans chaque représentation. Elle est de près de quatre mille ampères-heures.
- La salle des machines fournit environ une vingtaine de chevaux électriques consommés en divers transports de force originaux et rendant des services multiples, tels que la manœuvre du rideau, l’élévation de l’eau de condensation, les renouvellements d’air, etc.
- Cette dernière spécialité permettrait, si on le voulait, de conserver dans la salle une température constante en été comme en hiver. Mais on a reconnu tout de suite que la température de la salle doit suivre en été les oscillations de la température de l’air. En effet, si la différence entre la température de l’air au dehors, et celle de l’air en dedans excédait un très petit nombre de degrés, on éprouverait en entrant dans la salle une sensation peu agréable etdesaffections des organes respiratoires sei'aient à redouter.
- En hiver, l’air puisé sur le toit de la salle est aspiré par un ventilateur, qui le force à passer le long des ailettes d’un calorifère à vapeur, chauffé par l’échappement des machines. En été, l’envoi de la vapeur est supprimé et la ventilation est faite par un moteur électrique. On a, en outre, placé en divers endroits des ventilateurs pour faire sur place l’appel de l’air extérieur.
- C’est, sur la scène de l'Olympia que l’on a donné pour la première fois la représentation de la danse serpentine dans l’intérieuf de la fosse aux lions; la cage était montée rapidement par un immense ascenseur, dont la partie supérieure occupe une portion très notable de la scène. Ce n'est pas, comme quelques-uns de nos con-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- frères l’ont écrit, par l’électricité que ce truc a été exécuté. Ce qui a donné lieu au quiproquo, c’est que la cage était soulevée par un accumulateur. Mais cet accumulateur était un accumulateur d’eau d’une énorme capacité. Il est formé par une immense colonne ayant près d’un mètre de diamètre et 20 mètres de hauteur, et qui est une curiosité des dessous du théâtre.
- Ce qui est surtout remarquable à l’Olympia, c’est l’aménagement de la salle des machines ; cette salle est située au rez-de-chaussée, à l’opposé de l’entrée principale. La muraille qui la sépare du promenoir des spectateurs a été garnie de glaces, de sorte que l’on peut contempler les moteurs ainsi que les dynamos.
- L’énergie électrique est produite par deux machines de 135 chevaux chacune, du système Willans. Ces machines sont, comme on le sait, directement accouplées aux dynamos, de sorte que machine à vapeur et dynamo font une masse unique. D’après le relevé des diagrammes, la consommation moyenne est 700 ampères avec le voltage ordinaire de ito volts, bien entendu l’effort maximum au moment où toutes les lampes sont allumées dépasse beaucoup ce chiffre.
- A côté de ces deux machines jumelles s’en trouve une troisième de même modèle, susceptible d’être mise instantanément en marche.
- Les machines Willans étant parfaitement silencieuses et pourvues de capuchons qui dissimulent tout mouvement, les spectateurs ne voient rien bouger qu’une pompe à air employée dans le service de la condensation. Aux yeux des personnes mal informées et étrangères aux notions de la mécanique, il semble que ce soit cette partie accessoire qui imprime le mouvement à toute l’usine.
- Cette tentative n’est point destinée à rester isolée; en effet, M. Oller a l’intention d’établir dans le sous-sol de l’Olympia un musée où l’électricité exécutera bien des merveilles, et dont les proportions seront beaucoup plus vastes que celles du musée Grévin, la salle d’exhibition ayant à elle seule une superficie de 44 mètres sur 82, soit de 36o8 mètres carrés. Nous aurons l’occasion de revenir sur cette partie importante de l’Olympia quand les travaux d’appropriation seront terminés.
- W. de Fonvielle
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Le transport d’énergie de Lauffen à Francfort.
- Le rapport de la commission de vérification de l’exposition de Francfort relatifs aux études faites sur cette installation de transport d’énergie, rapport rédigé par le professeur H.-F. Weber, vient d’être publié. Nous donnons ci-dessous, d’après Y Eleklrotechnische Zeitschrift, les principaux résultats de ces essais.
- Rappelons que l’installation Lauffen-Franc-fort avait pour but de démontrer la possibilité de transmettre sous forme de courant alternatif à haute tension une puissance de quelques centaines de chevaux, à une distance de 170 kilomètres et avec un rendement assez grand pour permettre l’exploitation économique d’une telle installation.
- Pour utiliser l'énergie transmise non seulement pour l’éclairage, mais aussi pour la production de la force motrice, on ne s’est pas servi du courant alternatif simple, mais des courants triphasés, système qui promettait de faciliter l’emploi de moteurs alternatifs dans d’aussi bonnes conditions que le courant continu.
- Comme la durée des essais était très restreinte, la Commission a dû limiter ses travaux à l’examen des questions suivantes, qui paraissent les plus importantes :
- t. Quelle est la puissance que transmet la turbine employée à Lauffen à une vitesse angulaire et une hauteur de chute données ?
- 2. Dans quel rapport se trouve l’énergie fournie au circuit tertiaire de Francfort et l’énergie transmise pendant le même temps par la turbine à la dynamo ?
- 3. Quel est le rendement de la dynamo, du transformateur primaire et du transformateur secondaire sous la charge existant pendant les essais sur le rendement de la transmission ?
- 4. Quelle est la grandeur de la perte d’énergie qui se produit dans une ligne de 170 kilomètres sous l'influence du courant de haute tension ? Cette perte est-elle déterminée seulement par la résistance de la ligne ou s’en produit-il d’autres ?
- En ce qui concerne la première question, disons seulement que d’après la moyenne de six essais la turbine donnait avec 3,75 m. de
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- hauteur de chute utile et à 160 tours par minute une puissance de 23e chevaux.
- Les déterminations du rendement de l’installation Lauffen-Francfort ont été faits de la manière suivante :
- Après que la charge du transformateur secondaire à Francfort eut été amenée à la valeur voulue en intercalant des lampes dans les trois circuits tertiaires, on télégraphiaità Lauffen que la prochaine série de mesures pourrait être commencée 5 ou io minutes plus tard; les observateurs à Lauffen répondaient à l’appel et amenaient ensuite la dynamo à la vitesse angulaire normale (i5o tours par minute) et à la tension normale d’environ 5,5 volts; la durée d’une série de mesures fut toujours de io minutes.
- Au cours de chaque série on observait à Lauffen :
- i° La charge de la turbine et le niveau de l’eau en. amont et en aval ;
- 2° Les intensités de courant dans les trois circuits primaires;
- 3° Les tensions primaires entre les bornes de la machine et la ligne neutre mise à la terre;
- 4° L’intensité du courant d’excitation de la dynamo ;
- 5° La vitesse angulaire de la dynamo.
- Les observations à Francfort comportaient la détermination des puissances dans les trois lignes tertiaires et dans la quatrième iigne neutre. Les trois wattmètres employés dans ce but étaient amenés au zéro trois fois par minute, et l’on changeait le sens du couple toutes les minutes, de sorte que chaque wattmètre fournissait 3i lectures par série d’expériences. De ces 3i lectures on tirait io valeurs moyennes.
- Le rapport constate l’uniformité tout à fait remarquable des courants tertiaires, dont la source se trouvait à 170 kilomètres.
- La puissance fournie par le second transformateur était en moyenne de 114 chevaux, la tension tertiaire moyenne de 64,3 volts, l’intensité moyenne du courant tertiaire de 440 ampères et le rendement moyen de 74,4 0/0.
- Comme il est intéressant de savoir si le rendement est affecté par les conditions atmosphériques le long de la ligne, ce point a été noté également. Quoique la durée des expériences ait été assez courte, on peut néanmoins admettre que l’influence du temps est très peu considérable.
- Après la détermination du rendement de l’installation, il s’agissait de déterminer celui de la dynamo génératrice pour arriver à distinguer dans le rendement total l’importance des divers facteurs.
- La puissance normale de la turbine était de 3oo chevaux. Dans les expériences on n’a pas dépassé 154,4 chevaux. Si l’on tient compte de la variation de la perte avec la charge, on trouve pour le rendement en pleine charge de la dynamo de Lauffen 0,954.
- Les mesures faites sur les transformateurs ont donné les résultats suivants.
- Le rendement du transformateur de la Société générale d’électricité est, à 100 kilowatts, de 96 0/0. Le rendement maximum, lorsque les pertes dans le fer et le cuivre sont égales, est de 96,1 0/0.
- Le transformateur Œrlikon avait à très peu près le même rendement.
- Le rapport résume ainsi les résultats obtenus :
- i° Dans l’installation Lauffen-Francfort pour la transmission de l’énergie par courant alternatif à 7500 à 85oo volts par l’intermédiaire d’une ligne de cuivre nu portée sur isolateurs à huile on a pu utiliser dans les circuits tertiaires à Francfort, dans le cas de la charge la plus faible, 68,5 0/0, et dans le cas de la plus grande charge 75,2 0/0 de la puissance fournie par la turbine de Lauffen à la dynamo génératrice.
- 20 Dans cette transmission on ne constate comme cause de perte que celle due à l’effet Joule.
- 3° Des recherches théoriques ont démontré que l’influence de la capacité de la ligne est si minime pour des courants de 3o à 5o périodes par seconde qu’elle peut être négligée.
- 4° Le fonctionnement du circuit à isolement d’air et porté sur porcelaine est aussi sûr et aussi régulier avec les courants alternatifs de 75oo à 85oo volts qu’avec des courants à basse tension.
- L’éclairage électrique à Saint-Pancras
- Le rapport de la Compagnie d’éclairage électrique de la paroisse de Saint-Pancras, à Londres, montre que pendant l’année 1893 l’éclairage a beaucoup progressé. Le capital total engagé dans cette entreprise s’élève à
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- 2400000 francs, dont 175000 ont été dépensés l’année dernière. Les recettes totales s’élèvent à 375 525 francs, contre 275010 francs en 1892; les dépenses ont été de 220225 francs contre 210675 pendant l’exercice précédent. En d’autres termes, les recettes ont augmenté de 36 0/0, tandis que les dépenses ne se sont accrues que de 4,5 0/0. La plus grande partie de cette augmentation provient du développement de l’éclairage public, tandis que la vente au compteur n’a amené qu’une augmentation de 17 0/0.
- Gomme résultat net, l’entreprise de Saint-Pancras a fait en 1893, un bénéfice de i55 3oo francs, contre 64335 francs en 1892.
- 50000
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- 30000
- 20000
- 10000
- Fig- 1
- Les courbes (fig. 1) que nous empruntons, ainsi que les renseignements ci-dessus, à l'Elec-trician, de Londres, montrent combien faible reste la consommation de jour, même au prix de 31,5 centimes le kilowatt-heure.
- Système de signaux électriques entre stations et locomotives en marche, par M. Bormann (*).
- A l’occasion d’une excursion entreprise par les membres de la Société des chemins de fer allemands, M. Péris a montré, sur une échelle restreinte, un nouveau système de signaux automatiques.
- Ce système, breveté en Allemagne, répond aux desiderata suivants :
- On peut, de la station que le train vient de quitter, appeler téléphoniquement le mécanicien de ce train; en outre, on peut prévenir assez à temps pour éviter les collisions, les mécaniciens de deux trains allant à la rencontre l’un de l’autre; et enfin on peut prévenir le mécanicien d’un train exposé à aller prendre en queue un autre train. Ce système de signaux permettrait la possibilité de faire se succéder plus rapidement des trains dans le même sens sur une même voie.
- Les essais ont été exécutés sur la ligne militaire qui va de Mahlhow à Marienfelde, d’une longueur de 7 kilomètres.
- Le mémoire original contient une description très détaillée de l’installation de cette ligne d’essai ; nous croyons utile de reproduire cette description in extenso, les compagnies de chemins de fer reprochent en effet trop souvent aux inventeurs que leurs systèmes ne sont pas applicables dans la pratique parce que les détails d’exécution n’ont pas été suffisamment étudiés. On verra que dans le cas présent il n’en est pas de même.
- 1. La voie.
- Entre les deux rails on a placé trois lames de fer galvanisé de 28 millimètres de largeur sur 5 millimètres d’épaisseur. Ces lames ont généralement 7 mètres de longueur; elles sont placées sur champ sur des isolateurs.
- Les trous pratiqués dans la lame ont une forme allongée pour permettre les changements de longueur sous l’influence de la chaleur et du froid. Les isolateurs reposent (fig. 4) sur des supports en fer, comme ceux employés en télégraphie, et ces supports sont vissés, par leur bout inférieur, dans des barres transversales en fer, de 12 millimètres d’épaisseur. L’une des lames conductrices se trouve exactement au milieu des deux rails, tandis que les deux autres sont distantes de celle-là de 175 millimètres chacune ; inutile de dire qu’elles lui sont parallèles. La distance de l’arête intérieure de la lame au rail le plus proche est donc de 54 centimètres.
- Les barres tranversales sont assez longues pour que leurs bouts relevés soient de chaque
- (J) Annalen Jür Gewerbe und Bauwesen, t. XXXIV, p. 7.
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- côté fixés sur le pied du rail par les vis intérieures des traverses. L’arête supérieure des trois lames conductrices dépasse de 5o millimètres le bord supérieur des rails; elles occupent donc l’espace qu’il faut maintenir libre sous le train, et de cette façon elles se rapprochent autant que possible des véhicules.
- La figure i représente schématiquement la disposition de ces conducteurs. On voit que la
- plaque intermédiaire forme un conducteur interrompu ni /, depuis la station de Mahlow jusqu’à Marienfelde; à chacune de ces stations elle est reliée à un câble qui entre dans le bâtiment et qui se rattache à un appareil téléphonique.
- Quant aux deux conducteurs placés à droite et à gauche de l’autre, à l’intérieur de la voie, ils présentent plusieurs interruptions, comme le montre également la figure 1. Le conducteur de
- Mahlow
- 1790 2065
- 37,1 + 20
- 35,8+40
- 34,2+40
- 33+30
- 31 + 25 31,5 + 25 31,3 + 30
- Fig-, I
- droite, r/, est interrompu aux distances suivantes comptées toutes à partir de Malhow; d’abord à g65 mètres de la station, au km. 31,9 -j- 90, puis à 32i5 mètres, au km. 34,2 -j- 40, puis à 3370mètres, au km. 34,3 -j- 95, puis à 6095 à des distances de 2065, 4665, 4815 et 6925 mètres.et la dernière interruption se trouve à 3o mètres de Marienfelde.
- C’est généralement à des passages à niveau que se trouvent ces interruptions. Lorsqu’un passage à niveau n’en a pas, c’est que les conducteurs passent par dessous au moyen d’un câble, comme cela a toujours lieu forcément pour le conducteur central. La présence des gardes facilite le contrôle.
- La figure 1 montre qu’à Mahlow le conducteur
- Aiguille ouverte
- rnriTTi
- de droite, r /, est relié à la station par un fil métallique isolé i.
- Avant l’interruption qui se trouveàg65 mètres de Malhow l’autre bout de la lame conductrice r l est également relié par un câble souterrain avec le fil conducteur qui passe le long d’une rangée de poteaux et qui, derrière l’interruption qu’on trouve à 2Ôô5 mètres de Mahlow, se rattache à la lame de gauche//. Le câble I, partant delà station de Mahlow, fait donc communiquer
- au km. 31 -(-25 la lame de droite, au moyen de la ligne aérienne, avec la lame de gauche au km. 3t,9 + 90; il établit une communication analogue entre le km. 33,o -j- 90 et l’interruption la plus proche au km 355,6, et là il fait communiquer la même lame de droite avec la maison de garde 25 au moyen d’un câble aérien. De la même manière, le câble II partant de la station de Mahlow établit une communication, au moyen du rail conducteur de gauche / /, avçc la
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- maison de garde 23, au kilomètre 33,o -(- go. Ensuite, à la maison de garde 23, un conducteur établit une communication avec la lame de droite rl, derrière la première interruption, laquelle se trouve au km. 31,9 + 90, jusqu'à l’interruption la plus proche à droite, au km. 34,2 + 40; là une communication s’établit avec la lame de gauche l /, de la manière qui a été indiquée pour la section conductrice I ; cette lame relie le km. 35,6 -|- 90 au km. 35,8 -j- 40 où il y a
- rattachement à la maison de garde. De façon tout à fait semblable il y a pour les autres sections communication alternative entre les lames conductrices de droite et celles de gauche, ainsi qu’entre les maisons de garde du commencement de la section de droite et de l’extrémité de la section de gauche jusqu’à la station de Ma-rienfeld.
- On a donc, comme on le voit à l’examen de la figure 1, six sections conductrices :
- Mahlow I, 965 m. de conduct. de droite, câble I, 2600m. de conduct. de gauche, câble I, poste 25.
- — II, — — 2065 — — II, — 23.
- Poste 23, câble III, 225o m. de conduct. de droite, câble III, i5o m. — — III, — 25.
- 24. — IV, i55 — — IV, 2110 — — IV, jusqu’à Marienfelde
- 24, — V, 2720 — — V, 3o — — V, station de —
- 26, — VI, 85o — — VI, station de Marienfelde.
- 2. Les stations et les maisons de garde (postes).
- Les stations de Mahlow et de Marienfelde, ainsi que la halte de Lichtenrade, qui sert de station intermédiaire, sont munies chacune d’une puissante batterie électrique et d’une installation téléphonique complète. Un fil isolé fait communiquer ces stations entre elles par l’intermédiaire du rail conducteur central. Les rails servent pour le retour du courant négatif. Nous avons déjà vu que les extrémités des sections conductrices r l et II se rattachent à des fils conducteurs isolés qui pénètrent dans les stations ou les maisons de garde et y sont reliées à une sonnerie. S’il s’y produisait un courant, l’agent de service saurait qu’il se passe quelque chose d’insolite dans sa section.
- Il faut mentionner encore qu’entre Mahlow et la maison de garde 22, à 5oo mètres environ de Mahlow, il y a une aiguille et on s’est arrangé de façon que le courant suive les mouvements de l’aiguille. La figure 2 représente l’aiguillage pour faire passer le courant de Marienfelde à la voie secondaire de Mahlow. Dans la pointe de l’aiguille se trouve un commutateur A, maintenu par des barres transversales, auquel aboutissent les câbles qui prolongent les conducteurs venant de Marienfelde.
- De ce commutateur et solidement reliés à lui partent les câbles qui se dirigent vers la voie de croisement, de sorte qu’au-delà de celle-ci il y a constante communication. De la voie secondaire partent trois câbles qui aboutissent au commutateur A et qui ne communiquent avec
- le conducteur principal venant de Marienfelde que quand on a placé convenablement l’aiguille et par suite le commutateur. Par la figure 3 on se rendra compte de la construction du commutateur. Les pièces établissant la communication entre les bouts des câbles sont doublement superposées, de sorte que, quand l’aiguille est ouverte, comme dans la figure 2, on aperçoit les six pièces qui correspondent à la ramification que prend le conducteur à partir de l’aiguille.
- 3. Le matériel roulant.
- Voici les installations que l’on a faites sur deux locomotives de ce chemin de fer.
- Une petite boite d’environ 3o centimètres de longueur, 20 centimètres de largeur et de hauteur, renferme huit éléments secs de Thor à 1 1/2 volt, réunis de manière à constituer la batterie électrique nécessaire; un fil conducteurrd mis en communication avec le pôle positif est relié à la lame qui se trouve à droite à l’intérieur de la voie. D’autre part, il y a sur la locomotive un mouvement d’horlogerie auquel aboutissent deux fils conducteurs Id et md partant des deux lames conductrices ml et II, entre les rails. Pour produire le contact entre les lames et les fils conducteurs adaptés à la locomotive, on a suspendu, sous l’axe de devant, des balais en fil conducteur (ou des roues), bien isolés, dont les bouts touchent les lames. Le courant peut donc passer des lames sur la locomotive, y faire fonctionner le mouvement
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- d’horlogerie ou de la locomotive dans les lames et se propager dans celles-ci jusqu’aux stations ou jusqu’à une autre locomotive équipée de la même manière.
- Les figures 4 à i5 représentent les détails d’exécution.
- La figure 5 permet de voir comment sont adaptés au corps de la locomotive, d’une part les balais B ou les roues R qui prennent le courant, d’autre part les fils conducteurs D partant
- de la pile et de l’électro-aimant ou y aboutissant. La figure 6 est une vue de devant de la locomotive avec les trois balais B', qui sont adaptés sous l’axe antérieur et qui glissent sur les conducteurs isolés II, ml et rl. La figure 7 est une vue prise en arrière; ici les balais sont remplacés par les roues R. Cette figure laisse voir en outre la place du mécanicien avec ce qui s’y trouve; la pile B, le mouvement d’horlogerie IJ,
- le téléphone F, ainsi que l’appareil faisant communiquer le commutateur avec le régulateur; cet appareil désigné par VS sera décrit plus loin. Les figures 8 et 9 représentent la façon dont les balais sont construits pour exercer la pression la plus faible possible sur les lames conductrices. Ils sont suspendus librement dans les coussinets LL. L’action du ressort en spirale S, adapté au-dessus de l’axe et le poids de l’appendice A A' tendent à les ramener dans la position voulue pour la transmission du courant
- » tro i
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- ; > travers è~
- Fig. 4
- à
- au cas où ils en auraient été un instant dérangés. La partie qui constitue le manche du balai est fixée à l’axe par des vis, au-dessous desquelles se trouvent des boîtes bien isolantes. Les balais ont une largeur de 6 à 8centimètres; ils sont en fil d’acier mince, non coupé en morceaux, mais replié sur lui-même : il en résulte que le glissement sur les lames ne produit pas de gorges et que le faisceau suit des deux côtés les oscillations de la machine.
- Les figures 10 et 11 sont des vues latérales et
- Fig-. 5, 6 et 7.
- de face des roues qu’on adapte au besoin, au lieu de brosses dans les coussinets. Les roues sont maintenues sous l’axe à l’aide d’un ressort d’acier recourbé en demi-cercle autour de cet axe (fig. 12) de sorte que les roues, elles aussi, n’exercent qu’une faible pression sur les lames. Dans la ligure i3 ce ressort est vu en projection verticale sur un plan horizontal; le trou carré L reçoit la boîte J de la figure 8.
- Il faut remarquer encore que toutes les par-
- ties fixes servant à transmettre le courant, soit de la locomotive, soit à la locomotive, ne doivent pas descendre plus bas que les parties les plus basses du cendrier.
- Généralement le courant part de droite dans la direction du trajet; il entre à gauche et au milieu. Lorsque deux trains venant à la rencontre l’un de l’autre se rapprochent assez pour qu’il n’y ait plus d’interrompue qu’une seule des deux lames conductrices rl et II, le courant se ferme par le
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- conducteur de retour rl ou II, non interrompu, et il revient par le rail. Le courant va donc de la droite de l’une des machines à la gauche de la machine qui vient à sa rencontre. Ici une bobine de résistance le partage : une partie, la plus faible, se rend à l’électro-aimant et au mouvement d’horlogerie qui fait fonctionner le sifflet à vapeur; quant à la partie la plus forte, elle retourne parla lame centrale ml à la machine qui l’a émis et elle y fait également fonctionner le sifflet. L’avertissement se produit donc en même temps sur les deux machines.
- Il se passe quelque chose de semblable lorsque deux machines se suivent. La seule différence est que le signal se produit à plus grande distance. Le courant, dans ce cas, passe de droite à gauche par le conducteur transversal
- Fig. 8 et 9.
- décrit en 1, et ce au moyen des fils télégraphiques. Il est nécessaire qu’il aille de droite à gauche, car c’est à droite, dans la même direction de route, que les machines envoient leur courant, et leur mouvement d’horlogerie est sur la gauche; alors, grâce au conducteur transversal, on obtient le même effet que quand les machines allaient au-devant l’une de l’autre. Pour la raison indiquée, il y a un commutateur que l’on interpose lorsque les locomotives marchent avec leur cheminée tournée vers le train. La commutation est facile à effectuer au moyen d'une courte pièce de renvoi reliée au régulateur.
- La figure 14 permet de se rendre compte de l’effet de la fermeture du circuit. L’électroaimant attire d’abord la petite ancre Ax, puis
- l’ancre A2 appuyée contre le butoir St, ce qui fait fonctionner le mouvement d’horlogerie U, de telle sorte que la saillie W2 du crochet recule et que suite elle dégage le crochet Wt qui est pressé de haut en bas par le ressort en spirale S (voir fig. i5). La poignée G du sifflet à vapeur est donc refoulée en dehors de son tuyau R par le ressort en spirale et abaissée suffisamment pour que le sifflet se mette à fonctionner. La figure 9 b représente le second état du tuyau.
- Fig. 10 et 11.
- La vis K sert à régler la pression du ressort. Pour le tendre, on remonte à la main la poignée G, ce qui met tout l’appareil au repos. Le petit mouvement d’horlogerie U est donc si ingénieusement imaginé qu’il n’a besoin ni d’être remonté, ni d’être contrôlé; il est si sensible, qu’un courant de 1 volt 1/2 suffit pour le faire marcher, ce que d’autre part ne peuvent faire
- les chocs les plus violents éprouvés par la machine.
- Il est évident que l’on pourrait, au lieu ou à côté du sifflet à vapeur, placer le frein à air sur le circuit du mouvement d’horlogerie, ce qui permettrait d’arrêter le train. Il va de soi que ces appareils pourraient aussi être installés sur les wagons; par exemple, le serre-frein du wagon de queue pourrait correspondre téléphoniquement avec le mécanicien.
- La ligne Mahlow-Marienfelde, avec ses stations, ses maisons de garde et ses machines,
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- était équipée comme il vient d’être dit, lorsque les essais eurent lieu en octobre dernier.
- Nous n’entrerons pas dans le détail des expériences tel que le donnent les Glaser s Annalen. Nous nous bornerons à en donner le résultat. Un train entrant en gare fut prévenu, en temps utile, d’un obstacle qui se trouvait sur sa route; deux locomotives allant à la rencontre l’une de l’autre furent prévenues en temps utile; deux trains se suivant furent informés de leur rapprochement, à une distance suffisante; un train entrant dans là gare de Mahlow fut informé, à distance, de la position inexacte de l’aiguille. Toujours l’avertissement fut donné assez à temps pour que le choc pût être évité.
- A la vérité, dans une expérience on fit arrêter un train sur la ligne au moment qu’une
- locomotive partait de la gare initiale et où le signal ne se produisit point. On recommença. Nouvel insuccès. Un des balais s’était relevé et était resté dans cette position, où il ne touchait plus la lame conductrice. C’est ce qui fit adopter le mode de suspension que représente la figure 8.
- Ces essais prouvent que, si l’on avait mis les trains derrière les autres ou vis-à-vis, on aurait pu s’attendre à ce que la sonnerie se fîl entendre en temps utile lorsqu’on aurait eu retourné l’une des machines. Il aurait fallu naturellement faire passer le courant d’une machine à l’autre au moyen du conducteur transversal aérien supporté par les poteaux, et par suite l’avertissement aurait eu lieu d’autant plus tôt. On aurait pu obtenir le même effet au moyen du commutateur (fig. 14) installé sur les locomotives.
- Mais ce qui est important, c’est que, quel que soit le mode d’insertion, les machines soient en communication électrique et que les sons d’avertissement ne peuvent manquer de se produire pourvu que les conducteurs soient bien disposés et que la pile fournisse du courant. Les garde-barrières, dans les maisonnettes desquels entrent les conducteurs, peuvent, à tout moment, s’assurer du bon état de ces derniers et c’est, du resté, pour cela qu’on les y a fait entrer.
- Un moyen de contrôle automatique consisterait à faire annoncer l’approche de chaque train par une sonnerie dans les stations, les maisons de garde, aux barrières, etc.
- En résumé, l’installation faite entre Marien-felde et Maklow a répondu aux espérances que l’on avait conçues, et l’on peut dire qu’elle complète heureusement les expériences que, depuis i85o environ, on a faites à diverses reprises pour permettre aux trains en marche de correspondre soit avec les stations, soit entre eux.
- Il paraît que l’installation revient à 1600 francs le kilomètre courant. Cela semble con corder avec le coût de l’installation du télégraphe à locomotive de Conelli, pour lequel il n’y avait qu’un conducteur. Ce conducteur était également posé dans la voie sur des isolateurs et la locomotive était munie de roulettes qui passaient dessus. Dans ce système, qui a été exécuté près de Saint-Cloud en 1855, le kilomètre revenait à 56a francs.
- C. B.
- Nouvelle machine dynamo, par Th. Marcher (*).
- Il est très facile de se rendre compte expérimentalement quelle influence peut avoir le diamètre d’une bobine sur le flux magnétique qu’elle produit dans un noyau de fer. Il suffit pour cela de prendre deux bobines de même nombre de spires, mais de dimensions différentes, et de les faire agir sur un même circuit magnétique.
- Le flux de force se comporte sous ce rapport comme l’intensité du courant produite par les piles : on ne l’augmente pas sensiblement en couplant plusieurs éléments en quantité. On n’atteint ce but qu’en augmentant la force- élec-
- (*) Eleklrolechnische Zeitschrift, 5 avril 1894.
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- tromotrice. De même, on fait croître le flux de force, non en augmentant la longueur des spires, mais en en employant un plus grand nombre.
- Quoique ce fait soit bien connu, on ne se préoccupe pas toujours de construire les électro-aimants à périphérie de longueur minima, puisque les sections les plus, usuelles présentent une forme rectangulaire au lieu d’être circulaire, et quelquefois môme on emploie des noyaux creux.
- Le constructeur est aussi induit en erreur s’il
- Fig. 1
- suit la règle souvent reproduite énonçant que les spires extérieures d’une bobine (fig. 1) agissent autant que les spires intérieures. Ceci s’applique, en effet, à tout circuit magnétique déterminé d’avance; mais lorsqu’on fait le projet d’une disposition nouvelle, on a tout avantage, en diminuant le diamètre de l’enroulement, de rapprocher la culasse des pôles et de raccourcir
- Fig-, 2 et 3.
- ainsi le circuit, ce qui augmente le nombre de lignes de force et permet de réaliser une économie sur le cuivre.
- Pour donner un exemple des conditions d’application de ce principe, on a enroulé un noyau une première fois de fil de 2 millimètres, puis de fil de 0,8 mm., et on a fait passer dans les deux enroulements, comptant le même nombre de tours, un courant d’égale intensité. Dans le premier cas, le diamètre extérieur de la bobine était de 41 millimètres (fig. 3) et dans le second de
- 3o millimètres, ce qui a permis de rapprocher le noyau a b .des pôles (fig. 2). Le flux de force a été, par ce fait, augmenté dans le rapport de 1,44 à 1, c’est-à-dire plus que ne l’aurait déterminé la diminution seule du circuit magnétique, ce qui doit provenir de ce que dans le premier cas un certain nombre de lignes de force se ferment sur elles-mêmes près de fils extérieurs et n’atteignent pas le fer; en d’autres termes, de ce que la dispersion des lignes est plus considérable.
- Il est vrai que la puissance dépensée dans le
- second cas est plus considérable, dans le rapport 1 à 4,45, ce qui est dû seulement à la résistance plus grande de l’enroulement, car en disposant entre les couches de fil de 0,8 mm, des feuilles isolantes de façon à obtenir un enroulement de même diamètre qu’avec le fil de 2 millimètres, on reproduit les mêmes effets que précédemment.
- C’est probablement en partant de l’égalité d’action des couches extérieures et intérieures
- Fig. 5
- qu’on a été conduit à disposer les enroulements sous forme de bobines très courtes et de grand diamètre. La figure 5 représente une disposition de ce genre; dans la figure 4 le circuit magnétique présente la même longueur, mais la bobine est plus allongée, et comme le diamètre moyen de ses spires est à celui de l’enroulement (fig. 5) comme 1 : 1,36, on voit que la construction de la bobine courte exige 1,36 fois autant de Cuivre. En réalité, il faut chercher à rapprocher autant que possible l’induit du noyau de la bobine et remplir de fil tout l’espace libre.
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- L’emploi de noyaux creux est également à rejeter; on a fait de nombreuses expériences sur
- Fig. 6 et 7.
- ce sujet. M. de Waltenhofen a comparé un noyau de fer massif avec un cylindre creux de
- Fig. 8 et 9.
- même section (fig. 6 et 7). Il a trouvé qu’aux faibles degrés d’aimantation l’action du cylindre
- est la plus grande, mais qu’aux fortes aimantations le noyau agit avec plus d’énergie. Gela s’explique par ce fait que la résistance magnétique à l’intérieur de la bobine est tout d’abord négligeable devant la résistance extérieure, et
- 9 fO 11 12 f3 1¥ fS
- que le cylindre présente aux lignes de force sor-tant dans l’air une plus grande surface que le noyau.
- Mais lorsqu’on approche de la saturation la résistance intérieure augmente, et cet avantage
- Fig. 11. — Dynamo Poeschmann.
- tend à disparaître. Le noyau finit même par parce que dans ce dernier la force magnétisante exercer une action plus grande que le cylindre, est plus considérable.
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- M. O. Grotrian a effectué récemment f1) des expériences du même genre, et a constaté qu’à partir d’une certaine force magnétisante le moment magnétique augmente avec l’épaisseur de paroi du cylindre. Ce résultat était à prévoir, mais l’auteur en tire des conclusions qui paraissent opposées aux résultats d’expérience.
- Il dit que la résistance magnétique est loin d’être inversement proportionnelle à la section, et recommande pour les dynamos l’emploi d’électro-aimants creux, comme dans la ma-
- chine de Thomson-Houston. Ce résultat est évidemment contradictoire avec tous les faits acquis. Pour l’expliquer il suffit de remarquer qu’aux aimantations relativement faibles la résistance intérieure est absolument négligeable devant la résistance extérieure de l’air. Mais si dans les susdites expériences on avait fermé le circuit extérieurement par une culasse de fer, on aurait trouvé que le flux de force est exactement proportionnel à la section.
- Dans la pratique, la question de la nature et
- Fig. 12. — Dynamo Poeschmann.
- de la forme du circuit - magnétique extérieur présente de l’importance. Tout comme il existe une forme de noyau plus favorable que toute autre, la forme d’un cylindre plein, il y a aussi une forme particulièrement avantageuse pour le circuit extérieur. L’auté^r a comparé à ce point de vue la forme rectangulaire à celle d’un cylindre, constructions représentées par les figures 8 et 9.
- Les courbes d’aimantation I et II de la figure 10 montrent la différence entre les flux produits (*)
- dans les deux cas. La courbe I est celle donnée par le cylindre, la courbe II celle de la culasse rectangulaire. On voit que c’est le cylindre qui produit l’effet le plus grand.
- Cette forme de deux cylindres concentriques que doit donc affecter le circuit magnétique se rencontre dans les machines de la maison Poeschmann et C”, de Dresde. La figure 11 en montre les parties principales.
- Un noyau d’électro massif M est fixé au centre de la base circulaire G. En face de cet électro et au-dessus se trouve la pièce polaire P reliée magnétiquement avec H base par un cylindre droit C. Du côté du collecteur ce cylindre
- (*) Wied. Ann., c. L, 4, 1893.
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- présente une ouverture qui, après la mise en place de l’induit A, est refermée par une plaque V épousant la forme de l’enveloppe. Dans cette disposition les fuites magnétiques sont réduites au minimum.
- La présence de l’entrefer ne permet d’ailleurs pas d’éviter toute dispersion. Un certain nombre de lignes de force passeraient donc directement de l’électro central à travers l’air dans l’enveloppe cylindrique sans atteindre la pièce polaire supérieure. Il y aurait une certaine différence de flux entre le pôle supérieur et le pôle inférieur, différence qui déterminerait une attraction magnétique de l’arbre vers le bas. Pour éviter cela, le pôle supérieur est entouré d’un renflement W destiné à rassembler les lignes dispersées. Des essais ont montré que par cette disposition, lorsque l’axe est légèrement excentré vers le haut, l’induit est entièrement soutenu par l’attraction magnétique.
- Les noyaux de l’inducteur sont percés de canaux L servant à la ventilation ; l’air est aspiré dans ces canaux, tourne autour de l’induit et s’échappe par des ouvertures latérales.
- Pour une machine de 200 lampes, M. Puluj a trouvé un rendement de 91.5 0/0 à demi-charge, ce qui permet de conclure à un rendement de g3 0/0 à pleine charge. De même, ces machines ont une puissance spécifique relativement grande, occupent peu de place, et ne produisent presque pas d’étincelles.
- Leur forme extérieure très compacte se remarque dans la figure 12, qui représente une machine pour 400 lampes et un petit moteur de i/5 de cheval.
- A. H.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- SOCIÉTÉ FRANÇAISE DE PHYSIQUE
- Séance du 20 avril 1894.
- M. de Romilly, en l’absence du président et , du vice-président, ouvre la séance et fait l’éloge j;
- funèbre de Jablochkoff. Il rappelle en particulier que c’est à la Société qu’il montra ses premières? bougies, et que, par suite, c’est du sein de celle-ci qu'est partie l’impulsion que cet électricien donna à l’éclairage électrique public.
- M. Curie fait ensuite une très intéressante communication sur la loi de l’aimantation du fer à differentes températures. Le but de l’auteur était d’étendre et de compléter les travaux de M. Hopkinson en opérant dans des limites beaucoup plus étendues d’intensité de champ magnétique et de température.
- Cette importante étude fera l’objet d’un article que M. Curie publiera dans un prochain numéro. Aussi nous bornerons-nous à noter les remarques suivantes de M. Le Chatelier.
- M. Le Chatelier insiste sur l’intérêt que présentent les recherches de M. Curie au point de vue de la détermination des points de transformation du fer, question d’une importance capitale pour la métallurgie et qui a été dans ces dernières années l’objet de nombreux travaux. Elles lui semblent très nettement confirmer l’existence de trois points de transformation allotropique du fer déjà signalés :
- Le point de 75o°, qui correspond à la perte presque totale des propriétés magnétiques, auquel l’auteur a attribué antérieurement la température de 760e en s’appuyant sur les expériences de M. Hopkinson;
- Le point de S6o°, auquel M. Le Chatelier a attribué la température de 85o° d’après des mesures de variation de la conductibilité électrique ;
- Le point de 1280° signalé par Bail, qui lui avait attribué la température de 1300°, mais dont l’existence avait été contestée depuis par M. Osmond.
- Ces diverses déterminations de température peuvent être considérées comme pratiquement identiques.
- Toutes les transformations des corps solides étudiés jusqu’ici se produisent d’une façon brusque; il doit en être de même dans le cas du fer. Si la variation des propriétés magnétiques semble se faire d’une façon continue, cela peut tenir à ce qu’au voisinage du point de, transformation les changements d’état ne se font qu’avec ; une lenteur extrême et souvent s’arrêtent à mi-j chemin,
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- Le déplacement des points de transformation suivant l’intensité du champ magnétique, qui semble résulter bien nettement des expériences de M. Curie, pouvait être prévu; c’est une conséquence nécessaire des principes fondamentaux de la thermodynamique. Le magnétisme, aussi bien que l’électricité, la chaleur et le travail, influe sur l’état d’équilibre des systèmes chimi-miques, à condition cependant que la transformation entraîne un changement des propriétés magnétiques du système. Le point de transformation de 7.5o°, qui correspond à une faible absorption de chaleur et un grand changement des propriétés magnétiques, doit être considérablement influencé. C’est le contraire pour le point de 86o°. La relation numérique est en effet de même forme que celles des tensions de vapeur.
- M. Curie fait observer qu’au point de vue des propriétés magnétiques, la transformation de 1280° semble seule être brusque. A une égale température on retrouve à peu près les mêmes valeurs pour le coefficientd’aimantation pendant la période d’échauffement et pendant celle de re-froidisssment. Les transformations de 860° et de 1280° semblent être des transformations allotropiques et donnent une allure particulièrement complexe aux phénomènes magnétiques du fer. La variation rapide des propriétés magnétiques du fer vers jbo" est au contraire un phénomène normal; tout autre corps ferro-magnétique se comporte de même à une certaine température. On est frappé, en construisant ces courbes, de l’analogie qui existe entre les relations/(I, H, T) = o pour les corps magnétiques et la relation f (D, p, T) — o relative à une masse fluide. A l’intensité d’aimantation I correspond la densité D du fluide; à l’intensité du champ magnétique H correspond la pression p ; la température T joue le même rôle dans les deux cas. Pour trouver l’analogue de la variation de l’intensité d’aimantation du fer avec la température vers 75o° pour .un champ constant supérieur à 25 unités, il faut considérer la variation de la densité d’un fluide avec la température sous une pression constante supérieure a la pression critique. Vers 75o° la variation de l'intensité d’aimantation est d’autant plus rapide avec la température que l’intensité du champ est plus faible. On peut se demander si la variation serait brus-
- que pour un champ suffisamment faible (phénomène analogue à la liquéfaction du fluide sous une pression inférieure à la pression critique) ; mais les phénomènes d’hystérésis magnétiques viennent singulièrement compliquer les résultats pour les champs faibles.
- M. Bouty entretient la société sur la capacité électrique du mercure et les capacités de polarisation en général. Cette revue à donné dans son dernier numéro une note de M. Bouty à l’Académie des sciences et parlant du même sujet; nous y renvoyons le lecteur.
- Séance du 4 mai.
- M. de Romilly préside en l’absence du président et du vice-président absents.
- M. Pellal donne lecture d’une note de M. Ed. Van Aubel sur la résistance électrique de quelques alliages nouveaux.
- L’un de ces alliages porte le nom de kruppine et a été étudié au laboratoire de l’université de Chavlottenbourg.
- C’est un mélange de cuivre, de nickel et de manganèse dont la résistance spécifique est, après avoir maintenu le corps pendant deux heures à i5o", 84,7 microhms à 18°. Son coefficient de température est d’environ 0,00077.
- Elevé pendant plusieurs jours à une température de 700, sa résistance spécifique est de 85,5 microhms et son coefficient de température varie entre 0,00076 et 0,00069.
- Enfin il peut être maintenu pendant longtemps à 6oo° sans changer ses propriétés électriques.
- M. Pellal donne ensuite, d’après M. Van Aubel, la liste des principaux alliages par ordre de résistance spécifique croissante. Ce sont :
- Maillechort.................... 20,76
- Manganèse...................... 34
- Constantan..................... 5o
- Uhéostan....................... 52,5
- Acier au manganèse............. 75
- Ferro-nickel recuit............ 78,3
- Kruppine....................... 85,5
- Mercure liquide................ 94,34
- Parmi ces corps, le second et le troisième ont des coefficients de température à peu près nuis; pour les autres ce coefficient est de grandeur moyenne.
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- . Enfin M. Pellat, donne une seconde liste d’autres alliages employés par la maison Heit-mann, Witte et G°, de Schwert (Wesphalie), et fait remarquer qu’en dehors de la condition de résistance spécifique suffisante, un corps employé pour la fabrication des résistances ne doit pas donner naissance à un couple thermo-électrique appréciable, que donne du reste le cons-tantan.
- M. Guillaume fait remarquer que la kruppine ne peut avoir de nouveau que son nom et les proportions dans lesquelles entrent le manganèse, le cuivre et le nickel. Un pareil alliage formé de 84 0/0 de cuivre, 10 de nickel et 6 de manganèse a déjà, en effet, été étudié par M. Leindec, il y a plus de deux ans, et paraît maintenant être tombé dans l’oubli, par suite de propriétés particulières le rendant impropre à la construction des résistances.
- L’auteur a étudié un alliage de manganèse et de cuivre dont la résistance spécifique est de 108 microhms. Quant au constantan, il y aurait moyen de l’employer en tournant la difficulté et en supprimant les soudures au laiton, le contact des clefs se faisant directement avec le métal sur une très large surface. Dans ces conditions, le couple thermo-électrique est sensiblement constant, et par suite ces résistances pourraient être employées dans les ponts de Wheastone.
- M. P. Janet expose sa nouvelle méthode d’inscription électrochimique des courants alternatifs, qui en réalité ne permet de donner que la fréquence d’un courant alternatif ou la différence de phase entre deux courants de même période.
- Cette Revue a déjà donné le principe de cette méthode très simple; nous n’avons donc pas à y revenir. Aussi nous nous contenterons de donner quelques détails sur les applications qu’en a faites M. Janet au laboratoire d’électricité industrielle de la faculté des sciences de Grenoble.
- Un premier exemple consiste à mesurer la fréquence d’un courant. Dans ce but on inscrit sur la feuille de papier, en même temps que la succession des traits correspondant aux maxima, une succession de traits obtenus en fermant un circuit ^semblable au premier, par la tige d’un pendule battant la seconde, par exemple.
- Ce procédé n’a évidemment d’utilité que si l’on n’est pas en présence de l’alternateur, car il est alors beaucoup plus simple de compter le nom-
- bre de tours de l’alternateur pour en déduire la fréquence. Il pourrait être utilisé dans une sous-station de transformation.
- Un second exemple d’application serait de permettre le couplage en parallèle de deux alternateurs situés dans des usines différentes. Cette application est pour le moins des plus douteuses, car l’appareil ne permet, à moins de complications, de se rendre compte de la concordance des vitesses ou des fréquences que lorsque le cylindre tournant est arrêté, c’est-à-dire un peu tard pour opérer sûrement le couplage sans danger.
- M. Janet applique également sa méthode à la mesure des différences de phase entre la tension et le courant qui en résulte dans un circuit inductif en employant deux stylets au lieu d’un seul.
- Une autre application faite par l’auteur consiste à vérifier que dans deux circuits en dérivation, formés l’un d’une résistance morte l’autre d’une résistance inductive, les courants sont plus ou moins retardés suivant la valeur du
- rapport La présence du fer dans les bobi-
- nés déforme très sensiblement les traits obtenus sur la feuille de papier et donne une idée bien imparfaite de la déformation de la forme de l’onde du courant dans un circuit à fer.
- Enfin, l’auteur termine en montrant les inscriptions qu’il a obtenues dans le cas des courants triphasés avec le montage en étoile, qui se prête particulièrement bien à l’emploi de la méthode électrochimique.
- F. G.
- SOCIÉTÉ INTERNATIONALE DES ÉLECTRICIENS Séance du 2 mai 1894.
- M. Postel-Vinay, président, après avoir rappelé la mort de Jablochkoff, survenue depuis la dernière séance, remercie la Société de l’avoir choisi comme président pour cette année. Il ajoute que la Société s’est honorée en élisant pour l’an prochain M. Potier et que la sympathie générale qui entoure le savant professeur de l’Ecole Polytechnique ne manquera pas de rejaillir un peu sur la Société.
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- M. Sosnowsky donne quelques détails sur la théorie et le fonctionnement de la turbine à vapeur de M. de Laval. Cette Revue a donné tout dernièrement des détails complets sur ce nouveau moteur. Nous nous contentons d’y renvoyer le lecteur (1).
- M. Hillairet fait une analyse très succincte d’un intéressant mémoire de M. A. Potier sur les moteurs à induit fermé sur lui-même.
- Les théories de ces moteurs ne se comptent plus maintenant; néanmoins la manière de procéder de M. Potier est sensiblement différente de celle de la plupart de ses devanciers.
- L’orateur montre d’abord comment on pourrait réaliser l’idée d’une machine à champ tournant en calant l’inducteur sur l’arbre de façon à
- FiC. 1
- le rendre mobile et en chargeant d’un frein l’induit dont on réunirait métalliquement toutes les touches du collecteur. L’inducteur mis en marche et alimenté par un courant continu entraînerait avec lui l’induit, qui tournerait avec une vitesse un peu inférieure.
- Une telle machine a naturellement peu de points communs avec une machine à courants diphasés.
- M. Hillairet rappelle ensuite les propriétés du couple moteur d’une machine réceptrice à champ tournant ainsi que son analogie étroite avec un transformateur à courant alternatif, toutes choses bien connues sur lesquelles if n’est pas besoin d’insister.
- Les méthodes suivies ordinairement jusqu’ici pour l’édification d'une théorie mathématique des moteurs asynchrones en général ne permettent pas de se rendre un compte exact de ce qui se passe. La théorie de M. Potier sera-t-elle plus heureuse?
- Si nous considérons un cadre termé lui-même se mouvant dans un champ uniforme, le calcul appliqué à ce cas simple conduit, comme on le sait, à des formules un peu compliquées, dit M. Hillairet, mais en considérant la somme des actions du champ sur chacune des barres de la cage d'écureuil formant l’induit les formules se simplifient considérablement.
- M. Potier fait les hypothèses ordinaires : champ uniforme, ondes sinusoïdales et proportionnalité des flux aux courants qui les produisent.
- Considérons le problème dans toute sa généralité.
- Prenons d’abord l'induit sur N le nombre des bâtonnets supposés réunis entre eux par des conducteurs de résistance négligeable. Le nom-
- N
- bre de spires de l’induit sera —. Désignons par
- X et Y la composante du champ.
- Le flux perpendiculaire au cadre a pour expression à un instant donné :
- X cos a + Y sin a.
- Si rt est la résistance de chaque tige, celle d’une spire sera 2 rx = r, et si i(a) est le courant à l’instant considéré, la force électromotrice induite sera rx i (a). On aura une autre expression de celle-ci en prenant la dérivée du flux ; l’on arrive ainsi en posant
- da .
- ~di w â :
- ri (a) = — [(X' + Y»') cos a + (X' - Yw') sin a].
- Le couple moteur a chaque instant est évidemment
- i (ot) [Xcos a + Y sin al.
- Si l’on fait la somme de tous les couples correspondant à toutes les spires, on arrive, en remarquant que l’on a
- „ . . „ N
- X sin2 a = S cos2 a = —,
- 4
- S sin a cos a —o,
- à l’expression :
- (*) La Lumière Électrique du 28 avril 1894. p. 179.
- c'“ïf[y(x"'-v’)-v(x' + y“')]-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Supposons maintenant les composantes du flux sinusoïdales,
- X = X,„ sin ü> t,
- Y = Y„ sin (w / — tp).
- L’expression du couple se simplifie et devient :
- C, — £(xj sin- wt 4- Y,,,8cos2 u> l} 4 2w X„,Ymsin çJ ,
- dont la valeur moyenne pendant une période du flux alternatif est :
- C = ^ [2 » X. Y„, sin f - t»/ ( XJ 4- Y,,,8 ) J.
- En multipliant cette quantité C par la valeur o> de la vitesse angulaire, on obtient la puissance P utile.
- On peut former de la même façon la quantité Tri (y.)2 représentant, la quantité de chaleur dégagée à l’instant considéré dans le cuivre induit, ainsi que la valeur moyenne de cette quantité pendant une période. Cette moyenne est :
- Q = [(xm8 4 Y„,8^ 4 — -I x,„ Y,„(o to' sin s J .
- La puissance totale développée dans l’induit est enfin
- P 4 Q= - |~^Xm84 Y,„8^ 1,1-— 2 X,„ Y,„ <0 (.)' sin cpj.
- Passons maintenant à l’inducteur. On n’a fait jusqu’ici aucune hypothèse sur le flux X Y. Ce flux se compose, comme on le sait, de deux parties, le flux produit par l’inducteur lui-même et dont nous désignerons par <I>,7 et «I>x les composantes, et du flux engendré par l’induit, dont les composantes seront X! et Yt.
- Si nous appelons F le flux produit par un courant égal à l’unité passant dans une spire, nous aurons pour la composante X,
- De même, pour Yj on obtient *, = -?;E(r + x4
- i . NF
- M. Potier désigne par—la quantité——, qui,
- comme on le voit, contient plusieurs constantes physiques de la machine.
- On a donc enfin
- MX., = — (X’ 4- ^ “Y
- wY,= -- (Y'-Xw').
- Les composantes du 'flux engendré par les inducteurs seuls sont de même
- ‘lu = x — x, = X 4 ————— j
- 4„ — Y - Y, = Y 4
- u
- Y' - Xc
- que M. Potier écrit
- u <l>„ = «x 4x4 Y,,/, U <I>J = «Y 4 Y' — Xw1.
- Ces formules générales une fois posées, elles sont facilement applicables aux divers cas particuliers.
- M. Ilillairet prend d’abord celui d’un moteur asynchrone à courant monophasé. Dans ce cas les formules donnant les composantes du flux inducteur se simplifient, ou du moins la seconde, qui donne :
- u Y 4 Y' — Xi./ = o,
- et qui, dans le cas des flux sinusoïdaux, donne pour /== o
- CO
- tan g ? =
- On en déduit aussi facilement pour 10 l = * :
- X, = SFi (a) cos a,
- F = Si(«) cos a,
- ou, en y remplaçant i (a) par sa valeur,
- Ym COS y
- U M*' U~ -}- co"
- Ym sin z> —
- MO)' ^
- ïr- + w* m .
- X,
- NF 4 K
- (X'-Y«'),
- Y8 —
- u-4 m8
- valeur indépendante du temps.
- Reprenons les composantes X et Y du champ
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- total; si nous éliminons le temps entre les expressions de X et Y, on obtient l'équation d'une ellipse rapportée à son centre, et si l’on remplace X,„et Y,„ par les valeurs précédentes, on a l’ellipse représentée sur la ligure 2. Cette ellipse est sensiblement un cercle, les quantités <0 et 0', u, et \/m* + <i>3 sont représentées sur cette figure.
- La quantité u est très petite, comme le montre du reste son expression, de sorte que l’angle © est en réalité très voisin de' 900. Le point M, extrémité du vecteur représentatif du champ, se meut donc d’un mouvement uniforme sur le cercle.
- m et w' sont très peu différents l’un de l’autre.
- Si on applique à ce cas particulier les formules générales trouvées plus haut pour le couple, la puissance utile, l’énergie dépensée en
- versant, les inducteurs la force électromotrice induite, dans une spire sera X', et par suite la
- N
- force électromotrice induite totale est —1 X'.
- 2
- La différence de potentiel aux bornes est alors
- N
- E := R, I + ~ x\
- En général le produit RaI est très petit et négligeable devant le second terme, de sorte qu’en réalité N, X' ne dépend que de F.
- C’est là une propriété bien connue des transformateurs et la cause de leur auto-régulation. Le flux inducteur horizontal sera
- Fig. S
- Si dans cette expression on remplace <J> par sa valeur
- u <l> = X„, (h sin ü> l + u cos <01) + ( >' Y„ sin (<» t —
- on en déduit l’intensité à chaque instant, puis la quantité de chaleur dégagée à cet instant, ainsi que sa valeur moyenne
- q __J.r p —-ylJYx3 ((,)2 — <>'' — u*) + 4 m8 2 1 * '247^ m u* + tü- ’
- en posant
- chaleur, et la puissance totale, on obtient les expressions suivantes :
- Pour le couple :
- 1 N , to2 — u’3 — !/1 ,
- vj — -----A - 1 .------- (»>' ,
- 2 4V <0- -f- U*
- Pour la perte par effet Joule :
- „ __ l N x 2 (m2 — 0)0)3 + ît* („>* + M'8)
- ^ ~ 2 47- “ m2 + 11-
- Et enfin pour la puissance totale :
- P o = 1 — x2 0)2 (Q - + u*
- ' 2 47' “ . <u2 -j- 7/.2
- Le rapport de la puissance utile à la puis-
- ,2
- sance totale se réduit à —3, c’est-à-dire au carré
- 03 16
- du rapport des vitesses.
- Passons aux inducteurs. Si X est le flux tra-
- ,. = JR
- F N,8 u
- En opérant d’une manière analogue pour E, on trouve
- (' + >"Y-+J“')co8“1]’
- 2 + <1)'2 + II-2 .
- -----i----sin ü> t
- ou approximativement
- i? Y
- li— ---------- üi COS o>t.
- Connaissant E et I, il reste à avoir cos pour calculer la puissance aux bornes du circuit excitateur.
- Cos ijn peut se calculer de deux manières différentes, soit par l’expression de<I>, soit en écrivant que la puissance dépensée est égalé à la;
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- puissance fournie P + Q + Ri- On obtient ainsi
- P o _ I _N a» U K + + U*)
- ^ ~ 2 4r m (»s + u*) (P + Q + R,)‘
- Les expressions de Q' et E se simplifient en prenant lé coefficient X et le coefficient
- dont les significations sont très simples.
- La constante K est la caractéristique de la puissance de la machine; elle représente la chaleur dégagée dans le moteur pour w'= o ou le quadruple de la puissance maxima de celui-ci.
- M. Potier a admis dans ce qui précède qu’il n’y avait pas de fuites magnétiques; il consacre, dit M. Hillairet, tout un chapitre de son mémoire aux modifications à apporter aux formules précédentes dans le cas de pertes magnétiques.
- Les formules précédentes montrent les propriétés bien connues du couple moteur. La tangente du décalage <p4 est très grande à charge nulle et diminue rapidement dès que la puissance augmente. L’expression de l’intensité primaire montrerait que le courant varie peu avec la charge, E restant constant, la seule quantité variable serait le décalage (x).
- M. Potier a calculé pour différentes valeurs de u et par série de moteurs les quantités suivantes : — , la puissance utile, les puissances
- Ü)
- dépensées en chaleur dans l’induit et dans l’inducteur, la puissance totale de rendement-, et cos ç(.
- 11 résulte de ce tableau queXîf est sensiblement constant, ainsi que le rapport^, qui reste
- très voisin de i. Cos<p n’atteint que des valeurs assez faibles.
- L'auteur considère en second lieu le cas des moteurs à courants déphasés.
- (*) Cette conclusion théorique est absolument en désaccord avec les récentes expériences faites par M. Banti en Italie sur des moteurs asynchrones de Brown de puissances variant de trois quarts de cheval à trois chevaux. Dans tous les cas, l’intensité primaire augmente avec la puissance (voir La Lumière Electrique, n° 2, p. 72, janvier 1892). Ces résultats sont du reste confirmés par les expériences de M. Boucherot que nous signalons plus loin. F. G.
- Les expressions des deux flux composant le champ tournant sont données par
- «X 4 X' + Y O)' = U<t>m sin (w t — p),
- UY + Y' — Xw' = U 4>„ cos (w t — p).
- Le couple à chaque instant est constant e1 égal à
- c = ~l X2» (“ — “')•
- ün déduit pour la puissance . P = ^X_*
- Pour la différence de potentiel aux bornes, en prenant successivement les deux enroulements, on a comme précédemment :
- E = — I + — V.
- 2 L
- La même considération des deux enroulements donne également les expressions pour la puissance dissipée dans l’induit :
- * Q=if X„(w-W')2-
- Pour les inducteurs, on trouve aussi successivement, en conservant les mêmes notations :
- N, F
- <ï> sin (w t — S) = —— I 4
- Q, =-^XJaT[«*+(»-»')*]
- 4 t
- N, r U . / ti> — w'\ "l
- E= — Xm <0 |^2 y - Sin w / + ^1 + 2 y-— Icos w fj
- et enfin
- c _ _____________Ww___________
- (0 (n) — / U- + ((*>— t»>)*
- Ces expressions ont servi comme pour le cas précédent à dresser un tableau des variations des quantités qu’elles définissent. Comme précédemment, le rapport — est encore très voisin (!)
- de l’unité. Le cosinus du décalage atteint une valeur plus élevée dans le cas des moteurs à courant alternatif monophasé.
- Tel est l’exposé fait par M. Hillairet de la théorie de M. Potier sur les moteurs asynchrones.
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- Ce résumé forcément très succinct des idées émises par M. Potier permet de juger, au moins dans une mesure assez large, de l’importance de son travail. Il y aura donc probablement lieu, lorsque nous aurons entre les mains le mémoire de l’auteur, de donner quelques compléments à ce compte rendu, et même, si la place le permet, d'en reproduire au moins les parties principales.
- M. Boucherai expose les résultats des expériences faites par lui sur des moteurs asynchrones construits par la maison C. E. L. Brown, résultats qui confirment la théorie de M. Potier.
- Les moteurs essayés sont de trois et de vingt chevaux. Le premier (type 4) pèse 120 kilogrammes et tourne à 1200 tours. Essayé avec des courants diphasés, il atteint son rendement maximum pour 2,4 chevaux et sa puissance limite compatible avec réchauffement est de 3 chevaux. Essayé avec un seul courant alternatif, ce rendement correspond à une puissance de i,5 cheval et sa puissance limite à 2 chevaux. L’auteur compare ce moteur avec des moteurs à courants continus de même puissance. Un moteur de 3 chevaux, tournant à 2200 tours, pèse 140 kilogrammes; un de 2 chevaux, tournant à 2600 tours, pèse 80 kilogrammes. Le second a un poids inférieur à celui du moteur à courants alternatif; mais si on le ramenait à la même vitesse, son poids serait très notablement supérieur à celui d’un moteur de même puissance et de même vitesse à courant monophasé. Le second moteur (type 8) pèse 520 kilogrammes et tourne à 800 tours.
- La puissance correspondant au maximum de rendement est de 17 chevaux avec des courants diphasés et 12 avec un courant monophasé; sa puissance limite est de 20 chevaux dans le premier cas et î5 dans le second.
- Un moteur à courant continu de 17,7 chevaux pèse 83o kilogrammes et tourne à 1125 tours ; un de 12 chevaux pèse 620 kilogrammes et tourne à i35o tours.-
- L’avantage des moteurs asynchrones sur les moteurs à courant continu est ainsi bien établi une fois de plus, et le reproche que l’on tend à leur faire sur leur faible puissance spécifique n’a depuis longtemps aucune valeur. Il est néanmoins utile de le redire.
- M. Boucherot donne ensuite quelques détails
- sur la façon dont il opère pour faire les mesures ainsi que sur les résultats obtenus. Gomme l’intention de l’auteur est de présenter très prochainement dans cette Revue un travail complet sur ce sujet, nous lui laisserons le soin de donner lui-même plus de détails sur sa communication.
- F. G.
- Sur les rayons cathodiques dans les gaz à la pression de l’atmosphère et dans le vide extrême, par Phi-lipp Lenard (*).
- Nous avions déjà donné l’année dernière (2) un court extrait de la note présentée alors à l’Académie de Berlin. L’auteur publie dans les Annales de Wiedemann le mémoire complet, que, vu son grand intérêt, nous allons reproduire in extenso.
- 1. Lorsque dans un tube de Geissleron pousse le vide suffisamment loin, presque tous les phénomènes dont l’anode est le siège et qui tracent le parcours de la décharge électrique, sont éliminés, et les rayons phosphorogènes qui partent de la cathode, rayons découverts par Hittorf et étudiés par Crookes comme matière radiante, atteignent leur plus grande intensité. Ces rayons, quoique dus à la décharge électrique, présentent une distribution qui en est parfaitement indépendante. Tandis, qu’ils se séparent ainsi nettement de la décharge qui les produit, ces rayons apparaissent par toutes leurs propriétés comme un phénomène analogue à la lumière; mais quoique très semblable à celle-ci par les conditions géométriques de la propagation, ce phénomène en diffère complètement par des propriétés essentielles.
- Différant de la lumière en ce qui concerne la propriété de traverser des corps solides, les rayons cathodiques finissent dans nos tubes raréfiés à l’endroit où il rencontrent la paroi de verre. Mais que se produirait-il si la paroi était rendue transparente pour les rayons cathodiques ?
- Une réponse expérimentale à cette question ne semblait plus impossible lorsque Hertz eut montré que les feuilles métalliques minces ordinaires sont très transparentes pour les rayons
- (') Wied. Ann., t. LI, p. 225, 1894.
- (2) La Lumière Électrique, t. XLVIII, p 241.
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- cathodiques, même en trois ou quatre couches superposées. Il est vrai que ces feuilles sont délicates et jamais exemptes de solutions de continuité, c’est-à-dire pas directement adaptées à notre but. Mais les rayons cathodiques ne traversent pas les trous, ils passent à travers le corps des feuilles (*).
- Il apparut bientôt que même i5 couches de feuille d’aluminium ordinaire se laissent facilement traverser, surtout par des rayons Cathodiques produits d’une façon appropriée. Parmi un certain nombre de feuilles d’aluminium assez fortes, d’épaisseurs variables, que je me procurai par la suite, j’en trouvai une juste assez forte pour résister à la pression de l’atmosphère s’exerçant sur une de ses faces, sur une petite surface exempte de trous, et seulement huit fois plus épaisse, que la feuille d’aluminium ordinaire. Cette pellicule était propre à former sur un tube à vide une fermeture transparente imperméable à l’air, et à ouvrir aux rayons cathodiques un chemin à l’air libre. On ne pouvait toutefois prévoir si les rayons suivraient ce chemin. Les expériences qui vont être décrites ne laisseront subsister aucun doute à ce sujet. Une fois produits, les rayons cathodiques se propagent aussi dans l’air, et sur des décimètres de longueur.
- Le champ d’observation des rayons peut donc être transféré du vide à l’air ; on peut les étudier dans un milieu quelconque. Mais, en particulier, on rend ainsi indépendantes l’une de l’autre leur production et leur observation: les conditions de celle-ci peuvent être modifiées sans qu’il soit nécessaire d’altérer la première.
- Un intérêt tout particulier s’attache à la possibilité de faire pénétrer les rayons dans un vide parfait, dans lequel, comme on sait, ils ne peuvent être produits ; c’est-à-dire à la possibilité d’effectuer la même expérience fondamentale que celle qui a permis de déterminer si le son et la lumière sont des phénomènes ayant pour sup-
- (*) Wied. Ann., t. XLV, p. 28, 1892. La Lumière Electrique, t. XLIII, p. 3y3. E. Wiedemann et Ebert ont observé à la même époque la transparence des dépôts cathodiques dans les tubes raréfiés.
- J’avais essayé depuis longtemps, sans succès toutefois, de construire un tube à fermeture transparente en employant une lame de quartz de 1 millimètre d’épaisseur. Le professeur Hertz lui-même m’engagea à me servir de feuilles métalliques.
- port la matière ou l'éther. Comme on le verra plus loin, le vide ne constitue pas un obstacle à la propagation des rayons. Ils y parcourent avec une grande intensité des distances de quelques mètres ; ils sont donc ainsi caractérisés comme un phénomène se produisant dans l’éther. En considération du peu que nous savons sur l’éther, ils ne peuvent que gagner par cela même en intérêt.
- Appareils. '
- Après avoir subi différentes modifications dans presque toutes ses parties, le tube à vide reçut la forme représentée en section dans la figure 1, E E. K est la cathode, disque circulaire en aluminium de 12 millimètres de diamètre; elle est fixée à une longue tige complètement entourée d’un tube de verre à parois très épaisses K l et est scellée en /, Le tube de verre pénètre exactement dans le tube à vide en hhu et
- 11 est cimenté en ht.
- L’anode A A est un tube de laiton adapté à l’intérieur du tube raréfié, et laissant saillir de
- 12 millimètres environ la tige de la cathode. Le fil de platine ppp maintient l’anode fixe et sert de conducteur ; il est scellé dans le tube R qui conduit à la pompe. A l’opposé de la cathode le tube à vide est fermé hermétiquement par une forte douille métallique mm fixée à l’aide d’un mastic. La figure 2 représente cette douille aux trois quarts de la grandeur naturelle. Elle est percée au centre d’une ouverture F. Sur cette ouverture, large de 1,7 mm., à bord extérieur arrondi, est placée la lame d’aluminium mince A / (1), fixée par du mastic sur tout son pourtour (2). Cette paroi qui est transparente pour
- (') 1 centimètre carré de cette feuille pèse 0,000715 gr. ; l’épaisseur est de o,00265 mm. (7,7 fois l’épaisseur de la feuille d’aluminium ordinaire). On peut l’obtenir de tous les batteurs de feuilles sous le nom d’aluminium « de premier battage ». Mais elle n’est pas toujours exempte de trous. Les feuilles d’épaisseur double, qui peuvent être employées avec presque autant de succès, sont plus faciles à trouver sans défauts. D’ailleurs, les défauts qui laissent passer l’air s’aperçoivent très bien sous la loupe dans un bon éclairage.
- (2) Pour la fenêtre je me sers de glu marine; pour les autres joints, de cire à cacheter couverte de glu. La cire à cacheter employée seule se fendillerait au bout d’un certain temps, et la glu marine employée seule serait forcée à travers les joints par la pression atmosphérique
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- les rayons cathodiques, et parfaitement opaque à la lumière et à l’air, nous l’appellerons la fenêtre, et l’espace à sa gauche sera désigné par les mots champ d'observation. La fenêtre est en contact métallique avec la douillequi, ainsi que l’anode, est reliée à la terre. Pour empêcher la fenêtre d’agir comme anode, ce qui donnerait lieu à de l’usure, le couvercle intérieur métallique V est fixé devant elle et ne laisse qu'une ouverture d’environ 3 millimètres de diamètre pour le passage des rayons cathodiques. Le tube à vide est entouré d’une boîte en étain G G portant un grand écran en étain S S qui ne laisse aperce-
- voir que la fenêtre, et est peint en noir, du côté du champ d’observation. Cette boîte et cet écran, tous deux reliés à la terre, protègent le champ d’observation de la lumière et des forces électriques de la décharge.
- Le vide le plus convenable est celui qui existe lorsque la différence de potentiel entre les électrodes correspond à une distance explosive d’environ 3 centimètres entre des sphères dans l’air. Pour permettre à l’observateur de régler cette distance explosive et le vide, l’excitateur à distance variable B (fig. i) est placé en dérivation sur le tube à vide. A des degrés de raréfaction in-
- férieurs à celui indiqué ci-dessus, les rayons cathodiques produits pénètrent moins facilement à travers la fenêtre; aux vides plus élevés, le tube de décharge court le risque d’être détérioré (1).
- La bobine d’induction employée, munie d’un interrupteur à mercure donnant environ six interruptions par seconde, produit avec quatre
- (') L’enveloppe de verre du fil de la cathode se trouve quelquefois percée, particuliérement entre h et Ce danger est considérablement diminué, lorsque l’enveloppe de verre est soudée dans le tube à vide et la fenêtre fixée à un tube de platine soudé au verre, ce qui rend mutile l’emploi d’un mastic.
- accumulateurs des étincelles de i5 centimètres entre les sphères. Le tube à vide restait en relation constante avec la pompe à mercure de Geissler, car quoique le vide se maintînt au même degré pendant plusieurs semaines lorsque le tube était inactif, la pression augmentait toujours pendant les expériences, et il était nécessaire de faire fonctionner la pompe de temps en temps. On avait soin de ne faire marcher l’interrupteur que pendant les quelques secondes nécessaires à une observation, de façon à ne pas échauffer la fenêtre.
- Les phénomènes suivants ont été observés avec cet appareil.
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- Rayons cathodiques dans l'air libre.
- 3. Les rayons cathodiques illuminent l’air faiblement. Un halo de lumière bleuâtre entoure la fenêtre; cette lueur présente sa plus grande intensité à proximité de la fenêtre; sa limite extérieure n’est pas nette; elle ne s’étend pas à plus de 5 centimètres de la fenêtre. A chaque décharge la lumière semble s’élancer de la fenêtre dans toutes les directions, en forme d’aigrette; elle n’est pas assez intense pour qu’on puisse l'observer au spectroscope de poche. La fenêtre elle-même reste obscure, lorsqu’elle est à l’état neuf. Après quelque temps de service elle commence aussi à briller faiblement, irrégulièrement, en quelques points seulement de sa petite surface; en certains points, d’un gris
- i. th>.
- T™
- Fig. 2
- bleuâtre; elle affecte en d’autres une teinte verdâtre ou jaunâtre. Une fois excitée, cette lueur réapparaît régulièrement avec les mêmes caractères. Nous reviendrons sur ce phénomène, qui n’est d’ailleurs pas essentiel.
- 4. Des corps capables de phosphorescence, portés dans le voisinage de la fenêtre, brillent, par la face qui leur est présentée, avec la lumière qui leur est particulière. Comparée avec l’éclat intense des phosphures alcalino-terreux du spath et du verre d’urane, la lumière de l’air et de la fenêtre disparaît complètement. Avec l’éloignement croissant de la fenêtre, le phénomène décroît rapidement en intensité et disparaît à une distance de 6 ou 8 centimètres. Seule la grandeur de l’éloignement détermine l’inten-siLé de l’éclat, la direction est sans influence. C’est ainsi que la phosphorescence d’un morceau de spath est de même intensité, qu’il soit
- placé en <ï> (fig. 2) ou en <t»\ Lorsqu’on tient un écran plan phosphorescible (*) perpendiculairement contre la paroi de la fenêtre, de façon que l’un de ses bords traverse diamétralement la fenêtre, la lumière, éclatante près de cette dernière, va en décroissant uniformément dans toutes les directions; des points d’égal éclat se trouvent sur des demi-cercles ayant la fenêtre pour centre. Cette propagation isotropique était à prévoir, car les rayons cathodiques traversent l’aluminium à l’état diffus(2).
- La couleur et l’éclat relatifs de l’illumination sont ici les mêmes que ceux que l'on observe dans les tubes raréfiés sous l’influence des rayons cathodiques. Le verre ordinaire, le verre d’urane, le flint, le spath calcaire, la craie, brillent avec leurs nuances accoutumées; le spath calcaire brille aussi après la disparition de l’excitation.
- Comme très brillants et restant lumineux on peut citer les phosphures alcalino-terreux; non moins brillants, mais sans éclat après l’excitation sont le pentadécylparatolylkétone (vert), et l’asaron (violet). Une collection de platino-cya-nures ont fourni en partie des phénomènes brillants, dont la couleur et l’éclat correspondaient dans chaque cas à ceux observés dans l’ultraviolet du spectre solaire (3); le verre d’urane donnait avec intensité ses lignes spectrales caractéristiques (4). La gélatine-éosine, très phosphorescente à la lumière, reste obscure, comme dans les tubes Geissîer. Restent aussi non lumineux tous les corps non capables de devenir phosphorescents, tels que les métaux, le mica, les cristaux de gypse, les cristaux de soufre. Tous
- (') Pour cet écran on emploie avec avantage du papier de soie imprégné de pentadécylparatolylkétone. Le papier est étendu sur une lame de verre froide, et enduite uniformément delà substance fondue. Un tel écran est transparent, peut être observé des deux côtés, et brille avec plus d’éclat que le verre d’urane, sans émission de lumière subséquente. Par écran phosphorescent nous entendrons toujours par la suite un papier ainsi préparé; par corps phosphorescent, un morceau de phosphosulfure de strontium fixé à un fil métallique et conservé dans l’obscurité.
- {-) Hertz, Wied. Ann., t. XLY, p. 3t, 1892.
- p) Et par conséquent aussi avec ceux observés dans les tubes raréfiés. Voir Hagenbach, Pogg Ann., et E. Goldstein, Wiener Berichte, t. XXXC.p. 151, 1879.
- (4) Observées par E. Becquerel à l’aide du phospho-roscope et représentées dans La Lumière, I, p. 336, 1867.
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- les spécimens de quartz qui ont été observés brillent d’une lumière bleue, mais seulement à proximité immédiate de la fenêtre; un morceau de sel gemme s'est comporté de même. Il est évident que les plus faibles lueurs Cathodiques sont aussi rendues apparentes; j’ai aussi observé une faible lueur bleue dans le quartz placé dans des tubes Geissler.
- En ce qui concerne la luminosité de la fenêtre elle-même, l’alumine était intéressante à examiner. Cet oxyde, qui s’était formé sur des cathodes en aluminium (*), brillait faiblement de teintes gris-verdâtres et bleues mélangées, et fortement seulement en quelques points, tout comme la fenêtre. L’hypothèse que cette phosphores-ence est due à une faible couche d’oxyde produite sous l’influence des rayons cathodiques et de l’ozone (voir 6) n’est contredite par aucune observation subséquente.
- Les liquides, qui n’avaient pu jusqu’ici être soumis aux rayonscathodiques, ne s’illuminaient en général que faiblement ou pas du tout. Il en est ainsi de dissolutions d’éosine, de fluorescéine, de rouge de Magdala, de sulfate de quinine et de chlorophylle, qui sont toutes fluorescentes à la lumière du jour. Ces solutions se comportent donc comme la gélatine-éosine. Une goutte de pétrole au bout d’une baguette en bois présentait sa lumière fluorescente bleue, et d’autres hydrocarbures fluorescents se comportaient semblablement. A l’état solide les corps précédents restaient également obscurs, à l’exception unique du sulfate de quinine, qui présentait une forte lumière bleue (2).
- Des tubes d’étain ou de verre, introduits entre la fenêtre et un corps phosphorescent de façon que la ligne qui les joint corresponde avec l’axe du tube, ne renforcent pas la lumière ; ils la di-minuentplutôt.
- 5. Tous les phénomènes de phosphorescence
- (*) A l’ouverture de tubes de décharge ayant servi longtemps il tomba de la cathode des dépôts blancs, filiformes, qui formèrent un petit tas de près d’un centimètre cube. Hittorf avait déjà observé ce fait et l’attribuait à l’oxydation de la surface désagrégée de l’aluminium {Pogg. Ann., t. CXXXVI, 1869). Warburg trouva que cet effet ne se produit qu’en présence de vapeurs mercurielles (Wied. Ann., t XXXI, p. 577, 1887).
- (!) Ebert et Wiedemann ont obtenu récemmen le même résultat avec du sulfaté de quinine soumis à l’influence de rayons cathodiques, produits au moyen d’oscillations électriques {Wied. Ann., t. L, p, 253, 1893).
- dans le champ d’observation cessent dès qu’un aimant approché du tube à vide fait dévier les rayons cathodiques; la fenêtre et l’air restent alors obscurs.
- h. En tombant sur la peau, les rayons cathodiques ne produisent aucune sensation; ils n’affectent pas non plus l’œil. L’odorat perçoit une forte odeur d’ozone, et le goût particulier que ces rayons donnent sur la langue est également attribuable à l’ozone.
- 7. Une lame de quartz d’un demi-millimètre d’épaisseur, pas trop petite, placée en un point quelconque entre la fenêtre et le corps phosphorescent, éteint la lumière de ce dernier; une feuille d’or, d’argent ou d’aluminium la laisse subsister sans affaiblissement perceptible. La lame de quartz intercepte aussi la lueur dans l’air : en regardant d’au-dessus de l’appareil on voit briller l’air entre la fenêtre et le quartz, mais non derrière celui-ci. Les feuilles métalliques, au contraire, n’interceptent pas non plus la lumière dans l’air ; on l’aperçoit très distinctement derrière elles, tandis que les feuilles elles-mêmes restent obscures.
- L’opacité des lames de quartz et la transparence des feuilles métalliques caractérisent le contraste des rayons cathodiques avec la lumière. Mais nous ne pouvons en conclure que le quartz est plus opaque pour les rayons cathodiques que les métaux, si nous considérons les différences d’épaisseur; des lames métalliques de r/2 millimètre d’épaisseur sont aussi opaques que des lames de quartz. Je n’ai pu trouver un corps solide qui sous cette épaisseur fût transparent. Mais toutes,les substances pouvant être obtenues sous forme de feuilles minces se sont montrées plus ou moins transparentes. Du papier de soie placé sur un écran phosphorescent ne porte une ombre distincte que sous double épaisseur, et il est indifférent que le papier soit coloré en blanc, en noir opaque ou autrement. Le papier à lettre est déjà moins transparent, et un écran recouvert de papier à dessin de 0,12 mm. d’épaisseur doit être placé tout contre la fenêtre pour briller d’une façon perceptible. Du carton de o,3 mm. d’épaisseur intercepte toute la lumière. Des pellicules de verre soufflées présentent une transparence perceptible à l’épaisseur de 0,02 mm. déjà, sous laquelle elles produisent à peu près le même effet que le papier à dessin mentionné. A l’épaisseur
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- de 0,01 mm. elles ne projettent que de faibles ombres, et des pellicules de verre présentant les colorations de Newton sont aussi transparentes qu’une double feuille d’aluminium de même épaisseur., .
- Il n’existe donc pas de différence essentielle entre les diélectriques et les métaux. Des lames de mica très minces et des pellicules de collo-dion de oToi m. d’épaisseur forment des écrans très transparents. Dans le cas du verre, pour éviter toute erreur pouvant provenir de sa propre .phosphorescence très vive, une feuille d’aluminium fut introduite entre le verre et le corps phosphorescent; ou mieux encore, on se servit d’un écran phosphorescent, recouvert d’une feuille d’aluminium et rendu ainsi insensible à la lumière. Un tel revêtement d’aluminium tourné vers la fenêtre ne diminue pas l’éclat,de l’écran, mais l’augmente même en réfléchissant la lumière phosphorescente; les gouttelettes d’eau, au contraire, qui fixent la feuille d’aluminium sur l’écran, forment des taches noires. Toutefois, sous des épaisseurs suffisamment petites, un liquide aqueux est également transparent : des pellicules de savon tendues sur un anneau ne donnent des ombres visibles, que lorsqu’elles produisent des colorations d’un ordre plus élevé que le sixième, c’ést-à-dire lorsqu’elles ont plus de 0,0012 mm. d’épaisseur.
- Le cas de transparence le plus surprenant est celui des feuilles métalliques. En allant de la feuille d’aluminium à des lames de plus en plus épaisses, nous arrivons à une tôle d’aluminium laminée, très résistante, de 0,027 mm. d’épaisseur, qui est transparente d’une façon juste encore perceptible; cette feuille et l’écran phosphorescent doivent alors être placés tout près de la fenêtre. D’une façon semblable, et à peu près comme le papier à dessin dont nous avons parlé, se comportent la tôle de fer la plus mince et la feuille d’étain ordinaire, l’épaisseur étant dans les deux cas de 0,02 mm.
- Lorsque deux ou plusieurs écrans transparents sont introduits entre la fenêtre et le corps phosphorescent, une pellicule de verre, une feuille d’aluminium et une feuille d’or ont été employées; il est indifférent pour l’éclat produit dans quel ordre et dans quelles positions ces écrans sont placés. On suppose naturellement! qu’ils ont une surface assez grande. Dans les
- cas où l’on n’avait à sa disposition qü’un petit morceau de la feuille à essayer^ qrf le ténait, pour les raisons que nous allons donner (voir 8), aussi près que possible de l’écran phosphorescent ou de la fenêtre, ou encore oh .jé .fixait sur une ouverture d’un écran opaque pjuis grand..
- Une comparaison entre les résultats indiqués montre que pas un seul des corps, examinés ne peut être considéré par rapport aux autres comme essentiellement transparent ou opaque. Dans le cas de la lumière, un corps solide sous une épaisseur d'un centième de millimètre peut être plus opaque qu’un autre sous une épaisseur d’un mètre; de si énormes différences ne semblent pas exister pour les rayons cathodiques.
- La transparence du verre et du collodion semble contredire les observations dê Crookes (t) et de Goldstein (a) d’après lesquelles des feuilles mêmes minces de ces corps jetteraient des ombres noires sur la paroi des tubes de décharge. Mais on peut remarquer, en premier lieu, que les conditions d’observation dans les tubes de décharge sont très défavorables; Au milieu du flux de lumière, il est impossible de distinguer si l’ombre derrière un corps transparent est entièrement obscure ou noire, et c’est probablement aussi la raison pour laquelle la transparefice a été d’abord observée pour les métaux opaques. En second lieu, il n’est pas impossible, il est même probable, que ces observateurs ont, dans des circonstances dissemblables, étudié des rayons cathodiques de nature différente, moins aptes à traverser la matière que ceux employés dans notre cas, où ils sont non seulement produits dans les conditions voulues, mais encore filtrés à travers la fenêtre.
- En remplaçant la fenêtre en aluminium par une autre en verre, on a pu répéter avec le même succès toutes les expériences essentielles. Mais la fenêtre en aluminium reste plus avantageuse; non qu’elle soit plus transparente, mais parce que l’aluminium est opaque pour la lumière et peut être manipulé plus aisément que le verre de même épaisseur.
- A. H.
- (A suivre)
- (‘) Plnl. Trans, p. i5o, 1879.
- (s) Monalsber. d. Berlier A kademie, p. 87, 1880.
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- FAITS DIVERS
- On reconnaît de plus en plus l’importance, pour les stations centrales d’éclairage électrique, de la fourniture de l’énergie électrique aux moteurs, et particulièrement aux tramways électriques. A Hambourg, le tramway électrique absorbe à lui seul le quart de la consommation totale. A Aix-la-Chapelle on va adopter la traction électrique, et le courant sera fourni aux moteurs par la station d’électricité établie par la Société d’électricité, ancienne maison Schuckerl et Ce.
- La longueur de la première ligne qui sera mise en service est de 24 kilomètres. Avec les lignes de banlieue, le réseau aura une étendue de 3o kilomètres. Le terrain est assez accidenté, les rampes de 5 0/0 y sont nombreuses, et la rampe maxima atteint 8 0/0. La ligne sera établie d’après le système aérien à trolley. Sur les 34 voitures, 19 recevront des moteurs de i5 chevaux et pourront remorquer des voitures non motrices; les autres auront des moteurs de 10 chevaux.
- Toute la partie électrique de l’installation sera établie par la Société d’électricité, ancienne maison Schuckert, avec des dispositions analogues à celle des tramways électriques de Zwickau et de Baden-Vœslau.
- Nous avons eu déjà l’occasion de parler d’installations de force motrice au gaz pauvre. Parmi les applications récentes nous citerons celle de Carignan, dans les Ardennes, qui sert à la fois à la transmission de la force motrice par l’électricité et à l’éclairage.
- D’après les renseignements que donne le Génie, civil, le moteur à gaz employé est du type simplex de MM. De-lamare-Deboutteville et Malandin, de la puissance de 60 chevaux effectifs, avec gazomètre Buire-Lencauchez, gazéfiant du charbon maigre; la consommation, d’après les chiffres communiqués à notre confrère, serait d’environ 65o grammes par cheval-heure effectif.
- L’usine couvre une surface de 160 mètres carrés. Elle comprend un rez-de-chaussée en briques pour le moteur à gaz et les dynamos, et un simple appentis en planches pour le gazogène et son laveur; le gazomètre est placé contre cet appentis. Un seul ouvrier suffit à la conduite de toute l’installation, motrice et électrique.
- La puissance de production de l’usine comprend trois dynamos Gramme, à inducteurs en acier manganésifère, d’une production respective de 24 kilowatts, 9 et 2 kilowatts, soit au total 35 kilowatts. Ces dynamos à basse tension peuvent alimenter, soit directement, soit par l’intermédiaire d’une batterie d’accumulateurs, les différents circuits de lampes et de moteurs.
- La batterie d’accumulateurs se compose de 55 éléments de 5oo ampères-heures.
- La distribution à basse tension, à 100 volts, comporte trois circuits différents :
- i° Un circuit bouclé avec dérivation autorégulatrice de chute de potentiel. Ce circuit alimente les lampes et quelques moteurs sur un périmètre de 1 kilomètre, sans que la perte de charge en route dépasse 2 0/0. Le câble principal a une section de 95 millimètres carrés;
- 20 Un circuit conique spécial pour la transmission de force, qui alimente déjà quatre moteurs de i/5 de cheval, 1, 2 et 6 chevaux; ce circuit emploie également un câble principal de 95 mm* de section;
- 3° Un circuit spécial pour l’éclairage municipal qui compte 35 lampes à incandescence de 16 bougies.
- L’installation entière compte actuellement 45c) lampes à incandescence de 5, 10, 16 et 32 bougies. La force motrice utilise 10 chevaux répartis sur les quatre moteurs Gramm.
- Le service de l’usine de Carignan comporte l’éclairage direct de 4 heures à n heures du soir, et le service des accumulateurs de n heures du soir au lendemain malin.
- L’énergie électrique est tarifiée au compteur horaire chez les petits consommateurs d’éclairage, à raison de o,o3 fr. par heure, pour la lampe de 5 bougies, 0,04 fr. pour celle de 10 et 0,06 fr. pour celle de 16 bougies; au compteur d’énergie, elle est livrée à raison de o,i5 fr. l’hectowatt-heure.
- La force motrice est soumise aux tarifs suivants : 0,40 fr. par cheval-heure en compteur horaire, ou 0,06 fr. les 100 watts-heures au compteur d’énergie.
- Des précautions spéciales ont été prises en ce qui concerne l’isolement des circuits. Comme points nouveaux on signale l’emploi d’isolateurs enduits intérieurement d’ozokérite blanche; le revêtement des fils par un tube de verre également rempli d’ozokérite, dans les traversées de murailles et de boiseries humides, et l’emploi exclusif de porcelaine et de verre comme isolateurs des circuits et appareils. Ces précautions paraissent très efficaces, car les indicateurs de défaut d’isolation n’ont jamais décelé de contacts appréciables à la terre depuis le début de l’exploitation.
- Cette petite usine est un bon exemple à signaler d’une distribution économique simultanée d’éclairage et de force motrice.
- Parmi les récents systèmes de tramways électriques à conducteur souterrain, nous avons déjà signalé celui de MM. Claret et Wuilleumier, qui, après avoir été essayé avec succès sur un parcours de 5oo mètres, à Clermont-Ferrand, va être mis en pratique sur une voie de tramway à l’occasion de l’Exposition de Lyon.
- Voici, d’après le Génie civil, en quoi consiste ce système :
- Le courant est transmis à la voiture par un rail central à niveau du sol, et coupé à intervalles égaux de 4 à 5 mètres, par des isolants en bois goudronné. Ces tron-
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- çons.de rails sont reliés, par des fils souterrains, à des distributeurs automatiques disposés sous le sol de ioo métrés en 100 mètres. Ces distributeurs reçoivent directement le courant de la dynamo centrale et ne fournissent, à chaque tronçon, le courant qu’au fur et à mesure de l’avancement du véhicule.
- Les voitures sont munies d’électromoteurs de 20 chevaux pouvant leur imprimer une vitesse allant jusqu’à 5o kilomètres à l’heure.
- L’essai qui va être fait à Lyon comportera un parcours de plusieurs kilomètres, de l’Exposition au pont Lafayette. Le moteur à gaz qui fournira la force aura une puissance de ia5 chevaux. La dynamo de l’usine centrale sera de mo kilowatts. Le courant, à la tension de 5oo volts, sera amené aux distributeurs par un câble armé, enfoui dans le sol.
- D’après la statistique de l’industrie minérale publiée par le, ministre des travaux publics, la consommation totale de combustibles par les chemins de fer français a été, en 1892, de 4052667 tonnes, dont 2 858 023 indigènes et 1 194644 venant de l’étranger. La consommation de combustibles étrangers entre donc pour 29 0/0 dans le total.
- Par une anomalie singulière, c’est le réseau de l’État qui emploie le plus de houille étrangère, 85 0/0 de sa consommation totale.
- Le tramway électrique de l’île de Guernesev qui a été substitué au tramway à vapeur est en service depuis deux .Engineering nous en donne une description dont nous extrayons ce qui suit.
- La ligne, à voie unique, avec garages, présente un développement de 5 kilomètres, le long de la côte. On projette de la prolonger de 6,5 km., afin de lui faire desservir les carrières de pierre qui se trouvent sur la route de Cobo au port de Bordeaux. Outre le service des voyageurs on établirait alors un service de transport des matériaux.
- La ligne a été établie par la maison Siemens de Londres. L’usine comprend deux machines à vapeur com-pound Marshall avec chaudières de locomobile. Un régulateur spécial maintient la vitesse constante à 5 0/0 près, malgré les grandes variations de charge ; cette vitesse est de 120 tours par minute et la pression de la vapeur de 9,5 atmosphères.
- Chaque machine actionne par courroie une machine Siemens à enroulement compound donnant à 35o tours par minute 5oo volts et 100 ampères. Le service ordinaire est assuré par un seul groupe de machines, et les deux groupés ..alternent tous les quinze jours. Le fonctionnement journalier moyen est de 17,5 heures.
- Le.matériel roulant se compose de sept voitures auto-
- mobiles et de deux voitures de remorquage. Quatre des voitures sont montées sur des trucks et munies de deux moteurs couplés en série; elles offrent 68 places. Les trois autres voitures n’ont chacune qu’un moteur, et offrent 52 places. Les moteurs, de 7 chevaux, sont du type Siemens à pôles conséquents et à simple réduction de vitesse à chaîne. L’engrenage est en bronze phosphoreux.
- Les deux nouvelles voitures ont un moteur à inducteurs en simple fer â cheval, et l’engrenage est en acier. Ce train d’engrenage fait moins de bruit et s’use moins rapidement que la transmission à chaîne. L’induit est protégé de la poussière par une boîte qui forme en même temps bain d’huile pour l’engrenage. Les induits sont enroulés en tambour. La vitesse est réglée à l’aide de rhéostats disposés sous la voiture. Les balais en toile métallique sont remplacés toutes les trois à quatre semaines.
- Le courant est amené au moteur par un trolley monté sur billes .et isolé au bout d’une tige d’acier creuse. Le câble conducteur passe à l’intérieur de ce tube.
- Le service régulier commence â 7,15 heures du matin et se prolonge jusqu’à io heures 1/2 du soir. Le prix d’un voyage est de .i penny pour tous le parcours. Les jours de fête on transporte jusqu’à 6000 voyageurs, et par semaine en moyenne i5ooo voyageurs.
- Pour le concours de voitures à propulsion mécanique, le Petit Journal a déjà recueilli plus de 100 engagements.
- Nous remarquons parmi les divers types de voitures dont les inventeurs se proposent de concourir un nombre respectable de systèmes moteurs des plus curieux. Nous avons les voitures mues par « des systèmes de leviers », une autre actionnée par un « système de pédales », celle qui prend tout simplement pour moteur « le poids des voyageurs », et la moins prétentieuse est celle « qui fournit elle-même son moteur ».
- Toutes ces voitures sont, paraît-il, prêtes ou à peu près, à s’élancer sur les roules; c’est avec curiosité que nous verrons démarrer tous ces pseudo-mouvements perpétuels. Espérons que l’on tiendra en réserve quelques voitures électriques pour les remorquer au besoin.
- L’introduction des machines dynamo dans les laboratoires ou dans les observatoires a rendu souvent les observations galvanomélriqucs assez difficiles; aussi s’est-on préoccupé de divers côtés de protéger les instruments par des écrans magnétiques destinés à absorber les lignes de force.
- A Greenwich, oü l’on fait d’importantes observations de magnétisme terrestre, l’installation d’une machine était subordonnée à la condition de ne pas produire, au magnétomètre, de perturbations supérieures à 1". La machine fut d’abord placée a six mètres des instruments
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- -magnétiques: la déviation observée fut de 168' 40"; à douze mètres, elle ôtait réduite à 23' 40". En couvrant alors la dynamo d’une triple enveloppe formée par des plaques de fer doux de 6 millimètres, on amena la déviation au septième de sa valeur. En calculant l’effet par la loi du cube de la distance, assez bien vérifiée par les expériences préliminaires, on fixa la machine à un endroit tel qu’elle ne produise pas de déviations supérieures à o" 5.
- M. L. Boudreaux publie et offre gratuitement à ses clients un petit Mémorial-agenda, qui, outre une notice sur les balais feuilletés pour dynamos, système Boudreaux, contient un grand nombre de renseignements techniques et commerciaux.
- C’est un petit agenda de poche contenant d’utiles indications.
- La maison Siemens fait connaître qu’elle prendra dorénavant pour base de l’étalonnement de ses appareils non plus l’ohm légal, mais l’ohm international défini par le Congrès de Chicago,
- Il est à souhaiter que toutes les maisons de construction suivent cet exemple.
- On nous assure que l’électricité donne d’assez sérieux résultats dans la fabrication du sucre de betteraves pour que dans la prochaine campagne on renouvelle les expériences faites l’année dernière dans diverses sucreries françaises, notamment à Souppes (Seine-et-Marne), et surtout dans les sucreries allemandes. Trente-trois sucreries d’Allemagne ont fait des essais par des procédés divers. Certains procédés ont en vue l’élimination des sels du jus par transport électrolytique à travers des diaphragmes osmotiques. On sait qu’une partie de sel empêche de cristalliser quatre parties de sucre. Si on arrive à diminuer la proportion de sel, on augmente le rendement en sucre et on diminue d’autant le rendement en mélasse.
- Dans d’autres procédés, l’électrolyse sans diaphragme, en détruisant les sels organiques électrolytes et engendrant des carbonates alcalins, produit une défécation qui se traduirait par une augmentation de rendement.
- En somme, de l’avis d’ingénieurs de sucreries que nous avons consultés, l’épuration des jus par éleclrolyse est une question des plus sérieuses.
- D’après M Voyscy l’emploi de tissus fermés d’étoffes duveteuses et de fils métalliques peut déterminer des incendies; les fils métalliques subissant l’action induc trice des décharges de la foudre, le duvet peut s’en-
- flammer, et l’auteur demande la prohibition de ces tissus.
- Les autorités municipales de Barnem (Allemagne) viennent de décider d’obliger la compagnie des tramways à chevaux de cette ville d’adopter la traction électrique. Elles se basent sur une clause du contrat intervenu entre la ville et la compagnie, stipulant que cette dernière est dans l’obligation d’adopter tout perfectionnement important apporté aux tramways.
- Une société d’études vient de demander à la ville de Rouen la concession des tramways électriques à établit dans cette ville. Le projet comporte l’établissement de quatre lignes avec voies Decauville. On emploierait la traction électrique par accumulateurs.
- Ce serait Lecce, petite ville de l’Italie méridionale, qui, grâce à un abbé érudit, l’abbé Candido, aurait été la première à posséder l’heure électrique.
- Ce n’est que vers 1875 que Paris commença à se servir d’horloges analogues.
- L’Intermédiaire des chercheurs et curieux demande si l’antériorité de la ville de Lecce est absolument démontrée.
- Les clochers de village ont tous des cloches, mais plus d’un n’a pas d’horloge, ou cette horloge rudimentaire ne possède pas le mécanisme d’une sonnerie. Pour arriver, malgré cela à faire sonner l’heure au clocher, de nombreux curés de village ont établi une communication électrique entre la pendule de leur presbytère et un marteau disposé convenablement ,près de la cloche. Dans certains cas, l’horloge du presbytère est un vulgaire coucou, qui suffit parfaitement à cette besogne.
- Le Cosmos signale une installation de ce genre dans le diocèse de Montpellier, à Roquebrun.
- Éclairage électrique.
- On n’en est plus â compter les conflits qui se produisent entre les Compagnies d’éclairage par le gaz et celles d’éclairage par l’électricité, qui se disputent leurs positions; mais il y en a peu, dit le Cosmos ^ qui aboutissent à des résultats aussi brillants que ceux qui sont nés de cette situation, à Killarney, en Irlande.
- La municipalité ayant accepté les propositions d’une. Compagnie électrique, celle-ci s’est empressée de répan-, dre des flots de lumière dans les rues de la cité. La Compagnie du gaz, en possession jusque-là du monopole»
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- n’admet pas qu’on l’en dépouille, et elle continue imperturbablement à illuminer ses lanternes. Les habitants vivent sous des flots de lumière; cette situation serait pour leur plaire, s’il ne restait, en somme, quelques doutes sur la décision des tribunaux, qui diront à qui incombent les frais de cette débauche de lumière.
- Nous avons annoncé dans notre dernier numéro qu’un grand nombre de fabricants de lampes à incandescence viennent de décider, à la suite d’une conférence, d’unir leurs intérêts dans un vaste syndicat européen.
- Cette branche d’industrie se plaint des effets funestes de la concurrence acharnée que ses membres se font entre eux; et pourtant la concurrence n’est-elle pasT d’après les économistes les plus écoutés, le facteur principal de tout progrès? Il paraît que là encore les théories économiques officielles se trouveraient en défaut, et que la pratique, au contraire, tend à faire aboutir le grand mouvement de centralisation qui caractérise l’évolution actuelle de l’industrie.
- Le prix de la lampe à incandescence est jusqu’à présent un des facteurs principaux dans le prix de revient totaj de l’éclairage électrique. On sait que la dépense spéci_ fique d’une lampe peut être diminuée dans des propor tions considérables, mais seulement au détriment de la durés du filament. Il \y a donc un certain régime d’équilibre qui ne peut être dépassé, car au-delà de ce régime, c’est-à-dire si la lampe est plus « poussée », le remplacement du filament augmente le prix de la bougie-heure, et en deçà c’est l’énergie électrique qui est mal utilisée. A chaque abaissement du prix des lampes correspond une économie réalisable sur la dépense d’énergie par bougie-heure.
- Le consommateur n’a donc eu jusqu’ici qu’à se féliciter de la diminution constante qu’a subi le prix de vente de la lampe à incandescence. Mais les fabricants jugent aujourd’hui qu’il est temps d’arrêter ce mouvement, et dans leur récente réunion à Berlin, ils ont fixé ce prix à 0,95 fr. pour le consommateur, et à o,85 fr, pour l’intermédiaire.
- Il est indéniable que ce prix est relativement bas; mais le fait même de sa fixation dans les circonstances indiquées, c’est-à-dire pour enrayer le mouvement de réduction auquel il était soumis jusqu’ici, prouve qu’il pourrait être encore abaissé. La lampe à incandescence doit faire l’objet d’une production en masse, et les industries de ce genre ne vont au succès qu’en se contentant d’une marg^ de bénéfices assez limitée, mais en mettant en œuvre des moyens de production puissants.
- Veut-on connaître une des principales raisons indiquées par les fabricants? On a allégué qu’il faut faire vivre l’intermédiaire « sans lequel une industrie saine ne saurait exister ». Il est permis de ne pas être de cet avis.
- En somme, nous croyons que la mise en commun de
- leurs intérêts ne peut qu’être très profitable aux fabricants de lampes ; mais il est nécessaire que le nouveau syndicat s’inspire des intérêts de l’industrie électrique en général, c’est-à-dire que, fort de son monopole de fait, il tende à perfectionner la lampe à incandescence et . ... à en abaisser le prix. En poursuivant ce but la nouvelle association rendra à l'industrie de l'éclairage électrique, et par suite à elle-même, les plus grands services, en lui permettant de lutter contre le bec de gaz à incandescence, en attendant qu’un nouveau mode d’utilisation de l’énergie électrique pour la production économique de la lumière soit mis au jour.
- Télégraphie et Téléphonie.
- Les travaux d’établissement de la ligne téléphonique de Strasbourg à Mulhouse vont commencer prochainement, de façon qu’ils soient terminés lorsque le ministre des postes de l’empire viendra inaugurer le nouvel hôtel des postes de Mulhouse.
- La ligne sera établie, d’après la Revue des postes et télégraphes, à une certaine distance des fils télégraphiques, au moyen de poteaux spéciaux; on la disposera, en outre, en prévision des nombreux raccordements qui viendront dans la suite y relier les centres industriels des vallées des Vosges, dans le Bas et le Haut-Rhin. Ce réseau secondaire ne tardera probablement pas à compléter la grande ligne Strasbourg-Colmar-Mulhouse; car, dès à présent, les intéressés des vallées en question font circuler des pétitions et des engagements éventuels d’abonnement qui se couvrent de signatures et seront transmis à l’administration centrale des postes, télégraphes et téléphones, par l’intermédiaire des chambres de commerce du rayon.
- ; Ces pétitions demandent, en outre, que les conversations à longue distance ne payent plus de taxe spéciale pour chacune d’elles, mais fassent l’objet d'un abonnement à forfait, comme les communications urbaines, d'après le système en vigueur en Westphalie.
- Nécrologie.
- Nous venons de recevoir la douloureuse nouvelle de la mort d’un de nos plus anciens collaborateurs, le Dr E. Zetzsche, dont le nom est si connu en télégraphie et en téléphonie.
- Nous nous réservons de lui consacrer dans notre prochain numéro une notice nécrologique.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique. — Paris. 3i, boulevard des Italiens.
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- 31, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : D' CORNÉLIUS HERZ
- XVI- ANNÉE (TOME LII) SAMEDI 19 MAI 1894 N3 20
- ~ Transporf de force chez MM. Menier, à Noisiel; Paul Boucherot. — Presse hydraulique pqqr là ; ftt^riçfttipn de l’enveloppe de plomb des câbles; Cari. Huber. — Applications mécaniques de l'électricité; Crijs-; t§yp iitcfiard. — L’assainissement électrique; A. Rigaut. — Chronique et revue de la presse industrielle : pprn-i rnutfttetif de Segundo. — Fabrication électrolytique de la céruse, procédé Ferranti-Noad. — Microphone Àrjïzaq-: iyiercaflier. — Sur la fréquence à adopter dans les installations à courants alternatifs, par E. Kolben. — B.pyue de§ fr^yaqx récents en électricité : Propriétés magnétiques du fer, par J.-A. Ewing et Miss Helen G. Itlaassen. —. Electrpmètre absolu et méthode de mesure des constantes diélectriques des liquides, par G. Guglielmo. — Sur, les faypns cathodiques dans les gaz à la pression de l’atmosphère et dans le vide extrême, par Philipp Len^ftj.! — léprologie : Le docteur K.-E. Zetzsche ; W. de Fonvielle. — Faits divers. p :
- TRANSPORT DE FORGE
- C |IEZ MM. MENIER, A NOISIEL
- Les moteurs à cqurants alternatifs asynchrones, qui, par suite de critiques plus intéressées que justifiées, ont rencontré à l’origine, en France surtout, beaucoup d’opposition et de méfiance, trouvent de jour en jour plus de crédit auprès de ceux qui ne se laissent convaincre que par des faits, et qui, ayant besoin de transporter OU de répartir de l’énergie, ne cherchent qu’à }p f§ire au mieux de leurs intérêts.
- Parmi les détracteurs des courants alternatifs, les uns, qui deviennent heureusement de plus eq plus pares, se contentent purement et sifnpjemept fie hier l’existence de leur application; ce procédé, qui peut faire sourire ceux qui Sont tanf soit peu au courant de l’industrie électrique, réussit très bien au contraire auprès des personnes peu versées dans les détails de cette industrie. D’autres trouvent contre l’emploi des moteurs alternatifs de nombreuses raisons à côté, et l’on pourrait citer, par exemple, tel adversaire quand même des courants alternatifs qui, dans une étude sur ce sujet, après avoir fait un reproche fondamental aux moteurs alternatifs de ne pouvoir varier de vitesse, examine longuement, pour les besoins de son cas, les artifices à employer pour que les moteurs à courant continu gardent une vitesse constante.
- En réalité, parmi toutes les critiquas que l’on; adresse aux moteurs asynchrones, il n’y en al que deux qui soient dans certains cas justifiées.
- En premier lieu, pour une intensité cqrtr stante, le couple, au démarrage, est relativement faible; lorsqu’il s’agit d’alimenter un ventilateur ou quelque autre appareil dont le couple croît avec la vitesse, cela n’est d’aucune importance; mais, au contraire, lorsqu’il faut mettre en mouvement des pièces à résistance constante et à grande inertie, le moteur exige pour démarrer une intensité relativement grande, et il faut employer certains artifices que nous décrirons, plus loin pour éviter de donner un trop grancl choc aux génératrices. Tout bien pesé, ce n est pas plus difficile à-réaliser que le démarrage des moteurs à courant continu, surtout des moteurs excités en dérivation, pour lesquels il faut également user de procédés particuliers.
- Le second inconvénient qui, dans bien des cas, est absolument négligeable, est celui qui résulte de l’impossibilité, à moins d’introduction de résistances dans l’induit, de faire varier la vitesse dans de grandes proportions, ce qui interdit jusqu’à présent l’usage de ces moteurs pour la traction électrique; mais en dehors de cette traction, il y a en somme bien peu d’applications industrielles dans lesquelles il soit besoin de faire varier la vitesse, et la grande majorité exige au contraire une vitesse aussi constante que possible, ce qui est le propre des moteurs alternatifs.
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- Donc, on ne saurait trop le répéter, sans êtrte une solution générale de tous les problèmes qui se présentent industriellement, les moteurs alternatifs, et les moteurs à induit ferméen particulier, permettent des solutions partielles très satisfaisantes et qui, par certains côtés, doivent les faire préférer aux moteurs à courant continu.
- D’ailleurs, quand on songe que les courants alternatifs, ayant été délaissés pendant de longues années, ne sont pour ainsi dire qu’à leurs débuts, et que ces débuts sont déjà' des plus brillants, il est permis de croire que IÇs difficultés qui se présentent encore sefont bientôt résolues, et que dans un avenir très p^Bchain, la
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- Fig. i. — Salle des machines.
- traction, elle aussi, pourra se faire par courants alternatifs.
- Et il faudra bien qu’on en vienne à le reconnaître: par la simplicité, par la robustesse des machines, des moteurs et des appareils de transformation, par l’absence de collecteurs et de balais, c’est-à-dire par la suppression de tout entretien, par la possibilité de distribuer, de répartir, d’émietter la force aussi bien que la lumière en fractions aussi petites que l’on désire,
- à des distances considérables, les: courants alternatifs se présentent comme les seuls capables d'assurer la diffusion de l’électricité dans les campagnes comme dans les villes, pour les besoins de l’agriculture comme pour ceux de l’industrie.
- Mais en attendant, nombre d’installations par courants alternatifs se créent tous les jours, et nous nous proposons aujourd’hui de décrire l’une des premières — sinon même ja toute
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- première — utilisant en France les moteurs à champ tournant, et qui fonctionne depuis près d'un an. «
- Nous profiterons de la circonstance pour donner quelques résultats d’expériences faites par nous sur plusieurs appareils à courants alternatifs, et quelques chiffres pratiques qui ne seront pas inutiles pour remettre au point la manière de .voir de quelques-uns au sujet de la puissance spécifique et du rendement de ces appareils. >
- MMi'-Mèniër possèdent à Noisiel (Seine-et-
- Marne) un vaste domaine sur lequel sont bâtis plusieurs villages, avec distribution d’eau, chemin de fer particulier, fermes, et la chocolaterie bien connue.
- La chocolaterie, installée sur le bord de la Marne, a pour moteurs trois turbines de 200 chevaux qui peuvent être accouplées. A environ 2 kilomètres de là se trouve une ferme modèle où l’on s’est, ingénié à rassembler toutes les créations du progrès agricole.
- L’installation électrique a pour but de prendre
- Fig-. 2. — Alternateur Brown.
- une partie de la force des turbines pour l'employer à l’éclairage' de cette ferme et à la manœuvre d’appareils agricoles. Elle a donné les résultats les plus heureux, et est surtout intéressante non pas par la puissance employée, qui n’est pas très grande, mais comme exemple d’un problème bien résolu et des services que peuvent rendre les transports de force à l’agriculture.
- La station génératrice, dont nous donnons l’aspect général (fig. 1), et qui se trouve sur le lit de la Marne, comporte donc trois turbines de 200 chevaux à siphon et à axe vertical pouvant utiliser la chute dont la hauteur varie, selon les saisons,1
- de 1 à 4 mètres. Ces trois turbines peuvent,’ au moyen d’engrenages, être couplées toutes sur. un même arbre horizontal parallèle au plan passant par les trois axes des turbines, et qui communique tout le mouvement à la chocolaterie. On aperçoit très bien, dans la figure 1, à droite les trois volants des turbines avec leurs pignons et l’arbre commun.
- Sur cet arbre est fixée une poulie qui communique, par l’intermédiaire d’un embrayage à levier et d’une transmission, le mouvement à l’excitatrice de l’alternateur. Cette excitatrice est une machine bipolaire pouvant donner go volts et i5 ampères à 1800 tours par minute, et
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- sert eh même temps à exciter l’embrayage magnétique de Bovet que l’on aperçoit dans le -haut de la figure i, et par l’intermédiaire duquel l’alternateur reçoit son mouvement de l’arbre rhotèur. Cet ' embrayage demande environ 5o •volts et i ;5 ampère à pleine charge de l’alternateur.
- ' Disons de suite, pour éviter des redites, que tous les appareils: alternateur, transformateurs, parafoudres, moteurs, sont du système Oi-E.-L. Brown et construits par la Société des établissements Weyher et Richemond.
- L’alternateur biphasé de 75 chevaux est à 8 pôles et fait 600 tours par minute, ce qui correspond à une fréquence de 40 périodes par seconde. Il peut donner aux bornes de chaque phase i5o volts et 165 ampères, soit 5o 000 watts avec un poids de 2700 kilogrammes.
- Nous en donnons une vue séparée dans la figure 2. Les S bobines induites, disposées selon des rayons, sont réunies par une couronne en fonte siliciée. L’induit est formé d’un anneau de tôles de fer sur la surface extérieure duquel sont posées des galettes de fil, les galettes d’une phase étant à cheval sur celles de l’autre. Chaque phase comprend 8 galettes couplées en deux séries parallèles; les extrémités aboutissent à deux bagues sur lesquelles frottent deux balais. Le graissage est assuré par des réservoirs d’huile noyés dans les paliers et des anneaux roulants.
- Nous avons effectué sur un alternateur identique à celui installé une série de mesures dans le but d’en déterminer le rendement.
- La méthode employée, qui est identique à celle que l’on emploie souvent pour les courants continus, consiste à mesurer d’une part le courant d’excitation nécessaire pour obtenir à pleine charge le voltage normal, d’autre part la résistance des induits à chaud, et finalement le travail absorbé par la machine tournant à la même vitesse et dans le même, champ que celui donnant à vide le voltage normal plus le R I de l’induit. à pleine charge. Ce travail absorbé peut lui-même se diviser en frottements et résistance de l’air, pertes par hystérésis et pertes par courants de Foucault et courants internes. La somme de ces pertes et des pertes ohmiques permet de déterminer le rendement.
- Ce procédé de détermination du rendement, qui ne serait pas légitime pour un alternateur à
- simple phase dans lequel le flux alternatif de l’induit produit des courants de Foucault dans les masses polaires, l’est, au contraire, pour un alternateur biphasé tout autant que pour une dynamo à courant continu. L’induit d’un tel alternateur, lorsque les phases sont également chargées, produit en effet un champ tournant par rapport à l'induit avec une vitesse égale et de signe contraire à sa vitesse propre, fixe par conséquent dans l’espace comme le champ de l’induit d’une machine à courant continu,
- Dans un alternateur à simple phase, il se superpose à ce champ fixe un champ tournant avec une vitesse double de celle de l’induit qui entraîne par conséquent des pertes supplémentaires et qui empêche d’appliquer rigoureusement le procédé ci-dessus. C’est pour cette raison également qu’il est possible d’obtenir d’une carcassedonnée plus de puissanceavec un enroulement biphasé qu’avec un enroulement monophasé. Ainsi l’alternateur dont il est question, qui peut donner 5oooo watts avec ses deux phases, ne pourrait donner que 40000 watts avec une seule.
- Nous avons donc, après détermination des pertes ohmiques à chaud, fait tourner l’alternateur au moyen d’une petite dynamo à courant continu préalablement étudiée avec soin et dont toutes les pertes nous étaient connues.
- Une première série d’expériences à des vitesses différentes et sans champ inducteur nous a permis de trouver les pertes par frottements et par résistance de l’air, qui, dans le cas présent, se confondaient avec les premières f1).
- Une seconde série d’expériences faites avec l’excitation donnant 154 volts à vide et à 600 tours, également à des vitesses différentes, nous a permis, par le calcul des couples, de déterminer et de séparer les pertes par hystérésis (ou mieux les pertes proportionnelles à la vitesse) et les pertes par courants de Foucault et courants internes (ou mieux les pertes proportionnelles au carré de la vitesse).
- Les résultats de ces expériences sont représentés par les courbes de la figure 3, où sont portés en abscisses les vitesses et en ordonnées (*)
- (*) Il n’en est pas toujours ainsi : nous avons, par exemple, expérimenté un alternateur de i5o chevaux qui, avant que l’on eût pris des dispositions spéciales pour éviter la trop grande ventilation, absorbait 1000 watts spécialement pour cet effet.
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- les couples à une constante près. (Quotient des watts par le nombre de tours par minute.)
- Ces résultats donnent pour la répartition du travail à différentes charges, les chiffres suivants :
- ' A pleine charge A mi- chargc A déci-chargc
- Perte dans l’induit 1700 42O 20
- Perte dans les inducteurs 1370 1260 1160
- Frottements 540 540 540
- Hystérésis 3yo 38o 370
- G*9de Foucault et internes. i55o i5oo 1460
- Puissance utile 5oooo 25000 5ooo
- Puissance totale 5556o 29090 855o
- Rendement 0,90 0,86 o,58
- Donc soit que l’on envisage la puissance spé-
- Fig. 3. — Courbes.
- cifique, soit que l’on envisage le rendement, un alternateur biphasé n’a rien à envier à une dynamo à courant continu que son collecteur.
- Les courants de l’alternateur se rendent aux transformateurs après avoir passé par le tableau de manœuvre. Ce tableau en marbre porte un interrupteur bipolaire avec plombs, deux ampèremètres, un voltmètre à fil chaud et un voltmètre, un ampèremètre et un rhéostat pour l’excitation. Il n’y a pas d.’appareils de mesure ou de manœuvre sur les circuits à haute tension.
- Les transformateurs élévateurs sont chacun de i5ooo watts, soit en tout3oooo watts, seulement utilisés sur les5oooo que peut donner la machine,
- le supplément devant servir à une extension. Ces transformateurs élèvent la tension de i5o à 2700 volts ; on les aperçoit dans la figure 1 sur le mur à gauche du tableau de manœuvre. Ces transformateurs sont constitués chacun d’un paquet de tôles en U à base très allongée sur lequel vient s’ajuster un second paquet de tôles droites tournées ensemble de manière à former un noyau cylindrique sur lequel sont bobinés les enroulements; le tout est plongé dans une huile isolante non oxydante; l’enroulement lui-même est cuit pendant un certain temps dans l’huile, afin de le débarrasser de son humidité; pour faciliter le refroidissement, la boîte porte des ailettes verticales. Nous donnons (fig. 4), une vue d’un transformateur sans huile qui donne une idée de la disposition.
- Le rendement de ces transformateurs à pleine
- Fig. 4. — Transformateur Brown.
- charge est d’environ 96 0/0, soit une perte de 625 watts environ pour chacun, se ré.partissant à peu près en i5o watts dans le primaire, i5o watts dans le secondaire et 325 watts dans le fer. Ce sont d’ailleurs les chiffres de rendement que l’on peut obtenir avec n’importe quel transformateur à circuit fermé bien fait, au-dessus de 10000 watts.
- On a ainsi pour la répartition du travail aux différentes charges dans chaque transformateur:
- Perte dans le primaire... Perte dans le secondaire.
- Perte dans le fer......
- Puissance utile........
- Puissance totale.......
- Rendement..............
- A pleine charge A mi-charge A déci-charge
- i5o 45 6
- i5o 40 2
- 325 325 325
- i5ooo 75oo i5oo
- 15625 7910 1833
- 0,96 0,95 0,82
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- En sortant des transformateurs, la ligne est souterraine sur une longueur de hoo mètres en-
- Botte pV (‘otipe-eï.rciiits et parafoudres
- - É
- m m
- 5 Isolateurs pour ' téléphonie.
- * Los isolateurs sti/i*? i réservés pV besoins g ultérieurs :
- ••«ifc Éollerqü* de = protection
- Balustrade avec ron ce artiftcie lie
- Fig. 5. — Poteau d’entrée ou de sortie de terre.
- viron : elle est constituée par un câble armé de deux bandes d’acier enroulées en smis contraire
- renfermant quatre torons de chacun 7 mm2 isolés au caoutchouc et sous plomb, câble fabriqué à l'usine que MM. Menier possèdent à Grenelle.
- Chaque fois que l’on entre en terre ou que l’on en sort, un poteau identique à celui de la figure 5 est installé à cet effet, et chacun de ces poteaux porte deux parafoudres (fig. 6.)
- Ces parafoudres remplissent en même temps l’office d’interrupteurs bipolaires et de coupe-circuits fusibles. Ils sont constitués par une pile de rondelles de zinc séparées par des rondelles de mica, le milieu de cette pile étant relié électriquement à l’enveloppe et à la terre, et les deux extrémités aux pôles; le couvercle de la boîte porte sur un socle en marbre les
- 10 g. 0. — Paralbudre Brown.
- plombs et les brosses de contact des interrupteurs; le fait d’enlever le couvercle de la boîte coupe le circuit sur chaque pôle.
- Une disposition très heureuse, due à MM. Menier eux-mêmes, est la suivante : ces boîtes sont fermées à clef, et pour en avoir la clef, il faut absolument couper l’excitation de l’alternateur sur le tableau de distribution de l’usine.
- Pendant les temps d’orage, les fils se déchargent continuellement à la terre par les piles de rondelles en formant autour une gaine lumineuse ; si l’arc vient à jaillir entre un pôle et la terre ou entre les deux pôles, le zinc jouit de la propriété, soit par les fumées d’oxyde, soit pour toute autre cause, d’éviter que l'arc tienne après le passage de la décharge. En plaçant ainsi des parafoudres à chaque entrée ou à chaque sortie de terre, on a eu en vue de protéger le câble
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- souterrain contre des détériorations possibles dues à des décharges atmosphériques.
- Après ce premier tronçon souterrain de 5oo mètres, la ligne reste aérienne sur une longueur de près de i kilomètre, puis traverse souterrai-nement une route départementale. C’est d’ailleurs la seule fraction qui ne soit pas dans la propriété et pour laquelle il a fallu prendre quelques dispositions différentes La ligne redevient ensuite aérienne jusqu’à l’entrée de la ferme. Toutes ies parties aériennes sont en bronze silicieux de 3 mm. de diamètre. La résistance totale de chaque circuit est de 4,5 à 5 ohms ; la perte en charge est donc d’environ 2 o/o et le
- Fig. 7. — Transformateurs dans leur armoire.
- rendement de la ligne pour diverses charges des transformateurs peut être admis de 0,98 à pleine charge, 0,99 à mi-charge et 0,998 au dixième de charge.
- Les transformateurs d’arrivée (fig. 7) sont semblables à ceux de départ; la seule différence réside dans ce que l’enroulement secondaire est à io5 volts au lieu de i5o. Placés dans une armoire en bois, ils reçoivent le courant de haute tension par le câble armé souterrain qui s’introduit dans le meuble après avoir longé l’angle du mur.
- Aucune des parties à haute tension du transport de force n’est donc accessible, et il faudrait le vouloir pour, en temps normal, être victime du moindre accident. Seule la chute d’un fil que l’on viendrait à toucher pourrait présenter
- quelque danger, et encore faudrait-il pour cela que l’autre lil présentât un mauvais isolement par rapport à la terre et qu’en tombant il n’eût pas touché cet autre fil et déterminé la fusion des plombs de sûreté.
- On pourrait être tenté, en présence de la petite distance qui sépare la ferme des turbines, de trouver exagéré l’emploi de courants alternatifs à cette tension de 2700 volts. Nous verrons plus loin qu’il y a eu à cela quelques raisons particulières concernant le fonctionnement des moteurs ; mais il y a eu en outre des raisons moins spéciales et qui se seraient rencontrées dans n’importe quelle application nécessitant l’emploi de petits moteurs.
- Il existait avant cette installation un transport de force par machines Gramme à courant continu à 25o volts, qui alimentait une batteuse que l’on plaçait pour la circonstance dans la cour de la ferme. Lorsque le besoin s’est fait sentir d’employer d’autres moteurs, la ligne, déjà très grosse, est devenue tout à fait insuffisante, et plutôt que d’augmenter cette ligne, on a préféré avoir recours au nouveau système. Quelle serait, en effet, la tension à adopter avec un transport de force à courant continu pour engager dans la ligne le même capital que celui engagé dans la ligne et les transformateurs et pour avoir le même rendement? Un calcul très simple montre qu’il faudrait avoir recours à une ligne d’environ 100 mm2 de section et à une tension de 4.50 volts. Or, s’il est assez facile de faire des moteurs de 20 chevaux à 450 volts, il est impossible de faire des moteurs à une telle tension pour une puissance de un cheval ou deux, au moins dans des conditions normales. De plus, lors d’une extension de l’installation, la perte (ligne et transformateurs), qui est actuellement de 10 0/0, n’atteindra que 12 0/0 pour une puissance double alors qu’avec une ligne à courant continu elle atteindrait 20 0/0. L’éclairage dont on a besoin au surplus serait pratiquement impossible à réaliser dans ces conditions, par suite de la tension exagérée d’abord, et des variations de voltage qu’entraîneraient les variations de charge de la ligne.
- Nous verrons plus loin que d’autres raisons encore imposaient cette manière de faire :
- Puisque de toute façon il fallait avoir recour à une transformation, il était indifférent que cette transformation fût faite à 1000, )20oo o
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- 3ooo volts, et l’on a pris la tension de 2700 volts comme étant assez élevée et suffisamment éprouvée en pratique.
- Paul Bouciierot.
- (.A suivre).
- PRESSE HYDRAULIQUE
- POUR LA
- FABRICATION DE L’ENVELOPPE DE PLOMB DES CABLES
- Cette machine sert à recouvrir les câbles électriques d’une enveloppe de plomb bien centrée et homogène et de longueur quelconque.
- Les conditions de sécurité et de durée que les électriciens doivent exiger d’un réseau de câbles, quelle que soit sa destination, et les conséquences pouvant résulter d’une insuffisance de protection des conducteurs, font que le fabricant de câbles, aussi bien que les compagnies exploitant des réseaux électriques, ont intérêt à n’employer qu’une canalisation exécutée d’une manière très soignée et avec un matériel présentant toutes garanties.
- Comme on se sert depuis un certain temps de matières isolantes qui, à l’encontre de la gutta-percha, ne sont pas complètement imperméables à l’eau, mais absorbent, au contraire, facilement l’humidité de l’air, et comme on préfère aujourd’hui enfouir directement les câbles, ce qui nécessite de les préserver de l’humidité, de l’acidité du sol, et, en général, de l’action de tous les agents atmosphériques, de même qu’il faut les protéger contre les détériorations mécaniques, on a eu recours au plomb pour confectionner l’enveloppe protectrice dont il faut revêtir l'âme du câble.
- ün sait que le plomb ne s’oxyde qu’à la surface, en se recouvrant d’une couche extrêmement mince de PbaO, qui arrête l’oxydation, de sorte que ce métal peut résister indéfiniment à l’action de l’air.
- L’emploi du plomb est, en outre, indiqué, parce que l’enveloppe des câbles peut être fabri-quée en longueur indéfinie et sans soudures, et c’est surtout dans les moyens offerts pour réaliser ce desideratum que la machine dont, nous allons donner la description présente des avantages.
- Au point de vue de la qualité et de la durée du câble, il est certainement préférable d’avoir affaire à une enveloppe continue plutôt qu’à des longueurs de tubes raccordées par des manchons dont l’étanchéité finit toujours par laisser à désirer. La mise en place et l’adaptation de ces manchons présente des difficultés, et on h’ên fait usage que par suite de l’imperfection dés machines employées jusqu’à présent pour la fabrication des câbles.
- Mais la discontinuité de l’enveloppe de plomb est surtout un inconvénient dans les gros câbles, dont le poids de plomb par mètre courant est relativement grand et où les longueurs raccordées n’atteignent souvent pas 5o mètres; et pour si courtes que soient les sections du tube, élles supposent déjà des charges de plusieurs centaines de kilos de plomb dans la presse, qui est alors une machine de dimérisions gigarites-ques et très coûteuse. Gomme, d’autre part, ainsi que nous l’avotls dit, les avantages de la continuité des tubes de plomb sont très importants, on sera amené tôt ou tard à abandonner les machines ne produisant que des longueurs dépendant du poids de piomb qu’elles peuventcoritënir.
- La machine dont nous avons à nous occuper représente déjà le cinquième modèle de construction de la disposition inventée par l’auteur de cet article en 1882 ; le nouveau type date dé l’année dernière. Cette presse permet d’obtenir directement sur la couche isolante du câble une enveloppe de plomb continue dont la longueur peut aller jusqu’à 20 kilomètres et plus, tout en présentant une épaisseur quelconque, jusqu’aux plus faibles employées dans la pratique.
- Le câble nu pénètre dans la machiné d’un côté et sort de l’autre recouvert de son enveloppe métallique, qui est appliquée sur le câble sans aucun jeu, mais peut aussi à volonté présenter un diamètre intérieur un peu plus grand et laisser entre elle et l'isolant un intervalle parfaitement réglable.
- Pour plus de sûreté on applique souvent une double enveloppe, et on remplit l’intervalle de goudron, de paraffine ou d’une composition de ce genre.
- Pour la mise sous plomb il est indifférent que l’isolant soit formé de caoutchouc, de gùtta, etc., seul, ou que l’âme soit encore protégée par un guipage ou une tresse de jute ou de coton, ou par un ruban. On n’a pas non plus à se préoç-
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- cupér si l’isolant ne résiste pas à la chaleur ou s’il doitj au contraire, être appliqué à chaud en même temps que le plomb.
- L’ütiiqüe condition à observer dans l’emploi de cette machine, c’est que le revêtement isolant dii câble soit assez serré et qu'il ne présente surtout pas d’inégalité d’épaisseur, afin qu’il puisse passer dans la filière sans à-coup.
- - La machine est essentiellement constituée par deux fortes presses hydrauliques se faisant face, dont les cylindres Ç (fig. 1 et 2), en acier fondu, ont 5o cm. de diamètre intérieur et laissent au
- piston une course de 60 cm. L’épaisseur de leurs parois est calculée pour la pression maxi-ma garantie de 36o atmosphères, qui correspond à une pression intégrale de 68000 kilos. Le fond B de ces cylindres est également en acier et disposé de façon à pouvoir être enlevé facilement pour donner accès aux garnitures en gutta-percha des pistons.
- Les pistons hydrauliques sont à double effet, mais la pression de l’eau s’exerce à chaque période de travail sur la totalité de la surface du piston, tandis que pendant le recul du piston la
- Fig. 1. — Presse à plomb Huber. Vue de face.
- pression ne s’exerce que sur une partie annulaire de cette surface. De cette façon, le retour du pistbn s’effectue plus vite, tout en donnant lieu à une moindre dépense d’eau.
- La garniture du piston est confectionnée en gutta-percha de bonne qualité, substance qui se comporte mieux et donne des joints moins coûteux que ie cuir, et en même temps de plus grande durée.
- Dans chacun des grands pistons P en fonte est vissé un piston en fonte d’acier, de surface douze fois moins grande, et dont la course utile, pendant laquelle se forme le tube de plomb, est de 55 à 60 cm. A cette course des deux presses
- correspond un poids de plomb de 170 à 180 kilos sortant, pendant une opération, sous forme de tube.
- Pendant le retour en arrière de la presse, la charge de plomb qui vient de s’écouler est remplacée dans le récipient par une quantité égale de ce métal en fusion à une certaine température provenant de la chaudière fixée au-dessus du récipient.
- Ce dernier est constitué par une pièce en acier fondu très dur pesant environ 35oo kilos. Ses ouvertures par lesquelles pénètrent les pistons en acier p sont doublées de pièces cylindriques E en acier extra-dur, montées â froid
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- dans le corps chauffé du récipient et dont les parois internes sont renforcées à la manière des canons d’armes à feu, pour éviter que ces ouvertures puissent s'élargir sous l’action des pressions de 3ooo à 4000 atmosphères qu’elles ont à supporter.
- Au milieu du récipient où se rencontrent les deux garnitures en acier se trouve un canal col-îecteurccommuniquantavec les deuxouvertures, et à l’intérieur duquel sont disposées les deux parties concentriques de la filière. Le récipient présente en outre une série de conduits permet-
- Fig. 2. — Vue de profil et coupe.
- tant d’établir une circulation de gaz chauds pour réchauffer la pièce avant la mise en marche. A cet effet un foyer O disposé au-dessous du récipient envoie ses gaz de combustion autour du récipient et les fait évacuer ensuite par le bas, de façon à produire un échauffement aussi uniforme que possible. Cette opération ne s’effectue d’ailleurs qu’avant et pendant les premières courses de la presse, le fonctionnement continu de èelle-ci suffisant ensuite à maintenir une température assez élevée. Les mêmes conduits permettent d’ailleurs, en y établissant un tirage artificiel, de refroidir le récipient si l’élévation de température y devenait trop considérable.
- Les trois pièces principales de la machine,
- cylindres C et récipient R, sont réunies par quatre colonnes x portant des manchons D en fonte maintenant la distance entre les différentes pièces. Les colonnes sont en acier Bessemer et ne sont jamais soumises à des efforts supérieurs à 12 kilogrammes par millimètre carré. Elles portent à leurs extrémités des écrous en acier m à pas trapézoïdal.
- Au-dessus du récipient est disposée la chaudière à plomb K avec son foyer O', qui peut être alimenté de combustible solide ou liquide. La chaudière, en forme d’auge, en acier Martin, contient environ 2000 kilogrammes de plomb, soit environ 12 charges complètes.
- L’écoulement du plomb fondu se règle à l’aide de deux leviers h agissant sur des soupapes dont le siège est fixé sur le fond de la chaudière aux extrémités de l’auge.
- Le plomb pénètre dans le récipient tangen-tiellement et vient par suite immédiatement en contact avec la couche de plomb solide, résidu de l’opération précédente, qui entre immédiatement en fusion et se mélange à la masse. Pendant le remplissage, l’air peut s’échapper librement par le haut du récipient.
- Dès que la charge est complète, la presse est mise en action, afin que la contraction du métal n’ait pas le temps de produire un vide, dont résulterait la formation de bulles d’air dans le corps de l’enveloppe de plomb.
- Par ce procédé, le métal pur et exempt d’oxvde ou d’autres impuretés est puisé à la partie inférieure de la chaudière, et le tuyau de plomb qui sort de la presse ne peut donc contenir dans sa masse ni impuretés ni défauts. Dans les presses, au contraire, où le remplissage s’effectue à l’aide de cuillers ou d’une rigole à l’air libre, on ne peut jamais éviter complètement l’entraînement d’oxyde.
- Dans cette machine, la chaudière à plomb est divisée par deux parois en trois compartiments dont la communication ne peut s’établir que près du fonds de la chaudière. Le métal fondu est puisé dans les deux compartiments extrêmes, tandis que le compartiment du milieu est réservé à l’alimentation en métal solide. Les oxydes et scories ne peuvent donc pénétrer dans les deux autres compartiments.
- Le foyer en fonte O' qui entoure cette chaudière en est séparé par une garniture épaisse j de briques réfractaires. Les gaz de combustion
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- passent sous le fond de la chaudière, se séparent ensuite pour suivre deux conduits réchauffant les parties latérales de l’auge et se réunissent en U pour s’échapper par la cheminée en tôle B'. Le tirage est activé par la vapeur injectée dans la cheminée par le tuyau d.
- L’emploi du pétrole comme combustible dans ce foyer présente tout d’abord l’avantage de la propreté. Avec le charbon, on ne peut jamais éviter l’éparpillement des cendres qui, tombant accidentellement dans la 'presse, y produiraient les plus funestes effets, puisque toutes les matières arrivant dans le corps du récipient sont forcées à travers la filière et apparaîtraient incorporées dans le tuyau de plomb.
- La propreté la plus minutieuse est donc une des conditions essentielles à observer dans la manipulation de la presse à plomb, et le chauffage au pétrole permet de la réaliser. Mais ce mode de chauffage est en outre très facile à régler, avantage également appréciable en ce qu’il permet de ne jamais laisser refroidir et solidifier le plomb ni de le surchauffer.
- La dépense de combustible ne constitue dans cette fabrication qu’une question tout-à-fait secondaire, et peut, d’ailleurs ne pas être supérieure à celle du chauffage au charbon. L’huile employée, d’un pouvoir calorifique de lauooà 14000 calories, revient à environ (i ou H francs les 100 kilogrammes.
- Le pétrole se consume sans production de fumée; il ne nécessite pas de tirage artificiel, ni de hautes cheminées. Il est nécessaire seulement que les ouvertures d’échappement des produits de combustion soient à grande section. La flamme du pétrole est très longue et peut être conduite d’une façon précise sur les surfaces qu’elle doit chauffer, sans rayonnement de chaleur inutile, comme dans le chauffage au charbon. Le tisonnage, ainsi que le nettoyage des grilles, sont supprimés, et l’on peut éviter ainsi les rentrées d’air froid.
- Dès que le bain de plomb est liquéfié, opération qui prend environ une heure, on peut entretenir la température voulue en ne laissant brûler que deux becs à pétrole. 11 est vrai que la surveillance du foyer à pétrole exige un ouvrier intelligent, mais le travail est aussi plus unitorme.
- Le foyer à pétrole se compose en principe d’un appareil spécial à brûleurs dans lequel
- vient se terminer un petit tuyau d'injection de vapeur. Les brûleurs sont alimentés par un réservoir commun, avec un réchauffeur intermédiaire.
- Pour mettre en marche, on commence par ouvrir la soupape de vapeur, puis on ouvre le robinet à pétrole et on allume le mélange. Le pétrole est réduit en poussière par la vapeur qui s’échappe d’une toute petite ouverture à l’extrémité d’une aiguille. Le réglage de la flamme s’opère à l’aide de cette aiguille, qui forme un des principaux détails de l’appareil.
- Le réservoir à huile, d’environ 100 litres de capacité, est fixé au mur sur une console, à une hauteur telle que l’huile arrive aux brûleurs avec une pression d’environ un demi-mètre. Le réservoir contient un indicateur de niveau et un tamis très fin retenant toutes les impuretés solides.
- Les porte-filières ;M (Jig. 3), qui pénètrent des deux côtés dans la presse et y sont vissés, peuvent être remplacés très rapidement en faisant usage d’une transmission actionnée par la pompe à vapeur. Cette transmission mécanique peut d’ailleurs être débrayée pour permettre d’opérer le dernier réglage à la main.
- Il est nécessaire, pour obtenir un centrage parfait, que la filière soit mobile dans tous les sens. La filière m est fixée à cet effet dans une 1 pièce conique en acier S, qui peut être tournée dans tous les sens par l'intermédiaire de colon-nettes S’portant à leurs extrémités extérieures des vis de calage.
- Si l’on remarque que le tube de plomb sortant de la machine est décentré, et s’il présente par exemple sur le côté gauche une plus forte épaisseur de paroi qu’à droite, on devra pousser la filière vers la droite, en agissant sur la colon-nette S' de gauche, par l’intermédiaire de la vis s. L’extrémité intérieure conique de la co-lonnette pousse la filière dans la position voulue.
- Une fois le centrage obtenu, la fabrication de l’enveloppe de plomb peut s’opérer d’une manière continue, en longueurs quelconques, sans qu’il puisse ensuite se produire un décentrage.
- . Dans les presses ordinaires, oû la pièce centrale ou l’âme de la filière est mobile et sert à opérer le centrage, la contraction du plomb au refroidissement peut déplacer cette pièce et la pousser du côté où la matière présente le moins
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- de résistance, ce qui a pour effet de produire ùti décentrage. Dans la presse Huber, au contraire, la piècé centrale est fixée près de son extrémité pénétrant dans la filière, de telle sorte que tout déplacement de sa part est impossible.
- Le remplacement des deux pièces de la filière est très rapidement accompli; les vis qui portent ces pièces sont tournées mécaniquement, soit par une transmission actionnée par la pompe à vâpeur fournissant l’eau sous pression, soit par un moteur électrique spécial.
- Pour obtenir l’arrivée régulière et uniforme du plomb liquide, on a intercalé dans la canalisation d'eau sous pression un régulateur d’admission feprésenté par les figures 4 et 5. Cet
- appareil règle l’arrivée de l’eau sous pression de telle manière que les deux pistons hydrauliques ne puissent jamais se mettre en avance ou en retard l’un par rapport à l’autre.
- Il serait impossible d’alimenter à l’aide d’une pompe deux presses hydrauliques entièrement indépendantes, de façon que leur course soit toujours uniforme, malgré les inégalités de résistances rencontrées et des fuites. Le régulateur d’admission a donc pour but de régler les mouvements des pistons, de manière qu’ils se déplacent avec la même vitesse.
- Le régulateur d’admission Huber est basé sur le principe différentiel : il transmet les différences de vitesse des deux pistons à un tiroir de distribution très sensible.
- L’eau comprimée par la pompe circule dans un espace R séparé des canaux G par un tiroir à piston K ne laissant entre les canaux de distribution et l’espace R qu’une lumière de 1 millimètre de largeur. Des tuyaux font ensuite communiquer les deux canaux C par l’intermédiaire de la soupape d’admission aux deux cylindres devant ou derrière les pistons.
- Pour placer le tiroir à piston sous l’influence directe des pistons, ces derniers sont munis de crémaillères Z engrenant de part et d’autre avec un pignon s qui tourne sur un arbre A porté par un chariot à mouvement horizontal S. La cré-maillèresupérieure est reliée au piston de droite, la crémaillère inférieure au piston de gauche, et entre les deux se trouve le pignon sur lequel elles agissent simultanément.
- Lorsque les pistons se meuvëntj l’un de gauche
- à droite, l’autre de droite à gauche, en parcourant des chemins d’égale longueur, le pignon s tournera simplement sur place. Mais dès que, pour une raison quelconque, soit fuite dans une garniture d’un piston, soit inégalité de résistance dans la presse, l’un des pistons tend à prendre une avance ou un retard sur l’autre, le pignon ne restera plus en place, mais son axe se déplacera dans le sens du piston marchant avec la plus grande vitesse.
- Mais comme le tiroir de distribution K est rendu solidaire, par l’intermédiaire des équerres B, avec le chariot S portant ce pignon, ce tiroir tend à diminuer l’admission d’eau au cylindre dont le piston est en avance et à augmenter le volume d’eau arrivant à l’autre cylindre.
- A la mise en marche de la presse, le premier fonctionnement du régulateur s’opère par intei>
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- mittenee parce que le tiroir dépasse d’abord la position d’équilibre. Puis, ce sur-réglage s’opère à des intervalles de plus en plus rapprochés, les courses du tiroir deviennent de moins en moins longues, et finalement, en très peu de temps, elles se réduisent à des déplacements d’au plus 20 millimètres. Enfin, la position d’équilibre étant atteinte, les deux cylindres reçoivent un volume proportionné aux fuites que peuvent présenter leurs garnitures et aux résistances que rencontrent les pistons, qui se déplacent à partir de ce momentavecune vitesse absolument uniforme.
- Sans l’emploi d’un appareil régulateur de ce genre il serait impossible de faire fonctionner convenablement une presse à deux cylindres indépendants.
- La soupape d’admission peut être actionnée de l’extérieur à l’aide d’une manivelle. Les tuyaux de communication aboutissent à la partie inférieure des cylindres, afin que l’air qui se trouverait entraîné puisse être expulsé par la pression de l’eau. Immédiatement derrière le régulateur la canalisation est pourvue de deux soupapes de sûreté qui s’ouvrent automatiquement lorsque les pistons sont arrivés à fin de
- Fig-. 4 et 5. — Régulateur d’admission d’eau.
- course, et arrêtent la presse même dans le cas où l’ouvrier aurait oublié d’agir au moment voulu sur la soupape d’admission.
- Ces dispositifs de sûreté comportent deux soupapes soumises à l’action d’un ressort, et actionnées par un levier coudé sur lequel vient agir, par l’intermédiaire d’un doigt réglable, le piston arrivé à bout de course, Ce qui permet à l’eau de regagner directement le réservoir de la pompe.
- La presse repose sur des glissières en fonte qui doivent être placées sur une fondation solidement établie. La disposition horizontale de la machine facilite beaucoup le travail. Le câble y pénètre à une hauteur de 90 centimètres environ au-dessus du sol et en sort à la même hauteur, pourvu de son enveloppe de plomb.
- Cette disposition horizontale présente une certaine importance, car avec les presses verticales il faut hisser le câble à une hauteur souvent considérable, ce qui ne peut que nuire à la facilité de manipulation. On évite en même temps les flexions et les courbures, qui sont surtout nuisibles pour les gros câbles. En outre, lorsque le câble passe verticalement dans la presse, il arrive très bien que l’enveloppe de plomb se déchire sous l’influence de la traction à laquelle elle se trouve soumise par l’effet du poids propre du câble.
- Lorsque le câble est tiré de bas eh haut, il faut que son poids soit équilibré; on est donc obligé de le faire passer sur des poulies. Dans ce cas, il est en outre impossible de fabriquer une enveloppe de plomb qui ne soit pas forte-
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- ment serréé sur l’âme du câble, car on l’exposerait à des déchirures se produisant sous l'influence de son propre poids.
- De plus, dans les presses verticales, on est obligé de disposer la chaudière à plomb à un étage supérieur, où doit être hissé tout le combustible et le plomb nécessaire.
- On peut dire qu’une presse horizontale d’une charge de plomb de 175 kilog. produit autant qu’une presse verticale de 25o kilog. de charge, sans compter qu’avec la première 4 hommes de service suffisent, tandis qu’il en faut 8 ou 10 avec la seconde.
- Si les câbles doivent, avant d’être revêtus de leur enveloppe de plomb, traverser une masse chaude, on place avant leur entrée dans la presse un récipient chauffé au pétrole ou au gaz. Pour les câbles à gutta-percha, au contraire, on installé devant la presse un réfrigérant, contenant un tube à travers lequel passe le câble sans venir en contact avec l’eau. Cette disposition permet d’éviter le ramollissement de la gutta-percha, et elle est si efficace que le câble peut séjourner dans la presse pendant plus d'un quart d’heure, sans être détérioré, ainsi que des essais l’ont montré.
- La production de cette machine ne dépend en somme que de la capacité du récipient, et si l’on fait quatre opérations par heure, on voit que la production d’une journée de 10 heures correspond à un poids de plomb de 4 x 175 X 10 = 7000 kilog.. sous forme de tube ou d’enveloppe de longueur variable avec l’épaisseur. Cette production est à considérer comme un maximum. Nous donnons plus loin des' tableaux de don-néés de fabrication.
- Cette presse peut être construite pour les pressions les plus élevées ; elle permet d’employer un alliage de plomb à 2,6 0/0 d’étain, que les autres presses ne peuvent travailler qu’avec difficulté.
- Pompe à vapeur. — L’eau sous pression est fournie par une pompe à vapeur horizontale avec trois ou quatre jeux de clapets. La pompe admet des vitesses angulaires variables depuis 20 jusqu’à -200 tours par minute, ce qui permet d'adapter la vitesse des pistons à l’épaisseur de l’enveloppe de plomb à produire. Deux soupapes de sûreté à contrepoids et une troisième à ressort s’opposent à une élévation exagérée de la pression.
- Ces machines se construisent en trois grandeurs différentes. Elles ont été adoptées par plusieurs grandes maisons de câbles et fonctionnent de la façon la plus satisfaisante.
- Voici des chiffres relatifs à leurs dimensions et à leur production.
- Dimensions et poids des presses.
- Poids de la charge du ré- Tj po I Type II Type III
- cipient, en kilog 175 so 3o
- Poids de plomb dans la
- chaudière 2 OOO I 400 —
- Diamètre des cylindres
- hydrauliques, en mm. 5oo 38o 260
- Course des pistons h y-
- drauliques, en mm.... 600 420 320
- Pression maxima en kg.. 600 000 35o 000 175 000
- Diamètre intérieur du ré-
- cipient, en mm 140 IOO 75
- Dimensions totales de la presse :
- Longueur en mm 6 000 4 5ob 3 000
- Largeur — 1 000 I 000 7DO
- Hauteur — 2 000 I 800 1 000
- Diamètres maximum et minimum des tuyaute produits par la presse. a. Avec le dispositif de de plomb
- centrage, en mm b. Sans le dispositif de 3 à 65 3 à 40 3 à 20
- centrage, en mm 65 a ioo 40 à 70 20 il 40
- Espace minimum occupé par l'installation comprenant la pompe à vapeur et deux bobines à câbles.
- Longueur en mm 8 000 6 oco 4 000
- Largeur — ." 6 000 4 5oo 3 000
- Hauteur — 3 5oo 3 000 2’5oo
- Poids approximatif de la
- machine, en kilog 22 OOO i3 5oo 5 000
- Poids approximatif de la pompe, en kilog 2 5oo 2 5oo I OOO
- Puissance en chevaux... 8 à 12 5 à 9 2 à 3
- Nombre de tours par mi-
- nu te 20 à 220 20 à 220 20 à 100
- Pression d’admission mi-
- nima, en atmosphères. 6 6 ' 5
- Production. Type I Type 11 T'ypo III
- kg- kg. kg-
- Production en 10 heures :
- Gros câbles 5 000-6000 » »
- Câbles moyens 3ooo-5ooo 2000-3000 1000-1200
- Petits câbles 2000-3000 iooo-i5oo 600-1000
- Très petits câbles ...... 1000-2000 600-1000 • 3oo-6oo
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
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- Ci-dessous le tableau des longueurs produites en io heures.
- Diamètre du cAhlo Kpnlseonr du tuho Poids pur métro Production en 10 heures, en mètres
- eu millimètre* on millimètre» eu gntmmcs Typo I Type II Type III
- 3 1 9,5 0,75 43 18 OOO 8 000 3 OOO
- 186 1 I OOO 5 000 2 OOO
- 6 o,7S 239 10 OOO 5 OOO 2 OOO
- 3io 8 000 4 000 I 600
- t ï 38o 10 000 5 Ooo 2 OOO
- 1,5 444 9 000 4 5 00 I SOO
- 20 2 1,25 656 6 000 3 ooo 1 200
- 1 243 3 000 1 5oo 600
- 3o I 302 3 000 1 5oo —
- 2 1934 2 000 1 ooo —
- 40 L 1,5 I 994 3 000 1 5 00 —
- -, 2,5 3 238 1 700 85o —
- 5o l 1,75 2 940 1 800 — —
- i 3 .4 870 1 200 — —
- 60 2 1 3,5 4 006 6 720 1 400 . , 85o —
- 70 3 6 942 ' 800 — —
- | 4 . 9 no 65o
- Carl Huber.
- APPLICATIONS MÉCANIQUES
- de l’électricité (*)
- La question de l’application de l’électricité à l’actionnement des machines-outils directement, par l’addition de dynamos sur la machine même,
- (*) La Lumière Électrique du 28 avril 1894, p. 154.
- Nous avons reçu à propos de notre dernier article de cette série la lettre suivante de MM. Sautter-Harlé :
- «Nous tenons à vous remercier de l’article que vous avez consacré dans le numéro du 28 avril de la Lumière Electrique à nos appareils pour la manœuvre des canons.
- « Mais en même temps nous voudrions demander dans votre prochain article une rectification. Le système que vous avez si bien décrit ne nous appartient pas exclusivement. Il a pour auteur, au même titre que nous-mêmes, MM. Savatier et M. Lagabbe, ingénieurs de la Compagnie des Forges et Chantiers de la Méditerranée. Nous sommes très désireux, et ce n’est que justice, que ces messieurs soient nommés, comme étant les auteurs au même titre que nous, de ce système.
- « Vous pourriez ajouter que l’expérience de ce système a été faite déjà avec plein succès sur le cuirassé le Captan Praty construit à la Seyne Tannée dernière pour le gouvernement du Chili. » j
- ou indirectement, par des dynamos montées sur des transmissions plus ou moins fractionnées, est, de plus en plus, à l’ordre du jour.
- On connaît les avantages généraux du système, dont le principal consiste dans la suppression partielle ou totale des transmissions et courroies sans cesse en marche et en fatigue, indépendamment du nombre des machines-outils réellement en travail. Ces transmissions absorbent ainsi un travail constant, et provoquent une perte proportionnellement d’autant plus grande que le régime de l'atelier est plus
- Fig. 1. — Perceuse a commande électrique Collet.
- variable, et qui peut, dans certains cas, extrêmes il est vrai, atteindre jusqu’à 60 et 700/0 du travail total dépensé par la machine motrice. Dans bien des cas, la distribution électrique sera plus économique que la transmission habituelle ; mais il faudrait, peut-être, se garder de généraliser.
- Dans le cas, par exemple, d’un atelier à régime peu variable, où presque toutes les machines-outils, c’est à-dire, environ les 4/5 de ces machines, seraient constamment en travail, la perte par la transmission mécanique ne dépasserait guère 25 0/0. Or, en admettant q5 0/0 pour le rendement électrique de la génératrice et
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- 85o/o pour celui des réceptrices, on arrive, pour la transmission électrique, à une perte de 20 0/0, à laquelle il raut ajouter la perte par les circuits, d’environ 5 0/0, ce qui mène, en somme, à la conclusion que, dans ce cas, les deux systèmes s’équivalent à peu près, au point de vue du rendement total. Mais l’électricité prendra l’avantage d’autant plus que le régime de l’atelier variera davantage comme, par exemple, à la manufacture d’armes de Herstal (1), où l’électricité a très avantageusement remplacé les transmissions mécaniques.
- Cette question du remplacement des transmissions mécaniques par des transmissions électriques est donc, comme la plupart des questions de mécanique appliquée, impossible à trancher d’une façon générale; l’opportunité de la transformation ne pourra jamais être appréciée logiquement, dans chaque cas, que par une étude spéciale du régime de l’atelier, comme on l’a fait, d’ailleurs,à Herstal, avantdeprendre une décision. Ce que l’on peut néanmoins affirmer, en thèse presque générale, c’est que l’emploi intégral de l’électricité permettrait presque tou-
- Fig. 2 — Tour à commande électrique Lodge et Davis.
- jours de simplifier le mécanisme des machines-outils, débarrassées de leurs trains réducteurs et de changement de marche, remplacés par des commutateurs et des graduateurs électriques, auxquels les électriciens modernes arriveraient sans doute à donner facilement la même docilité, la même précision et la même sûreté qu'aux dispositifs mécaniques actuels.
- Quoi qu’il en soit, la liste déjà longue des machines-outils actionnées par l’électricité s’aug-menteHous les jours. On peut diviser ces machines en deux classes, suivant qu’on les établit complètement, et à nouveau, en vue de leur
- {') ,The Epgineer, 25 novembre 1892, p. 453.
- actionnement électrique — c’est le cas de la plupart des appareils précédemment décrits au cours de ces articles (x) — ou que l’on se contente de remplacer, par exemple, le harnais de réduction et son cône de poulies par une dynamo installée à peu près à sa place.
- Comme exemple de cette dernière solution, nous citerons la perceuse de Collet et le tour de Lodge et Davis.
- La première de ces machines à (fig. 1) sa dynamo logée dans le socle dé sa colonne, et qui transmet son mouvement aux mécanismes du
- (*) Perceuses Clark et Slandfield, Houghton, Sautter, Rowan, Siemens et Bailey, Weyburn. '
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- wOURNAL UNIVERSEL UÉLECTRICITÉ
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- bras par courroies, comme dans les perceuses
- ti <^> ;
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- a
- ^ 7*— 7
- Fig-, S et 4. — Meule à commande électrique Chamberlain et Hockham.
- Fig. 5 et 6. — Réducteur annulaire Hollick (1892),
- de Baush, Richards, etc. Le tour de Lodge et Davis a (fig. 2) sa dynamo, du type cuirassé,
- logée dans la poupée motrice ou fixe, à la place du cône. L’armature folle, sur son axe, comme le cône qu’elle remplace, commande le tour par le mécanisme habituel de filetage, à contre-arbre et tête de cheval. Un rhéostat commutateur A B permet d’en faire varier la vitesse dans des limites très étendues.
- La machine de MM. Chamberlain et Hockham représentée par les figures 3 et 4 a pour objet de faire actionner directement, par une dynamo D, une meule B, destinée à polir ou à rectifier
- Fig. 7 et 8. — Réducteur à bande Hollick.
- un arbre A, monté sur les pointes d’un tour. Le principe du système consiste, tout simplement, à remplacer l’outil ordinaire par un support I, saisi dans le chariot porte-outil H, appuyé sur la barre du tour par la vis réglable I', et portant la dynamo et sa meule. Le courant arrive, par les balais de charbon E E', au travers d’un commutateur à la portée du mécanicien.
- Une autre application de l’électricité que l’on commence à considérer avec une certaine attention est celle qui consisterait à remplacer plusieurs machines, ou groupes de machines et chaudières épars, disséminés en divers points d’une grande usine, par des dynamos desservies par une sorte de station centrale, avec machine
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- à vapeur unique à haute pression, grande détente. placée au point le plus favorable pour son service de charbon et d’eau, même, au besoin, à
- une certaine distance de l’usine, jusqu’à un kilomètre par exemple, avec une perte très faible dans les circuits, installés à loisir, faciles
- Fig. 9 à 12. — Propulseur électrique amovible New et Mayne (189?).
- Fig. i3. — Propulseur électrique Barnett (.1893).
- à surveiller, et peu nombreux. Une pareille installation serait particulièrement avantageuse dans les cas, assez fréquents, où les différentes machines à vapeur à remplacer par des dyna-
- mos ne travailleraient que très irrégulièrement (a).
- (‘) B h b son. Electric Power Installations in Engince-
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- On a presque toujours besoin, dans les applications mécaniques des dynamos d’en réduire
- Fig. 14. — Touage électrique Davis.
- Fig. i5. — Remontoir électrique Ivean (1892).
- considérablement la vitesse, et l’on peut, dans certains de ces cas, recourir avec avantage aux
- ring and Iran Works. (Cieveland Institution of Engi-neers, 9 avril 1894).
- transmissions annulaires dont nous avons décrit plusieurs types dans nos précédents articles (1).
- La transmission annulaire de M. Hollick se compose (fig. 5 et 6) de trois axes DE C, dont un moteur, G,qui entraîne les deuxautres parlefrot-tement de son galet A sur leurs galets B et G. En outre, chacun des axes entraînés, D et E, porte deux autres galets, S S et S'S', sur lesquels sont tendus les anneaux rr, qui soulagent ainsi de toute pression ou poussée latérale les paliers de I) et de E. Ces anneaux, qui tournent avec une
- vitesse réduite dans le rapport en désignant
- par A et r les rayons de A et de r, transmettent la puissance de la dynamo par courroies ou par engrenages; ils peuvent même constituer les jantes d’une roue de locomoteur (2). Pour les cas les plus usuels, ces anneaux roulent sur des galets-guides F F’, et le galet moteur est pressé sur B et G par le mécanisme équilibré KI FI.
- Les figures 7 et 8 représentent l’application du système à la conduite de l’arbre d d’une grue par l’arbre a d’une dynamo dont, le galet b tourne entre les poulies c et e : l’une c calée sur d, et l’autre, e, appuyée sur c par une courroie /, que l’on tend plus ou moins en soulevant ou en abaissant un peu l’axe/de e, par le mécanisme kih. Le jeu de l’axe /, ainsi que la tension maxima de la courroie /, sont, d’ailleurs, limités par le réglage des écrous pp des tirants m m.
- L’appareilpropulseur pour canots àeMM.New et May ne est (fig. 9312) logé dans le gouvernail même du bateau, en donnant aux inducteurs 5 de la dynamo la rorme allongée nécessaire pour cette destination. L’armature, qui commande directement l’hélice, a sa butée reçue par des billes 18, dans un palier facile à enlever, de façon à permettre de retirer l’armature etson commutateur. Le tout est enveloppé d’une façon étanche par la tôle 24, qui constitue la surface du gouvernail. Cette disposition permet de marcher de temps en temps à l’électricité, sans rien changer au reste du canot, dont on n’a qu’à remplacer le gouvernail ordinaire par le gouvernail moteur électrique; toutes réserves faites,
- C) La Lumière Électrique du 5 juillet 1884, p 17. — JUNKIN, AvUTON et Pl'.llKV.
- {-) La Lumière Electrique du 3i oct. 1885, p. 195.
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- la lumière Electrique
- bien entendu, sur le rendement d’une hélice dans de pareilles conditions.
- On pourrait sans doute en dire autant du sys-
- tème de M. Barnell, qui consiste (fig. i3) en deux hélices à pas égaux et contraires, actionnées directement et en sens contraires par les
- Fig. 16 et 17. — Horloges électriques DuÉois (1893).
- Fig. 18 et 19. — Horloge électrique Campiche. Ensemble et détail du rappel.
- armatures R et R' de sa dynamo, décrite à la page 566 de notre numéro du 24 mars 1894.
- On sait que la question du louage électrique
- des bateaux est actuellement très étudiée aux Etats-Unis, notamment par les-ingénieurs du canal Erié. L’un d’eux, M. Davis, a récemment
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- JOURNAL UNI VERSEL D’ÉLEC 1RICI TÉ
- 32.1
- proposé d’opérer ce touage par des locomoteurs électriques roulant sur les voies des berges, mais en guidant les bateaux sur le rail intérieur par des trollys convenablement disposés, comme l’indique le schéma (fig. 14), de manière
- à maintenir les bateaux rigoureusement en file, et surtout à les faire arriver bien dans l’axe des écluses, sans aucune manœuvre de gouvernail. On pourrait ainsi augmenter considérablement l’activité des écluses, y faire passer, par exemple,
- Fig. 18 à 22. —Commutateur Knowles et Park (i8ç)3); coupe diamétrale, plan, détails de la manette
- et du bras F.
- G
- par 24 heures, 200 bateaux au lieu de 112, maximum actuel (,).
- Le fonctionnement du remontoir électrique de Kean est (fig. i5) fondé sur l’emploi d'un
- commutateur à mercure L. Dans la position figurée, le mercure de ce commutateur est en train de rompre son contact; après quoi, l’élec-tro F lâche son armature E à poids H, qui remonte, par C et le cliquet C', le rochet B, en même temps qu’il fait basculer, par L', le commutateur autour de son axe z, de manière qu’il
- (*) Electrical World, 7 avril 1894, p. 471.
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- referme son contact, et que E, ramené sur F, laisse le ressort d rappeler C dans sa position primitive, prêt à une nouvelle opération. Un contre-cliquet c2 empêche tout recul de B pendant le rappel de G.
- L’horloge électrique de Dubois représentée par la figure 16 a pour organe moteur un élec-tro h, agissant, par l’intermédiaire du ressort d, réglable en dv Dans l’état figuré, le circuit
- Fig- 23 et 24. — Commutateur Knowles et Parle Coupe horizontale et schéma des circuits.
- de l’électro est rompu; le ressort d passe à la position pointillée, et fait tourner, par/2, la roue folle/et son cliquet_/j, la roue d’horloge a, et, par /, le secteur h2, jusqu’à ce qu’il vienne, en appuyant, par hu g3, sur refermer le circuit de l’électro-aimant. Cet électro attire alors son armature ii, pivotée en i2. et équilibrée en k, de manière à ramener d,f2,J et le secteur dans leurs ^positions primitives, prêts à recommencer l’opération.
- En figure 17 le mécanisme est simplifié par la suppression du contrepoids k, en faisant agir dx directement sur le secteur h2.
- A chacune de ces oscillations, le pendule B de l’horloge de M. Campiche fait (fig. 18), par H,, tourner d’une dent la roue C, puis, au retour, il fait, par la butée élastique JJ, osciller l’armature M de l’électro-aimant E, comme l’indique la figure 19. Or, la roue C porte deux contacts réglables, k qui viennent, deux fois par tour, fermer, par D', le circuit de la pile G sur l’électro E, au moment même où son armature se trouve dans la position indiquée en traits pleins sur la figure 19; de sorte que cette armature imprime alors au pendule l’impulsion nécessaire pour en entretenir le mouvement.
- Fig. 25 et 26. — Commutateur Ivnowles et Parle Détails du manipulateur.
- Le commutateur de Knowles et Park a (fig. 18 à 26) pour objet de permettre à un capitaine de navire, par exemple, d’envoyer rapidement par des lampes ou autrement un certain nombre de signaux convenus.
- L’appareil se compose d’une boîte A, dans laquelle sont disposés des anneaux métalliques B, isolés, à crénelures de contact b, disposées suivant les signaux correspondants, avec un bras fixé à l’axe E, et formé d’un bloc F, à touches élastiques//..., correspondant aux contacts b. La manivelle G de E porte une aiguille G', se déplaçant devant un limbe où se trouvent indiqués les signaux correspondant aux différentes positions de l’aiguille G'.
- On a supposé sur les figures 18 à 26 les anneaux B reliés à 10 lampes à incandescence alternativement blanches et rouges. Chacune des
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- divisions du limbe porte (fig. 22) cinq points, dont les rouges sont figurés par des noirs, réalisant toutes les combinaisons possibles, cinq par cinq, des rouges et des blancs. Ces combinaisons peuvent, conventionnellement, représenter des lettres de l’alphabet, des points de la boussole, ou des ordres convenus.
- Chacun des anneaux B est relié par un conducteur isolé à l’un des contacts k3 (fig. 23), groupés dans une boîte de contact K, et aboutissant par autant de conducteurs d’un câble L, aux lampes correspondantes M, avec retour commun N'x, à la dynamo, qui est, d’autre part, reliée, par J, N, O, P, e' (fig. 24) au bloc F. Le bras e', solidaire de E, comme F, est, en outre relié, par la dérivation 12p\ à la lampe Q, qui indique ainsi l’état du circuit principal, et empêche la formation des étincelles aux fermetures de ce circuit.
- Il est important que les contacts b et /soient fermés avant le circuit principal, pour empêcher la production de faux signaux, et que la fermeture de ce circuit soit faite par le cliquet même qui arrête le bras G dans ses différentes positions. A cet effet, pour déplacer ce bras, il faut d’abord rabattre le cliquet S de gauche à droite (fig. 26) afin de dégager sa dent s' de celles a3 du couvercle. Ce mouvement a pour effet, S étant fou sur l’arbre R, de faire tourner cet arbre par la butée du taquet s2 de S sur le man-chqn T, d’abord jusqu’à amener, en tendant les ressorts R' R', les trois axes g, R et r dans un même plan ; puis, ce point dépassé, les ressorts R'R'achèvent vivement, comme en figure 26, la bascule de S, de manière à rompre brusquement, par le soulèvement de U, V, le circuit en w', w, W (fig. 24). Ce circuit est, de même, rapidement fermé lorsqu’on relève S, après avoir amené l’aiguille G'devant une nouvelle division du quadrant.
- Gustave Richard.
- L’ASSAINISSEMENT ÉLECTRIQUE
- Dans la récente discussion sur l’assainissement de Paris (J), M. Berger disait à la Cham-
- bre : « On fait serpenter dans nos domiciles des conduites d’eau sous pression, de gaz, d’électricité, d’air comprimé, de vapeur; savez-vous si un jour on n’arrivera pas à y faire circuler des liquides composés qui stériliseront les excrétions dès leur production, les dissoudront et les retourneront à la Seine dans un état d’innocuité presque complète? Je ne suis ni théoricien ni empirique, et j’ai la crédulité très peu facile. Je signale cependant certaines expériences où l’électrolyse joue un rôle et qui se poursuivent actuellement.
- « Je ne saurais dire si elles sont concluantes, mais j’ai le devoir d’inviter les autorités municipales à ne pas les perdre de vue. »
- Ces expériences dont parle M. Berger sont celles que nous avons décrites (B et qui font le plus grand honneur à M.,Hermite, l’inventeur de ce projet original de fabrication et de distribution d’un liquide désinfectant en vue de remplacer l’eau des chasses des cabinets d’aisances.
- A la suite des expériences d’assainissement faites dans les ports de mer par ce procédé, des rapports ont été produits tout d’abord sur l’action stérilisante, la propriété destructive des organismes par l’eau de mer électrolysée.
- Cette eau de mer stérilisée est, en somme, une solution d’hydrochlorite, substance qui passe depuis longtemps pour un agent désinfectant; bien avant qu’on connût les microbes, le chlore et les hypochlorites ont rendu des services en temps d’épidémie.
- Nous avons sous les yeux trois rapports officiels : celui du conseil central d’hygiène de la Seine-Inférieure fait à la suite des expériences du Havre, et ceux qui ont été faits à la demande des municipalités par des commissions de médecins et de pharmaciens de la Marine après les expériences de Brest et de Lorient.
- Le premier rapport est défavorable au procédé, les deux autres lui sont favorables. Il s’agit de nous faire une opinion devant ces divergences; en attendant de nouvelles expériences, nous allons présenter les conclusions de ces trois rapports et chercher où est la vérité.
- Le rapport défavorable est celui du Conseil central d’hygiène de la Seine-Inférieure, il est dû à MM. les D,s Cerné et Leudet. Il a été attribué à tort par quelques-uns de nos confrères au
- (*) La Lumière Électrique, t. L, p. Soi.
- C) Journal Officiel du 25 février 1894.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Conseil supérieur d’hygiène de France, qui ne s’est jamais occupé du procédé électrolytique d’assainissement.
- Nous citons in extenso les conclusions de ce rapport :
- « Nous ne pouvons tirer aucune conclusion des expériences faites sur les premiers liquides (stériles) envoyés par la ville du Havre, parce que les liquides du ruisseau et du siphon collecteur devant aller très rapidement à la mer, il s’agit de savoir s’ils ont été stérilisés pendantce peu de temps. C’est, en effet, à ce moment qu’ils peuvent constituer un danger pour la santé publique, tandis que les premiers échantillons reçus avaient été en contact avec le liquide électrolytique pendant plus de deux mois.
- « Nous pouvons par contre tirer des conclusions certaines des échantillons envoyés par M. Delarue, puisque nous nous trouvons encore dans un délai trop éloigné, quoique très restreint, du temps de parcours si rapide des liquides du ruisseau à la mer.
- « Prenons le ruisseau ; nous trouvons que celui traité par le procédé Hermite paraît plutôt plus contaminé que celui lavé par l’eau de la canalisation urbaine, puisque nous n’avons pu y nu-mérer les bactéries, tant le nombre des liquéfiants était considérable. Donc le liquide Hermite n’est pas, d’après ces échantillons, nécessaire au lavage des ruisseaux.
- « Si nous passons au liquide du siphon collecteur, nous constaterons que dans le cas où, comme l’a préconisé M. Hermite, on croirait pouvoir attendre la construction ultérieure d’égouts, l’admission de ces liquides dans les ruisseaux constituerait un danger très grand; puisque nous n’avons constaté aucune stérilisation des dites dilutions, même vingt-quatre heures après leur contact avec les liquides soi-disant stérilisateurs.
- « Examinons maintenant le cas d’un système général d’égouts complets; la stérilisation n’étant pas faite dans la maison même, il n’y a évidemment aucune nécessité, a fortiori de remplacer l’eau de la canalisation ordinaire de la ville par un liquide plus dispendieux.
- « Pour les expériences ayant porté sur ces mêmes liquides plus de trois semaines après, les stérilisations qui paraissent devoir se faire à la longue, ne peuvent atténuer en rien les précédentes conclusions, car jamais dans la pra-
- tique les substances contaminées ne resteront en présence des liquides antiseptiques un temps aussi long. iMais cependant elles apportent une confirmation aux recherches sur les échantillons envoyés par la ville du Havre et qui, conservés beaucoup plus longtemps en vase cloè, avaient atteint un degré de stérilisation presque complet
- « En résumé, votre commission vous présente les résultats d’examens pratiqués dans les conditions ou M. Hermite entend faire fonctionner pratiquement son procédé. Nous sommes en droit de conclure que, dans ces conditions, son procédé n'amène pas une stérilisation suffisamment rapide des matières fécales et, par conséquent, ne constitue pas une garantie suffisante pour une prompte désinfection; il partage avec d’autres produits la propriété d’enlever les odeurs et peut avoir une certaine efficacité hygiénique à ce point de vue particulier seulement (,). »
- Il n’est pas inutile de dire que le rapport mentionne ceci : les prises d’échantillons n’ont pas été faites par les expérimentateurs.
- Le second rapport favorable a été rédigé à la suite des expériences sur l’assainissement du bureau de police du port de commerce de Brest, et a été présenté au Conseil municipal de cette ville. Ce rapport est signé par le D" A. Piton, professeur à l’école de médecine navale de Brest, qui a été assisté dans ses expériences par les D” Vergos, Parin, Taburet et Ruelle. Nous citerons les conclusions de ce rapport très documenté.
- « De toutes les expériences que j’ai faites, il résulte :
- « i° Que l’eau de mer électrolysée est relativement stable; elle l'est d’autant plus que son titre chlorométrique est plus élevé.
- « A i gramme de chlore par litre, elle perd 4/1000 par jour ;
- « A 0,75 gr. de chlore par litre, elle perd 5/iooo par jour;
- « A o,5o gr. de chlore par litre, elle perd 20/1000 par jour;
- « A o,25 gr. de chlore par litre, très grande instabilité.
- « Au bout de vingt-quatre heures, l’eau à 0,25 gr. ne semblait contenir qu’une quantité de chlore excessivement faible;
- (‘) Normandie médicale, i5 décembre 1893.
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- « 2° Que le mélange d’eau de mer électrolysée et d'eau de mer est très instable;
- « 3° Que le mélange d’eau de mer électrolysée et d’eau douce est aussi stable que l’eau électrolysée elle-même. D’où la possibilité de son transport à l’état de concentration et de sa dilution par l’eau douce au moment de s’en servir;
- « 4° Que le pouvoir de désodorisation de l’eau électrolysée est parfait :
- « 5° Qiie son pouvoir dissolvant des matières fécales et du papier semble nul;
- « 6° Qu’il faut :
- a a. 6 litres d’eau à i gramme pour stériliser une selle dure de i5o grammes.
- « b. 7 litres d’eau à 0,75 gr.
- « c. 9 — o,5o gr.
- « d. 10 — o,36 gr.
- « e. 12 à i5 — .0,25 gr. ;
- « 7° Que l’eau électrolysée à 1 gramme stérilise les selles liquides à volume égal en cinq minutes;
- « 8° Qu’il ne faut pas plus de cinq minutes à l’eau à 1 gramme et à 0,75 gr. pour stérilisera volume égal, une culture pure de bacille cholérique ou typhique;
- « 90 Qu’il faut dix minutes à l’eau à o,5o gr. pour stériliser un volume égal de culture pure de bacille cholérique;
- « io° Qu’il faut quinze minutes à l’eau à 1 gr. pour stériliser un volume égal de culture pure de sublilis, sporulé sporuli;
- « ii° Qu’un contact intime est indispensable; d’où nécessité de fosses fixes et d’appareils di-lueurs des matières fécales avant de les envoyer à l’égout.
- « En résumé, les expériences auxquelles je me suis livré me permettent de conclure que l’eau de'mer électrolysée est un désodorisant parfait et un excellent antiseptique, qui détruit très rapidement les micro-organismes les plus résistants, à la condition expresse d’assurer un contact intime du micro-organisme et de l’eau électrolysée (t).
- Le rapporteur de Brest insiste sur le facteur temps dans l’action stérilisante du liquide élec-trolysé sur les cultures pures des bacilles cholériques et typhiques et sur les matières fécales. Nous citerons les résultats de ses expériences
- (') Rapport au Conseil municipal de Brest, 21 fév. 1894.
- faites sur les matières fécales avec de l'eau électrolysée à o,5 gr. de chlore par litre en employant des dosages variables de liquide et des temps variables.
- « Action sur les matières fécales. — Il ne suffit pas de connaître l’action d’un antiseptique sur une culture pure en bouillon; il faut encore l’étudier sur l’habitat des micro-organismes, et, dans le cas présent, sur les matières fécales et les microbes qu’elles contiennent. Ces matières protègent efficacement les microbes qu’elles enveloppent des résidus de la digestion; les matières albuminoïdes et surtout les matières grasses qui entrent dans leur composition empêchent le contact de l’antiseptique et des microorganismes. Il me fallait donc déterminer, d’une façon très attentive, la dose nécessaire à la stérilisation des matières fécales.
- « Je devais me placer dans les conditions normales, c’est-à-dire dans les conditions que rencontre l’agent stérilisateur dans les égouts et les fosses d’aisances.
- « Je devais même exagérer les difficultés de contact, pour arriver à un résultat certain.
- « Aussi ai-je toujours choisi des matières fécales très dures, et les ai-je peu agitées, après leur ensemencement dans le tube d’essai qui contenait l’eau électrolysée.
- « Il faut 6 litres d’eau à o,5o pour stériliser une selle dure de i5o grammes et 2 heures de contact. »
- Le troisième rapport, rédigé à la suite des expériences de Lorient, s'appuie sur les recherches qui ont été faites au laboratoire bactériologique de l’hôpital maritime de cette ville par le docteur du Bois Saint-Sevrin, médecin de la marine, et M. Auché, pharmaciende marine, à la demande du maire de Lorient. En voici les conclusions :
- « L’analyse chimique du liquide désinfectant, faite après six jours de conservation en vase clos, ayant donné un poids de chlore égal à 0,795 gr. par litre par le procédé de l'acide arsénieux, et seulement o,3co gr. par le procédé de l’hyposulfite de soude, semble indiquer que ce liquide contient du chlore à divers degrés d’oxydation.
- « Son action stérilisante sur le bacille typhique a été la suivante :
- « 1” La culture pure de bacille typhique a été stérilisée en cinq minutes.
- « 2° Les matières fécales typhiques ont été
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- stérilisées dans l’expérience n° 2 après une durée d’action minima d’une heure.
- « Ce résultat n’a été obtenu que grâce à une agitation lente et continue assurant le contact de tous les grumeaux pendant tout ce temps.
- « La quantité de liquide employée était de 10 litres, contenant o,5 gr. par litre, soit 5 gr. de chlore.
- « La dose de chlore étant inférieure, l’agitation ou le contact intime et prolongé faisant défaut, la stérilisation n’a été obtenue qu’après deux heures d’action dans l’expérience n° 3, et a été incomplète après deux heures d’action dans l’expérience n°i (2,5 gr. de chlore).
- « Enfin, il y a lieu de remarquer que les selles typhiques en expérience représentaient environ 100 gr. de matières liquides, tandis que le poids moyen d’une selle normale est de i5o à 200 grammes. »
- Il résulte de ces deux deux derniers rapports que pour arrivera une stérilisation parfaite, surtout avec des selles solides, il faut une concentration et un temps suffisants. Le rapport défavorable semble nier toute action stérilisatrice et, au contraire, laisserait croire que la fermentation est activée dans un milieu chloré, nous restons convaincus néanmoins. Dans un procès, quand les experts ne sont pas d’accord, une critique sévère des expériences s’impose, et la vérité exige une contre-expertise, surtout quand il s'agit des délicates expériences de bactériologie. Il est de toute évidence que l’auteur du procédé d’assainissement n’a pas lancé son affaire sans s’éclairer sur la valeur de son procédé.
- Une autorité en bactériologie, le Dr Chante-messe, officieusement pressé de donner son avis, a institué des expériences; il n’a pas fait de rapport, mais a dit et dira à qui voudra l’entendre ce qu’il pense de la valeur du liquide électrolytique comme agent stérilisant. Il est regrettable que l’éminent Dr Proust, à la tribune de la Chambre Ç), sur la foi du seul rapport de Rouen, ait cru douter de l’efficacité du procédé au point de vue microbien.
- Qu’on affirme, comme l’a fait M. Bourgoin (2), député et chimiste, que, malgré la valeur mi-crobicide du chlore et des hypochlorites, le pro- * (*)
- (') Journal officiel, 27 février 1894.
- (*) Journal ojficiel, 25 février 1894.
- cédé soit d’une application compliquée et dispendieuse pour une ville de l’intérieur, grande comme Paris, cela peut se soutenir et se comprendre. Le procédé n’en est pas moins tout à fait pratique quand on dispose de l’eau de mer, s’il est prouvé enfin que, tout aussi bien que le sublimé corrosif, le liquide électrolytique tue les organismes et qu’en même temps il détruit les mauvaises odeurs. Il faut dépenser de l’argent, bien entendu, mais si le procédé résout ce difficile problème hygiénique de désinfection, cet argent sera bien employé. Voici d’ailleurs les devis d’installation, en admettant qu’il faille employer un volume de liquide électrolytique contenant 5 grammes de chlore pour stériliser une selle normale d’homme adulte, ün suppose une selle par jour et par habitant et en tenant compte des femmes et des enfants, on prendra un volume contenant 3 grammes de chlore.
- L’installation comprend un réservoir de chasse de 10 litres; les matières se réunissent dans un siphon dilueur contenant un panier percé de trous permettant un séjour assez prolongé pour une bonne stérilisation et une désagrégation mécanique des matières dures par la chasse même. En distribuant le désinfectant au titre de o,3 gr. de chlore par litre et en distribuant 3o litres par habitant et par 24 heures, on peut assurer l’assainissement d’une ville. Néanmoins, pour rester d’accord avec les travaux bactériologiques qui exigent 9 litres de désinfectant à o,5 gr. de chlore pour une selle dure de i5o grammes, nous prendrons 8 litres (selles liquides) à o,5 gr. par habitant et par 24 heures.
- Un électrolyseur produit au minimum 1000 grammes de chlore à l’heure pour une force motrice de 12 chevaux, c’est-à-dire de quoi désinfecter 6000 selles par 24 heures ou le liquide désinfectant pour 1600 personnes à raison de 3o litres par tête.
- D’après M.' Hermite, avec ces données on aura :
- Prix de revient pour une ville maritime de 100 000 habitants.
- 62 électrolyseurs à 12 chevaux............. 744 chevaux.
- 3o litres x 100000 = 3ooo mètres cubes.
- La pompe élévatoire absorbe................... 60 —
- Soit en tout environ.................... 800 chevaux.
- En chevaux-heures, 19200.
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- En admettant 1 kilogramme de charbon par cheval-heure et la tonne à 25 francs :
- Dépense 19 x 25.........................= 475 fr.
- Personnel :
- 1 ingénieur à 400 francs par mois.
- 4 mécaniciens à 200 —
- 6 chauffeurs à i5o —
- 4 aides à 120 —
- Personnel ensemble par jour................. 84,82
- Graissage et entretien, 5o 0/0 de la main-d’œuvre. .................................... 42,41
- Dépense par jour pour 3ooo mètres cubes..... 602,23 fr.
- Prix du mètre cube, 0,20 fr.
- Dépense annuelle, 219 8i3,95 fr., soit par an et par habitant 2,19 fr. pour 3o litres de liquide.
- Pour une ville de l’intérieur, il faudrait ajou-
- ter au devis ci-dessus le prix de :
- i5 tonnes de sel à 3o francs........... 400 fr.
- 3 — chlorure de magnésium à 100 fr.. 3oo fr.
- ce qui donnerait le mètre cube à 0,45 fr., et la dépense par an et par tête à 4,93 fr.
- En admettant que la vidange coûte en moyenne 7 francs par an et par tête d’habitant, on voit que la chasse avec le produit de l'électro-lyse désinfectante permettant le tout à l'égout coûte encore moins cher que la vidange.
- En assurant seulement la désinfection des cabinets d’aisances au moyen de 8 litres de désinfectant, le prix de revient par tête d’habitant et par an serait de 0,73 fr. Même en doublant le prix de revient, on voit que ces prix n’ont encore rien d’exagéré.
- Nous avons tenu à citer impartialement tous les rapports et toutes les pièces nécessaires à l’histoire de ce projet d’assainissement électrochimique, laissant nos lecteurs juges des critiques faites à un procédé qui restera quand même une des plus intéressantes et des plus utiles applications du courant électrique.
- A. Riga ut.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Commutateur de Segundo (1893).
- En tournant K, son bouton M entraîne, par m, l’anneau G, qui amène le ressort G sur F, où il ferme le circuit D G F E. G s’enclenche sur
- F, et G est arrêté par la butée d. En tournant G en sens contraire, son plan incliné cg soulève G et le déclenche de F, de sorte qu’il
- Fig. 1 et 2.
- revient à sa position de rupture, indiquée en traits pleins sur la figure 2.
- G. R.
- Fabrication électrolytique de la céruse, procédé Ferranti-Noad (1892).
- Une dissolution ammoniacale refoulée par Px au haut des touries T, T2, y descend au travers d'une masse de coke traversée par un courant d’acide carbonique, aspiré de J et refoulé de R qui la transforme en une solution de carbonate d’ammoniaque assez chargée d’acide carbonique pour transformer en carbonate de plomb, ou céruse, tout l’oxyde de plomb auquel on la mélange, après filtration en F2. Les gaz qui s’échappent des touries T' T2 passent par une troisième tourie T3, aussi remplie de coke, arrosé d’acide sulfurique qui en absorbe toutes les émanations.
- La dissolution d’acétate de plomb électrolysée en E, filtrée en F,, chauffée par un serpentin de vapeur X, jusqu’à l’ébullition, en Sj, est mélangée au carbonate d’ammoniaque de S2, en M, dont le contenu est, après réaction, refoulé par P3 au filtre-presse/P, qui retient la céruse. Le résidu est refoulé par P2 dans le chauffoir d’où l’ammoniaque et le carbonate d’ammoniaque résiduels volatilisés vontse condenseren C2, pendant que l’acétate d’ammoniaque est refoulé par P., dans le réservoir A, qui alimente l’électro-iyseur E. L’ammoniaque condensé en C2 va, en M,ou par S2, repasser aux touries T! T2,de sorte qu’il y a toutours en M un excès d’ammoniaque.
- L’électrolyseur a (fig. 2 à 6) la forme d’un filtre-presse, avec plaques en plomb c reposant sur des longrines en bois d et diaphragmes e,
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- en parchemin épais (fig. 6) que l’on fend sur les bords, pour y introduire une feuillure de caoutchouc o, et que l’on borde de deux garnitures en canevas étanche pp. On obtient ainsi des joints parfaitement étanches, et la feuillure de caoutchouc o empêche l’électrolyse de se produire au bas des plaques. On a, en effet, constaté que la dissolution d’acétate de plomb est beaucoup plus dense au bas des plaques, ce qui, sans cette précaution, occasionnerait de graves irrégularités dans la marche de l'opération.
- La pile des plaques se termine, à chaque bout, par un panneau isolant /, et chaque plaque a quatre orifices : deux pour l’entrée, c2c2, et deux pour la sortie, c3 c3, disposés de part et d’autre du diaphragme, comme l’indique da figure 2; ces derniers sont, pendant l’opération, fermés par des charnières h h, pivotées en A, h1, avec garnitures en caoutchouc ii, que l’on gonfle au moyen d’eau sous pression, de manière à les appliquer exactement sur les ouvertures c3c3. Pour vider l’appareil, oh retire les supports k, qui laissent
- Fig. 1 à 0. — Fabrication de la céruse. Procédé Ferranti-Noad.
- alors retomber les panneaux h, et les deux liqueurs s’écouler dans les conduits / et m.
- G. R.
- Microphone Anizan-Mercadier (1893)
- La membranedu microphone est (fig. 1 et 2) un disque V, deverrehomogène, dedimensionscal-culées de manière que le son fondamental en soit supérieur au Do 5, c’est-à-dire au son le plus aigu de la voix humaine, afin que les vibrations naturelles de cette membrane ne puissent pas interférer avec celles qui lui sont imprimées par la parole, et les troubler. Cette membrane, dont
- les bords sont maintenus sur toute leur circonférence, présente toujours, en son milieu, un centre de vibrations sur lequel on attache un bloc en carbone ; et, devant elle, on place une toile métallique, dont le principal objet est d’atténuer, sur la membrane, les impulsions brusques produites par certaines articulations : b, k. p, t>, /,... dont la prédominance a généralement pour effet d’altérer notablement le timbre de la voix.
- Le bloc de carbone est fixé à la membrane par une tige métallique carrée, serrée par un écrou sur une rondelle d’ébonite qui limite à sa surface l’étendue du contact de V avec le bloc
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- de carbone. On peut, comme l’indique la figure 1, enfiler sur cette tige métallique isolée plusieurs blocs de carbone, séparés par des rondelles d’ébonîte,de manière à actionner par une seule membrane plusieurs groupes microphoniques, ayant chacun leurs piles et leurs inducteurs particuliers.
- Fig. 1 e' 2. - Microphone Anizan-Mercadier.
- Chacun de ces blocs de carbone est entaillé de quatre encoches, dans lesquelles jouent l’une des extrémités d’autant de crayons en charbon, enchâssés dans des douilles métalliques, dont l’autre extrémité, fermée par des bouchons métalliques, pivote sur des pointes fixées à des
- barres également métalliques (une par bloc), posées sur un support non affecté par les vibrations de la membrane, et de manière à pouvoir relier les blocs entre eux en quantité ou en série. Les figures 3 à 8 représentent diverses variantes de la forme et de l’appui des crayons sur leurs pointes. Le microphone se règle par
- l’inclinaison des crayons, en déplaçant leurs pointes.
- On dispose dans le circuit primaire du microphone un shunt de résistance calculée de manière à atténuer l’intensité des actions téléphoniques, afin qu’un microphone construit pour
- ,1_______I,
- AVWVWV\A
- H
- "AV
- X
- Fig. 12 et 13.
- une transmission à grande distance puisse grâce à l’interposition d’un commutateur inter-cepteur (fig. 12) être utilisé aussi pour un service à courte distance. En outre, ce shunt atténue l’accentuation des syllabes les plus sonores, qui a, jusqu'à présent, rendu si difficile l’appli-
- Fig. 14.
- cation des micro-téléphones aux appareils domestiques, Le shunt peut être intercalé soit (fig. g) en S à, entre les contacts C et Ct des crayons, ou (fig. 10) aux bornes 1 1' de l’enroulement inducteur primaire, ou enfin (fig. 11) de G à C', par 1 1'.
- On peut, d’autre part, remplacer ce shunt par une résistance R (fig. i3) intercalée dans le cir-
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- cuit primaire du microphone, et que l’on supprime par le commutateur I, quand on veut parler à grandes distances.
- Quand on emploie sur une seule membrane plusieurs blocs microphoniques, chacun d’eux a (fig. 14) ses contacts, sa pile et son shunt, avec commutateur permettant de supprimer à volonté tous les shunts.
- G. R.
- Sur la fréquence à adopter dans les installations à courants alternatifs, par E. Kolben (').
- La distribution de la force motrice par courants alternatifs acquiert une importance de plus en plus grande, et on est conduit à se
- 5000
- Fig. 1. — Pertes totales pour différentes fréquences.
- demander quelle est la fréquence qu’il faut adopter dans les diverses installations pour se trouver dans les meilleures conditions possibles. Cette question a été très discutée et l’auteur lui a consacré l’étude suivante.
- Pour déterminer la fréquence, il faut considérer toutes les parties de l’installaiion, sur lesquelles elle peut avoir une influence : génératrices, transformateurs, moteurs et lignes. Il est donc nécessaire d’étudier les divers phénomènes suivants :
- 1. Relation entre les pertes par hystérésis et par courants de Foucault, rendement, échauf-fement, coût qui en résultent pour les génératrices, transformateurs et moteurs;
- 2. Augmentation de la résistance apparente avec la fréquence;
- 3. Influence de la fréquence sur le couplage en
- parallèle des génératrices et le foncti'pnnement des moteurs.
- 1. Les pertes par hystérésis et par cqurants de Foucault dépendent de la fréquence « et de l’induction maxima S3 dans le fer. D?àprès les observations d’Ewing, corroborées par celles de Steinmetz, la perte en watts par déciniètre cube de tôle de fer doux de o,5 mm. d’épaigséur est : par hystérésis :
- P4 — o,oo3 n éB 10—1 ;
- par courants de Foucault :
- P/ = 0,004 n* éB'- io—
- c’est-à dire que la perte hystérétique augmente proportionnellement à la fréquence et avec la puissance 1,6 de l’induction maxima, tandis que la perte par courants de Foucault varie comme le carré de l'induction.
- Pour obtenir une idée des valeurs absolues de ces pertes dans les tôles de fer employés industriellement, l’auteur a construit }eS courbes des pertes totales (fig. 1) pour les 'différentes fréquences usitées, valeurs vérifiées par un grand nombre d’expériences faites sur des transformateurs et des moteurs de fabriqation courante.
- Les fréquences considérées sont celles de
- 40,5oet70périodes par seconde, employéessurle continent; 80 et 100 — — — en Angleterre ;
- 120 à 140 — — — en Amérique.
- A titre de comparaison sont aussi données les courbes de la figure 2 pour les fréquences de 10 à 3o que l’on rencontre dans les machines à courant continu.
- Si l’on s’imposait la même perte par unité de volume à toutes les fréquences, par exemple t5 watts par décimètre cube, on devrait employer les valeurs suivantes de l’induction maxima :
- 10 pér. : sec. B = 14500
- 3o 7100
- 40 585o
- 5o 5ooo
- 60 4450
- 70 395o
- 80 36oo
- 100 3o5o
- 120 2700
- 140 2400
- (') Eleklrotechnische Zeitschrift.
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- Or, on sait que la section S du fer pour un alternateur ou un transformateur se calcule, en appelant N le nombre de spires et E la force électromotrice, par la formule :
- g _ E IO8
- 2 7t«®N'
- Cette section diminue à mesure que le produit de la fréquence par l’induction augmente. Mais comme, ainsi qu’il résulte des courbes, il n’est pas nécessaire de réduire l’induction dans la mesure que la fréquence croît, on obtient, en augmentant la fréquence, une diminution de poids de la machine ou une augmentation de rendement. Pour cette raison on peut employer
- Watts par dm!
- Fig-. 2. — Pertes totales aux fréquences de io à 3o.
- de grandes fréquences pour les machines et les transformateurs relativement petits, dont la surface de refroidissement est relativement grande.
- Les fréquences de 120 à 140 se justifient donc pour les systènîes de distribution comme ceux employés en Amérique, où chaque feeder est alimenté par une machine individuelle, et où chaque consommateur est relié directement au réseau par un petit transformateur. Ces transformateurs de o,5 à 5 kilowatts présentent des rendements de q5 à 97 0/0 à pleine charge, et n’absorbent à vide que peu d’énergie. Les grandes unités employés dans les stations centrales européennes avec de grands transformateurs de sous-stations, ne nécessitent pas une fréquence supérieure à 60 périodes par seconde, fréquence qu’il n’est pas rationnel de dépasser.
- 2. Les facteurs qui militent le plus en faveur des basses fréquences sont les effets, particuliers aux lignes à courants alternatifs, de l’augmentation de la résistance dans les conducteurs secondaires à forte section, de la self-induction et de la capacité des lignes.
- Le fait observé par lord Rayleigh, en 1886, que la résistance offerte par un conducteur aux courants alternatifs augmente avec la fréquence est basé, comme on sait, sur la répartition non uniforme de la densité de courant dans la section du conducteur. Cette densité est maxima dans les couches extérieures et minima ou nulle autour de l'axe du conducteur. Ce phénomène est dû à l’induction mutuelle entre les filets de courant.
- Si nous désignons par R la résistance ohmique réelle d’un conducteur en cuivre du diamètre d
- Fig. 3. — Augmentation de la résistance avec la fréquence.
- en centimètres, la résistance apparente R! est donnée avec une approximation suffisante pour la pratique par la formule :
- R, = R (1 + 7,5 d‘ na 10—' ),
- c’est-à-dire que l’accroissement de résistance est proportionnel au carré de la fréquence. Par exemple, pour d = 2 cm. et n = 100, on a Rj = 1,12 R.
- Dans la figure 3, sont indiquées les augmentations de résistance pour différentes fréquences et différents diamètres de conducteur. On voit que pour une fréquence de 5o périodes par seconde, l’augmentation dans le cas d’un conducteur de 2 centimètres de diamètre n’est que de 3 0/0, et que pour des fils de 1 centimètre de diamètre elle est tout à fait négligeable. Mais, avec la fréquence de 140 périodes par se-
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- conde employée en Amérique, on ne saurait alimenter un réseau secondaire de quelque étendue, car l’excès de résistance d’un câble de 3oo mm2 de section serait déjà de 25 o/o. On ne pourrait remédier à cet inconvénient qu’en se servant de câbles plats.
- La résistance'apparente d’une ligne à courants alternatifs dont la capacité est G et la self-induction L a p^our valeur
- R,= v/r,+GAc-”“l)!.
- Cette résistance apparente, appelée aussi impédance, varie encore avec la distance entre les deux fils de ligne, avec le diamètre du fil et avec la fréquence ; le rapport entre cette résistance et la résistance ohmique, c’est-à-dire le
- facteur d’impédance
- R
- R
- peut présenter dans la
- pratique des valeurs assez considérables.
- Dans son travail sur ce sujet, M. A. E. Kennedy donne les facteurs d’impédance, pour différentes valeurs du diamètre du conducteur, de la fréquence et de la distance entre les fils. Une partie de ces résultats ont été groupés dans la figure 4 pour la distance ordinaire de 5o centimètres entre les fils de lignes aériennes. D’après ces courbes, la chute de potentiel calculée d’après la résistance ohmique pour un fil de 7 millimètres de diamètre s’élèverait de c5 0/0 pour un courant de la fréquence 5o. Avec une fréquence de 140 la chute de potentiel serait plus que doublée. Il est donc certain que pour un transport d’énergie à grande distance une fréquence supérieure à 60 périodes par seconde ne serait guère pratique.
- Exceptionnellement, il peut arriver, notamment avec des câbles à grande capacité, que la self-induction de la ligne soit neutralisée par la capacité. Mais cette neutralisation ne se produit que pour une fréquence bien déterminée.
- La capacité de la ligne n’est pas, dans les lignes aériennes, d’une importance aussi considérable qu’on l’admet quelquefois. Mais, pour réduire cette influence à un minimum, il faut aussi^ réduire la fréquence. La capacité d’un fil de rayon r, suspendu à d cm. au-dessus du sol, a pour valeur, par kilomètre :
- G =
- 0.0217
- --------5 microfarads,
- . 2 a
- l°s —
- elle croît donc très lentement avec le diamètre du fil. Le courant de charge de cette capacité est
- I = 2T, 11 E C 10 —",
- proportionnel à la fréquence. Dans les câbles, dont la capacité est relativement grande, ce courant de charge peut devenir assez intense pour avoir une influence notable sur les génératrices, la ligne et les moteurs.
- Dans les lignes aériennes, ce facteur est toutefois sans importance pour une fréquence de 5o à 60 périodes par seconde. On a fait à ce propos quelques expériences sur la ligne de transmission d’énergie de Bulach aux ateliers d’ÇErli-kon. Cette ligne a une longueur de 23 kilomètres; elle est formée de quatre fils de 4 millimètres dé diamètre, fixés à une distance moyenne
- Fig. 4 — Facteurs d’impédance
- de 10 mètres du sol. Pour les expériences faites sur des tensions de 25 000 volts, les fils ont été couplés deux à deux à une extrémité de la ligne, de sorte qu’on pouvait disposer d’une ligne double de 46 kilomètres de longueur.
- La capacité calculée de cette ligne est de 0,25 microfarad. A la tension de 24000 volts et la fréquence de 42 périodes par seconde, on doit donc avoir un courant dechargede i632 ampères.
- Les mesures ont indiqué un courant de 1,65 ampère, la dépense d’énergie, mesurée par la méthode dynamométrique de Fleming, étant de 4 i5o watts, y compris celle due au transforT mateur non chargé. Si l’on considère que cette ligne peut transmettre une puissance de 400 kilowatts à 46 kilomètres avec chute de potentiel de 10 0/0, la perte de moins de 1 0/0 due au courant de charge est de peu d’importance, et l’on peut également admettre un courant de charge
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE
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- n’atteignant que io o/o de l’intensité de courant totale.
- Un autre phénomène produit par la capacité de la ligne, l’augmentation du rapport de transformation des transformateurs et l’élévation de potentiel qui en résulte à l’extrémité de la ligne, est dû à la construction défectueuse des transformateurs, qui présentent trop de fuites magnétiques. On peut l’éviter en adoptant un type de transformateur plus rationnel, mais seulement lorsque la fréquence est modérée.
- 3. L’expérience montre que la fréquence influe peu sur la facilité du couplage en parallèle des machines. On compte en Europe un certain nombre d’installations fonctionnant à 40 périodes par seconde et où le couplage en parallèle ne peut être effectué qu’en employant des résistances de charge auxiliaires, tandis que sur le continent avec une fréquence de 70, en Angleterre avec 100 et en Amérique avec 140 périodes par seconde, le couplage en parallèle est effectué directement.
- Mais il reste la difficulté de la construction d’un moteur pour grandes fréquences. Le nombre de tours par minute d’un alternomoteur asynchrone avec p paires de pôles est donné pour une fréquence 11 par :
- P
- Nous obtenons donc pour les fréquences 5o et i3o, les vitesses angulaires suivantes :
- Nombre de pôles Nombre de tours par minute avec la fréquence 5o Nombre de tours par minute avec la fréquence i3o
- 4 ]5oo i 3900
- 6 . IOOO > 2ÔGO
- 8 ?5o ) 1950
- 10 600 i56o \
- 12 5oo i3oo (
- 16 375 975 (
- 20 3oo 780 J
- Ce tableau nous montre que les petites vitesses sont plus favorables, parce qu’elles permettent d’employer un plus petit nombre de pôles. A la fréquence de 5o périodes nous] pouvons réduire le nombre de pôles à 4, 6 ou 8 pour des moteurs de 1 à 5o chevaux, tandis que pour la fréquence i3o, il faudrait employer 10 à 20 pôles.
- Comme le courant circulant à vide augmente directement avec le nombre de pôles, et devient surtout trop considérable pourles petits moteurs, nous voyons dans cette circonstance la principale difficulté qui s’oppose à la construction de bons moteurs pour grandes fréquences. Une autre difficulté se présente encore au démarrage, qui ne peut s’effectuer, lorsque la fréquence est grande, qu’avec des courants de grande intensité.
- L’auteur conclut qu’une fréquence de 5o à 60 périodes par seconde est celle qui convient le mieux pour là plupart des installations à courants alternatifs.
- A. H.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Propriétés magnétiques du fer. par J.-A. Ewing et Miss Helen G. Klaassen (‘).
- Expériences sur l'effet calorifique des inversions d'aimantation.
- Les quantités de chaleur développées dans les inversions successives de l’aimantation ont été déterminées par des mesures directes. Quelques-uns des anneaux précédemment décrits ont été employés dans ces expériences, dans les mêmes conditions.
- La méthode employée comporte l’emploi de deux anneaux exactement semblables, dont l’un est le siège d’aimantations alternatives, tandis que dans l’autre la chaleur est développée par un courant constant passant dans son enroulement. L’intensité de ce courant est réglée de façon que la température développée soit la même dans cet anneau que dans celui soumis aux aimantations alternatives; l'égalité de température est constatée à l’aide d’un circuit thermo-électrique dont les deux soudures sont insérées l’une dans le noyau d’un des anneaux, l’autre dans le second anneau!
- Le courant employé pour aimanter le premier anneau passe également dans un enroulement
- (*) La Lumière Electrique du 28 avril 1894, p 18S.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- de mômes dimensions, mais non inductif de l’autre anneau. L'échauffement dû au courant magnétisant seul est donc le même pour les deux anneaux, quoique l’un des deux seulement soit aimanté. Quant à la chaleur développée par hystérésis dans le premier anneau, elle est exactement équilibrée par la chaleur que développe dans l’autre le courant constant. Les dispositions sont en outre telles que les rôles joués par les anneaux sont interchangeables, c’est-à-dire que l’un ou l’autre peut être rendu actif ou inactif sans rien modifier à la construction des anneaux.
- Dans les anneaux dont le noyau est formé de fil de fer isolé, on fait passer le courant constant dans le fil du noyau même, disposition avantageuse en ce qu’elle permet de distribuer la chaleur dans la masse de fer, tout comme elle
- .Alternateur
- p ( Inactif
- Fig. 24.
- est distribuée dans l’autre anneau soumis aux effets d’hystérésis. Pour les anneaux à noyau feuilleté, au contraire, on a dû enrouler aussi près que possible du fer une bobine spéciale pour le courant d’échauffement.
- Cette méthode d’expérimentation, basée sur l’établissement d’un équilibre thermique entre deux anneaux de construction identique, avait été imaginée à l’origine pour rechercher si réchauffement par hystérésis est le môme dans un transformateur, qu’il soit chargé ou non ; en d’autres termes, si l’intensité du courant emprunté au secondaire a une influence quelconque sur la chaleur développée dans le noyau, les amplitudes d’aimantation et la fréquence restafit les mêmes.
- Des expériences de MM. Ryan, Morley et Ayrton sur le rendement des transformateurs semblaient indiquer une réduction marquée dans la perte d’énergie hystérétique lorsqu’on
- charge le transformateur. En ajoutant une bobine secondaire à chacun de nos anneaux, nous avons appliqué la méthode précédente pour comparer réchauffement à circuit ouvert avec celui qui se produit à circuit secondaire fermé sur une petite résistance, tout en maintenant constantes l’aimantation maxima et la fréquence. Le résultat trouvé fut qu’il n’y avait aucune différence entre les échauffements produits dans ces deux cas (*).
- Le montage des appareils est représenté par la figure 24. Chaque anneau porte une bobine primaire disposée en deux couches égales et une bobine secondaire enroulée de même en deux couches. Les deux moitiés de l’enroulement ajoutent leurs effets dans l’anneau actif, tandis que dans l’anneau inactif les effets magnétiques des deux moitiés se détruisent. Le circuit primaire reçoit le courant d’un alternateur pouvant tourner à des vitesses variées, courant dont l’intensité est réglée à l’aide d’un rhéostat à liquide R! et mesurée par l’ampèremètre Ai. Pour constater l’égalité de l’aimantation maxima, on se sert d’un voltmètre Vj relié à une petite bobine spéciale de chaque anneau. Ce voltmètre est basé sur la dilatation thermique d’un fil fin traversé par le courant. On mesure la flèche que forme le fil en l’observant au microscope. On peut ainsi mesurer facilement des forces électromotrices alternatives de 1 ou 2 volts. Dans la plupart des expériences un voltmètre Cardew Va est en outre relié aux bornes primaires, et permet d’apprécier l’aimantation d’après la force contre-électromotrice.
- Le courant d’échauffement est réglé à l’aide de R2. Les soudures thermo-électriques produisent des courants opposés dans un galvanomètre sensible, mais un commutateur permet également d’évaluer à un moment quelconque la température de l’anneau actif.
- Les chiffres ci-après donnent un exemple des lectures. Ils se rapportent à une expérience faite sur une paire d’anneaux semblables, dont l’un est l’anneau VII déjà décrit à propos des expériences antérieures. Le noyau est formé de fil de fer isolé au coton.
- Dans cette expérience, la fréquence était de
- (') Depuis que ces expériences ont été faites, M. Fie* ming et d’autres ont obtenu des résultats semblables.
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- 133 périodes par seconde, et la plus grande valeur de cB était d'environ 7500.
- Courant d'échauffement en ampères. Lecture au voltmètre Cardew Résistance du noyau de fer
- a. A circuit secondaire ouve rt :
- 0,75 (trop intense). 22 5,85
- o,65 (trop faible). 22 à
- 0,7 (équilibre). 22 5,90
- b. A circuit secondaire fermé sur une petite résistance :
- 0,75 .(trop intense). 24,5 5,8o
- o,65 (trop faible). à à
- 0,7 (équilibre). 24 5,90
- Les lectures au voltmètre thermique à microscope étaient égales dans les deux cas, la différence des lectures sur le Gardew étant dues aux différences de courants magnétisants à secondaire ouvert et fermé. On voit qu’il n’y a pas de différence entre les intensités de courant nécessaires pour obtenir l’équilibre de température.
- D’autres expériences ont donné des résultats confirmant les précédents et tout à fait concluants. Gitons-en encore un exemple.
- Fréquence, 69 périodes par seconde. Valeur maxima de S, i3 5oo.
- a. Secondaire ouvert. Gourant d’équilibre, 236 divisions.
- b. Secondaire en court circuit. Courant d’équilibre entre 23i et 244.
- L’effet calorifique des inversion d’aimantation est naturellement dû à la fois aux courants de Foucault et à l’hystérésis. On a essayé de comparer réchauffement total mesuré directement par la chaleur dépensée dans l’anneau inactif,
- avec la valeur .de / 3Cd9 trouvée dans les expé-
- riences antérieures. Mais la valeur d’une telle comparaison dépend de la possibilité d’évaluation de l’aimantation maxima du cycle, qui n’est pas facile. La force électromotrice observée
- /
- donne la valeur moyenne de (
- \
- dt )
- , et pour en
- tirer la valeur de cB, on admet souvent que la variation est sinusoïdale, auquel pas nous devons avoir
- en désignant par E la force électromotrice observée dans une bobine de N spires, la section, du fer étant A et la fréquence n. Mais même en admettant que la force magnétisante soit sinusoïdale, il en est autrement de dont la .variation est affectée considérablement par l’hystéré-sis magnétique.
- La relation entre et la moyenne de
- 2
- pourrait être déterminée si l’on connaissait la forme de la courbe de en fonction de t. De récentes expériences — parmi lesquelles celles de MM. Ilopkinson, Wilson et Lydall (t), dans
- lesquelles 06 et
- d cB dt
- ont été déterminés en fonc-
- tion de I — montrent combien la variation peut être différente d’une fonction sinus.
- Cette considération nous a empêchés de continuer ces mesures directes de la chaleur produite dans les cycles d’aimantation.
- Expériences faites à l'aide de l'indicateur magnétique.
- Lorsqu’on renverse rapidement l’aimantation d’un morceau de fer, on dépense plus de travail qu’en opérant l’inversion lentement. On ne peut encore dire si la différence d’énergie dans ces deux cas est uniquement dépensée en courants de Foucault; il peut exister un retard à l’aimantation indépendant de l’effet des courants de Foucault, mais peut-être difficile à distinguer de cet effet expérimentalement. Cette quasi-viscosité exige, si elle existe, de plus grandes valeurs de 3C pour produire rapidement des valeurs maxima données de 06. Aux fréquences élevées la courbe représentant la relation entre c8 et la force magnétisante extérieure s’élargit et embrasse une suriace considérable, correspondant au plus grand travail dépensé soit en courants de Foucault, soit pour vaincre la résistance quasi-visqueuse. L’indicateur magnétique permet d’observer directement les modifications que subit la courbe éB-JC, ou plutôt c8 en fonction du courant.
- Cet instrument, qui était exposé au meeting d’Edimbourg, de l’Association britannique, trace la courbe d’aimantation en imprimant à un
- a
- max —
- 10" E
- u/iNA gf
- (*) lioy. Soc. Proc., 1893. La Lumière Electrique, t. xlviii, p. 364.-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- petit miroir un mouvement résultant de deux composantes, dont l’une, horizontale, est proportionnelle au courant magnétisant, et dont l’autre,'verticale, est proportionnelle à l’aimantation.
- Le métal forme un circuit complet coupé seulement par un entrefer très étroit dans lequel est tendu un fil traversé par un courant constant. Ce fil s’élève ou s’abaisse donc avec les variations d’aimantation èt communique au miroir un mouvement vertical. En même temps le courant magnétisant traverse un autre fil tendu entre les pôles d’un second aimant, à aimantation constante. Les mouvements de ce fil dépendent donc de l’intensité du courant qui le traverse; ils communiquent au miroir des déplacements perpendiculaires aux premiers.
- Une image lumineuse réfléchie par le miroir trace donc sur un écran la courbe d’aimantation. Les mouvements sont tellement périodiques qu’avec un miroir léger et des fils bien tendus on peut parcourirun cycle complet dix ou même vingt fois par seconde, sans déformation due à l’inertie des parties mobiles. La variation du courant magnétisant ne doit pas, toutefois, être brusque, et pour éviter cela on se sert d’un commutateur comportant deux plaques de zinc tournant à l’intérieur d’un cylindre rempli de solution de sulfate de zinc et contenant deux plaques de zinc fixes. Pendant la rotation des plaques mobiles, le potentiel d’une pile reliée aux plaques fixes est renversé une fois par tour (*).
- En se servant d’un rhéostat, on peut faire prendre à la force magnétisante toutes les valeurs désirées et étudier l’aimantation dans diverses conditions. L’instrument offre le moyen d’essayer rapidement des échantillons de fer; il permet aussi d’observer des particularités que les autres procédés ne donnent pas sans difficulté. Nous avons fait avec cet instrument un grand nombre d'expériences, dont quelques-unes peuvent être citées comme exemples d’application de la nouvelle méthode de recherches magnétiques.
- A. II.
- (*4 suivre.}
- (‘) Description de l’indicateur magnétique dans La Lumière Électrique, t. XLVIII, p. 377.
- Electromètre absolu et méthode de mesure des constantes diélectriques des liquides, par M. G. Gu-glielmo (*).
- Gardani recommande de faire en sorte que le plan du liquide coïncide avec celui de l’anneau, de façon à mesurer seulement la distance entre le disque et l’anneau de garde.
- Le mercure présenterait le plus d’avantages comme liquide du manomètre par suite de sa faible mobilité et de l’exactitude qu’il donne dans la mesure des volumes, mais sa grande densité rend le manomètre peu sensible.
- L’eau émet des vapeurs qui diminuent l’isolement des cônes de soutien, aussi faut-il mieux employer l’eau salée ou acidulée avec de l’acide sulfurique.
- Avec l’appareil décrit plus haut, la mesure d’un potentiel V peut se faire de trois manières, en portant à ce potentiel ou le disque a ou le disque b, ou les deux et en rétablissant chaque fois l’affleurement.
- Autre forme d'éleclromètre. — Si l’on se contente d’un seul mode de mesure, l’appareil peut être simplifié par la suppression soit du disque a etde l’anneau placé au dessous, soit du disque b, de l’anneau placé au dessus et du compartiment D.
- L’appareil se compose alors :
- i° D’un large cristallisoir muni d’une pointe d’affleurement et contenant de l’eau pure, salée ou acidulée affleurant exactement à la pointe;
- 20 D’un disque métallique de cinq à six centimètres de diamètre dont le centre se trouve sur la verticale et la pointe d’affleurement:
- 3° D’une burette.
- L’horizontalité du disque, sa distance à l’eau et la mesure d’un potentiel s’obtiennent comme plus haut. Si v est le volume du liquide à enlever pour rétablir l’affleurement, S la section du récipient, s la surface du disque, la pression électrique au-dessous de la portion centrale de ce
- disque est Cette formule n’est rigoureuse
- que dans le cas où la surface de liquide est exactement plane au-dessous du disque, mais l’erreur par suite de la petitesse de s par rapport à S est négligeable; on pourrait du reste en tenir compte.
- (') La Lumière Electrique du 5 mai 1894, p. 235.
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- 337
- Pour éviter cette erreur, il suffit d’adjoindre au cristallisoir un anneau de cuivre de trois et sept centimètres de diamètres interne et externe soutenu horizontalement à l’aide de trois pieds et de façon à ce que le centre de la face supérieure coïncide avec la pointe d’affleurement. Au-dessus de cet anneau est placé le disque supporté par trois cônes isolants égaux et d’un diamètre un peu inférieur à celui de l’anneau. Dans la formule, la quantité s est la surface totale de l’anneau supposé sans trou.
- La face supérieure de l’anneau doit être graissée sur le bord et on évitera que l’eau soumise à l’action électrique se renverse sur cet anneau.
- Pour pouvoir observer plus facilement l’affleurement, le disque et l’anneau doivent se trouver près de la paroi du cristallisoir. Cette y forme d’appareil ne se prête pas bien aux mesures lorsque le disque doit être très près du liquide; l’affleurement étant alors difficile à constater, on peut employer dans ce cas l’appareil suivant (fig. 2).
- Dans un cristallisoir A se trouve un large tube B un peu moins haut et soutenu verticalement de façon à ne pas toucher le fond. On verse de l’eau dans le cristallisoir jusqu’à quelques millimètres au-dessous du bord supérieur du tube, puis un liquide diélectrique quelconque de densité moindre que l’eau et dépassant le bord du tube de quelques millimètres. Le disque métallique a est placé au-dessus du tube à une petite distance du liquide. Le tube à la hauteur de la surface de séparation des liquides est entouré par un anneau de garde.
- Sous l’action du champ électrique, l’eau se soulève dans le tube et comme le niveau est compensé presque totalement par celui du diélectrique agissant en sens contraire, cette eau obéit plus facilement à l’action électrique et la sensibilité est d’autant plus grande que la différence des densités des liquides est plus petite.
- La dénivellation est généralement assez grande pour être lue directement.
- On peut encore obliger la surface de séparation des deux liquides à affleurer à une pointe en retirant un volume convenable de l’eau du cris-talliseur et en ajoutant un certain volume du liquide diélectrique.
- Si les potentiels à mesurer sont petits, le disque peut être placé dans le diélectrique en
- diminuant ainsi sa distance à l’eau. Dans le cas de potentiels assez grands, cette disposition est impossible par suite du bouillonnement du liquide.
- La pression électrostatique à la surface de l'eau du tube sera h(8— S') 980 où h est la différence de niveau et 8 et 8' les densités des deux liquides. La même expression en fonction de la différence de potentiel V entre l’eau et le disque, si d et d'sont les épaisseurs de l’air et du diélectrique (d’induction spécifique k) interposées, est :
- 1 v
- L’appareil peut aussi affecter la forme de deux vases communiquant au moyen de deux tubes, l’un à la partie inférieure dans l’eau, l’autre à la partie supérieure dans le liquide.
- Mesure de la constante diélectrique des liquides. — Les appareils décrits plus haut peuvent servir avec une légère modification à la mesure des
- a C i
- nr =>A
- B
- Fig. s
- constantes diélectriques des liquides. Le fond des deux récipients A et B doit être métallique, plan et horizontal. Ceux-ci seront peu profonds, de façon à ce que l’épaisseur du liquide ne soit pas trop grande, et enfin les anneaux de garde doivent être placés non à la partie supérieure des récipients, mais à une distance du disque égale ci 1 d
- à —• Le compartiment D fonctionne comme
- plus haut, pourvu que les parois verticales ne soient pas métalliques.
- Soit V la différence de potentiel entre le disque et le fond métallique, la force électrique dans l’air interposé sera
- v
- et celle à l’intérieur du liquide
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- Si donc a est la densité de la couche fictive à là surface du diélectrique, on a
- Et la pression électrostatique sera :
- , v* y k-i y
- ) 2 71 <J — 8lt\kd + Cl,)
- La mesure de p obtenue, et V connue, on en déduit h.
- L’appareil de la figure 2 peut donner les valeurs de k lorsqu’on connaît V et a l’avantage d’exiger un potentiel peu élevé.
- F. G.
- Sur les rayons cathodiques dans les gaz à la pression de l’atmosphère et dans le vide extrême, par Phi-lipp Lenard (*).
- 8. L’atmosphère est un milieu trouble pour 1 les rayons cathodiques, qui ne s’y propagent pas en ligne droite, mais diffusément. Lorsqu’on place un écran phosphorescent parallèlement à la paroi de la fenêtre, mettons à trois centimè-trés de distance, et que l’on introduit à mi-chemin entre la fenêtre et l’écran une paroi opaque, par exemple une lame de quartz d’un demi-millimètre d’épaisseur, l’ombre vue sur l’écran ne présente qu’un contour très indistinct. Si nous fixons la lame de quartz, et si nous marquons sur l’écran la ligne d’intersection avec un plan contenant le bord de la lame de quartz et la fenêtre, nous remarquons que la lumière s’avance de plus d’un centimètre par dessus cette ligne dans l’ombre géométrique de la lame. Si nous approchons la lame de quartz de l’écran, cette pénétration diminue et l’ombre est mieux définie; à trois millimètres de distance elle n’est pas encore tout à fait nette, elle ne devient parfaitement définie que lorsque la lame touche l’écran. De même, un fil de deux millimètres d’épaisseur ne porte pas une ombre noire nettement limitée avant de toucher l’écran; si nous l’en éloignons en nous approchant de la fenêtre, l’ombre s’éclaircit et se fond; elle disparaît complètement lorsque le fil est à trois millimètres de la fenêtre.
- Les rayons cathodiques tournent donc autour des bords des corps opaques. L’erreur qui pour-
- rait être due à l’illumination de l’air est exclue, puisque nous ne changeons rien en couvrant l’écran phosphorescent d’une feuille d’aluminium. La lame de quartz nous permet d’ailleurs de montrer que notre conception reportant l’origine de tous les effets à la petite fenêtre est justifiée. Car si nous faisons passer le bord de la lame tout près de la fenêtre, l’obscurcissement de l’écran commence à la première rencontre avec le bord de la fenêtre, et devient complète à la rencontre avec l’autre bord.
- Gomme nous venons de le voir, il est impossible de séparer par des diaphragmes des rayons définis de plus d’un centimètre de longueur. Si nous plaçons une lame métallique percée d’une
- ouverture nette de i millimètre à une distance d’environ 2 centimètres de la fenêtre, nous ne trouvons une image nette, brillante et de même largeur que juste derrière l’ouverture; à 3 millimètres de distance, déjà l’image est amplifiée environ cinq fois et mal définie; à 8 millimètres elle est amplifiée dix fois, et à 12 millimètres elle est très vaguement délimitée et encore plus agrandie.
- L’inspection de la figure 3 montre cette dispersion des rayons derrière une fente s s, de i5 millimètres de longueur et. de 2 millimètres de largeur, découpée dans un carton C C et placée à 12 millimètres de la fenêtre F. L’écran phosphorescent <J>! est placé de telle façon contre la fente que son plan contient la fenêtre.
- La dispersion du faisceau se voit ici très distinctement, l’intensité de la lumière étant repré-
- (') La Lumière Electrique, du 12 mai 1894, p. 29t.
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-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 33g
- sentée aussi fidèlement que possible par l’intensité de la teinte noire. En inclinant l’écran jusqu’à la position <I>2,à 45 degrés par rapport au plan de la fente, nous obtenons la figure 3 a.
- Nous remarquons ici, plus nettement que dans la première position , qu’une partie des rayons se propagent en lignes droites, tout comme dans le cas de la lumière passant dans le vert opalin ou dans le lait, où à côté de lumière diffuse on voit aussi des images très nettes. Dans la première position de l’écran les rayons droits ne pouvaient devenir bien apparents, parce qu’ils étaient tangents à l’écran. Lorsque l’écran est amené sur le côté de la fente, <I>3 ou <I>'3 (fig. 3), nous obtenons une apparence ressemblant à celle de la figure 3 b (pour la position <I»3), et qui subsiste lorsque l’écran est déplacé par rapport à la fente jusqu’à une position où les rayons rectilignes ne peuvent plus l’atteindre.
- Fig. 3 a et 3 b (grandeur naturelle).
- La dispersion en buisson représentée dans la figure 3 correspond donc à la réalité et n’est pas déterminée ni troublée par la présence de l’écran 4>1. Enfin, si nous tournons l’écran de la position <I>3 autour de son arête a b dans la position <I>4 pour l’amener en coïncidence avec l’écran contenant la fente, il reste parfaitement obscur. Il n’y a donc pas de rayons se courbant en arrière, ce qui concorde encore avec la figure 3.
- Lorsqu’un faisceau parallèle de lumière passe à travers une courte fente verticale d’un millimètre d’ouverture dans une auge à faces planes parallèles remplie de lait, de telle sorte qu’il ne rencontre que la couche superficielle du liquide et si l’on place l’œil au-dessus de la surface, on voit le faisceau de rayons partant d’une petite surface d’entrée s'étendre exactement de la même manière que les rayons cathodiques dans la figure 3. On trouve même l’indication de
- rayons rectilignes. Plonge-t-on la fente elle-même dans le lait, le phénomène reste le même, et l’analogie avec l’expérience des rayons cathodiques devient plus complète.
- g. Les rayons cathodiques sont photographiquement actifs P). Du papier sensible exposé à la fenêtre noircit aussi rapidement qu’à la lumière d’un jour brumeux; derrière une lame de quartz il reste inaffecté. Des plaques sèches à développement se trouvent complètement noircies en quelques secondes à une plus grande distance. On peut donc remplacer l’écran phosphorescent par la plaque photographique. La figure 4 est la reproduction d’une épreuve ainsi obtenue.
- La couche sensible était dans ce cas, comme le montre la figure 4a, à moitié recouverte d’une lame de quartz Q Q de 1/2 mm. d’épaisseur et
- Q
- Q
- Fig. 4 et 4 a (grandeur naturelle).
- dans l’autre sens d’une feuille double d’aluminium Ai. Si l’effet avait été produit par la lumière, l’aspect de l’épreuve aurait été à peu près celui représenté par la figure 4a: on voit que la figure 4 en diffère complètement. Ce n’est pas la feuille d’aluminium, mais bien la lame de quartz qui a projeté l’ombre noire. Dans le quadrant IV, cette ombre est un peu éclairée, ce qui est dû à l’action de la lumière dans l’air; l’effet manque totalement dans le quadrant III, recouvert à la fois de quartz et d’aluminium. Les rayons cathodiques produisent un effet beaucoup plus intense que la lumière de l’air, comme le montre la partie supérieure de la figure 4.
- (") Goldstein avait déjà observé des effets photochimiques des rayons cathodiques dans des tubes Geissler Monastber d. Berl. Akad., p. 84, 1880.
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- 3q o
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- L’ombre de la feuille d’aluminium est à peine indiquée dans le quadrant II.
- En somme, la figure 4 n’est qu’une image fidèle de ce que montre directement un écran phosphorescent. Mais la plaque photographique peut révéler des effets lumineux qui autrement resteraient imperceptibles, à la condition que l’exposition de la plaque soit d’assez longue durée. C’est ainsi qu’on obtient un noircissement assez intense derrière un écran de carton de o,3 mm. d’épaisseur, le même qu’on avait trouvé complètement opaque (voir 7). La feuille dé carton recouvrait la couche sensible, et des bandes de divers métaux étaient interposées. Ces bandes formèrent en concordance avec leur degré de transparence des images claires (en négatif) sur fond sombre, et la couche ne resta entièrement blanche qu’aux endroits recouverts d’un cadre métallique épais. Des rayons cathodiques avaient donc réellement traversé le carton épais. L’exposition n’avait duré que deux minutes.
- Du papier à l’iode bleuit dans le champ d’observation. Couvert de quartz il n’est pas affecté; il reste indéterminé s’il s’agit d’une action chimique directe des rayons cathodiques ou d’une action de l’ozone qu’ils développent (6). Je n’ai pas observé d’autres effets chimiques. Du gaz détonant (H2 O) électrolytique, arrivant sur la fenêtre ou exposé aux rayons dans une bulle de savon, ne fait pas explosion. Le sulfure de carbone n’est pas enflammé. Même l’hydrogène sulfuré, qui se décompose si facilement, reste inaltéré par une exposition prolongée dans un tube de verre fixé à la paroi de la fenêtre; on ne découvre aucun dépôt de soufre. Un mélange de 3 volumes d’hydrogène avec 1 volume d’azote introduit dans un tube semblable contenant de l’eau et communiquant avec un tube capillaire à index d’alcool ne diminue pas le volume, et il ne se forme donc pas d’ammoniaque. Mais dans ce cas comme dans celui de l’air, de l’acide carbonique et de l’hydrogène, on observe une petite augmentation de volume qui disparaît après l’exposition (x), et qui doit être attribuée probablement à réchauffement des gaz par les rayons absorbés^. A en juger par la grandeur de cette
- (') La disparition de l’effet est souvent irrégulière, l’appareil n’étant pas prémuni contre les variations de la température ambiante.
- dilatation I’échaufîemeut ne serait que très faible (*). Un thermomètre sensible et une pile thermo-électrique exposés à la fenêtre n’ont pas donné d’indication nette d’échauffement. L’effet de la flamme d’une bougie placée à 5o centimètres de distance pouvait être observé facilement avec cette pile. L’énergie de nos rayons cathodiques semblerait d’après cela très faible, si nous ne tenions pas compte de la très petite durée du rayonnement.
- 10.Les rayons cathodiques pénètrent à l’intérieur d’espaces métalliquement fermés; ils sont parfaitement séparables des forces électriques qui les engendrent. Jusqu’à présent nous avons laissé passer les rayons cathodiques dans le champ d’observation par la paroi conductrice de la fenêtre reliée à la terre ; elle était protégée de l’action des forces électriques de la décharge (2), mais imparfaitement comme on va le voir. Avec tout corps conducteur dans le champ d’observation on peut tirer de petites étincelles de l’écran (S, fig,i), et d’une feuille d’aluminium traversée par les rayons. Mais ces étincelles ne sont pas modifiées lorsqu’un aimant approché du tube de décharge (5) éloigne les rayons cathodiques du champ d’observation. Cela indique que les forces électriques produisant les étincelles n’ont pas de relation directe avec les rayons cathodiques.
- On peut prévoir que les étincelles disparaîtraient, mais que les rayons cathodiques subsisteraient, si l’appareil entier était enfermé dans une enveloppe conductrice touchant à la paroi de la fenêtre. Il est plus facile dans la pratique de renverser la disposition, et d’exclure tout l’appareil générateur d’une enveloppe conductrice entièrement fermée. La boîte en fer blanc bien soudée CC (fig 5) est placée comme enveloppe près de la fenêtre. La paroi antérieure amovible VV est un cadre métallique dont l’Ouverture de 4 x 4 cm2 est couverte de feuille d’aluminium soudée de o, 0045 cm. d’épaisseur (épaisseur double de celle de la fenêtre). Les
- (’) Le tube, fixé au centre de la fertêtre, avait 6 centimètres de longueur et 4,5 centimètres de largeur intérieure; la principale partie des rayons cathodiques était donc absorbée par l’air enfermé et très peu seulement par les parois. Le tube contenait 95.4 cm. cubes de gaz; l’accroissement de volume allait jusqu’à 25 mm. cubes, ce qui ne correspond qu’à une élévation de température de o,o8» C.
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- rayons cathodiques pénètrent dans cette boîte aussi aisément que si la paroi antérieure restait seule. C’est ce qu’on montre en y enfermant une plaque photographique. Le négatif de la figure 4 a été ainsi obtenu (1), et ne peut être distingué d’autres obtenus dans le champ d'observation libre. La figure 4 montre en particulier que l’illumination de l’air existe aussi dans la boîte, qu’elle n’appartient donc pas aux forces électriques, mais aux rayons cathodiques.
- Si nous remplaçons maintenant une partie de la paroi latérale de la boîte par une toile métallique à mailles fines, cette illumination et la phosphorescence de corps peuvent être observées directement à l’intérieur. Mais il est absolument impossible de tirer de la paroi antérieure de la boîte à l’aide d’un fil pointu D (fig. 5), la moindre étincelle, que le fil soit relié ou non avec la paroi postérieure. C’est seulement lors-
- que dans ce dernier cas le fil fait saillie à l’extérieur de quelques centimètres qu’il forme des étincelles avec la paroi antérieure; mais dans ce cas les forces électriques sont introduites dans la boîte par l’isolement du fil.
- 11 est, par conséquent, possible de séparer complètement les rayons cathodiques des forces électriques proprement dites. L'hypothèse se trouve ainsi exclue que la fenêtre ou d’autres surfaces traversées par les rayons agissent comme cathodes dans le sens ordinaire du mot. De plus, la face postérieure d’une telle surface n’émet de rayons qu’aux points correspondant à ceux éclairés sur la face antérieure, comme le montrent les ombres de fils et de lames de quartz se prolongeant à travers une feuille d’aluminium (8). On' ne peut envoyer des rayons
- (*) L’exposition peut se faire dans un local éclairé, la boîte faisant office de chambre noire et ne laissant passer que les rayons cathodiques.
- cathodiques de cette longueur du dos d’une lame dans l’air, ni dans le vide parfait, qu’en les faisant tomber sur le devant de la lame.
- 11. Les corps électrisés perdent leur charge dans le champ d’observation. Une plaque métallique isolée placée près de la fenêtre, un disque d’aluminium de 17 millimètres de diamètre, par exemple, n’acquiert sous l’influence des rayons aucune charge qui puisse être décelée par un électroscope Exner très sensible. Mais si la plaque possède dès l’abord une charge positive ou négative, les feuilles de l’électro-scope retombent immédiatement dès que la plaque est exposée. Cet état de choses n’est pas modifié si la plaque et l’électroscope sont entourés d’une cage de toile métallique fine en contact avec la fenêtre. La lame de quartz de 1/2 millimètre d’épaisseur intercepte cet effet lorsqu’on l’applique sur la fenêtre, mais seulement lorsqu’elle recouvre celle-ci complètement. Une feuille d’aluminium laisse l’effet se produire. La déviation des rayons cathodiques à l’aide d’un aimant puissant approché du tube de décharge supprime l’effet. Si l’on éloigne le disque d’aluminium jusqu’à 8 centimètres de la fenêtre, c’est-à-dire à la limite de la phosphorescence visible, l’effet n'est pas beaucoup diminué; il s’observe très distinctement même à une distance de 3o centimètres de la fenêtre. L’introduction de la main à mi-chemin entre la fenêtre et la plaque l’arrête.
- La décharge subite de la plaque' près de la fenêtre peut être légèrement retardée par l’adjonction d’une bouteille de Leyde de dimension^ moyennes. J’ai également observé cet effet de décharge dans l’air raréfié. 11 n’est pas déterminé si l’on a observé dans ce cas une action des rayons cathodiques sur la paroi de la fenêtre, sur l’air, ou enfin sur la plaque exposée. Cette dernière supposition semble, vu les distances considérables, peu vraisemblable.
- Rayons cathodiques dans le vide.
- 12. Lorsque la raréfaction de l’air dans un tube de décharge est poussée à son degré extrême, la décharge électrique n’y passe plus; il est impossible de produire des rayons cathodiques dans le vide parfait. Il est donc également impossible de décider pour un tube de décharge ordinaire si la présence de la matière est nécessaire ou
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- non pour la propagation de ces rayons. Mais si nous transférons le vide parfait du tube de décharge dans le champ d’observation, l’expérience correspondante peut être effectuée.
- Des expériences qui seront décrites plus loin (18) ont montré qu’avec des degrés de raréfaction moyens dans le champ d’observation on peut isoler des rayons d’aulant plus nets et plus
- Fig. 6
- longs que la pression est plus petite, et qui sont influencés par l’aimant.
- Pour obtenir les vides les plus parfaits on a donné à l’appareil la forme suivante (voir figure 6). A la paroi de la fenêtre m m du tube de décharge E E, dont on ne voit qu’une partie sur la figure, est soudée la douille métallique h h, dans laquelle est scellé le tube B B qui doit entourer le champ d’observation. L’extrémité scellée de ce tube ne présente qu’une ouverture de 1,7 mm.,
- sur laquelle est fixée, à l’aide de mastic, la fsnêtre qui est encore formée de feuille d’aluminium de 0,0027 mm. d’épaisseur. L’ouverture dans m ni, qui précédemment portait la fenêtre, est maintenant libre et laisse tomber les rayons sur la fenêtre, tandis que la garniture de mastic s’oppose à leur passage. Cette disposition offre cet avantage que le tube B B que l'on veut épuiser ne présente pas d’autre fermeture cimentée que celle inévitable de la fenêtre. Dans ce tube d’observation B B sont introduites les électrodes a et k ; l’électrode a est un disque d’aluminium occupant presque la section entière du tube et présentant en son centre un trou de 2,5 mm. de diamètre, et servant également de diaphragme pour isoler une certaine, partie des rayons. L’électrode k est formée par un petit disque d’aluminium. Le tube est relié à la même pompe de Geissler qui fait le vide dans le tube de décharge, mais les deux espaces peuvent être séparés, en fermant des robinets. Le tube d’observation peut tenir les vides les plus élevés pendant des heures, même lorsqu’il y a de l’air dans le tube
- <T
- s
- Fig. 7
- _A_.
- O
- “k^
- E
- de décharge. La fenêtre offre donc une fermeture parfaitement étanche. Une enveloppe et un écran entourent le tube de décharge comme précédemment.
- Si la raréfaction dans le champ d’observation est tout d’abord égale à celle du tube de décharge, c’est-à-dire à celle employée dans les expériences de Crookes, on observe les effets suivants. Entre la fenêtre et l’électrode a (qui n’agit dans ce cas que comme diaphragme) toute la paroi de verre brille d’un vert clair, tandis qu’on ne voit pas de lumière à l’intérieur du tube. La lumière phosphorescente verte du verre s’étend aussi un peu au-delà de l’électrode et également un peu dans le tube conduisant à la pompe, comme on l’a indiqué sur la figure, et comme l’exige la propagation rectiligne des rayons dans toutes les directions. La fenêtre elle-même brille comme d’ordinaire (3). Derrière l’électrode a, j usqu’à l’extrémité du tube, le verre reste sombre, à l’exception d’une tache assez nette <ï> de 9 millimètres de diamètre, à l’extrémité éloignée du tube. Outre les deux électrodes
- a et h l’air brille d’une lueur bleuâtre (1). Si nous approchons du tube d’observation un aimant, la distribution de la phosphorescence du verre se modifie; la tache <t>, en particulier, se déplace. Lorsque le pôle sud d’un aimant en fer à cheval se trouve devant le tube, le pôle nord derrière lui, la tache se déplace vers le bas; en renversant les pôles la tache monte. Si elle tombe dans ce cas. sur l’électrode k elle devient invisible. Le déplacement de la tache est maximum lorsque l’aimant est placé contre le tube entre a et la fenêtre. La tache s’approche alors tout près de a, et en même temps la phosphorescence du verre se concentre du côté où se trouve la tache.
- Après l’élimination de la plus grande partie de l’air trouble, les rayons sont donc devenus presque rectilignes et se propagent à des distances bien plus grandes — 3o centimètres — presque sans affaiblissement de leur intensité, ils se comportent de la même façon
- (') Comme on le verra plus loin (17), cette lueur n’a pas de relation directe avec les rayons cathodiques.
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- que les rayons cathodiques dans les tubes de décharge ordinaire au même degré de raréfaction.
- L’intérêt principal de l’expérience est d'examiner si en poussant l’épuisement du champ d’observation plus loin, il se produirait une variation inverse, comme il arriverait si on faisait un vide plus grand dans le tube de décharge, c'est-à-dire si la phosphorescence du verredimi-nuerait en intensité et disparaîtrait finalement. Séparons donc le tube de décharge de la pompe et continuons à faire le vide dans le champ d’observation. Relions en même temps la bobine d’induction avec les électrodes a et k. Il faut faire fonctionner la pompe pendant plusieurs heures avant que le choc du mercure contre le robinet de verre indique un vide extrême. En même temps la décharge entre a et k devient intermittente, la phosphorescence du verre sous la cathode k ne se produit que par intervalles et par endroits, et peu après la décharge ne se produit plus qu’extérieurement en des étincelles qui courent le long de la paroi de verre entre a et k.
- Le champ d’observation est alors suffisamment raréfié pour que l’inversion en question puisse avoir lieu et qu’il soit impossible d’y produire des rayons cathodiques. Si nous relions maintenant la bobine d’induction de la manière habituelle avec le tube de décharge, les phénomènes dans le champ d’observation sont les mêmes que précédemment. Seule la lueur bleue de l’air entre les électrodes est maintenant absente; l’intérieur du champ d’observation est alors entièrement obscur; la tache phosphorescente à l’extrémité du tube en est d’autant plus facile à observer. Elle est peut-être un peu plus nettement délimitée, mais non moins brillante. Entre le diaphragme et la fenêtre le verre brille aussi très fortement. La déviation par l'aimant reste également la même en sens et en grandeur.
- Quoi qu’il ne soit pas possible de produire des rayons' cathodiques dans ce vide, celui-ci ne constitue pas un obstacle à leur propagation. Ils n’introduisent pas non plus une quantité appréciable de gaz dans le champ d’observation; après l’expérience, le vide est resté le même, la décharge entre a et Ane pouvant être produite, et le choc de mercure dans la pompe étant aussi net qu’auparavant.
- i3. La même expérience peut être effectuée d'une façon encore plus parfaite de la manière suivante. L’éclat de la phosphorescence du verre permettait de prévoir que les rayons auraient une longueur de plus d’un mètre. On donna donc au tube de verre entourant le champ d’observation une longueur de i ,5 m. et 2,5 cm. de largeur (fïg. 7). Il était muni d’une fenêtre et relié au tube de décharge comme précédemment, excepté que la fenêtre a maintenant le double d’épaisseur (0,0045 mm. au lieu de 0,0027 mm): le joint est parfaitement étanche. Le tube d’observation est soudé sans fermetures rodées ni robinets à une pompe Tœpler-PIagen ; le tube de communication a 1 centimètre d’ouverture. La pompe Geissler ne dessert que le tube de décharge. Pour éviter la réflexion des rayons cathodiques à la partie étirée du tube d’observation (près de la fenêtre), deux diaphragmes de zinc dt et d2, à ouvertures centrales de 3 millimètres de diamètre, sont fixés d’une façon per-
- e
- Fig. 7 a (grandeur naturelle).
- manente à l’intérieur du tube d’observation, à des distances de 6 et de 12 centimètres de la fenêtre, ün ne produit ainsi qu’un faisceau étroit de rayons, qui suit l’axe du tube, et ne rencontre sa paroi que près de l’extrémité. Dans ce faisceau est un diaphragme mobile de zinc D, avec une ouverture de 2,1 mm., isolé des rayons encore plus minces que l’on observe sous forme de taches circulaires sur l’écran phosphorescent S également mobile. Le diaphragme mobile D est représenté en grandeur naturelle (en perspective) par la figure 7 a; la base ee est une bande de tôle recourbée, qu’un aimant permet de déplacer de l’extérieur; l’écran phosphorescent (*) est disposé pareillement.
- (*) Le papier au kétone décrit en (4I peut être employé sans inconvénient, des essais spéciaux ayant montré — ce que l’expérience présente confirme — que les rayons cathodiques isolés de la décharge électrique ne produisent pas les décompositions habituelles accompagnées d’un dégagement de gaz.
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- Après que le champ d’observation eut été épuisé et les parois de verre débarrassées par des échauffements répétés des gaz condensés — opération qui dura plusieurs jours — on n’observait plus dans la pompe, en attendant plus d’un quart d’heure entre les deux coups successifs, que des bulles de gaz trop petites pour remplir la section du tube capillaire dans lequel elles se rendent en sortant du récipient. Pendant un certain temps on réussit encore à l’aide de tours de main à faire passer ces bulles dans l’évasement du tube capillaire, mais ensuite la pompe atteignait son maximum d’effet.
- Mais ce degré de vide, qui était certainement supérieur à celui que l’on avait atteint dans l’expérience précédente,, n’offrait pas d’obstacle à la propagation des rayons cathodiques, qui s’y présentaient avec une pureté, une intensité et une netteté particulières. Tandis que les parois du tube d’observation, à partir de dx et l’intérieur de ce tube restaient parfaitement obscurs, les taches phosphorescentes sur l’écran étaient très brillantes, et présentaient dans toutes les positions du diaphragme D de l’écran S la même étendue et la même netteté qu’aurait données de la lumière rayonnée par une surface égale à celle de la fenêtre. Seules les grandes déviations des taches sous l’influence de l’aimant indiquaient qu’il ne s’agissait pas de ce dernier phénomène! Gomme exemple, nous donnons ci-dessou's les diamètres des taches phosphorescentes trouvés en moyenne lorsque le diaphragme était distant de la fenêtre de 5o centimètres (comme dans la figure 7).
- TABLEAU I.
- Distance entre l'écran et la fenêtre. cm. Diamètre de la tache phosphorescente mm. Diamètre calculé.
- 60 2,5 2,9
- 70 2,b 3,6
- 80 3,0 4,4
- 90 4,8 5,1
- tob 5,3 5,9
- I IO 6,0 9,7
- I 20 7,0 7,4
- l30 8,0 8,2
- 140 7,8 8,g
- i5o 10,0 9,7
- A côté des diamètres observés des taches phosphorescentes, on a placé, dans la troisième colonne, les diamètres calculés dans l’hypothèse d’une propagation rectiligne, c’est-à-dire les diamètres des cercles dont les points sont reliés par des droites à travers l’ouverture du diaphragme (de 2,1 mm. de diamètre) à un des points au moins de la surface de la fenêtre (de 1,7 mm. de diamètre) (*). On voit que les taches phosphorescentes observées sont presque toutes un peu plus petites que les taches calculées, circonstance qui s’explique par la disparition graduelle du bord des taches, et qui se présente aussi lorsqu’on mesure des taches de lumière. Dans le vide parfait, le mode de propagation des rayons cathodiques ne diffère donc pas sensiblement de la ligne droite.
- Il est à remarquer, que les taches phosphorescentes n’apparaissent pas toujours au centre de l’écran, et qu’il faut même quelquefois les ramener sur de dernier en se servant de l’aimant. Cela n’a rien de surprenant si l’on observe que les bases en fer du diaphragme et de l’écran acquièrent des aimantations permanentes alternatives pendant le fonctionnement, ainsi que l’a montré un essai fait avec une aiguille aimantée.
- Dans cette expérience on a également cherché à observer si le passage prolongé des rayons cathodiques a pour conséquence une augmentation de pression du gaz dans le champ d’observation, mais on n’a rien observé de semblable. Le volume des petites bulles de gaz auquel se réduisent les 1140 cm3, du récipient de la pompe a été évalué après comme avant à 1 mm3, lorsqu’une colonne de mercure de 10 mm. reliée d’autre part au vide barométrique était portée par ces bulles.
- La pression du gaz restant dans le champ d'observation peut donc être estimée à 0,000009 mm. de mercure ou à 0,01 x io~° atmosphère. La pression de la vapeur de mercure provenant de la pompe serait à la température ambiante beaucoup plus grande (o, 001 mm.). Mais dans cette expérience le tube à acide phosphorique entre le champ d’observation et la pompe, de même qu’une grande sphère vide près de la
- (*) Les diamètres des cercles plus petits réunis par des droites à tous les points de la fenêtre iraient en augmen tant de 2,2 mm. à 2,9 mm. du premier au dernier chiffre du tableau.
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- pompe,étaièntfefroidisà —2ï°G par un mélange' réfrigérant, de sorte que la vapeur de mercure dans le tube d’observation ne pouvait avoir que la pression correspondante à cette température, soit o,.000 02 mm. (J).
- 14. Nous voyons que les rayons cathodiques se propagent aussi dans un espace qui ne contient de la matière qu’au degré de raréfraction extrême où tous ses effets connus disparaissent. ’ On devra donc attribuer la production des effets intenses observés, non aux traces de matière dont la suppression plus ou moins complète est d’ailleurs sans influence, mais bien à l’éther, que nous ne pouvons chasser nulle part. En admettant ceci, notre expérience sur la nature des rayons.phosphorescents indique que ce sont des phénomènes ayant lieu dans l’éther.
- On sait qu’en se basant sur d’autres arguments MM. E. Wiedemann (2) et Hertz (;<) sont déjà arrivés à cette conclusion, qui est également contenue dans les vues de Goldstein sur la nature de la décharge électrique (4).
- A. H.
- (A suivre).
- NÉCROLOGIE
- Le docteur K. E. Zetzsche.
- Nous avons eu dans notre dernier numéro, le regret d’apprendre à nos lecteurs la mort d’un de nos collaborateurs les plus fidèles, dont ils ont eu souvent à apprécier le savoir. Le docteur K. E. Zetzsche a succombé le 18 avril à une longue et cruelle maladie, que les soins les plus tendres et les plus affectueux n’ont pu arrêter dans ses ravages.
- (') Calculé par la formule de Hertz, Wied. Ann, t. XVII p.198, 1882. L’intérieur du tube ne reste obscur que si l’on emploie le mélange réfrigèrent. Cette expérience a été faite en été; dans l’expérience précédente (12) la température était très basse, et la luminosité de l’air disparu après que le vide fut établi. La dernière trace de lumière, ou -r- comme on le verra plus loin, — la dernière trace de conductibilité de l’espace, semble donc déterminée par la présence des vapeurs mercurielles.
- (2) Wied. Ann. IX, p.i5g, 1880; X, p. 25i, 1880; XX, p. 781, i883.
- (3) Wied. Ann., XIX, p. 816, i883.
- (*) Wied. Ann,, XII, p. 264, 1881.
- Il était né le 3o mars i83o, à Altenbourg, et avait commencé à l’école polytechnique. de Dresde des études qu’il termina à celle de Vienne.
- À l’époque où Zetzsche était sur les b.ancs, l’industrie électrique n’était représentée que par l’éclairage à la pile et par la galvanoplastie ; dans un état encore rudimentaire. L’électrochimie était un rêve de quelque songe-creux. La spécialité la plus brillante de l’électricité médicale était les chaînes de Pulvermacher ; l'induction était étudiée par Faraday dans le laboratoire de Royal Institution ; la machine de l’Alliance existait à peine. Arago venait de rendre le dernier soupir.
- On suivait encore la route tracée par Rage et' Jacobi ; on cherchait le mouvement par la pile, les premières torpilles de la Baltique excitaient une surprise naïve. Seule la télégraphie avait pris un développement sérieux. Elle était sans rivale à monopoliser l’admiration du monde. Avec la patrie de Wheatstone, l’empire d’Autriche était un des pays qui marchaient en tète du développement de cette industrie merveilleuse. La vocation du jeune étudiant fut fixée d’une façon définitive. Sans cesser de s’intéresser activement au progrès des autres branches de l’électricité ouvrière, de rêver, lui aussi,.du tout par l'électricité, il se fit télégraphiste, et toute sa vie il resta avant tout télégraphiste.
- Il débuta dans le bureau de Vienne. De là il passa à la station de Padoue, qui dépendait alors de l’empire d’Autriche, puis à Trieste, où il resta jusqu’en 1858. Pendant ces trois années, il se familiarisa avec la pratique de la télégraphie, spécialité immense à laquelle il s’adonna avec passion, et qu’il cultiva dans toutes ses branches avec un zèle que personne n’a surpassé.
- Zetzsche, qui avait fait de fortes études de mathématiques, fut nommé professeur de mécanique et d’analyse à l’école supérieure de commerce de Ghemnitz.
- Dans cette époque de sa carrière, il publia successivement deux ouvrages de mathématiques, puis un traité de trigonométrie plane en 1861, et en 1875 un guide pour l’étude de la trigonométrie rectiligne. Il connaissait donc à fond cette branche de l’analyse, qui est devenue indispensable à tous les électriciens.
- C’est seulement en 1876 qu’on lui confia la chaire de télégraphie à l’école polytechnique de
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- Dresde, »où il avait commencé par s’asseoir comme élève. C’est à partir de ce moment que date la grande réputation de Zetzsche, et l’influence légitime qu’il exerça sur la télégraphie universelle.
- En même temps, il avait publié dans les divers journaux scientifiques, sur différentes branches de la science électrique, de nombreux articles qui avaient donné la mesure de son savoir.
- Lorsque la Société internationale d’électricité fut fondée à Berlin, Zetzsche était désigné comme rédacteur en chef de son organe officiel. Afin de le décider à quitter Dresde, M. Stéphane le nomma à la fois ingénieur en chef des Postes de l’empire et professeur à l’école des Télégraphes.
- Outre ses diverses contributions aux journaux électrotechniques, Zetzsche écrivit une série de traités spéciaux fort estimés sur le « Télégraphe autographe », le « Télégraphe électrique », le « Catéchisme de la télégraphie électrique » admirable traité populaire qui arriva en onze ans à sa sixième édition, et qui serait digne d’être traduit en langue française ; Y Esquisse de l'histoire du Télégraphe, où se trouvent consignés une foule de détails curieux, et enfin le Développement de la télégraphie automatique.
- En i885, Zetzsche conçut le plan d’une immense fabrication sans analogue dans aucun pays.
- Il en fit accepter le plan par une grande maison d’éditions scientifiques, qui lui confia la direction de la collection des Manuels de télégraphie électrique. Pour s’acquitter, de cette oeuvre immense, il avait comme collaborateurs MM. Frœlich, Henneberg et surtout son ami intime M. Kohlfürst.
- Il se démit donc de ses fonctions officielles, et retourna à Dresde pour se consacrer entièrement à cette œuvre colossale, dont La Lumière Electrique fera connaître l’ensemble à la France.
- Mais s’il renonça à ses fonctions brillantes, Zetzsche ne se sépara pas des journaux dont il était collaborateur. Il continua de nous adres ser ses communications, et nous aurons bientôt la satisfaction de mettre sous les yeux de nos lecteurs quelques articles envoyés à une date récente.
- La série d’études qu’il a publiées dans cette revue forme un ensemble , des plus intéres-
- sants par la lucidité des explications, la précision des détails et la variété des sujets. C’est M. Zetzsche qui a le premier signalé les recherches si curieuses de M. Zenger.
- Parmi les journaux étrangers auxquels il a collaboré, nous citerons le Journal Polytechnique de Dingler, le Journal électrotechnique de Vienne, et le Journal télégraphique de Berne, l’organe de la télégraphie universelle, de cette institution qui doit finir par rapprocher les divers membres de la famille humaine.
- Dans la grande encyclopédie télégraphique dont il fut le directeur, Zetsche a conservé pour sa part deux volumes, YHistoire de la télégraphie et la Télégraphie contemporaine, c’est cjire qu’il a passé en revue successivement les efforts nécessaires pour arriver, au résultat glorieux atteint de nos jours, et présenté un tableau d’ensemble du mouvement télégraphique dont il a été un des principaux agents. En effet, il a servi cette spécialité si vaste non seqlement par la plume, mais en suggérant la construction d’un grand nombre d’appareils ingénieux autant qu’utiles.
- Nous croyons ne pouvoir mieux terminer cette notice qu’en empruntant quelques-unes des paroles émues que sa mort a arrachjées à son ami M. Joseph Kareis, le savant rédacteur en chef du Journal électrotechnique de Vipnne.
- « Nous autres Autrichiens, nous devons être doublement reconnaissants à Zetzsche, car il aima et il servit l’Autriche. Jusqu’à son dernier soupir il a participé à nos efforts et il fut un de nos plus fidèles collaborateurs. Les mots dont nous avons fait usage ne peuvent donner qu’une faible expression des sentiments avec lesquels nous avons reçu la triste nouvelle que Zetzsche avait payé son tribut à la Nature. Malgré la hâte avec laquelle nous avons rédigé ces notes, nous espérons avoir fait comprendre l’importance de sa carrière et l’étendue de ses mérites. Ses contemporains conserveront certainement un honorable souvenir de son passage sur la terre. La Postérité trouvera son nom inscrit sur plus d’une feuille de l’histoire des victoires et conquêtes de la science électrique. Paix à ses cendres. »
- W. de Fonvieu.e
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- FAITS DIVERS
- Le chauffage par les huiles minérales présente un certain nombre d’avantages qui semblent devoir lui réserver un grand avenir, tout au moins dans les pays producteurs de ces combustibles liquides. Si l’on ne considère que la suppression des fumées, des poussières et des odeurs inséparables de la combustion de la houille, on voit qu’il y a là déjà des avantages qui sont surtout appréciés dans les grandes villes, où la question de la suppression des émanations d’usines est plus que jamais à l’ordre du jour.
- On a pu juger à l’Exposition de Chicago des services que peut rendre ce mode de chauffage; les chiffres suivants, empruntés à la Revue industrielle, en donneront une idée. Pendant la durée de l’Exposition, la grande installation de chaudières à vapeur a employé 39804 mètres eubes d’huile minérale naturelle pour produire 32 3i6ooo chevaux-heures, ce qui correspond sensiblement à 960 grammes par cheval-heure. Le prix de vente de ce combustible, rendu aux réservoirs de l'Exposition, était de 72,5 cents le baril de 42 gallons américains, soit environ 2 francs l’hectolitre. La salle des chaudières contenait 210 brûleurs, pulvérisant l’huile sous 52 chaudières, d’une puissance moyenne totale de 21 000 chevaux, conduites par une équipe de 42 hommes par 24 heures. Si l’on avait chauffé au charbon, la consommation aurait été de 5oo à 600 tonnes par jour, soit pour la durée de l’exposition environ 70000 tonnes. Or, dans les conditions matérielles où l’on se trouvait, la manutention d’une telle quantité de combustible aurait causé des difficultés extrêmes. Aussi, estime-t-on à 25 0/0 l’économie que l’huile minérale a permis de réaliser sur le charbon, en tenant compte de la main-d’œuvre de transport et d’aménagement.
- La four électrique a permis à M. Moissan de faire une constatation très curieuse.
- En cherchant à déterminer la densité de la magnésie fondue, M. Moissan a trouvé qu’elle augmente avec la température jusqu’au rouge vif. C’est ainsi que, par un chauffage au four électrique de la magnésie, qui est irréductible par la chaleur, il a pu en faire varier la densité de 3,193 à 3,654, variation dont on n’a pas d’autre exemple.
- Nous disions récemment qu’un officier anglais vient de découvrir aux Indes une ligne téléphonique réunissant deux temples hindous et ayant plusieurs siècles d’existence.
- Un confrère allemand rappelle à ce propos que plu-
- sieurs temples égyptiens étaient pourvus de parafoudres très bien agencés. Sur le temple de Denderah on a trouvé plusieurs perches en bois de 3o à 40 mètres de hauteur entourées de cuivre, et dont la destination est expliquée par une inscription trouvée sur une pierre de l’édifice. Des documents très authentiques établissent, en outre, que Ramsès III (i3oo ans avant J.-C.) avait érigé des parafoudres à pointe dorée sur le temple de Médinet Abou.
- En reproduisant la proposition de MM. Houston et Ivennelly relative à un certain nombre de nouvelles préfixes pour multiples et sous-multiples d’unités électriques, nous avons exprimé des doutes quant à l’utilité de ces appellations. Un de nos confrères fait très justement observer qu’au point de vue étymologique les modifications proposées ne reposent sur aucune base.
- Les préfixes màga et micro, en effet, dont partent MM. Houston et Kennely, tout en n’ayant de commun avec million que leur première lettre, ont un sens bien déterminé par les mots grecs pisy0; (grand) et {xr/po; (petit), et n’ont donc pas de lien de parenté avec les préfixes proposées : béga, tréga, quéga, qui n’ont de signification en aucune langue.
- Cette considération, toutefois, ne semblerait pas devoir s’opposer à l’adoption du système, car il y a des précédents de ce genre; mais il y a encore cette difficulté que dans certains pays les mots billion, trillion, etc., ont une acceptation différente de mille millions, etc. En Allemagne, par exemple, on emploie le terme billion pour désigner un million de millions.
- La Nature signale une aurore boréale qui a été observée en différents points de la Belgique dans la nuit du 3o au 3i mars. Elle a été accompagnée d’une perturbation magnétique qui s’est manifestée dès 7 heures du soir et dont le maximum à eu lieu à minuit 34 minutes. L’aiguille de déclinaison a été déviée de près de 5o' vers l’est. Voici les observations de cette aurore faites à Hechtel par M. Sali : « Avant l’aurore, dès 9 heures du soir, il se forme à l’horizon nord-nord-ouest une sorte de voile nébuleux qui se rembrunit à mesure qu’il monte. Au-dessus de ce voile une lumière éclatante se montre en forme d’arc. Le ciel est à ce moment si clair, que je distingue très facilement l’heure à ma montre. Cet arc lumineux monte également, et sur quelques points il est plus brillant que sur d’autres. A ioheures5o minutes, les premiers rayons de l’aurore boréale se montre au-dessous de la Petite-Ourse. A 7 1/2 un rayon peu large et très vif s’élance jusqu’à la Polaire, et peu après plusieurs rayons s’élèvent en plusieurs points Les rayons se déplacent très lentement de l’est vers l’ouest; ils s’élancent rapidement dans le sens perpendiculaire à l’arc; à 10 h. i5, les rayons passent du blanc au rouge purpurin. D’abord
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- j’observe la couleur rouge à l’ouest-nord-ouest, puis à l’est-nord-est; à ce moment, vers 10 h. 20, le phénomène se montre dans toute sa splendeur. Vers 10 h. 3o la couleur rouge diminue peu à peu et les rayons redeviennent d’un blanc bleuâtre. A 10 h. 35 un peu à l’ouest de Jupiter, des rayons plus larges se montrent en se déplaçant rapidement vers l’ouest. Ceux-ci prennent aussi la couleur rouge entre Pollux et la Chèvre, formant une plaque ronde assez grande qui reste visible pendant , cinq minutes. A 10,45 h. on voyait vers le nord quelques jets faibles, et peu à peu le phénomène prit fin. »
- Le journal Ciel et Terre dit qu’à Louvain on a constaté des manifestations de l’aurore entre 10 heures et 10 h. 5o, comme à Hectel, à Uccle; elles ont été aperçues vers minuit et demi, au moment du maximum de perturbation des barreaux aimantés.
- L’emploi du chauffage électrique sur les voitures de tramways électriques est entré depuis quelque temps déjà'dans la pratique en Amérique, tandis que nos Compagnies en sont encore à faire des « essais » d’éclairage électrique des voitures.'
- Actuellement, dit VElectrician, de Londres, pius de 200 voitures des lignes américaines sont pourvues de chauffoirs électriques. On a fait des essais comparatifs du chauffage électrique et du chauffage au charbon, et les résultats ont été en faveur du premier mode. La dépense varie naturellement avec le coût de l’énergie électrique, qui est très variable selon les localités. En moyenne, on peut toutefois compter sur une dépense de i,25 fr. par jour et par voiture pour un chauffage des plus agréables.
- A Niagara Falls, la Compagnie de tramways emploie 38 chauffoirs sur ses voitures, dont l’alimentation ne lui revient pas à plus de 4 francs environ, soit à environ 0,90 fr. par voiture et par jour. Le chauffage au charbon, beaucoup moins commode, ne revient qu’à 25 centimes moins cher.
- Pendant 1‘hiver dernier, une « Compagnie de chauffage électrique » a fait de nombreux essais sur les voitures, qui ont montré que ce mode de chauffage maintient la température très constante et en moyenne à une dizaine de degrés au-dessus de la température extérieure. Un ingénieur de la Compagnie de l’Atlantie Avenue Railvvay Company, dit que par l’espace économisé par la suppression du poêle à charbon, et rendu disponible pour les voyageurs, on rachète amplement le surcroît de dépense occasionné par le chauffage électrique.
- La Compagnie de tramways de Montréal (Canada) exige de ses conducteurs une taille et un poids minima. Ces employés doivent, en outre, parler l’anglais et le français.
- M. Zironi, de Milan, conseille pour la conservation du bois de le chauffer, à l’aide d’un serpentin, par exemple, dans un vase clos où l’on a fait le' vide. On chauffe dans le vide, afin d’extraire la sève qui remplit les pores du bois, et l’on fait arriver dans le récipient une dissolution de résine dans un hydrocarbure.
- Suivant la Revue de chimie industrielle, l’imprégnation s’opère généralement en deux heures. Une fois le bois saturé, on laisse couler le liquide et l’on introduit, un jet de vapeur qui entraîne le dissolvant, tandis que la résine reste dans les pores du bois. Par ce procédé, le bois éprouve une augmentation de poids très considérable.
- L’état actuel de l’électrochimie, dont notre collaborateur M. Rigaut s’est occupé dans notre dernier numéro, est arrivé à un développement qui justifie la création d’organes spéciaux à cette branche de l’industrie électrique.
- Nous avons à signaler la publication, en Allemagne, de VElehtrochemische Zeitschrift, qui compte parmi ses collaborateurs les noms les plus connus en électrochimie, ainsi que de nombreux physiciens. Nous citerons MM. Glassen, Goppelsroeder, Hoepfner, Kellner, Ostwald, Weber, Wiedemann, etc.
- En même temps MM. A. Wilke et W. Borchers font paraître la Zeischrift fur Elehtrotechnih und Elektro-chernie, qui poursuit le même but que la précédente revue.
- Enfin, dans une récente réunion tenue à Cassel, les chimistes d’Allemagne viennent de fonder une association pour l’avancement de l’industrie êlectrochimique.
- Lorsqu’un inventeur a fait le dépôt d’une demande de brevet entaché d’une cause de nullité, par exemple d’insuffisance de description, il peut, tant que le brevet n’a pas été délivré, opérer le retrait de sa demande. L’irrégularité de cette demande, dit la Revue industrielle, ne peut être opposée au brevet qu’il prend ensuite pour la même invention et qui satisfait pleinement aux prescriptions de la loi.
- Mais supposons qu’un inventeur, s'apercevant que sa demande est viciée d’un cas de nullité, au lieu d’en opérer le retrait, prenne avant la délivrance du brevet un second brevet dans lequel il a fait disparaître la cause de nullité, en complétant, pour prendre l’exemple ci-dessus, la description insuffisante. Le premier brevet, lorsqu’il sera délivré, sera nul pour insuffisance de description. Mais le second brevet ne sera-t-il pas nul aussi, en vertu du principe que la même invention ne peut pas être brevetée deux fois?
- A cette question, la Cour de Paris a répondu négativement par un arrêt rendu à la date du i5 mars 1894*
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- On a souvent proposé d’emmagasiner, au moment de l’arrêt, la force vive acquise par une voiture en marche, et d’employer cette énergie pour aider les chevaux ou les moteurs au moment du démarrage.
- Engineering a décrit récemment un dispositif très simple permettant d’emmagasiner cette force vive dans un ressort. Un ressort à boudin de i,5o m. de longueur est relié à une chaîne qui peut s’enrouler sur deux tambours fous sur les deux essieux. Avant de faire arrêter la voiture, le conducteur agit sur un levier qui embraye le tambour d’avant avec l’essieu. La chaîne étant alors entraînée par les derniers tours de roue, le ressort se trouve comprimé. Au moment du démarrage un levier relié à la barre d’attelage fait déclencher le tambour d’avant, mais embraye le tambour d’arrière, qui tend alors, sous l’action du ressort, à faire tourner son essieu dans le sens de l’avancement de la voiture. La force du ressort fournit ainsi une partie appréciable du couple de démarrage.
- Ce système a été essayé sur les voitures du tramway Londres, Deplford et Greenwich, et a donné, paraît-il, de bons résultats.
- Le chemin de fer électrique aérien de Liverpool a été prolongé jusqu’à Seaforth. La ligne présente maintenant un développement de 9 kilomètres.
- Quoique les frais de construction de ce prolongement se soient élevées à 750000 francs, le prix du voyage sur toute la ligne ne sera pas changé ; il restera de 20 centimes en seconde classe et de 3o centimes en première.
- La semaine dernière ont eu lieu des essais de traction électrique sur la ligne de Paris à Mantes. La locomotive Ileilmann a remorqué un train de voyageurs à la vitesse moyenne de 62 kilomètres à l’heure. La vitesse rnaxima de io5 kilomètres à l’heure a été atteinte entre Conflans-Sainte-Ho.norine et Juziers Au retour, la même distance a été parcourue sur le pied de 80 kilomètres à l’heure.
- Au dernier Congrès de l’Association américaine des ingénieurs-mécaniciens, M. Léonard Waldon a soumis à ses collègues des échantillons de bronze d’aluminium.
- M. Waldon fait remaquer que les études faites jusqu’ici sur ces produits semblent montrer que le mélange de l’aluminium au cuivre donne naissance à une réaction, et que le composé en résultant est soluble dans le cuivre fondu. En tout cas, les proportions du mélange ont une grande influence sur les propriétés du produit. Les qualités de résistance de celui-ci paraissent atteindre leur maximum quand le mélange est formé de 10 parties d’aluminium sur 90 de cuivre.
- Le bronze obtenu serait alors supérieur au meilleur
- acier, tout en se prêtant aux mêmes opérations de for-geage, d’étirage, de polissage, etc.
- Le centenaire de l’exécution de Lavoisier a provoqué une série de manifestations en l’honneur du fondateur de la chimie moderne. Le dimanche 6 mai, l’on célébrait à Prague sa gloire dans une réunion des sociétés savantes. Le lendemain 7 mai, M. Grimaux, son historien, membre de la section de physique, proposait à ses confrères de prendre l’initiative de l’érection d’une statue au grand homme. Le 8 mai, anniversaire du jour de l’exécution, les sociétés savantes d’Amsterdam exposaient des photographies des instruments de Lavoisier et simultanément les instruments analogues fabriqués à Amsterdam sous la direction du célèbre Van Marum, à la suite d’un voyage fait à Paris pour visiter le laboratoire que le savant français avait établi à l’Arsenal.
- Enfin, le dimanche i3 mai, M. le colonel Laussedat a inauguré au Conservatoire des Arts et Métiers une galerie à laquelle il a donné le nom de Lavoisier et où figurent les originaux de ces instruments célèbres, établis avec un art et une précision encore admirés de nos jours.
- Ces instruments qui étaient jusqu’ici restés épars dans différentes collections (quelques-uns même avaient été transportés au Jardin des Plantes), permettent de se faire une idée exacte de la méthode opératoire de Lavoisier. L’appareil relatif à la synthèse de l’eau est particulièrement digne d’attirer l’attention des électriciens.
- En effet cette synthèse avait lieu à l’aide de la méthode eudiométrique. Lavoisier a donc fait dans cette circonstance une des premières applications connues du pouvoir que possède l’électricité de provoquer des combinaisons chimiques. Les gaz ainsi réunis étaient fournis par deux gazomètres que le Conservatoire possède encore, objets d’autant plus précieux, qu’il paraît que leur invention appartient à Lavoisier lui-même.
- Nature, de Londres, cite plusieurs faits qui tendent à montrer que la foudre atteint les oiseaux pendant leur vol. Si les exemples observés sont rares, c’est qu’en général les oiseaux ne manquent pas de se mettre à l’abri pendant les orages.
- Pour les voitures de tramways et de chemins de fer A voie étroite la Société anonyme des mines, fonderies, forges et aciéries de Hoerde (Westphalie) construit un essieu extensible formé de deux parties concentriques emmanchées à fermeture hermétique qui peuvent glisser
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- Tune dans l'autre sous l’action d’un effort longitudinal. Lorsque les voitures passent dans les courbes cet essieu s’allonge d’une petite quantité et permet ainsi le roulement libre sans frottement contre le champignon ou dans la rainure du rail. Il se produit à l’intérieur du manchon formant la partie extérieure de cet essieu un vide qui ramène l’essieu à la longueur primitive une fois la courbe passée.
- Éclairage électrique.
- La station centrale à courants alternatifs de Poitiers subit en ce moment une transformation de différentes parties de son matériel, en même temps qu’un agrandissement assez notable. II y avait jusqu’à présent 2 machines Ferranti actionnées par des moteurs à vapeur du type pilon. On installe en ce moment une machine à vapeur Weyher et Richemond (type Gorliss) de 25o chevaux qui actionnera par courroie un alternateur Brown de même puissance à 2400 volts et 80 périodes par seconde.
- Le service de jour sera assuré par un groupe générateur de 5o chevaux. L’alternateur de 5o chevaux est du type Brown normal à induit tournant.
- L’alternateur de 25o chevaux est à induit extérieux fixe avec inducteur dont les pôles sont alternativement avec et sans enroulement, disposition qui utilise le mieux l’espace disponible.
- Tout le matériel sort de la maison Weyher et Richemond*
- L’usine à gaz de Saint-Quentin vient de commencer ses travaux pour la distribution de la lumière électrique.
- La station centrale comprend des moteurs a gaz de 70 chevaux actionnant des dynamos â courant continu. Le réseau sera à trois fils constitués par des câbles armés, à conducteurs concentriques, pesant i3 kilogrammes au mètre. Trois centres de distribution seront créés.
- L’énergie électrique sera vendue à 1,60 fr. le kilowattheure.
- Télégraphie et Téléphonie.
- Il y a en France, Algérie et colonies comprises, plantés dans le sol, tant le long des voies ferrées qu’au bord d’un grand nombre de chemins, plus de deux millions de poteaux télégraphiques.
- Pour l’Europe entière, ce chiffre peut être décuplé.
- Ces poteaux ont coûté depuis 7 jusqu’à 25 francs la pièce, souvent davantage encore, suivant leurs dimensions. Avec les frais d’appropriation et d’installation, on peut compter une dépense moyenne de i5 traînes, ce qui
- ’ donne à l’ensemble des poteaux en service dans l’État français une valeur d’une trentaine de millions. Or, on remplace annuellement environ 140000 pièces, représen-, tant une valeur approximative de deux millions.
- Un procédé permettant de prolonger la durée des poteaux, ne fût-ce que du double, serait donc d’une grande utilité. Déjà de nombreux essais ont été tentés pour arriver a ce résultat. L’injection dans les bois de sels métalliques, sulfates de cuivre ou de fer, le créosotage, etc., ont bien réussi à préserver pendant un temps le corps extérieur du poteau contre l’action destructive des agents atmosphériques, sans arrêter pourtant la pourriture lente, mais fatale, du pied des poteaux, partie correspondant au collet des arbres.
- M. Wohl, ayant étudié cette question depuis plusieurs années, vient de proposer un nouveau procédé qu’expose VIngénieur civil. Il se base d’abord sur cette remarque que les pluies, quelles que soient leur abondance et leur durée, ne mouillent jamais la terre à une profondeur de plus de 25 à 3o centimètres. Or, c’est précisément dans cette profondeur que le bois des poteaux se corrompt. La prolongation de la durée pourrait donc s’obtenir par la préservation de la partie si facilement endommagée par l’humidité. M. Wohl opère dans ce but de la manière suivante :
- On dégage de la terre qui l’entoure la partie attaquée ou attaquable du poteau; onia nettoie simplement à la brosse si elle est encore saine, on la gratte pour enlever le bois pourri si elle est déjà plus ou moins profondément cariée, et on la badigeonne de goudron chaud ou de toute autre substance pénétrante et adhérente. On enferme ensuite la zone badigeonnée dans un manchon en terre cuite réfractaire, spécialement disposé et vernissé intérieurement et extérieurement, formé de deux parties demi-cylindriques dont les côtés s’emmanchent l’un dans l’autre, de façon à constituer une gaine unique. On remplit l’intervalle annulaire qui existe entre le-poteau et la paroi interne de la gaine d’une matière sèche isolatrice qu’on recouvre . ensuite en talus d’une substance grasse se durcissant à l’air et impénétrable à l’eau. Il ne reste plus ensuite qu’à combler l’excavation en ramenant la terre au pied et en la foulant pour la rendre compacte.
- La solidité de la garde ou manchon est d’ailleurs à l’épreuve des mouvements d’oscillation qu’éprouvent les poteaux sous l’action des vents ou sous la charge des échelles des ouvriers télégraphistes.
- Le prix moyen d’une application serait d’environ 2,5o fr.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique. — Paris. 3i, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- JL
- Journal universel d’Electricité
- 51, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : D' CORNÉLIUS HERZ
- XVI- ANNÉE (TOME LU) SAMEDI 26 MAI 1894 N3 21
- SOMMAIRE. — La théorie dynamique de l’éther électrique et luminifère de M. J. Larinor; J. Blondin. — Sur la mesure de la différence de phase; P. Clémentitch de Engelmeyer. — Les lampes à arc; Gustave Richard. — Transport de force chez MM. Menier, à Noisiel; Paul Boucherot. — Chronique et revue de ia presse industrielle : Électrochimie : Préparation de quelques couleurs minérales par électrolyse. — Application simultanée à l’industrie de la soude à l’ammoniaque et au traitement des plombs et litharges argentifères, par Lyte. — Fabrication électrolytique du chrome et de ses alliages, par Placet et Bonnet. — Electrolyse de l’eau Siemens-Obaca. — Para-foudre Élihu Thomson. — Turbo-moteur à réaction Parsons. — Compas directeur-enregistreur pour navires. — Signaux électriques pour navires de guerre. — Revue des travaux récents en électricité : Propriétés magnétiques du fer, par J.-A. Ewing et Miss Helen G. Klaassen. — Sur les rayons cathodiques dans les gaz à la pression de l’atmosphère et dans le vide extrême, par Philipp Lenard. — Sur la détermination de J par une méthode électrique, par M. E. Griffiths. — Sur la réflexion des ondes électriques au bout d’un fil conducteur qui se termine par une plaque, par MM. Ed. Sarasin et Kr. Birlteland. — La fixation des fibres de quartz, par C.-V. Boys. — Faits divers.
- LA THÉORIE DYNAMIQUE
- DE L’ÉTHER ÉLECTRIQUE ET LUMINIFÈRE
- DE M. J. LARMOR
- Bien que l’existence de l’éther soit universellement admise, il serait cependant impossible, dans l’état actuel de nos connaissances, de répondre d’une façon précise à cette simple question : Qu’est-ce que l’éther ? Il est vrai que nous serions tout aussi embarrassés de définir la matière, quoiqu’elle tombe directement sous nos sens et que ses propriétés soient plus anciennement et mieux connues que celles de l’éther.
- Mais il ne faudrait pas conclure de là que cette question est insoluble. Dans la préface de son ouvrage Les théories modernes de Vélectricité, M. O. Lodge exprime l’espoir qu’avant cinquante ans elle sera résolue et il indique en ces termes comment on doit l’entendre :
- « Si l’on pouvait concevoir un fluide parfait, continu, incompressible, occupant tout l’espace et qui, par ses divers modes de mouvement remplît toutes les fonctions de l’éther; si ce milieu pouvait en particulier transmettre la lumière et manifester les phénomènes électriques et magnétiques qui ne dépendent pas de la présence de la matière, et si l’état du mouvement ainsi imaginé était possible et stable, la théorie de l’éther libre serait établie.
- « La théorie de l’éther entraîné et de la ma-
- tière pourra suivre et il faudra alors appliquer, à côté des phénomènes optiques et électriques, la cohésion et la gravitation. Alors on pourra attaquer la question des différences spécifiques entre les éléments et la nature de ce que nous appelons les combinaisons. Une fois cela fait, la chimie entière sera ramenée à une loi simple. »
- On voit que le rôle de l’éther s’est énormé-mement accru depuis l’époque, déjà lointaine, où son existence a été reconnue nécessaire pour l’explication des phénomènes lumineux (a). Aujourd’hui on lui demande d’expliquer tout d’abord non seulement ces derniers phénomènes, mais aussi les phénomènes électriques.
- Envisagée à ce double pointde vue, la théorie de l’éther a déjà été l’objet de travaux importants. Celui que M. Larmor a présenté il y a quelques mois à la Société royale de Londres (2) est des plus intéressants et des plus complets ; nous croyons devoir le signaler aux lecteurs de cette revue. Nous regrettons que le développement du mémoire original ne permette pas d’en
- (*) Sur ce sujet on lira avec intérêt l'adresse présidentielle à l’Institut Victoria de sir G. Stokes, L’éther luminifère et celle de M. Glasebrook à la section de physique du meeting de l’Association Britannique, Les théories Jeta lumière ; un extrait de la première et la traduction in extenso de la seconde ont été données dans ce journal (t. XLIX, p. 493 et t. L, p. 89).
- (2) Séance du 7 décembre 1893. Procecdings, t. LIV, p. 438-461.
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- donner une traduction complète, car dans un essai de théorie générale tout détail a son intérêt, la facilité ou l’impossibilité d’explication d’un phénomène secondaire ayant pour effet de confirmer ou d’ébranler la théorie entière.
- Tout d’abord l’auteur fait ressortir l’importance de la méthode dynamique imaginée par Lagrange à la fin du siècle dernier, sans laquelle dit-il, il était impossible de pénétrer le secret des propriétés de l’éther. C’est qu’en effet cette méthode permet d’écrire les équations du mouvement du milieu primordial que nous supposons présider à tous les phénomènes sans qu il soit nécessaire de connaître le mécanisme de ce mouvement. Tout se réduit à connaître une fonction analytique représentant la distribution de l’énergie dans le milieu en fonction des paramètres ou quantités accessibles à l’expérience et de leurs dérivées par rapport au temps.
- La première partie d’une théorie dynamique de l’éther consiste donc dans la détermination de cette fonction. Quand on y est parvenu, la possibilité d’une interprétation mécanique se trouve démontrée. Malheureusement une infinité d’interprétations sont également possibles. Parmi elles il faut en choisir une, et le choix est guidé par la discussion des propriétés que l’on doit attribuer à l’éther pour que, par le jeu de son énergie, il rende compte simplement et exactement des lois régissant les phénomènes accessibles à nos sens.
- Il est évident que la première partie du problème est de beaucoup la plus importante. C’est celle que Maxwell a tenté de résoudre, et ii y est parvenu pour l’électrodynamique. La seconde est une sorte d’illustration ayant pour objet d’expliquer les propriétés de l’éther intangible par un mécanisme que nous pouvons observer dans les systèmes dynamiques matériels.
- Les spéculations exactes relatives à cette der-mière partie du problème sont surtout dues à lord Kelvin. Les essais antérieurs reposaient sur l’hypothèse de forces s’exerçant à distance entrq les derniers éléments des molécules de l'éther, hypothèse que l’on ne saurait admettre aujourd’hui; ou bien, comme les spéculations des philosophes grecs et de l’école de Descartes, qui supposaient la continuité de l’éther, ils étaient purement descriptifs et imaginatifs et n’avaient aucune base solide.
- Avec la célèbre théorie des vortex de lord Kelvin commence une série de travaux féconds sur la constitution de la matière et de l’éther. On sait que dans cette théorie les atomes matériels consistent en tourbillons circulaires d’un fluide homogène, sans structure et sans frottement et que les forces entre les atomes, qui forment la base des autres théories moléculaires consistent en actions qu’exercent ces tourbillons les uns sur les autres par suite de l’inertie du fluide dont ils sont formés — actions se transmettant instantanément si le fluide est supposé absolument incompressible.
- Mais l’existence des radiations, qui jouent un rôle important dans les phénomènes naturels, et la propriété qu’elles possèdent de se propager avec une vitesse finie, quoique très grande, exigent que le milieu qui les propage présente une certaine résistance à la déformation, analogue à celle que nous pouvons observer et étudier dans les solides élastiques ordinaires relativement incompressibles comme le caoutchouc et les gelées. Lord Kelvin est parvenu à déduire cette élasticité du jeu de l’inertie du fluide où des mouvements tourbillonnaires sont supposés exister; c’est la théorie de l’éther gyrostatique.
- Toutefois il existe encore une difficulté qui n’a été qu’imparfaitement surmontée jusqu’ici. Si nous sommes obligés, pour expliquer la propagation des vibrations transversales avec une vitesse finie, d’admettre une résistance à la déformation du même genre que celle qui nous est présentée par la matière solide seulement, comment s’expliquer que les corps célestes puissent traverser le milieu qui nous transmet les radiations du soleil sans éprouver de résistance considérable ? Lord Kelvin a tenté de concilier cette absence de résistance au mouvement des corps célestes avec l’existence d’une élasticité analogue à celle des solides, en supposant que cette élasticité n’entre en jeu que pour un mouvement rotatif des éléments du milieu. De son côté, M. Larmor pense que ces deux propriétés de l’éther, en apparence contradictoires, sont tout à fait compatibles et qu’en réalité leur coexistence est absolument nécessaire pour l’explication d’une classe très importante de phénomènes (’).
- (') A ce sujet signalons un mémoire récent de M. Brillouin (Ann. de Chimie eide Physique, octobre i8g3) dans
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- Après avoir rappelé, un peu plus longuement que nous ne l’avons fait, ces points fondamentaux des théories de lord Kelvin, M. Larmor s’étend sur les travaux et les théories optiques qui ont contribué au développement de nos idées sur la nature et la constitution de l’éther luminifère.
- C’ést seulement depuis le commencement de ce siècle que grâce à l’intuition de Thomas Young, la véritable nature de la lumière est connue. Le secret des lois mathématiques qui la gouvernent dans sa propagation, sa réflexion et sa réfraction fut bientôt après dévoilé par le génie de Fresnel. Mais le raisonnement mathématique qui guida Fresnel dans ses rapides découvertes est le plus souvent difficile à suivre et, tel qu’il l’expose dans ses Mémoires, il semble dépourvu decohérence dynamique. Et cependant plus les phénomènes lumineux ont été étudiés, plus s’est trouvée confirmée l’exactitude de tout l’ensemble de ses formules.
- Vers i885, les principaux mathématiciens de l’époque — Augustin Cauchy en France, Franz Neumann en Allemagne, George Green en Angleterre, MacCullagh en Irlande — cherchèrent à expliquer lès lois énoncées par Fresnel et vérifiées par ses propres expériences et celles de Brewster. Tous attaquèrent le problème en se basant sur l’analogie des ondes lumineuses avec les ondes produites par une perturbation d’une portion d’un solide élastique.
- Le travail de Cauchy est le plus ancien; il est quelque peu empirique et laisse à désirer, si l’on tient compte des connaissances plus précises acquises ultérieurement sur l’élasticité des solides. Le travail de Neumann est orignal et repose sur de solides bases, si toutefois nous en retranchons la théorie complète de l’élasticité des solides, celle de Navier et Poisson. Quant à Green, il pose incidemment, avec toute la généralité et toute la simplicité qu’on peut espérer dans une théorie définitive, les fondements sur lesquels on doit édifier la théorie élastique des corps matériels.
- Tous trois ont étudié le problème de la ré-
- lequel le distingué annotateur de la traduction française des Conférences scientifiques de lord Kelvin démontre que, par un choix convenable des conditions à la surface, une sphère rigide ou élastique peut se déplacer sans résistance dans un milieu.
- flexion et de la réfraction des ondes. Cauchy ne put parvenir logiquement aux formules de Fresnel. Neumann eut le mérite de voir nettement que c’était impossible au moyen de la théorie des solides élastiques sur laquelle il s’appuyait. En admettant une parfaite continuité du milieu propageant la lumière et la continuité de l’énergie quand on traverse la surface de séparation de deux milieux matériels, il parvint à une solution satisfaisant aux lois de Fresnel et qu’il put étendre au cas plus compliqué de la réflexion cristalline. Mais en même temps il dut admettre que l’éther a la même densité dans tous les corps et que la direction du déplacement dans un rayon polarisé est située dans le plan de polarisation, hypothèses en désaccord avec celles de Fresnel.
- Mac Cullagh se trouva amené à s'occuper des questions d’optique physique par l’attrait qu’a* vaient pour lui les constructions géométriques simples et élégantes qui en découlent, et il chercha sur quels principes géométriques devaient être établies les lois de Fresnel pour qu’il fût facile de les étendre à des cas plus généraux. Il admit la continuité du milieu qu’il appliqua géométriquement en exprimant que le déplacement dans les ondes réfractées est égal à la résultante des déplacements dans les ondes incidentes et réfléchies. Il supposa sa densité constante dans tous les corps, parce qu’il ne pouvait le considérer comme aeolotrope dans les milieux cristallisés, et fut conduit par des considérations de symétrie géométrique à regarder la vibration comme s’effectuant dans le plan de polarisation. Une dernière hypothèse étant encore nécessaire, il admit tout d’abord que certaines des pressions considérées par Cauchy étaient égales. 11 parvint ainsi à une explication satisfaisante des explications de Brewster sur la réflexion cristalline de la lumière polarisée.
- Un peu plus tard, Seebeck ayant fait remarquer que ses propres expériences sur la réflexion étaient en désaccord avec les formules de Mac Cullagh, celui-ci abandonna cette dernière hypothèse et la remplaça par celle de la continuité de l’énergie. Il se trouvait dès lors ramené à la théorie de Neumann.
- Mais la plus belle œuvre de Mac Cullagh est son mémoire : Essai d’une théorie dynamique de la réflexion cristalline et de la réfraction. Il y reconnaît que le point capital de toute la théorie
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- dynamique de l’éther est la découverte de la fonction énergie potentielle de Lagrange dont dépend l’action du milieu et que l'explication de la forme de cette fonction forme un autre problème. Il trouve facilement une forme simple de cette fonction qui permet d’embrasser le champ entier de l’optique théorique, pourvu toutefois que l’absorption ne joue pas un rôle prédominant dans les phénomènes. Il cherche ensuite une base dynamique pour expliquer la forme de la .fonction représentant l’énergie ; il n’y parvient pas, mais il proteste contre cette vue étroite qui astreint les propriétés mystérieuses et paradoxales de l’éther luminifère à ne pas différer de celles d’un solide élastique ordinaire.
- Mac Cullagh arrive aisément à l’expression de l’énergie en s’imposant cette condition que dans un milieu cristallisé le déplacement se produit dans le plan du front de l’onde. Sir George Stokes a fait voir que d’autres expressions de l’énergie permettaient de satisfaire à cette condition et cette conclusion peut être également déduite des résultats de Green. Mais l’expérience de Mac Cullagh présente cet intérêt, capital suivant M. Larmor, qu’elle fait dépendre l’énergie du milieu uniquement des déplacements de rotation de ses éléments à partir de leurs orientations d’équilibre et non pas de leur distorsion ou de leur eompression desquelles dépend, d’après Green, l’élasticité des solides ordinaires.
- Si l’on part de cette conception d’un milieu doué d’élasticité de rotation, il peut être montré, en négligeant provisoirement la dispersion, qu’un milieu cristallisé possède troix axes principaux d’élasticité, et que la surface d’onde est précisément celle de Fresnel; par suite les résultats théoriques se trouvent dès lors d’accord avec ceux de l’expérience.
- Mais on sait que la dispersion de la lumière s’explique dans les théories élastiques par l’introduction dans les équations de termes différentiels d’ordre supérieur à ceux des termes qui suffisent quand on néglige la dispersion. Ces termes peuvent évidemment être considérés conqme provenant de termes complémentaires de l’expression de l’énergie du milieu. Si l’on exprime que ce milieu continue à posséder une élasticité indépendante de la distorsion et de la compression, mais dépendant des rotations, on constate, suivant M. Larmor, que les termes
- complémentaires que l’on peut ajouter à l’expression de l’énergie sont de deux expèces. Ceux de l’une n’altèrent pas la forme de la surface de Fresnel; ceux de l’autre lui font éprouver la modification admise sans preuve par Mac Cullagh. Les premiers dépendent à la fois de la propriété dispersive et du mouvement de l’onde; les seconds dépendent du carré de la qualité dispersive. On peut admettre que ces derniers correspondent à des phénomènes dépendant de quantités encore plus petites que celles dont dépendent ceux qu’il s'agit d’expliquer, et il est permis de les négliger. Il ne reste dès lors que les termes qui, comme il a été dit, ne produisent pas d’altération de la surface de Fresnel pour une onde déterminée, mais font varier la direction et la grandeur des axes optiques du cristal quand on passe d’une lumière homogène à une autre, ce qui permet d’expliquer la dispersion.
- M. Larmor fait observer que pour arriver à cette explication il faut laisser de côté tous les termes qui possèdent un caractère unilatéral, c’est-à-dire qui supposent une hémiédrie du milieu. Si l’on en tient compte, on explique le pouvoir rotatoire et l’explication s’applique aussi bien aux liquides qu’aux solides.
- Il fait également remarquer que si l’on fait rentrer dans l’expression de l’énergie du milieu les termes de dispersion, l’explication de la réflexion, qui suit les mêmes lois, quelle que soit la longueur d’onde, présente quelques difficultés. Toutefois en admettant qu’à la surface de séparation de deux milieux il existe des forces superficielles, dont l’action n’absorbe aucune énergie, et qui régissent la partie de la perturbation produisant la dispersion, on parvient à montrer que la réflexion est indépendante de la longueur d’onde.
- Ainsi donc la théorie de Mac Cullagh peut expliquer tous les phénomènes optiques et elle peut être développée sous une forme dynamique rigoureuse, pourvu que l’éther possède les propriétés de l’éther gyrostatique de lord Kelvin. C’est là le point capital que M. Larmor voulait mettre en évidence.
- II s’agit maintenant de faire rentrer les phénomènes électriques et magnétiques dans le-domaine des manifestations tangibles du milieu primordial, l’éther.
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- C’est à Maxwell que revient l’honneur d’avoir attaqué le problème de la nature de l’éther en partant des phénomènes électriques. Son célèbre mémoire Sur une théorie dynamique du champ électromagnétique date de 1864. A cette époque les découvertes et travaux d'Œrstedt, d’Ampère, de Faraday et de Thomson étaient relativement récents et les matériaux qui en résultaient étaient à peine suffisants pour l’édification d’une théorie dynamique. Si l’on tient compte de ce fait et de ce que, encore aujourd’hui, nos notions sur ce qui constitue les phénomènes électriques et magnétiques sont beaucoup plus vagues que nos idées sur la radiation, on ne s’étonnera pas que les vues de Maxwell se soient heurtées à tant d’obstacles et de difficultés. Et c’est sans doute pour cette dernière raison que la partie de la théorie de Maxwell qui rend compte de la radiation électrique et de l’induction électromagnétique dans les conducteurs en repos est fort claire, tandis que la nature du déplacement électrique, des forces électriques et magnétiques agissant sur la matière, celle de ce que Maxwell appelle pressions électriques et magnétiques dans le milieu, enfin celle des phénomènes électrochimiques sont très obscures.
- M. Larmor pense que beaucoup des difficultés peuvent être surmontées en attaquant la question par l’extrémité opposée à celle qu'a prise Maxwell. Au lieu de chercher à rendre compte de la radiation en parlant des phénomènes électriques, chercher à expliquer ceux-ci en s’appuyant sur une théorie dynamique de la radiation. C’estcequ’il faiten partant de la conception de l’éther luminifère précédemment exposée.
- Supposons donc que la polarisation diélectrique consiste dans une déformation de l’éther ayant le caractère rotatif. Les conditions d’équilibre de l'éther soumis à une telle déformation peuvent facilement se déduire de l’expression de son énergie potentielle obtenue par Mac Cullagh. Si le vecteur (f,g,h) désigne la vorticitè du déplacement linéaire, c’est-à-dire deux fois la rotation absolue de la portion du milieu au point considéré, et si le milieu est rapporté aux trois axes d'élasticité, on a
- W =if f f («y* + b'g* + c*/f*) cil.
- Les conditions d’équilibre interne sont que a*Jdx + b^g dy 4- c- hdz *
- soit une différentielle exacte — dV, et que sur une surface limitant une région dépourvue d’élasticité V ait une valeur constante.
- Au point du vue électrique une telle surface est celle d’un conducteur; V est le potentiel électrique; (f,g,h), le déplacement électrique, qui est circuilal puisque c’est une rotation ; (a2/, bzg, czh) est la force électrique, dérivée du potentiel V. La charge d’un conducteur est l’intégrale de (f, g, h) étendue à l’aire d’une surface qui l’entoure; par suite sa valeur ne peut varier que si la surface d’intégration est coupée par un canal dépourvu d'élasticité; en d’autres termes, la décharge électrique ne peut se produire que par la rupture de l'élasticité de l’éther.
- Si l’on considère la surface de séparation de deux milieux possédant des élasticités différentes, la condition d’équilibre se réduit à ce que la composante tangentielle de la force électrique soit continue. Cette condition exige que la valeur du potentiel présente une discontinuité sur la surface et que cette discontinuité soit la même en tout point. Les différences de potentiel au contact de deux corps se trouvent ainsi expliquées.
- Examinons maintenant ce que nous apprend sur les propriétés du courant cette manière d’envisager les phénomènes électriques. Pour éviter la complication qu’amènerait l’introduction d’une pile électrique, considérons un système formé de deux condensateurs plans A et B, l’une des armatures de A étant reliée à une des armatures de B, l’autre armature de A à la seconde de B par des fils métalliques; en déplaçant l’un par rapport à l’autre les plateaux de A, nous obtenons un courant de conduction dans les fils de communication et un courant de déplacement entre les armatures des condensateurs. Supposons la distance de ces armatures excessivement petite, de manière à réduire l’importance du courant de déplacement, et faisons observer que pratiquement la force électrique et par suite, le déplacement sont nuis en tout point du diélectrique non compris entre .es armatures de A et B et non situé dans le voisinage immédiat des fils. Si nous traçons une surface fermée passant entre les armatures du condensateur A, elle coupe le fil de communication en un certain point P. Le déplacement de ces armatures produit une variation de la
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- force électrique en tout point du champ situé entre elles et par conséquent une variation du déplacement électrique sur toute la portion de la surface fermée comprise dans ce champ; puisque* d’après notre remarque, la force électrique peut être négligée en tout autre point qui n’est pas-voisin de la surface du fil, il faut, pour que le déplacement électrique conserve son caractère circuital à travers tout l’espace, admettre que la variation du déplacement sur la surface comprise entre les armatures est compensée par une variation très intense du déplacement le long du fil en P. Le courant électrique consiste donc en une variation d’un déplacement, c’est-à-dire en un vortex.
- Il est alors facile de s’expliquer la relation qui existe entre le courant et la force magnétique. Dans cette théorie la force magnétique en un poiht n’est autre que la vitesse de l’éther en ce point (1).
- Or, dans le calcul de la vitesse en un point d’un milieu où existe une distribution de vortex il faut, comme l’a montré Helmholtz, admettre l’existence d’une nappe de vortex sur toute surface à travers laquelle le mouvement est discontinu. Par conséquent, dans le calcul de la force magnétique nous devons tenir compte de l’effet de la nappe de déplacement électrique qui. s’écoule le long de la surface des fils conducteurs.
- Considérons maintenant un courant circulant dans un canal fermé parfaitement conducteur; comme il n'a à vaincre aucune force de viscosité, il se maintiendra indéfiniment. Nous pouvons nous imaginer la production d’un tel courant en supposant que, dès que le courant a pris naissance par le déplacement des plateaux du condensateur A, tous les condensateurs sont
- (') La comparaison des équations de l’ôlectrodynamique et de celles qui régissent les mouvements tourbillonnaires conduit, en effet, à regarder la force magnétique (ou plutôt l’induction magnétique) comme étant égale à la vitesse de l’éther. La lecture de l’ouvrage récent de M. Poincaré, Théorie des tourbillons, suggère immédiatement cette idée, et dans un article écrit en décembre dernier, nous l’avions prise comme base d’un essai de théorie ^tourbillonnaire de l’électrodynamique où se trouvaient démontrées plusieurs relations qui sont seulement énoncées ici. Diverses circonstances ayant retardé la publication de cet article, qui eût élucidé quelques points du mémoiré de M. Larmor, trop brièvement exposés, nous nous proposons de venir bientôt sur la partie de ce mémoire relative à l’électrodynamique.
- enlevés et remplacés pas des conducteurs reliant les extrémités devenues libres des fils de communication. L’énergie cinétique du milieu est alors une intégrale de volume dépendant de la force magnétique. Mais on peut facilement la transformer en une intégrale curviligne contenant le courant et on arrive à la célèbre formule dè Neumann pour l’énergie électromagnétique d’un courant électrique linéaire, formule qui est suffisamment générale pour qu’on puisse la prendre comme base de l’électrodynamique entière.
- Une grande partie des phénomènes électriques peuvent donc s’expliquer par le mouvement de l’éther. Cependant l’assimilation d’un courant fermé à une ligne de vortex fermée présente une difficulté au moins apparente. En effet, la valeur du tourbillon en chaque point d'une telle ligne demeure indéfiniment la même ; par suite l’intensité d’un courant devrait rester indéfiniment constante, ce qui n’a pas lieu. Mais il suffit de remarquer, pour lever cette difficulté, qu’en réalité les courants électriques ne peuvent se maintenir dans un circuit parfaitement conducteur et complet ; les conducteurs ordinaires offrent une sorte de viscosité et les courants de conduction sont toujours complétés soit par une convection électrolytique, soit par un déplacement électrique ou une décharge. Les conditions pratiques sont donc différentes de celles que suppose la théorie.
- 11 est cependant un cas où il est permis d’admettre l’existence de courants se maintenant indéfiniment sans dissipation de l’énergie. C’est celui où l’on considère les courants moléculaires de la théorie du magnétisme d’Ampère. Si l’on admet avec lord Kelvin que l’atome matériel est un vortex fermé, l’hypothèse d’Ampère se irouve justifiée et le magnétisme expliqué.
- Mais là encore une difficulté se présente, car il semble que tous les corps devraient alors être magnétiques. Or on sait que les substances magnétiques sont relativement peu nombreuses et que le fer peut perdre les propriétés magnétiques qu’il possède à un si haut degré lorsqu’on le porte à une température suffisamment élevée.
- M. Larmor pense que l’explication doit être cherchée dans un arrangement moléculaire des atomes vortex, variable avec la nature de la substance? et avec sa température, et tel que les
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- propriétés magnétiques de chaque atome se compensent mutuellement.
- La cause de cet arrangement moléculaire ne peut être les forces électrodydamiques des courants atomiques, car on sait qu’elles auraient pour effet d’orienter ces courants de telle sorte que leurs actions magnétiques s’ajoutent. Mais les phénomènes d’électrolyse mettent en évidence l’existence de charges ioniques qui s’attirent ou se repoussent en raison inverse du carré de la distance. Pour les distances inter-atomiques, ces forces sont du même ordre de grandeur que les forces électrodynamiques, qui varient en raison inverse du cube de la distance. Comme ces deux espèces de forces se contrarient dans leurs effets, on peut espérer trouver une explication d’un arrangement convenable des atomes dans les molécules par leur considération simultanée.
- Cette Vue sur le magnétisme faisant intervenir les forces électriques entre les charges statiquesetles forces électrodynamiques, M. Lar-mor sé trouve amené à chercher une explication de ces forces par les propriétés de l’éther. Voici comment il y parvient.
- Prenons deux conducteurs chargés d’électri. cité et en mouvement. La distribution des charges varie, mais si la conductibilité est parfaite et le mouvement lent elle reste superficielle. Ce changement de distribution peut être considéré comme résultant d’un flux très intense de déplacement électrique se produisant sur les surfaces conductrices. Ce flux se trouve à proximité des flux électriques qui tournent autour des atomes-vortex voisins des surfaces et de la réaction mutuelle de ces flux résulte une perturbation élastique très grande de l’éther. Des ondes prennent donc naissance à la surface des conducteurs, et se propagent dans le diélectrique. Ces ondes devraient emporter avec elles de l’énergie prise à l’énergie électrique du milieu. Mais leur vitesse de propagation étant excessivement grande par rapport à celle du mouvement des conducteurs, l’éther est en quelque sorte en équilibre à chaque instant, et les ondes doivent être insensibles. L'exactitude de cette manière de voir est confirmée par la différence d’action sur l’air environnant des vibrations rapides d’un diapason et des oscillations lentes d'un pendule; dans le premier cas, des ondes
- sonores se propagent dans l’air; dans le second où la vitesse du pendule est très petite par rapport à la vitesse de propagation du son, il ne se produit pas d’ondes sonores. Mais dans ce dernier cas les couches d’air situées dans le voisinage du pendule sont néanmoins dans un état de compression ou de décompression suivant leurs positions par rapport au pendule en mouvement. Si l’on admet qu’il se passe quelque chose de semblable dans l’éther environnant les conducteurs en mouvement, les forces mécaniques qui paraissent s’exercer entre eux peuvent être attribuées aux pressions ou tractions de l’éther. De plus, comme il n’y a pas une quantité sensible d’énergie transportée par les ondes dans le diélectrique, la perte d’énergie du système électrique doit se retrouver entièrement sous forme de travail mécanique.
- Cette interprétation des forces mécaniques permet d’ailleurs de pénétrer plus profondément leur manière d’agir. Il en résulte en effet que le gain d’énergie mécanique du conducteur consiste en une absorption d’énergie par sa surface; par conséquent, la force agissant sur le conducteur est une action superficielle et non une action sur le volume qu’il occupe. Mais, comme on le sait, une distribution superficielle de force peut être remplacée par une force normale à la surface. Donc, quoique cette distribution superficielle existe réellement, rien ne s’oppose à ce qu’on regarde ses effets comme on le fait ordinairement en électrostatique, c’est-à-dire comme l’action d’une force électrique normale à la surface sur la charge électrique de cette surface.
- Mais si les forces mécaniques sont dues à une distribution superficielle de forces, il devient inutile de considérer, lorsqu’on a un système de conducteurs au milieu d’un diélectrique, l’espace occupé par les conducteurs. 11 suffit de considérer le diélectrique seul, en le limitant aux surfaces des conducteurs. La condition d’équilibre du système est que, pour un déplacement infiniment petit compatible avec les liaisons, on ait :
- (T - W) dt 4- J' dt 8 jj- d S = o,
- où T est l’énergie cinétique du milieu donnée par la formule de Neumann, W l’énergie potentielle due à la distribution électrostatique, et où
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- hwclS représente le travail accompli par les iorces agissant sur l’élément d S d'une des surfaces. S’il y avait des sources électromotrices dans les circuits, on tiendrait compte de l’énergie qu’elles apportent au système en écrivant dans le second membre de l’équation le travail qu’accomplissent ces sources pendant le déplacement.
- En exprimant les différents termes de cette équation en fonction des coordonnées ou paramètres indépendants qui déterminent complètement le système, puis en égalant à zéro le coefficient de la variation de chaque paramètre, on obtient les formules:
- d dï _ riT d W
- dt d y,' d-S) d q> ’
- d dT dt de' '
- Dans ces équations, <I> est une composante de la force mécanique exercée sur notre système diélectrique par les conducteurs, et dont le travail est <I> 8 cp pour une variation 5® de la coordonnée <p; par suite, la composante de la force correspondante agissant sur les conducteurs est — <I>. E est la force électromotrice agissant de l’extérieur du système dans un circuit où le déplacement est e, et, par suite, le courant cic
- e' — —; la force électromotrice induite dans ce dt
- circuit par le diélectrique est donc — E.
- Ces équations rendent compte de tous les phénomènes électrodynamiques et d'induction. Elles donnent également la traction électrostatique des conducteurs sur le diélectrique; elle d w
- est-^—; par suite, la traction du diélectrique sur les conducteurs est — —
- d Vf
- Revenant un instant sur l’explication donnée plus haut de cette traction sur les conducteurs, M. Larmor dit quelques mots sur les pressions et tensions dans le diélectrique.
- L’état de tension de Y éther compris entre deux corps électrisés consiste en une traction tangentielle, sur chaque élément de surface, égale on grandeur à la composante tangentielle de la force électrique en un point de cet élément, et perpendiculaire à sa direction. L’état ae tension de la matière du diélectrique est produit par les tractions superficielles exercées sur
- la matière par les conducteurs situés dans ce diélectrique. Les pressions et tensions du diélectrique imaginées par Faraday et Maxwell n’ont pas d’existence réelle ; ce sont en réalité les pressions et tensions que ressentirait la surface d’un conducteur employé pour explorer le champ, l’introduction de ce conducteur ne produisant aucune perturbation du champ. De même, les pressions et tensions magnétiques de Maxwell ne sont qu’une façon mathématique d’exprimer la réaction cinétique de l’éther.
- L’auteur passe ensuite à la polarisation électrostatique des diélectriques. Dans un précédent mémoire (A) il a montré que l’explication de la polarisation par un déplacement réel de l’électricité dans des molécules conductrices disséminées dans le diélectrique est incompatible avec le caractère circuital du courant. 11 faut donc en chercher une autre.
- Comme nous l’avons vu à propos de l'explication du magnétisme, M . Larmor admet l’existence réelle des molécules polarisées avec leurs ions positifs et négatifs. Le caractère circuital du courant exige que la force électrique d’un champ n’affecte pas les actions mutuelles des vortex constituant la molécule dont dépendent leur orientation et ne modifie pas non plus la distribution des charges électriques des atomes. Par des considérations que nous ne reproduirons pas, l’auteur fait voir que ces restrictions peuvent être réalisées en supposant les deux pôles de la molécule suffisamment rapprochés et les dimensions des atomes suffisamment petites.
- Faisons seulement remarquer que dans le cas où le corps soumis à l’action du champ est un électrolyte, le courant qui accompagne l’élec-trolyse exige qu’il se produise une rupture de l’éther entre l’une des électrodes et un ion, puis entre cet ion et le suivant, l’électricité passant ainsi d’une électrode à l’autre par les fissures de l’éther. Cette facile rupture de l’éther implique une diminution de son élasticité. Il semble donc que la présence des atomes vortex produise dans l’éther quelque chose d’analogue aux défauts dans un corps élastique. On conçoit
- (') Sur la théorie de l’électrodynamique, Roy. Soc. Proc., t. XLIX, p. 522, 1891 ; La Lumière Électrique, t. XLII, p. 5i5.
- $ =
- E =
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- alors que la capacité inductive spécifique des matières diélectriques doive être plus grande que celle du vide. Suivant cette idée, la capacité inductive des électrolytes doit être très grande) et c’est en effet ce qui a lieu.
- Après avoir pris comme point de départ les phénomènes de radiation pour arriver aux phénomènes électriques et avoir bien étudié ceux-ci, M. Larmor revient aux premiers pour expliquer un fait important : la période des vibrations qui correspondent aux diverses lignes du spectre d’un corps est indépendante de la température de ce corps.
- L’explication découle de l’extrême petitesse des atomes. Cette petitesse implique une électrification très intense et par conséquent indépendante du champ extérieur. De plus, on a admis déjà que les dimensions et configurations de l’atome sont déterminées par les actions très intenses qui s’exercent entre lui et les atomes voisins formant la même molécule. Par suite de leur intensité ces actions ne seront guère affectées par l’influence relativement faible de la vitesse de translation de la molécule dans le milieu. Comme une variation de température a seulement pour effet de modifier cette vitesse, cette variation n’aura pas d'influence sensible sur les dimensions et configurations de l’atome et,' par conséquent, sur les vibrations électriques des charges atomiques, vibrations qui produisent la radiation.
- Il ne reste plus maintenant qu’à expliquer les lois d’Ohm et de Joule. Mais auparavant, M. Larmor insiste longuement sur une critique de sir George Stokes relative à la stabilité de l’éther de Mac Cullagh. Dès 1862, ce savant a montré que dans un milieu de cette espèce, les forces tangentielles à la surface d’un élément de volume ne pouvaient s’équilibrer, et que par conséquent le m'ilieu ne pouvait être en équilibre. Cette objection est de la plus grande importance, et c’est même à cause d’elle que la théorie optique de Mac Cullagh a été laissée de côté. Mais comme le fait remarquer M. Larmor, cette objection s’applique aussi à l’élasticité réellement produite par une distribution gvro-statique dans un solide ordinaire, et cette remarque lui suggère l’idée que la difficulté peut être surmontée.
- « Si, dit-il, nous considérons les lois du mouvement, établies à la façon de Newton, par rapport à l’espace absolu, comme des principes fondamentaux, c’est un principe également fondamental que l’énergie d'un gyrostat tournant est relative à l’espace absolu et non pas au système matériel qui le contient. Le gyrostat peut être considéré comme une sorte de connexion reliant ce système à l’espace absolu immobile au moyen de la force qu’il oppose à la rotation ; et c’est la raison pour laquelle l’élément de masse d’un milieu gyrostatique demeure en équilibre avec ses réactions cinétiques de translation, quoique les tractions des portions environnantes sur sa surface ne soient pas contrebalancées et forment un couple. »
- D’ailleurs, quelque lumière peut être jetée sur cette question en considérant un milieu réel qui possède précisément l’élasticité de rotation de l’éther de Mac Cullagh. Un tel milieu est un solide où de petits aimants se trouvent dispersés d’une façon arbitraire, mais cependant de telle sorte que dans un petit élément de volume il y ait quelque régularité dans leur orientation. Si ce milieu est en équilibre, sans efforts élastiques internes, dans un champ magnétique, une rotation d’un de ses éléments aura pour effet la production d’un couple. La cause de cette rotation peut être une force magnétique provenant soit du milieu lui-même, soit d’un système extérieur. Mais pour qu’elle agisse uniquement sur l’élément considéré, il faut que cette cause agisse instantanément sur cet élément sans influencer les portions environnantes, ou tout au moins que sa vitesse de propagation soit incomparablement plus grande que celle des perturbations qui mettent en jeu l’élasticité du milieu.
- Cette sorte d’illustration de l’éther de Mac Cullagh amène M. Larmor à proposer une explication des phénomènes de gravitation. Tout ce que nous savons sur eux c’est que, s’ils se propagent avec une vitesse finie, cette vitesse est incomparablement plus grande que celle de la lumière. Il n’est donc pas du tout inadmissible que ces phénomènes puissent s’expliquer par ce fait que les tractions tangentielles d’un élément de l’éther soumis à une déformation forment un couple.|L’objection signalée, au lieu d’être une difficulté, ferait alors rentrer toute une nouvelle classe de phénomènes dans les attributs de l’éther.
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- Dans tout ce qui précède, on a supposé, pour éviter une complication inutile dans une première approximation, qu'en aucun point le milieu ne possédait de viscosité. Si l’on veut élendre ces considérations aux phénomènes optiques dépendant de l’opacité des substances et aux phénomènes électriques dépendant de la résistance, il est indispensable de considérer des forces de viscosité.
- Lord Rayleigh a montré que l’introduction en dynamique de la fonction de dissipation permet d’étendre le principe fondamental de la moindre action à tous les systèmes dans lesquels agissent des forces de viscosité proportionnelles aux vitesses absolues et relatives des parties des systèmes auxquels elles sont appliquées. Or on démontre que, si l’on supposait des forces de viscosité obéissant à d’autres lois, la période d’une onde qui se propage dans un milieu devrait dépendre de son amplitude; en d’autres termes qu’un rayon de lumière homogène tombant sur un milieu fortement absorbant, comme une feuille métallique mince, donnerait à sa sortie un mélange de rayons de couleurs différentes. Par conséquent, les forces de viscosité de l’éther engagé dans les milieux matériels dérivent d’une fonction de dissipation dans les cas des radiations lumineuses et il est permis d’admettre qu’il en est encore’ainsi pour les mouvements élastiques beaucoup plus lents qui constituent les perturbations électriques ordinaires. Nous arrivons, ainsi en partant de l’optique, à la loi de Joule pour la dissipation de l’énergie électrique, à celle d’Ohm, qui peut être déduite de celle de Joule, et, en un mot, à la théorie entière de l’électrodydamique des courants circulant dans les conducteurs ordiniares.
- Si l’on suppose la forme de la fonction de dissipation est identique pour les hautes et les basses fréquences, nous obtenons la théorie ordinaire de la réflexion métallique. Celle-ci ne diffère de la réflexion sur les corps transparents qu’en ce que l’indice de réfraction doit être considéré comme une quantité complexe dans la première, ce qui a été fait d’abord par Cauchy, puis, dans le ças le plus g-énéral, par Mac Cullagh.
- Toutefois, cette théorie soulève une difficulté qu’il importe de signaler. Lord Rayleigh a fait remarquer que pour mettre d’accord les formules de cette théorie avec les résultats des expériences sur la réflexion métallique, il faut j
- donner une vàleur négative à la partie réelle de la quantité complexe représentant l’indice de réfraction. Or, cette condition conduit à une instabilité du milieu. Il est vrai que suivant M. Gibbs on peut imaginer une influence réciproque entre les vibrations lumineuses, des vibrations des charges atomiques et les vibrations chimiques des atomes, leurs périodes étant du même ordre de grandeur et il est possible que dans ces conditions l’équilibre puisse être maintenu.
- Nous avons ainsi parcouru un vaste ensemble de phénomènes appartenant à trois branches différentes delà physique: l’élasticité, l’optique, l’électricité. Parmi les théories proposées pour les expliquer séparément, nous avons particulièrement considéré la théorie des vortex de lord Kelvin, les théories dynamiques de la lumière de Green et de Mac Cullagh, la théorie des phénomènes électriques de Maxwell, à laquelle il faut joindre la théorie du magnétisme d’Am-père. M. Larmor a tenté de rallier ces trois sortes de théories, de ne faire dépendre les trois ordres de phénomènes du mouvement que d’un seul milieu primordial.
- Dans ses grandes lignes, le but que s’était proposé M. Larmor nous paraît atteint. Sans doute l’interprétation de quelques phénomènes électriques paraîtra compliquée, et peut-être même inexacte. Mais, comme le dit l’auteur lui-même, il serait téméraire d’affirmer que dans un problème d’une telle envergure quelques erreurs ne puissent se glisser dans les détails.
- J. Blondin.
- SUR LA MESURE
- 1)E I.A
- DIFFÉRENCE DE PHASE
- Dans un récent article sur les méthodes de mesure des différences de phase (*), M. Hess a cité deux dispositifs que j’ai proposés à ce sujet. Je me permets de compléter son étude par la
- (') La Lumière Électrique, t. LI, 1894, p. 45i et 509.
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- description de quelques essais que j’ai effectués dernièrement dans le laboratoire de la maison Fein, à Stuttgart.
- Je rappellerai d’abord les travaux du professeur A. von Ettingshausen, qui a eu recours, le premier, à l’emploi de la méthode des miroirs de Lissajous pour mesurer la différence de phase produite sous l’influence de la self-induction. Ces études ont été reprises par M. J. Puluj (J) qui a pu arriver à des résultats plus satisfaisants.
- Après avoir reproduit les expériences de M.von Ettingshausen, il nous faudra donc les rapprocher de celles de M. Puluj, bien que ces dernières soient déjà rapportées dans l’article cité plus haut.
- Expériences de M. von Ettingshausen et de M. Puluj.
- Les expériences de M. von Ettingshausen datent de 1876 (2), à une époque où la notion de la self-induction n’était pas encore établie avec la précision d’aujourd’hui. Aussi dirigea-t-il ses recherches sur le retard des courants induits produit par le magnétisme des noyaux en fer introduits dans les bobines d’induction. Cependant nous verrons qu’il n’y traite autre chose que l’influence de ce qui est maintenant appelé self-induction sur le retard de la phase.
- Les miroirs de Lissajous étaient portés par deux diapasons de même période, dont l’un, placé sur le circuit primaire, fonctionnait comme interrupteur à mercure, tandis que les vibrations de l’autre étaient entretenues électriquement par le courant secondaire, à l’aide d’un électro-aimant. Ce diapason était fortement amianté, de façon à donner le même nombre d’ondulations que le courant, et non le double.
- M. Puluj opérait en i8g3 avec un alternateur et un transformateur. Les vibrateurs n’étaient pas aimantés, et par suite ils doublaient la fréquence. Dans ses calculs, l’auteur tient compte de cette circonstance en indiquant en même temps que la polarisation magnétique des noyaux amènerait les vibrateurs à la fréquence du courant (3).
- (') Silzungsberichte der Wiener A kademie, t. Cil, juillet 1893, p.8i5.
- (*) PoggendorJ's Annalen, 1876, t. 159, p. 5i.
- (“) Dans l’exposé mathématique de la méthode de
- Dans cette méthode, il y a certains paramètres que l’observateur doit déterminer. M. von Ettingshausen s’exprime ainsi : « Il s'agit de connaître, outre la position de l’ellipse, les directions sur l’écran des deux vibrations composantes, ainsi que le sens suivant lequel le point lumineux décrit l’ellipse, pour pouvoir déterminer la différence de phase produite par l’introduction des noyaux en fer. »
- Cependant, il n'est pas du tout aisé de déterminer le sens dans lequel le point lumineux décrit l’ellipse, vu la grande vitesse de ce mouvement.
- M. Puluj dit même qu’ « il est absolument impossible de se rendre compte » de ce sens.
- Cependant M. von Ettingshausen indique un moyen très ingénieux pour y arriver en ayant recours à un procédé stroboscopique : un troisième diapason de période un peu plus grande que les deux autres, interrompt par ses vibrations le faisceau lumineux avant que celui-ci vienne se réfléchir sur les deux autres diapasons. On voit alors le point lumineux décrire l’ellipse dans le même sens, mais d’un mouvement d’autant plus lent que la période du diapason stroboscopique est plus proche de celle des deux autres.
- L’ellipse résultante est représentée dans le travail de M. von Ettingshausen en coordonnées obliques correspondant aux directions des vibrations composantes (fig. 1), ces dernières pouvant être « à peu près perpendiculaires l’une à l’autre». La différence de phase D mesurée sur l’axe des temps (la période étant T) se détermine, après mesures faitës sur l’écran, par les formules (fig. 1) :
- M. Puluj emploie exactement le même procédé, en ayant de plus à son avantage l’état actuel de la théorie de la self-induction , qui s’exprime pour un circuit par la formule
- , 2 TC L
- tang? = — -, (2)
- M. Puluj, que j’ai adressé au journal en décembre dernier, et que M. Hess a publié dans son article, j’ai supposé égales, pour simplifier les formules, les périodes du courant et des vibrateurs.
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- L étant le coefficient dé self-induction, R la résistance ohmique.
- Il est à remarquer que M. von Ettingshausen a été conduit par ses expériences au pressentiment de la formule (2). Il dit, en effet : « La différence dans la marche des deux diapasons dépend essentiellement de leur période de vibration, et est à peu près proportionnelle à celle-ci ».
- Il donne ensuite les résultats de la détermination de la différence de phase calculée
- d’après les mesures des ellipses. M. Puluj est allé plus loin : de la différence de phase il a calculé le coefficient de self-induction (L) de son appareil et d’une bobine normale dont le coefficient avait été calculé préalablement par la formule de Maxwell corrigée par Stefan (1). Ces
- Fig. 1
- mesures directes étaient ensuite comparées au résultat de la détermination à l’aide de la méthodes du pont.
- Tous ces chiffres ne coïncident que médiocrement entre eux et avec les données de la théorie. Ainsi M. von Ettingshausen a eu pour la mesure de la différence de phase des écarts de 1 0/0, et M. Puluj a trouvé une différence de 1,1 0/0 entre les chiffres moyens définitifs, en comparant ses mesures avec les résultats du calcul ; cette différence remontant à 2,9 0/0 pour des expériences isolées.
- Si deux expérimentateurs aussi habiles se voient obligés de se contenter de résultats aussi variables, les causes d’erreur ne peuvent être attribuées qu’à la méthode employée. On peut, en effet, en reconnaître deux : la première (*)
- (*) La description de cette bobine et son calcul se trouvent dans : « Bestimmung des Coefficienten der Selbstin-duction mit Hilfe des Elektrodynamomoters und eines ln-ductors », par J. Puluj, dans Sit^ungsberichte der Wiener Akademie ,11, mars 1891, p. 327.
- c’est la difficulté d’effectuer les mesures sur l’écran; la seconde est l’influence de la dissymétrie des vibrateurs par rapport au rayon lumineux. Ce sont là deux causes d’erreur systématiques inhérentes à la méthode des miroirs de Lissajous quand on l’adapte non seulement à la démonstration, mais encore à la mesure.
- Pour éliminer la première, il suffit d’éviter la nécessité de faire des lectures sur l’écran. Cette considération m’a conduit à construire un phasemètre assez simple dont la théorie et là disposition pratique sont données dans l’article de M. Hess mentionné plus haut.
- Nouvelle combinaison, des miroirs Lissajous.
- La seconde cause d’erreur réside, comme nous l’avons dit, dans le fait que la dissymétrie du rayon lumineux par rapport aux miroirs, déforme la figure résultante. H est facile de se persuader de cette déformation par une expérience en changeant de plus en plus la position de la lampe par rapport aux vibrateürs. On pourrait évidemment exprimer ces relations par des considérations géométriques et en déduire une correction pour un ensemble donné. Mais, à ma connaissance, on n’a pas employé ce procédé, préférant peut-être avoir recours ci d’autres méthodes de mesure. Toutefois ayant sous les yeux des nombres obtenus à l’aide de la méthode de Lissajous, tels que ceux de M. von Ettingshausen et de M. Puluj, et n’ayartt pas connaissance des dimensions précises de leurs appareils, il est impossible de se faire une idée sur la valeur probable de la part c$ue prend dans la discordance des résultats d’expérience l'influence de la dissymétrie des miroirs par rapport au rayon lumineux.
- Pour éliminer cette cause d’erreur, on n’a qu’à réaliser une combinaison symétrique des deux vibrateurs par rapport au rayon lhmineux. M. Lissajous a donné une première solution de ce problème en remplaçant les miroirs par des lentilles, lorsqu’il, s’agissait de Se rapprocher autant que possible des vibrations sinusoïdales. Le même procédé fut employé par Helmholtz, sous le nom de micros.cope vibratoire, pour l’étude des vibrations de corps divers.
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- Pour arriver au même résultat, j’ai imaginé un autre dispositif que je crois nouveau; il consiste en une combinaison symétrique des miroirs de Lissajous. Cette méthode me semble présenter certains avantages; en voici le principe.
- Deux miroirs A et B sont représentés par les figures 2 et 3 à une certaine époque de leur vibration. Les axes des vibrations étant AA' et B B', les miroirs sont parallèles entre eux au repos.
- Le rayon partant de S passe à travers le miroir A par un petit trou pratiqué sur l’axe de vibration de ce miroir et se réfléchit sur le miroir B, en rencontrant aussi son axe de vibration., En b est une petite surface argentée. Le reste
- tions minima avec un coefficient voulu d’agrandissement et de sensibilité.
- Phasemèlre à miroir tournant
- Ayant pour but de mesurer la différence de phase entre deux courants au moment du pas-
- Fig. 3
- A
- S
- Fie- s
- du miroir B est transparent. Le rayon réfléchi en b arrive sur A, qui le renvoie encore une fois; le rayon passe alors à travers B et décrit en O l’ellipse de Lissajous.
- Outre la symétrie de la figure résultante, cette combinaison présente encore un avantage notable, c’est la possibilité d’opérer avec différents degrés de sensibilité, au gré de l’expérimentateur, sans rien changer à l’appareil. En effet, supposons (fig. 3) la déviation a assez petite pour que le rayon (i) réfléchi de B et de A rencontre en b' la même surface argentée. Il est alors encore une fois réfléchi par B et A et l’angle de déviation définitive du rayon (2) augmente chaque fois de 2 a.
- Par l’emploi de cette .méthode j’ai pu me persuader, qu’il est possible d’opérer sur des dévia- |
- sage de l’un d’eux par zéro, j’ai construit un phasemètre basé sur le principe suivant : un petit miroir A (fig. 4) tourne uniformément sur l’axe G et synchroniquement avec l’un des courants; un autre miroir B vibre synchroniquement avec l’autre courant. Les deux miroirs sont placés de manière à ce que l’œil D voie les chiffres de l’échelle M N, courbée en arc de cercle autour de l’axe G, quand le miroir B est en équilibre. Lorsqu’on tourne le miroir A len-
- M[TTT
- Fig. 4
- tement sur son axe G, on voit les chiffres de l’échelle défiler devant soi.
- Pour régler l’appareil avant de faire une mesure, on actionne les deux miroirs par un même courant alternatif pour s’assurer du synchronisme entre leurs mouvements (vibration de B et rotation de A).
- En même temps on déplace l’échelle MN, celle-ci conservant sa forme cylindrique, jusqu’à ce que l’œil voie le zéro de l’échelle, qui paraît immobile par suite de l’effet stroboscopique puisque le rayon DB AO ne se produit que du-
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- rant un instant une fois pendant une période en conservant sa direction dans l’espace tant que dure le synchronisme des mouvements des miroirs. Dès qu’il y a différence de phase entre l’un et l’autre, l’œil voit les différents degrés de l’échelle passer successivement avec la variation de la phase. Pour une différence de phase donnée et constante, l’œil voit une certaine division a. L’angle a A O mesure la différence de phase entre les deux courants sollicitant les miroirs.
- La théorie de cet appareil est très simple. Elle est basée sur la remarque suivante : dans toutes les formules concernant les courants alternatifs (par exemple les formules (i) et (2) plus haut) la quantité
- ~ (3)
- exprime une vitesse angulaire.
- Le miroir tournant exprime en réalité la même chose à condition qu’il fasse une révolution pour une période du courant qui l’actionne. La vitesse du miroir est supposée constante au même titre d’exactitude que les ondulations du courant sont exprimées par la loi du sinus. Or la fraction (3) exprime aussi la vitesse angulaire du miroir A.
- On pourrait évidemment faire agir l’autre courant sur le miroir B de la même manière. Pourtant dans le cas spécial qui nous occupe, nous ne demandons au miroir B qu’une chose, à savoir : marquer les moments où la phase du courant actionnant ce miroir atteint une certaine valeur déterminée, par exemple zéro. La valeur zéro présente ici sur chaque autre valeur un double avantage :
- Premièrement, comme nous demandons à l’appareil un effet stroboscopique et que la vitesse du miroir B est maxima à son passage par la position d’équilibre, l’existence du rayon a A B D est la plus courte et par suite la division a de l’échelle se reflète avec plus de netteté.
- Secondement, en prenant, au lieu du mouvement entier du miroir B, seulement un moment, nous faisons abstraction de la loi de ce mouvement, et par cela même nous éliminons des mesurés la cause d'erreur qui pourrait être produite par la différence de cette loi et de celle de la variation du courant.
- P. Clémentitcii de Engelmeyer.
- LES LAMPES A ARC (*)
- L’éclairage au moyen des lampes à arc par réflexion et diffusion de la lumière se répand de plus en plus dans les ateliers, où il se recommande tout particulièrement par son uniformité et son absence d’ombres portées, comme sous un soleil vertical. Aussi, croyons-nous intéressant de publier les résultats obtenus dans son usine de Bolton, par M. A. Dobson, avec ce mode d’éclairage.
- Les lampes du type représenté par les figures
- Fig. 1 et 2. — Lampe à réflecteur.
- 1 et 2 avaient des charbons d’une section respective de i,3o cm2 pour le charbon supérieur massif et 3 centimètres pour le charbon inférieur creux. Le cône réflecteur, en fer émaillé blanc, a 63o mm. de diamètre en haut et 1S0 mm. en bas; son angle au sommet est de 88n. La lampe équilibrée se descend facilement, pour le renouvellement des charbons, qui se fait en une minute, et toutes les huit heures.
- L’usine comprend un bâtiment de trois étages
- (') La Lumière Electrique du iq avril 1894, p. 106.
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- de 37 m. X 16,5o entouré d’autres bâtiments qui n’y laissent que peu de jour. Le rez-de-chaussée a 55 machines : tours et machines à rainer, occupant 60 ouvriers ; le premier étage contient 64 machines et occupe 139 ouvriers, le deuxième a 69 machines et 112 ouvriers; le troisième sert de magasin aux modèles. Le travail que l’on exécute dans cette usine : fabrication des étireuses et des broches de filature, est un travail de précision. Toute l’usine n’est éclairée que par des lampes à arc : il n’y a de lampes à incandescence que les lampes mobiles du troisième étage, pour la recherche des modèles, et deux lampes au rez-de-chaussée, pour la vérification des can-
- Fig. 3 à 5. — Lampe Rathbone (189.3).
- nelures, dont les moindres [défauts ne peuvent se percevoir que grâce à l’ombre portée par ces lampes.
- L’éclairage électrique a été jugé, par les ouvriers eux-mêmes, infiniment supérieur à l’éclairage au gaz, auquel ils ne voulaient pas, tout d’abord, renoncer.
- La dynamo, à 4 pôles, alimente 60 lampes à arc et 66 lampes à incandescence, avec une puissance de 70 chevaux. Ces lampes ont remplacé 502 becs de gJz, dépensant chacun 115 litres par heure, à o, 11 fr. le mètre cube — prix infiniment inférieur aux prix français — soit environ 6,35 fr. par heure pour l’éclairage de l’usine.
- Les60 lampes à arc consommaient pour 2,10 fr. de charbon par heure : si l’on tient compte du charbon correspondant aux 70 chevaux, de
- l’usure et de l’entretien du matériel électrique, on trouve qu’il coûte un peu plus que le gaz; mais il fournit 7.3000 bougies au lieu de 85oo.
- L’éclairage par réflexion —déjà très répandu, principalement en Belgique — se présente donc comme particulièrement intéressant pour les ateliers, filatures, etc. On n’a pas, à notre connaissance du moins, de données bien positives sur son rendement, mais il n’y a pas de raison pour qu'il ne soit au moins égal à celui des éclairages par lampes à globes opalescents ordi-
- Fig. 6 à 9. — Lampe Chester et Rathbone (1894).
- naires, qui absorbent de 40a 600/0 de la lumière totale.
- Le mécanisme de la lampe Rathbone est (fig. 3 et 4) excessivement simple ; à l’amorçage, les charbons étant amenés au contact par leur poids, quand on lance le courant, l’électro en série attire son armature A, pivotée en I sur B, dont les bras C repoussent le galet E vers la gauche, de manière que, en roulant sur le plan incliné J, il sépare les charbons par leur corde F. Puis la régularisation se maintient comme à l'ordinaire : la longueur moyenne de l’arc étant réglée par la tension du ressort K.
- Pour les lampes en série on emploie (fig. 5) de préférence un électro en dérivation 1, agissant
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- en antagonisme avec le ressort K pour rapprocher au lieu d’écarter les charbons.
- Dans la lampe de Chesler et Ralhbone, l’armature C (fig. 6 à 8) est soumise à l’action de deux électros : l’un à gros fil, H, l’autre à fil fin, I. A l’amorçage, I attire suffisamment G pour dégager D de son plan E, et laisser les charbons
- se rapprocher par leur poids, puis la régularisation se maintient comme à l’ordinaire, par le jeu de l’électro I. Mais si l’arc prend un allongement dangereux, I lâche complètement son armature, qui, sous le rappel du ressort J, ferme le contact N, qui introduit en série, dans le circuit, l’électro à gros fil H, de manière que le
- Fi g. il (n°’ i à ii). — Lampes Richardson (1893).
- courant puisse passer librement aux autres lampes. En outre, H attire aussitôt suffisamment pour rapprocher les charbons, et rétablir l'arc.
- En figure 9, les charbons se touchent au démarrage et l’électro H, les sépare en attirant Ct de manière à remonter D sur E; puis, une fois l’arc amorcé, l’électro H, agit, comme précédemment I, sur Cu pour maintenir l’arc à sa longueur normale, jusqu’à ce que, la résistance de
- l’arc augmentant d’une façon dangereuse H, lâche G!, que J amène à fermer, en NP, le circuit de H.
- Les charbons de la lampe différentielle Bryan sont (fig. 10) au contact à l’amorçage. A l’origine, le .courant qui passe par l’électro en série C amène le balancier L, autour de E, dans la position figurée, où, entraînant avec lui, par le frein la poulie B et la roue D, il sépare les charbons, conjugués par le fil W W, enroulé
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- sur PD P'. Quand l’arc augmente, l’électro à fil fin dérivé G' abaisse P', et amène B' au contact de la butée R, de manière à desserrer le frein s, et à laisser les charbons se rapprocher; puis l’arc se maintient par le jeu différentiel des électros C et G'.
- Les électros différentiels en série A (fig. 11, n°* 1 à 1 i)eten dérivation B de la lampe Richardson sont enroulés sur une même bobine en bronze où entre le courant qui passe, de G, par là, par le ressort c (fig. 2), au tube en fer E à dash-pot Ej, qui porte l’armature D,et est relié électriquement au charbon supérieur G par le contact J. Ce tube E se termine au bas par un embrayage
- Doii
- Fig- 10. — Lampe Bryan (1893).
- F (fig. 5) qui, lorsque E, monte serre, par e e, les galets h h sur le charbon G qu’ils entraînent; puis, quand E s’abaisse, ces galets butent sur I et lâchent le charbon. Après avoir traversé l’arc, le courant revient par m a et A. L’électro B est dérivé sur a par b G bt. Quand on lance le courant, A sépare les charbons, puis, quand l’arc augmente, B les rapproche d’abord directement, par la descente de E, puis par le lâcher de/, ensuite quand h1 touche i \ et la régularisation se maintient par le jeu des électros A et B.
- En figure 4 et 7 les solénoïdes A et B actionnent le tube E par un balancier P, à renvoi p" P', pivoté en p', dont le jeu se comprend par les figures seules.
- On peut, comme l’indiquent les figures 8 et 9
- remplacer, sans rien changer au reste de la lampe, les galets rr par des leviers à arcboute-ment rr, coulissés, en r'r', dans l’embase R du tube E, correspondant à F, ou encore (fig. 10 et 11 par un cône en trois parties s, saisi par l’étrier s' de E.
- Tout le mécanisme de la lampe de Claremond est (fig. 12 et 13) protégé par l’enveloppe fec, suspendue en 6 par des boulons isolés/ serrés sur l’isolant g, de sorte que la lampe peut être maniée sans danger..
- La lampe multiple de Davy a (fig. 14, n° 1 à 7) ses deux porte-charbons C et G' disposés pour
- frtnOC- 60 Q o Q Q nooQi
- V c
- Fig. 12 et i3. — Lampe Claremond (1894).
- recevoir, au cas figuré, chacun cinq charbons : un au centre et quatre à la circonférence; et le renouvellement de ces charbons se fait automatiquement au moyen de deux chargeurs A et B, qui retiennent les charbons en disponibilité par leurs embases/, maintenues, malgré la poussée de leurs ressorts g, par la prise des cales a a (fig. 3) des anneaux B et B' dans les gorges i de /(fig. 5). Quand le charbon central, par lequel on commence, est brûlé, C' coupe, par r (fig. 4) le courant aux charbons, et l’envoie au solénoïde D, qui attire C1 de manière à l’amener, ainsi que son conjugué C, au contact des leviers c (fig. 6) des mécanismes à rochetsc de, qui font alors tourner chacun des anneaux B et B' d’un cran e. Ge mouvement a pour effet de faire ren-
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- trer les cales a a dans deux des encoches h h de B et de B', de manière qu’elles lâchent deux charbons correspondants, lesquels sont lancés par leurs ressorts g' dans les trous des porte-charbons G et C', où ils se maintiennent par le serrage élastique des embases f. En même
- temps, le levier r, lâché par C', laisse le commutateur r’ se refermer, et réamorcer l’arc sur les nouveaux charbons au contact.
- Quand tous les charbons ont été ainsi brûlés, B' rompt définitivement le circuit de la lampe.
- La lampe de M. Schleyder (fig. i5 à 17) a ses
- Fig- 14 (n" 1 à 7). — Lampe Davy (1893).
- charbons encliquetés et inclinés en q q2, actionnés par la poussée, sur les galets o o de CG de la plaque k, fixée à l’armature du soiénoïde E, dont la tige b traverse le frein constitué soit par uh arcboutement R (fig. 16), soit par un simple caoutchouc q (fig. 17) n’opposant aucune résistance à la montée de û, mais l’empêchant de descendre autrement que sous une attraction assez forte de s. C’est un mécanisme excessi-
- vement simple et qui fonctionnerait, d’après M. Schleyder, aussi bien en série qu’en dérivation.
- M. Ilarellinc recouvre ses charbons d’abord d’une couche de cuivre très mince, puis d’une couche de zinc, déposées, l’une, par exemple, en un quart d’heure, dans un bain de sulfate de cuivre, par un courant de 10 ampères, et l’autre en 20 minutes, par ce même courant, dans un bain
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- de sulfate de zinc. D’après l’inventeur, ces charbons dureraient beaucoup plus longtemps que les charbons simplement cuivrés. Il en serait de
- Fig. i5 à 17. — Lampe Schleyder (1894).
- même des charbons de Clark, également recouverts de deux couches, l’une de cuivre, et l’autre de zinc ou de nickel.
- Gustave Richard.
- TRANSPORT DE FORGE CHEZ MM. MEN 1ER, A NOISIEL(‘)
- Au sortir des transformateursles courants à io5 volts sont conduits aux divers appareils utilisateurs par des câbles de 5o mm2 de section pour chaque- gros moteur. Il n’y a jusqu’ici comme appareils installés que deux moteurs biphasés de i5-20 chevaux (fig. 8) et un moteur monophasé de un cheval et demi.
- L’un des moteurs de i5 chevaux actionne une batteuse en grange à grand débit, munie d’ap*
- (*) La Lumière Electrique du 19 mai 1894, p. 3oi.
- pareils de nettoyage et d’épuration des graines et située à une quarantaine de mètres des transfor- mateurs. L’autre actionne par l’intermédiaire d’une transmission trois appareils groupés dans une salle dite salle de manutention située à une centaine de mètres et qui sont : un laveur de betteraves avec élévateur, un coupe-raèines et un hache-paille. Le petit moteur de un chéval et demi sert à actionner un tréuil de levage pour les bottes de foin. ' •
- La batteuse en grange, représentée par la figure 9, e.st une,batteuse sur rails' que l’on peut déplacer tout le long de la grange dans laquelle sont amenées les gerbes au moment de la récolté. Ces gerbes sont entassées contre l’un des grands côtés de la grange, et les rails de la batteuse longent l’autre grand côté. On peut donc commenter le battage par une extrémité et déplacer la machine au fur et à mesure de l’avancement du travail.
- On suit combien les poussières organiques sont susceptibles de s’enflammer et de provoquer par leur mélange avec l’air des explosions qui se terminent souvent par des incendies. Il a donc fallu dans les circonstances présentes éviter toute possibilité d’allumage de ces poussières par des étincelles.
- Nous avons déjà dit qu’avant cette installation par courants alternatifs existait un transport de force à courant continu à 25o volts qui actionnait une batteuse. Mais on était obligé, pour les raisons précédentes, de battre dans la cour, ce qui occasionnait, en dehors des frais de déplacement, des ennuis et des pertes de temps, même quand la pluie ne s’en mêlait pas.
- Dans les circonstances présentes il n’y a plus à craindre quoi que ce soit, le commutateur de mise en marche, ou démarreur, que l’on aperçoit sur le côté de la batterie, étant enveloppé dans une boîte — enlevée dans le dessin— qui empêche toute communication de flamme avec l’extérieur.
- Pour éviter de traîner avec la batteuse un long câble qui se trouverait vite détérioré, il y a le long de la voie trois prises de courant à l'extérieur du mur, auxquelles on peut raccorder très facilement les quatre câbles réunis en un seul et passant par des ouvertures pratiquées dans le mur, ces prises de courant possèdent chacune un interrupteur double et deux fils fusibles, et la manœuvre à faire pour exécuter le changement
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- de place de la batterie est excessivement simple et rapide.
- Il est évident qu'un tel appareil exige au démarrage un couple aussi grand, sinon plus grand que le. Couple normal en charge; ce démarrage s’effectue pourtant très bien par la simple manœuvre du. démarreur placé près du moteur.
- Schématiquement c’est une bobine de self-induction (fig. 10) que l’on place, au moment du démarrage, en dérivation aux bornes de chaque ligne et sur laquelle on 11e prend qu’un petit
- nombre de spires qu’on dérive dans les circuits du moteur; dès que la vitesse est acquise, les bobines sont enlevées du circuit; il suffit donc de deux positions du commutateur pour assurer ces manœuvres. Nous allons montrer par quoi est motivée cette manière de faire.
- Un moteur à induit fermé au repos est équivalent rigoureusement à un transformateur à circuit secondaire en court circuit. Le fait de placer un tel moteur sans précaution sur une machine équivaut donc à la mise en court circuit de cette machine. Pour cette raison il faudrait
- Fig-, 8. — Moteur Brown.
- intercaler à ce moment dans chaque circuit un rhéostat quelconque, résistance ou self-induction, pour que le courant pris au générateur ne fût pas exagéré. Mais, d’autre part, il faut au moteur pour le démarrage sous charge une intensité assez considérable dans chaque circuit sous une tension très faible. Une bobine de self-induction ou une résistance seule ne permettrait donc pas d’obtenir ce courant sans le prendre au générateur.
- L’artifice qui semble alors tout indiqué de prime abord est un transformateur dont on placerait le fil fin sur la ligne et le fil gros sur un des circuits, l’opération se répétant pour l’autre circuit. Mais ce dispositif serait tel que le moteur
- n’atteindrait pas une vitesse suffisante pour permettre l’enlèvement de l’artifice et pour remettre les choses en l’état normal ; ceci par suite du faible voltage développé par le fil gros et de la faible induction dans le moteur qui s’en suivrait. Le dispositif combiné que l’on emploie et dans lequel il se passe à la fois des phénomènes de self-induction et d’induction mutuelle permet au contraire d’obtenir d’abord le gros courant nécessaire au départ sans prendre un gros courant sur la ligne et d’obtenir la vitesse suffisante pour pouvoir l’enlever brusquement et mettre les choses dans l’état où elles doivent être pour fonctionner normalement et longtemps.
- Pratiquement donc, l’appareil de démarrage
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- se compose de deux bobines de self-induction ayant la même forme, mais en petit, qu’un transformateur et baignées dans l’huile. Lors de l’enroulement de ces bobines à la fabrication, on réserve plusieurs prises de courant en soudant au fil quelques œillets a, b, c, d, qui permettent de prendre plus ou moins de spires au démarrage, suivant les couples exigés par les appareils à mettre en mouvement. C’est aux essais de ces appareils que l’on fait choix de
- l’œillet qui convient à un démarrage suffisamment rapide sans trop grand courant.
- Ainsi que nous le disions au début, cette mise en marche n’est donc pas plus difficile à réaliser que la mise en marche des moteurs à courant continu; on a même ici l’avantage, pour la haute tension, de ne pas avoir de rhéostats métalliques ou liquides, dont le voisinage est dangereux, soit pour les personnes, soit pour l’isolement général. Selon les appareils à manœu-
- vrer, le courant débité par la ligne au départ peut être d’une valeur inférieure à celle du courant à pleine charge, ou supérieure tout au plus de 40 à 5o 0/0 à celle-ci.
- Le moteur employé pour la manutention est semblable à cëlui de la batteuse. Nous donnons (fig. 11) une vue d’ensemble du moteur avec son démarreur, et des trois appareils agricoles, le laveur de betteraves, en bas à droite, et les deux autres sur la plateforme.
- Ces moteurs, dont le rendement est maximum pour une puissance utile de i5 chevaux, et qui peuvent fournir 20 chevaux sans échauffement
- dangereux, pèsent chacun 520 kilogrammes, et tournent à une vitesse de 800 tours par minute environ. Ils sont donc, au point de vue de la puissance spécifique, supérieurs aux moteurs à courant continu; en effet, un moteur de 18 chevaux à courant continu, construit par la même Société Weyher et Richemond, pèse 83o kilogrammes, et tourne à une vitesse de 1100 tours par minute; et ce sont là, avec de petites différences en plus ou en moins, les résultats que l’on obtient généralement avec ces machines, qui sont suffisamment connues aujourd’hui pour qu’on puisse affirmer cette généralité. Nul doute
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- qu’en se proposant exclusivement de réaliser une machine à courant continu légère, on arrive,
- ]D|TÏ|TîQ'nïjl o a d
- Fig-. 10. — Schéma du démarrage.
- à ce résultat et même à le dépasser, mais ce serait certainement au détriment de quelque
- chose, et normalement, industriellement on ne le fait pas.
- Quant au rendement, il est de l’ordre de celui de ces machines. Nous avons effectué, sur un moteur identique à ceux installés, une série de mesures, en employant les deux phases ou une seule, que nous résumons dans les courbes des figures 12 et i3.
- Ce moteur était chargé au moyen d’une courroie par une dynamo à courant continu qui débitait sur des résistances.
- Les watts utilisables à la poulie, qui sont portés en abscisses, ont été déduits du rendement et des watts fournis au moteur, qui étaient mesurés au wattmètre. Le rendement était obtenu comme nous le verrons plus loin. L’intensité pouvait être lue à un ampèremètre; mais, par suite des oscillations très grandes de l’appareil,
- Fig. 11. — Manutention.
- nous avons préféré l’obtenir en même temps que le décalage par le procédé suivant :
- Le gros fil du wattmètre était relié à un commutateur à deux directions, qui permettait de faire passer dans ce fil le courant d’une phase ou de l’autre ; le fil fin était également relié à un commutateur à deux directions, qui permettait de mettre ce fil en dérivation aux bornes de l’une ou de l’autre phase. On pouvait donc faire
- pour une charge donnée quatre lectures successives :
- S, = /{ E, I, COS 9|,
- ,8S = h E2 L cos 9.
- 83 = k E, I, cos ^95 — ^ = h E, I. sin 9,,,
- 64 = h E2 I, cos ^9, — h E» I, sin 9,,
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- d’où l’on pouvait tirer facilement, connaissant Ex et E2 (qui sont d’ailleurs toujours égaux, ainsi que Ij et I2, ainsi que <pt et <p2), les valeurs de l’intensité dans chaque phase et du décalage.
- On voit dans la figure 12 que le décalage, qui est, à vide, de 80 à 85°, arrive, en charge, à 240 environ, et que l’intensité est, à vide, de 20 ampères dans chaque phase. La vitesse baisse d’environ 25 tours sur 800.
- Quant au rendement, voici comment il a été mesuré. Les pertes dans un moteur biphasé, comme dans une dynamo, à courant continu et comme dans un alternateur biphasé, se composent de pertes ohmiques dans l’inducteur et
- 800 80 Û£ 60
- 600 CO 0,6 60
- 12000'
- Watts à Uz. pœutùc
- Fig*. 12. — Gros moteur avec deux phases.
- La perte ohmique dans l’induit est la plus difficile à évaluer. Avec un induit fermé ou cage d’écureuil, il ne faut pas songer à mesurer les résistances et intensités; il faut donc avoir recours à un procédé détourné. Les diverses théories faites au sujet des moteurs à champ tournant. sont toutes d’accord sur cette vérité que le rendement de l’induit considéré seul est égal pour chaque régime et à perméabilité constante au rapport des vitesses de l’induit et du champ. Il est donc possible de connaître la perte dans l’induit au moyen de la puissance à la poulie et de la diminution de vitesse.
- Si P est la puissance sur la poulie (’), p la
- 0,8 160
- 600 60 0,6 100
- 400 W 0,4 80
- Watts à, la. p.oulie
- Fig. i3. — Gros moteur avec une phase.
- dans l’induit, et des pertes par frottements, hystérésis et courants de Foucault. Si donc il est possible d’évaluer chacune de ces pertes séparément, le rendement pourra être évalué avec beaucoup plus de précision qu’en faisant le rapport des watts à la poulie aux watts fournis; nous verrons d’ailleurs plus loin la concordance qui existe entre ces deux méthodes.
- La perte ohmique dans les inducteurs est la plus facile à évaluer. Pour cela, on laisse marcher le moteur pendant quelques heures à la charge pour laquelle on cherche le rendement, de manière à le faire chauffer; on note soigneusement les intensités absorbées à cette charge, puis on mesure la résistance à chaud des circuits inducteurs. D’ou le R I2.
- perte dans l’induit, <0 la vitesse du champ et A w la diminution de vitesse ou la différence entre la vitesse du champ et celle de l’induit, le théorème ci-dessus peut s’écrire :
- P ___ M - A CO
- FTp ~ w 1
- d’où
- p comprend naturellement la perte ohmique dans les barres de cuivre et les pertes par hystérésis et par courants de Foucault de l’induit, qui sont d’ailleurs négligeables le plus souvent. (*)
- (*) Y compris la perte par frottement dans les coussinets.
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- On peut donc déterminer p de cette façon, et c’est là la détermination la plus difficile, Aw étant d’ordinaire très petit et les variations de vitesse des machines à vapeur étant très gênantes. Il faut pour cetie opération que deux personnes également habiles prennent plusieurs fois et ensemble les vitesses du moteur et de l’alternateur qui alimente le moteur.
- Quant à la perte par frottements, hystérésis et courants de Foucault dans les inducteurs, pour la connaître il suffit de se rappeler que, comme dans un transformateur, l’induction est presque constante quelle que soit la charge et que pour chaque charge elle est égale à celle
- 0,9 1600 1S900
- Fig- 14. — Petit moteur avec une phase.
- donnant à vide la force contre-électromotrice E —RI.
- Si par exemple le voltage de marche est 100 et que les fils inducteurs absorbent 2 0/0 pour une certaine charge, les pertes par frottements, hystérésis et courants de Foucault à cette charge seront égales à la puissance prise par le moteur tournant à vide avec 98 volts aux bornes. En réalité, cette puissance est un peu plus grande quqla perte, puisque l’induit tourne un peu plus vite.
- Le moteur qui nous occupe prenait dans ces conditions 760 watts, mesurés au wattmètre Zi-pernowski.
- Le rendement mesuré ainsi qu’il vient d’être
- décrit est certainement plutôt légèrement inférieur à la réalité que supérieur, pour les raisons que nous avons données et en outre parce que le wattmètre, si bien fait qu’il soit, a toujours un peu de self-induction qui, avec de grands décalages, peut faire indiquer à l’appareil notablement plus de watts qu’il n’y en a en réalité.
- La même méthode peut encore s’appliquer au moteur fonctionnant avec une phase, mais il faut alors faire quelques restrictions à cause des courants de fréquence plus élevée qui se superposent aux courants normaux et qui tendent à diminuer le rendement. Aussi la courbe du rendement de la figure i3 devrait-elle être légèrement descendue pour correspondre à la réalité.
- 0,9 9600 900
- 0,0 2400 000
- Fig. i5. — Petit moteur avec deux phases.
- Nous verrons également plus loin qu’il faut faire quelques restrictions pour les points situés vers la surcharge. Quoi qu’il en soit, le rendement maximum de la figure 12 est certainement un très bon rendement, et les moteurs comme les alternateurs biphasés n’ont encore rien à envier de ce côté aux machines à courant continu. Nous donnons dans les figures 14 et i5 les courbes d’expériences faites sur un petit moteur identique à celui qui sert pour le treuil dans l’installation qui nous occupe.
- Ces expériences ont été faites en chargeant le moteur àvec un frein et le rendement est déterminé cette fois parle rapport du travail absorbé par le frein aux watts fournis au moteur.
- La méthode appliquée au gros moteur donne des résultats comparables à ceux que fournit la
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- précédente ; nous faisons cette comparaison dans le tableau ci-après :
- En employant les deux phases.
- A la charge de : Pur les pertes séparées Par le rapport dus watts
- 1/2 cheval 0,52 0,55
- 1 — 0,67 0,67
- 2 chevaux 0,76 0,76
- 3 — 0,75 o,63
- En employant une seule phase.
- 1/2 cheval 0,56 o,56
- 1 — o,685 o,65
- 1 cheval 1/2 o,7i5 0,68
- 2 chevaux 0,685 o,58
- rapprochement de ces chiffres permet
- donc de conclure que, sauf pour les surcharges du moteur, le rendement obtenu en faisant la somme des pertes évaluées séparément est légitime lorsque l’on emploie les deux phases, et que dans le cas où l’on n’emploie qu’une phase le rendement obtenu de cette façon est supérieur de 2 à 3 0/0 à la réalité.
- Pour en revenir à l’installation de Noisiel, on peut ainsi répartir les différentes puissances perdues et utilisées lorsque les trois moteurs fonctionnent à différentes charges :
- I. A pleine charge des transformateurs, les deux gros
- moteurs marchant seuls.
- Puissance utile à la poulie des moteurs
- i3 000 + i3 000 = 26 000 watts Pertes dans les moteurs 2 000 + 2 000 = 4 000 —
- Pertes en lignes à basse tension..........
- 120 + 280 = 400 —
- Pertes dans les transformateurs à l’arrivée. 1 200 —
- Pertes en lignes à haute tension.......... 600 —
- Pertes dans les transformateurs au départ. 1 25o —
- Pertes dans l’alternateur.................
- 700 -1- 1 3oo + 2 4?o — 4 460 —
- Puissance totale à la poulie de l’alternateur. 37 900 — Rendement total de la distribution de force. 0,69
- II. Pour une charge moyenne de trois moteurs.
- Puissance utile à la poulie des moteurs
- 10 000 + 10 000 -f 1 000 = 21 000 —
- Pertes dans les moteurs................... 2 55o —
- Pertes en lignes à basse tension..........
- 65 + i55 + 20 = 240 —
- Pertes dans les transformateurs à l’arrivée. 950 —
- Pertes en ligne à haute tension........................ 35o —
- Pertes dans les transformateurs au départ. 970 —
- Pertes dans l’alternateur.................
- 460 'h i 260 + 2 420 = 4 J40 —
- Puissance totale à la poulie de l’alternateur ..................................... 3o 200 —
- Rendement total de la distribution de force. 0,695
- III. La batteuse marchant seule à charge moyenne.
- Puissance à la poulie du moteur........... 10 000 watts
- Perte dans le moteur...................... 1 100 —
- Perte en ligne à basse tension.......... 65 —
- Perte dans les transformateurs à l’arrivée.. 685 —
- Perte en ligne à haute tension.......... 80 —
- Perte dans les transformateurs au départ.. 710 —
- Pertes dans l’alternateur.................
- no + 1 200 + 2 370 = 3 680 —
- Puissance totale à la poulie de l’alternateur. 16 320 — Rendement total de la distribution de force. 61,3
- Si l’on remarque que ces résultats sont obtenus avec une fraction seulement de la charge que l’alternateur peut supporter et avec une puissance relativement faible, il y a tout lieu d’être satisfait.
- Nous avons déjà fait remarquer qu’en admettant le même rendement et le même capital engagé dans la ligne avec du courant continu il aurait fallu monter à la tension de 45o volts. Il n’est pas besoin d’insister pour montrer les ennuis de toutes sortes que l’on aurait éprouvés avec les moteurs à courant continu de cette tension mis dans les mains de n’importe qui. Que serait-ce si la distance avait été double ou triple ?
- Dans les circonstances présentes il suffit à 1 de très longs intervalles de temps, de changer l’huile des réservoirs, ce qui est à la portée de tout le monde. Quoi qu’on en dise, cela a son importance.
- L’installation comprend encore quelques dizaines de lampes à incandescence pour l’éclairage des granges, des écuries, des étables et des bouveries, et quelques arcs.
- La station génératrice est reliée à la ferme par un téléphone dont les fils sont sur les mêmes poteaux et au-dessus des fils du transport de force; il y a par induction pendant la marche un léger bourdonnement mais qui ne nuit pas pratiquement à la netteté des conversations.
- Qu’il nous soit permis en terminant de dire encore une fois combien cette solution nous semble simple et élégante, avantageuse à tous les points de vue, et sujette à généralisation.
- L’agriculture, peut-être plus encore que l’industrie, aurait à bénéficier aujourd’hui des découvertes de la science électrique et des moyens d’action qu’elle peut mettre à sa disposition. La mise en action des machines agricoles, les irrigations des prairies et des vignes, les
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- déplacements des eaux, le dessèchement des marais, le transport économique des récoltes à pied d’œuvre ou aux grandes artères de communication : autant de problèmes, et j’en passe d’autres, qui se posent de jour en jour, plus nettement et dont les solutions économiques ne seront fournies que par distributions de force et, étant données les conditions, par courant alternatifs.
- Les techniciens de notre industrie ne sauraient trop remercier MM. Menier, qui, selon leur coutume, sont entrés avec confiance dans cette nouvelle voie ouverte par la science aux progrès de l’agriculture et de l’industrie.
- Paul Bougiierot.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Electroehimie. — Préparation de quelques couleurs minérales par électrolyse (').
- Verl deScheele. — Dans une cuve renfermant une dissolution à 8 o/o de sulfate de soude, on place des électrodes en cuivre et on fait passer le courant. On place dans la cuve chauffée au moyen d’un serpentin de vapeur un sachet rempli d’acide arsénieux qui se dissout peu à peu dans la solution chaude et réagit sur le sel de cuivre qui se forme à l’état soluble par l’action du courant. D’après la Revue de Chimie industrielle le sulfate de soude electrolysé donne de l’acide sulfurique et de l’oxygène qui oxyde, le cuivre. L’oxyde de cuivre se dissout dans l’acide, tandis que la soude se combine au pôle négatif à l’acide arsénieux, en formant de l’ar-sénite de soude. La réaction de l’arsénite sur le sulfate donne un précipité de vert de Scheele; il se régénère du sulfate de soude. Il suffit donc de renouveler les lames de cuivre et de maintenir les sachets pleins d’acide arsénieux pour avoir une production continue de vert de Scheele.
- Vert de Mitis. — En remplaçant l'acide arsé-
- C) La Lumière Électrique, t. XLVI, p. 378; t. XLV, p. 175 et 624 et volumes précédents; pour la céruse électrolytique, t. XXXVÏ, p. 424.
- nieux par l’acide arsénique, on obtiendra le vert de Mitis ou arséniate de cuivre. Gomme l’acide arsénique est très soluble, on l’ajoute peu à peu en solution dans le bain.
- Pour 100 grammes de cuivre, il faut 100 grammes d’acide arsénieux pour le vert de Scheele et 125 grammes d’acide arsénique pour le vert de Mitis.
- Un cheval-vapeur dissout i5o grammes de cuivre à l’heure et fait précipiter 200 à 225 grammes de vert.
- Jaune de cadmium. — En électrolysant une solution de chlorure de sodium avec des électrodes en cadmium et en faisant passer dans le bain pendant l’électrolyse un courant d’acide sulfhydrique, on obtient du sulfure de cadmium de tons variant avec les conditions de l’expérience.
- On peut obtenir de la même manière le vermillon d’antimoine (sulfure précipité) en employant la même liqueur avec des électrodes d’antimoine.
- Vermillon. — Nous avons déjà décrit dans La Lumière Électrique un procédé de préparation du vermillon; nous le complétons ici.
- Dans une cuve en bois de 1 mètre de diamètre et de 2 mètres de hauteur, on place des plateaux circulaires, sur lesquels on étale du mercure en couche de 1 centimètre d’épaisseur. Ces plateaux constituent le pôle positif d’une dynamo. Le fond de la cuve est garni d’une plaque de cuivre àciérée par la pile, qui sert de pôle négatif. Le bain liquide qui remplit la cuve est une solution qui contient 8 0/0 d’azotate d’ammoniaque et 8 0/0 d’azotate de soude. Un serpentin percé de trous amène dans le liquide un courant continu de gaz sulfhydrique.
- On obtient ainsi du sulfure de mercure rouge.
- On a essayé de se passer des courants gazeux en donnant au bain la formule suivante ;
- Eau........................ 100 litres
- Azotate d’ammoniaque....... 4 kilog.
- Azotate de soude.............. 4 —
- Sulfure de sodium............. 4 —
- Soufre........................ 4 —
- Il suffira d’entretenir les plateaux avec du mercure et la quantité équivalente de soufre pour avoir un vermillon de très belle qualité.
- Rouge du Japon. — Cette couleur est une laque d’oxyde de plomb coloré par une belle
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- matière colorante organique : l’éosine. On peut la préparer électrolytiquement d’une façon économique en électrolysant une solution d’acétate de soude à 10 0/0 avec deux électrodes en plomb comme dans les procédés électrolytiques de fabrication de la céruse (Turner).
- On fait couler dans la cuve une solution d’éosine; l’oxyde de plomb qui prend naissance absorbe la matière colorante, on le sépare par décantation. En variant la concentration de la solution aqueuse d’éosine, on aura des couleurs plus ou moins foncées.
- On peut substituer à l’éosine d’autres couleurs, la rhodamine.
- On peut de même remplacer le plomb par le zinc; on aurait alors des laques d’oxyde de zinc.
- Gomme pour la céruse, on peut remplacer l’acétate de soude par le nitrate de soude ou le mélange de nitrate de soude et d’ammoniaque.
- Application simultanée à l’industrie de la soude à
- l’ammoniaque et au traitement des plombs et litharges argentifères, par Lyte.
- La fabrication de la soude à l’ammoniaque laisse comme résidu des solutions de chlorure de calcium ou de magnésium, produits dans la régénération de l’ammoniaque.
- Les procédés Weldon-Pechiney de préparation du chlore par les oxychlorures font espérer leur utilisation avec restitution de la magnésie ou de la chaux, rentrant ainsi dans la fabrication.
- Cette combinaison des procédés Solvay et Weldon-Pechiney arriverait ainsi à l’extraction simultanée du chlore et de la soude du sel marin.
- Les procédés électrolytiques de M. Lyte, combinés avec ceux de Solvay, résolvent le même problème avec un avantage de plus, le traitement des litharges et des plombs argentifères. Ils donneraient de la soude, du chlore, du plomb et de l’argent.
- Les lessives résiduelles de chlorure de calcium ou de magnésium sont traitées par une solution de nitrate de plomb préparée comme nous allons l'indiquer plus loin; il se fait du chlorure de plomb insoluble, le nitrate alcaüno-terreux restant en solution.
- Le chlorure de plomb séché et fondu est électrolysé dans des récipients de fonte émaillée
- ou de poterie (J) et donne sans réactions secondaires du chlorure et du plomb. L’anode est en charbon, la cathode est une pièce de fer arrivant au fond de l’électrolvseur. La force électromotrice est de 5 volts. La solution de nitrate alcalino-terreux est évaporée. On décompose ensuite les nitrates par la chaleur ; ils donnent de l’acide nitrique et la base (chaux ou magnésie) qui rentrera dans la fabrication pour la préparation de l’ammoniaque.
- Reste à montrer comment on se procure le nitrate de plomb. On l’obtient en traitant par l’acide nitrique préparé plus haut les litharges argentifères. On conçoit alors qu’avec une certaine quantité de nitrate de plomb initiale, ce sera toujours le même acide nitrique qui servira aux traitements successifs. D’ailleurs, des procédés ont été indiqués pour préparer ces nitrates de plomb par électrolyse avec les nitrates de soude et les minerais de plomb convenablement traités.
- Le nitrate de plomb obtenu contient l’argent; on l’en débarrassera par des procédés connus, et il conviendra alors pour la précipitation avec les chlorures.
- Si l’extraction de l’argent, pour certains litharges, n’était pas rémunératrice, on pourrait régénérer directement l’ammoniaque du chlorhydrate d’ammoniaque du procédé Solvay, par l’oxyde de plomb. L’emploi de la litharge supprime celui de la chaux ou de la magnésie en donnant du chlorure de plomb que l’on soumettra à l’électrolyse.
- Ces procédés, d’après les brevets, donneraient un moyen d’utiliser - ces chlorures alcalino-terreux qui. sont fournis en abondance non seulement par l’industrie soudière, mais encore par plusieurs grandes industries, celle des sels de potasse et d’autres encore, dont les eaux résiduelles constituent une incommodité pour le voisinage et dont l’utilisation est depuis si longtemps réclamée. A. R.
- Fabrication électrolytique du chrome et de ses alliages, par Placet et Bonnet (1893).
- On électrolyse un bain de 10 à i5 grammes de bisulfate de potasse, 100 grammes d’alun de chrome et 100 grammes d'eau; il se précipite au pôle négatif un dépôt de chrome, par exemple
- {') La Lumière Électrique, t. LU, p. 232.
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- sur un filament de carbone pour lampe à incandescence. On nourrit le bain par de l’alun de chrome seul, ou par un mélange d’alun et de bisulfate de potasse, en y ajoutant un peu de chlorate de potasse.
- Électrolyse de l’eau Siemens-Obach (1893).
- L’électrode positive est constituée par un cylindre en fer f, à tiges e e, reposant sur un anneau de porcelaine k, et l’électrode négative g par un second cylindre en fer, avec attaches / /.
- Fig-. 1. — Appareil pour l’électrolyse de l’eau.
- Entre ces deux électrodes, descend, jusqu’au fond de l’auge, un cylindre en toile métallique suspendu au bouchon c, isolé en ci et / du couvercle b, et séparé de g par des languettes isolantes r r. L’auge en fonte a, garnie d’une enveloppe non conductrice de la chaleur t, repose sur des isolants s s, et est percée de trois ouvertures : l’une, o, pour l’alimentation de l’eau et les deux autres, nl et pour l’échappement de l’hydrogène et de l’oxygène électrolysés. Un tube p indique le niveau de l’eau.
- C’est un appareil simple, durable, et d’une résistance intérieure très faible.
- Parafoudre Elihu Thomson (1893).
- La ligne L à protéger est (fig. 1) reliée à la pointe P1' par un circuit primaire à gros fil, A A', entouré d’un secondaire à fils fins, S S', aboutissant : S', à la pointe P" et au condensateur C'; S, à la pointe P et au condensateur C. Entre les pointes P et P", se trouve la pointe intermédiaire P', reliée aux condensateurs C et C', de capacités moindres que K; et les pointes P, P', P" sont assez espacées pour que le potentiel de la ligne ne puisse jamais y maintenir un arc. Lorsqu’il se produit une décharge sur la ligne L, elle passe par A, A', P", charge le condensa-
- Fig. 1 à 4. — Parafoudre E. Thomson.
- teur K, et induit en S S' un courant énergique, qui charge C et C', et qui fait jaillir entre les pointes P, P', P", de petites étincelles, qui déchargent immédiatement K. Cette dernière décharge établit entre les pointes une sorte d’arc, qui décharge la ligne à la terre E mais ne peut se maintenir par le potentiel seul de L, en raison de l’écartement des pointes P, P' P". Les petits condensateurs C et C' empêchent toute mise en court circuit du courant de la ligne entre les pointes P et P", par les secondaires S et S', qui doivent, d’autre part, en raison de leurs hautes tensions, être isolés à l’huile dans une auge Q (fig. 2).
- On peut compléter ce parafoudre par l’addition d’un électro-aimant M (fig. 3), ou d’un cou-
- G. R.
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- rant d’air O O' (fig. 4) déterminé par la chaleur des résistances R, et R', et soufflant l’air entre les pointes P, P', P". G. R.
- Turbo-moteur à réaction Parsons (1893).
- La vapeur, admise en B pénètre (fig. 1) par les trous G1 et C2, dans le premier bras A2, d’où elle s’échappe, par lesorifices tangentielsaa, dans la première chambre D2; puis elle passe, de cette chambre, par l’orifice annulaire ménagé autour
- de l’arbre G, dans le second bras A4..., et ainsi de suite jusqu’à la dernière chambre D, d’ou elle s’échappe, par F, soit directement, soit après avoir épuisé sa force sur une turbine K (fig. 3).
- Les fuites de vapeur autour de l’arbre G sont évitées par des garnitures cannelées E E2, et la purge de l’eau de condensation des chambres Dt D2... se fait, dans les poches G, au travers des trous H.
- La vapeur se détend donc d’un bras A à l’au-
- V:^v '.'.y.
- Fig. 1 à 6. — Turbo-moteur Parsons.
- r/s.-r-
- r/G-5
- tre, au travers des chambres successives D Dj... D’après M.. Parsons, la vitesse d’écoulement maxima de la vapeur : 480 mètres par seconde (?) serait atteinte pour une détente de 1,63, qui exigerait, avec une pression initiale de 7 kilogrammes, cinq bras A, et cinq chambres successives D,
- Ces turbines sont établies pour marcher à environ 6000 tours par minute, avec des bras rigoureusement symétriques ou (fig. 4) exactement équilibrés, parfaitement polis à l’extérieur, et aussi lisses que possible à l’intérieur; cette
- dernière condition s’obtient en coulant les bras ouverts, puis en les fermant par une pièce rivée b (fig. 6). En outre, leurs sections et celles de leurs orifices augmentent de E vers E2 avec la détente de la vapeur.
- G. R.
- Compas directeur-enregistreur pour navires.
- Depuis une douzaine d’années déjà les marins ont, dans la rose légère à huit aiguilles de Thomson, un instrument de précision parfaite
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- qui a détrôné toutes les anciennes roses lourdes construites en contradiction complète avec la théorie magnétique et mécanique de cet organe, mais les procédés employés pour gouverner au compas n’ont aucunement progressé. C’est toujours en suivant de l’œil les mouvements de l’axe du navire ou « ligne de foi » sur le pourtour de la rose, et en tâchant de les réprimer avec le gouvernail, que « l’homme de barre » dirige le navire. Il faut pour cela une attention toujours en éveil, un cerveau et un corps insensibles à la fatigue.
- D’un autre côté, par une anomalie singulière, à mesure que les boussoles marines ou [compas se perfectionnaient, on voyait naître la difficulté de les employer pour gouverner. L’expérience montre, en effet, que, sur la grande majorité des
- navires modernes, les masses de fer sont réparties de telle façon que les compas déroutés sont dans de mauvaises conditions magnétiques, et dorment. Il existe toujours, à bord, au moins un compas très sensible, dit compas étalon, mais il est loin des postes de gouvernement, et ne peut être utilisé pour la direction.
- Un officier de marine, M. Bersier, a pensé qu’un important progrès consisterait à faire gouverner le navire par le compas étalon lui-même, en supprimant l’homme de barre. Il a songé en même temps à faire enregistrer la route. Ces résultats sont obtenus par l’emploi d’un compas directeur-enregistreur que construit M. Postel-Vinay et dont le Génie civil donne la description suivante. Nous rappellerons que nous avons déjà eu l’occasion de décrire plusieurs instruments ayant le même but que celui dont nous allons nous occuper.
- Une dérivation du circuit de distribution du bord d’une valeur de six ampères environ alimente une bobine de Ruhmkorff, dont le trem-bleur réduit la dépense moyenne à deux ou trois ampères. Cette bobine est d’un modèle ordinaire, donnant 3o millimètres d’étincelle, noyée dans la résine, à condensateur paraffiné et £ trembleur renforcé. Dans ces conditions, le fonctionnement continu de ce transformateur est largement assuré, d’une façon pratique, peridant toute la durée d’une traversée quelconque.
- Le courant induit part de la bobine A (fig. i) et par le conducteur B, arrive au pivot du compas C. De là, il saute par étincelle sgr le petit disque en aluminium formant collier de la chape, et aboutit au point nord de la circonférence de la rose a' (fig. 3) par le fil en aluminium ee1 e2. Un chevalet miniscule en fibrine/écarte ce fil
- Fig. s
- du cerceau en aluminium qui forme le pourtour de la rose. L’étincelle jaillit alors en D, normalement à l’arc e1 e2 sur le cordon métallique g noyé dans le cylindre d’ébonite /*, quj isoje ce cordon du couvercle-tambour l du compas.
- Dans son parcours, l’étincelle a percé la bfjnde de papier n qui tapisse cylindriquement la paroi intérieur dudit couvercle, et reçoit d’un mécanisme d’horlogerie logé en q et remonté par x, un mouvement d’ascension de 80 millimètre^ en quatre heures, par l’intermédiaire de la co.gropne gouttière s2.
- Le cordon g est d’ailleurs formé de deux demi-circonférences distinctes isolées entre elles. Les points de séparation de ces deux demi-circopfé-rences sont sur les génératrices des points nord et sud de la graduation du bord s1 du couvercle, lequel est gradué, comme la rose même, de ci à 90°, en partant des points nord ou sud pour aller aux points est et ouest.
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- Chacune des deux demi-c.irconférences est en communication avec l’un des fils i‘l i%.
- Suivant que l’étincelle D jaillit sur le demi-cordon de droite ou de gauche, le courant induit prend le fil ix ou le fil il l’électro F ou F' (fig. 2) et ferme, dans le relais double g, le circuit local N sur N1 ou sur N2, produisant ainsi, par le jeu de relais non figurés pour plus de simplicité, le fonctionnement sur la droite ou sur la gauche du petit moteur m' de i5o watts (fig. 1). Ce petit moteur est calé sur l’arbre du servo-moteur à vapeur du gouvernail, et joue le rôle du timonier qui actionnerait le volant w.
- Pour suivre une route déterminée, le N. 54° O, par exemple, on place la division 54 comprise entre le nord et l’ouest de la graduation du couvercle dans l’axe du navire. Un index ad hoc, formant ligne de foi, est disposé dans ce but. Supposons, qu’au moment de cette manœuvre, la route soit N 40° O. Le point nord de la rose d’où jaillit l’étincelle D est à 40° à droite de l’axe.
- Le point de séparation des deux demi-cordons est à 54° à droite de ce même axe. Il en résulte que l’étincelle jaillit sur le cordon de gauche; le moteur met donc la barre à gauche. Cette quantité de barre est d'ailleurs limitée par l’interruption automatique du circuit du moteur, lorsque l’arbre du servo-moteur à tourné d’une certaine quantité, soit i5°de barre, par exemple.
- Le moteur s’arrête, le navire vient à gauche. Quand il passe au N. 54°O, la barre est redressée et mise pour contrarier la vitesse de rotation, et ainsi de suite. L’expérience a montré que cette façon de manœuvrer la barre, quoique rudimentaire en apparence, place rapidement le navire en route et l’y maintient avec les mouvements perceptibles du gouvernail.
- Quand le navire est droit en route, l’étincelle D jaillit sans interruption sur l’un et l’autre des deux demi-cordons, car il y a superposition rigoureuse des graduations de la rose du couvercle. Le moteur, excité pour les ceux sens, ne bouge pas. Le moindre écart ne fait plus jaillir l’étincelle que sur un des demi-cordons. Le caractère fugitif du zéro fait toute la précision de l’instrument.
- Passons maintenant à l’enregistrement. Nous avons vu que le pôle nord de la rose laisse constamment sa trace sur la bande de papier «. La route est donc enregistrée. Il suffit, pour cela,
- que la ligne de foi ait été marquée sur la bande. C’est ce qui a lieu au moment de l’introduction du papier. Pour cette opération, présenter le bord de la feuille enroulée dans le laminoir ux u2
- Position du mécanisme â h tm dùn quart
- Fig-. 3 et 4.
- par la fente S (fig. 4), faire marcher le laminoir qui est à manivelle. En même temps, une autre personne exerce une pression sur la tête m3 du moulin et dont la tige m1, à cône cannelé, écarte
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- les quatre branches m5, qui font frottoir sur la bande, et l’introduisent complètement par la rotation d’un moulinet. La feuille vient dans la position n de la coupe partielle (fig. 4). Tirer alors la tige r1, ce qui fait tourner de 90° les trois quarts du disque r, qui vient pincer, en la gaufrant à l’endroit de la ligne de foi, la bande de papier. Celle-ci est alors solidaire des mouvements verticaux de la couronne-gouttière s2 et ne peut plus participer aux mouvements de rotation du couvercle-tambour l nécessités pour les changements de route.
- On remonte le mécanisme d’horlogerie, ce qui amène au bas de course la couronne s2 et la feuille de papier, l’anneau-guide ol coulissant jusqu’en o3. L’ascension de système commence alors pour durer quatre heures.
- Pour sortir la feuille on fait saillir en dedans la lèvre à rotules s (fig. 4) en vissant la vis à rotule t. Dès lors, en faisant tourner le moulinet de gauche à droite, le bord de la bande vient buter contre s, pénètre dans le laminoir que l’on sfait fonctionner et sort par la fente 8.
- La feuille, pliée convenablement, est collée sur le journal de bord, en face du quart écrit. Le changement de route le plus fugitif s’y trouve marqué.
- Bien entendu, le mécanisme d’horlogerie ne comporte aucune pièce en acier.
- La cuvette du compas directeur seul, sans enregistrement, est beaucoup plus simple. C’est la cuvette ordinaire du compas à peine transformée; elle n’a que i5 contimètres de haut. Cette cuvette a déjà été essayée avec succès, pendant deux mois, à bord d’un cuirassé, le Neptune, par une commission qui a fait un rapport des plus favorables.
- L’indifférence absolue de la rose au passage du courant a notamment été bien établie. On conçoit qu’il en soit ainsi, puisque le courant induit est alternatif à grande fréquence, et d’une intensité d’ailleurs infime.
- Si l’on songe que chaque degré d’erreur dans la route produit, en vingt-quatre heures, un écart latéral de huit milles environ pour un paquebot moderne, on comprendra l’utilité qu’il y à à perfectionner les moyens actuels de gouverner, qui peuvent donner des erreurs plusieurs de degrés. Il y aura plus grande sécurité, écono mie de temps et d’argent, et cela aussi parce que la vitesse sera plus grande, le gouvernail
- étant incliné moins fréquemment et sous de plus petits angles. Les paquebots munis de cette installation nouvelle pourront, dans la pensée de l’inventeur, battre aisément le « record ». D’un autre côté, l’enregistrement donnant une meilleure estimation de la direction suivie, augmentera encore la certitude de la position, et, entre autres avantages, permettra une discussion plus serrée des meilleures routes à suivre, une étude plus exacte des courants.
- Signaux électriques pour navires de guerre (*).
- L’une des premières nécessités sur un navire de guerre moderne est de disposer de moyens de communication complets et sûrs entre les différentes parties du bâtiment, et plus particulièrement entre le pont ou la tourelle du commandant et les différents endroits avec lesquels, en cas d’action, il doit pouvoir échanger des signaux concernant le cours à observer, la vitesse angulaire des machines. Il est nécessaire que l’officier ait sous les yeux un indicateur qui lui permette à tout moment de connaître le nombre de tours des machines, et un télégraphe relié à la chambre de ces engins et portant les indications ordinaires, de pleine, moyenne et petite vitesse, marche en avant et en arrière.
- Jusqu’à présent, les signaux à boi'd des navires de guerre ont été transmis principalement à l’aide de tubes et de télégraphes mécaniques qui, en temps ordinaire, fonctionnent assez bien, mais pendant le combat il est très probable que ces moyens seraient inefficaces. Le bruit du canon empêcherait que la voix pût se faire entendre, surtout si elle devait être transmise par de longs tubes comportant beaucoup de coudes; d’autre part, les télégraphes mécaniques, dont les organes de transmission se trouvent dans les parties supérieures du navire sont exposés à être détruits par les premiers obus de l’ennemi. En outre, on sait que l’entretien des télégraphes mécaniques demande des soins constants, qui n’empéchent pas d’ailleurs des dérangements de se produire et de fausser les indications.
- Il n’y a aucun doute qu’aujourd’hui, où la longueur des navires est de plus en plus consi-
- (*) The Enginear, 3o mars 1894.
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- dérable et la vitesse beaucoup plus grande, il soit nécessaire d’avoir recours à des systèmes de fonctionnement plus sûrs, aussi le problème de la télégraphie à bord des navires a-t-il attiré l’attention de nombreux inventeurs. Quelques-uns ont préconisé des télégraphes actionnés par l’air comprimé ou par l’eau, tandis que d’autres, la majorité, ont eu recours à l’électricité, et il est certain qu’en ce qui concerne la transmissién ou les conducteurs, cet agent paraît être le mieux adapté au but en question, puisque les conducteurs peuvent avoir une longueur quelconque et être placés n’importe où. On peut donc les disposer au-dessous de la ligne d’eau et écarter toute possibilité de dérangement pendant le combat.
- Beaucoup de ces télégraphes électriques ont été essayés à terre ou à bord d’un navire au port et semblaient remplir les conditions voulues, mais quand on a voulu les utiliser pratiquement sur mer, ils ont invariablement présenté quelque défaut grave qui en condamnait l’usage.
- Les causes des insuccès sont nombreuses: dans quelques cas les appareils étaient trop compliqués et trop délicats pour résister longtemps au rude service auquel ils étaient soumis; dans d’autres cas, on n’a pas assez pris de précautions pour en protéger tous les organes du contact de l’eau de mer. En un mot, aucun de ces systèmes ne semble avoir eu un succès suffisant pour que l’adoption pût en être recommandée; ils ont plutôt contribué à créer un préjugé contre les appareils électriques en général.
- Le télégraphe électrique Willis dont nous allons nous occuper a donc eu à lutter contre ce préjugé, et aussi dans certains cas contre l’ignorance de ceux qui ont eu à le manier. Néanmoins ce système a été appliqué sur un grand nombre de navires et, dans la grande majorité des cas, avec succès; les résultats peu satisfaisants constatés dans quelques circonstancessont pour la plupart attribuables aux mauvaises conditions dans lesquelles les appareils avaient été placés.
- C’est pour éviter que ces conditions pussent se reproduire que ce télégraphe a été considérablement perfectionné. Ce système connu sous le nom de système Willis et Robinson, comporte les applications principales suivantes :
- l° Télégraphe de la chambre des machines;
- 2° Télégraphe indiquant la vitesse de révolution des machines;
- 3° Télégraphe de gouvernail ;
- 4° Télégraphe indicateur de distances.
- Les cadrans des divers instruments portent les indications correspondant à ces applications, mais il est évident qu’on peut disposer sur les mêmes appareils des cadrans portant des indications de toutes autres espèces nécessaires au service.
- Le télégraphe de la salle des machines porte dans l’ordre suivant les indications : vitesse pleine, moyenne, petite, arrêt, en arrière, en avant, etc. Il permet au commandant de transmettre du pont un ordre de route au mécanicien, dans la chambre des machines, et de recevoir une réponse indiquant que l’ordre a été compris et exécuté. On installe deux ou plusieurs instruments semblables, par exemple un sur le pont et un autre dans la chambre des machines. Si l’officier commandant veut transmettre l’ordre de « demi-vitesse », il tourne la poignée du transmetteur jusqu’à ce que l’aiguille vienne sur l’indication « demi-vitesse ». Le mécanicien manœuvre alors la poignée de son instrument, de façon que l’aiguille extérieure vienne se placer au-dessus de l'aiguille intérieure; l’aiguille intérieure de l’instrument placé sur le pont prend alors la même position, et l’officier sait ainsi que l’ordre a été reçu.
- Le principe général sur lequel ces télégraphes sont basés ressemble à celui des machines à trois cylindres de Brotherhood, les cylindres étant remplacés par des électro-aimants qui actionnent des armatures au lieu de pistons. Les armatures sont pivotées aux deux extrémités et portent un bras fixé en leur milieu. Au centre du triangle formé par les trois armatures se trouve un croisillon entre les bras duquel s’engagent les extrémités des armatures. Quand on tourne la poignée de l’appareil dans un sens, le courant est lancé successivement dans les électros i, 2, 3; dans l’autre sens les électros sont mis en action dans l’ordre 3, 2, i. Leurs armatures agissent ainsi sur le croisillon, qu’elles font tourner dans l’un ou l’autre sens, et par engrenage elles mettent également l’aiguille en rotation. On voit que l’appareil est de la plus grande simplicité.
- Nous regrettons seulement de ne pas pouvoir en donner un dessin détaillé; ceux que publie
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- 1 ’Enginecr étant à peu près incompréhensibles, nous ne les avons pas reproduits.
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- Propriétés magnétiques du fer, par J.-A. Ewing et Miss Helen G. Klaassen (*).
- La figure 25 donne les courbes tracées par l’indicateur magnétique dans une série d’essais sur une paire de barreaux composés de tôle mince de fer doux. Quatre cycles sont reproduits pour lesquels le courant magnétisant avait les valeurs maxima respectives de trois, deux, un et un demi-ampère. Le zéro a été déplacé
- chaque fois afin de séparer les courbes. Ici les variations de courant étaient produites lentement, une pause étant observée à chacun des points indiqués afin que la position du spot lumineux pût être notée. Ces courbes sont un peu tirées vers la droite en conséquence de la présence d'un entrefer dans le circuit magnétique. Les aires de ces courbes que cette inclinaison n’affecte pas donnent en fonction de éô une courbe de la forme de celle indiquée figure 21.
- La figure 26 est le résultat d’une autre série d’essais du même genre, faits avec un autre appareil et un autre spécimen de fer. Là, les cycles successifs sont reproduits dans leurs positions respectives, le zéro n’ayant pas été changé, et on voit qu’elles présentent une parti-cqlarité à laquelle il a déjà été fait allusion à propos des essais balistiques, c’est-à-dire que les extrémités des cycles dépassent à droite la partie ascendante du cycle immédiatement su-
- (*•) La Lumière Électrique du 19 mai 1894, P- 333.
- périeur. Beaucoup d’autres tracés de l’indicateur magnétique confirment cette observation.
- La figure 27 a beaucoup d’analogies avec la précédente. Elle montre un groupe de courbes prises immédiatement après celles du groupe figure 26, avec le même fer, le même appareil et dans les mêmes conditions d’expérience, excepté
- Fig. 26.
- que dans ce cas les cycles ont été décrits plus rapidement — à la vitesse de 3 1/2 cycles par seconde, — tandis que dans la figure 26 la variation avait été très lente. Il faut remarquer les pointes arrondies et la largeur comparative de ces courbes. Leur surface plus grande montre qu’il y a ici plus de travail dépensé dans le fer, effet du probablement, au moins grande partie, aux courants de Foucault. La principale partie
- du circuit magnétique consistait dans ce cas, en métal bien laminé, mais on se servait de grosses pièces polaires.
- Les courbes de la figure 27 ont été enregistrées en marquant avec un crayon sur l’écran la ligne lumineuse dans la répétition périodique de chaque cycle. Dans la figure 28, qui montre les résultats d’une série d’essais faits avec un autre instrument, les courbes ont été enregistrées automatiquement par la photographie.
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- Dans tous les tracés de ce groupe, excepté le dernier, chaque cycle était parcouru en une demi-seconde environ — le commutateur étant actionné uniformément par un moteur électrique — et l’exposition était prolongée pendant 20 à 3o cycles. Les courbes témoignent donc de la constance avec laquelle le mouvement se répète. Dans le dernier essai enregistré sur la figure 28 le commutateur a été tourné lentement à la main, deux cycles plus petits ont été superposés au cycle principal.
- La figure 29 est un autre essai fait en même temps, et sur le même métal que les essais des figures 26 et 27. Elle montre une petite boucle superposée au cycle principal et une courbe
- (dessinée en pointillé), qui est la courbe d’aimantation à partir de zéro, obtenue après que le métal eut été neutralisé par les procédés des désaimantations par inversions successives de forces magnétisantes décroissantes. On retrouve ici cette particularité notée pour la première fois, croyons-nous, par le D1' John Hopkinson, que la courbe partant de zéro coupe la partie ascendante de la courbe cyclique. La même particularité a toujours été retrouvée clans tous les essais avec l’indicateur.
- Cette intersection des courbes concorde avec le fait déjà noté que l’extrémité d’une courbe cyclique dépasse la branche descendante d’un cycle plus grand. Car, après la désaimantation d’une pièce par inversions successives, la
- courbe d’aimantation partant de zéro passe, autant que nous jpouvons en juger, à travers les extrémités en saillie des cycles. Elle est donc extérieure à la partie supérieure de la branche ascendante de chaque cycle.
- La figure 3o donne encore une démonstration de cette particularité. Elle représente un tracé
- Fig-. 29.
- de l’indicateur obtenu avec de l’acier modérément dur après neutralisation. La ligne en pointillé, courbe d’aimantation partant de zéro, passe comme on voit aux points extrêmes des différents cycles, qui se coupent.
- La figure 3i est le résultat d’une étude sur les aimantations superposées dans le fer. L’indica-
- Fig. 3o.
- teur magnétique était muni de deux bobines magnétisantes indépendantes. L’une d’elle servait à produire l’aimantation cyclique, tandis que l’autre, parcourue par un courant constant, portait l’aimantation moyenne au point désiré. Nous désignerons ces deux points par P et Q.
- En premier lieu, après que le fer ait été désai-
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- manté complètement, le courant fut appliqué en Q, le courant en P étant nul. Il en est résulté le premier cycle a b (fig. 31), décrit entre les valeurs limites relativement petites de la force magnétisante. Puis, après une nouvelle désaimantation par inversions successives, un courant fut lancé dans P, qui porta l’aimantation au point c. Ce courant étant maintenu constant, on fit passer un autre courant dans Q. On obtint la ligne cd; par l’inversion du courant en Q, on obtint la ligne d e. Après un certain nombre de nouvelles inversions, le cycle prit définitivement la forme indiquée en trait plein par la courbe fgf. On augmenta ainsi successivement la valeur du courant en P, et le courant en Q donna les cycles superposés représentés dans la figure. Le cycle qui occupe le sommet de la série se trouve dans ce que l’on appelle souvent
- Fig. 3i.
- la région de saturation. Dans tous le courant en Q varie entre les mêmes limites. On voit que les inversions de courant produisent des variations de moins en moins grandes de l’aimantation. Cette expérience met aussi en lumière une des conséquences secondaires de l’hystérésis magnétique; elle montre qu’une force périodique ajoutée à une force constante ne produit pas immédiatement des effets cycliques; ce n’est qu’a-près plusieurs inversions que les courbes se ferment sur elles-mêmes. Pendant la période d’ « accommodation », la valeur moyenne de l’aimantation augmente, conséquence, pourrait-on dire, des chocs moléculaires que produit l’inversion.
- On trouve dans l’expérience de la figure 32 un exemple plus frappant de l’ébranlement moléculaire que produisent les inversions de la
- I force magnétisante. Cette expérience, comme la précédente, a été faite à l’aide d’un indicateur magnétique dans lequel le métal à essayer était enroulé de deux bobines magnétisantes indépendantes. A travers l’une de celles-ci, Q, on faisait passer un courant qui, en agissant seul et passant par un cycle de valeurs, donna la courbe usuelle abcd, la ligne en pointillé a b étant obtenue après neutralisation du métal. Puis le courant en Q était porté à une valeur constante, et on produisait un ébranlement moléculaire violent en faisant passer en P un courant ci alternances rapides qui, débutant à une valeur assez élevée était graduellement réduit jusqu’à zéro pendant qu’une clef d’inversion était en fonctionnement.
- Il ne serait guère approprié de donner à ce procédé la désignation habituelle de « désaimantation par inversions », puisque le fer reste
- Fig. 32.
- plus ou moins aimanté, par suite de la présence d’un courant constant en Q. La force magnétisante maxima produite par le courant en P était à peu près égale à la force maxima excitée par le courant Q au point extrême b de la courbe. Les inversions d’une force commençant avec une valeur si élevée donnèrent au métal un ébranlement moléculaire si considérable que l’effet magnétisant du courant constant devint, sous leur influence, presque entièrement indépendant des états magnétiques antérieurs du métal. En d’autres termes, les effets de l’hysté-résis disparurent presque totalement.
- Les points marqués + dans la figure 32 ont été ainsi obtenus. Ils représentent la relation entre é6 et la force magnétisante après emploi d’une force auxiliaire alternative créant un ébranlement moléculaire énergique. Pour les points marqués • l’ébranlement magnétique a été produit après que le courant constant eut
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- été amené à une valeur située sur la partie descendante de la courbe cyclique ordinaire; l’application des inversions réduisait alors l’aimantation à la valeur marquée sur la courbe. D’autre part, les points marqués -j- ont été obtenus en appliquant les inversions de façon à élever l’aimantation en partant d’un point situé sur la partie ascendante du cycle ordinaire. On voit que les points • se trouvent sur la même courbe que les points -)-. Gela veut dire que les effets de l’hystérésis sont éliminés par cette méthode d’agitation du métal, et cela plus complètement que ne le produit la vibration mécanique dans le fer doux (x). Les branches ascendante et descendante du cycle se confondent en une courbe a e.
- Nous avons fait allusion au retard à l’aimantation dont l’indicateur magnétique indique l’existence. C’est dans le fer le plus doux que ce retard est le plus apparent, particulièrement lorsque les pièces à l’essai sont massives ou imparfaitement laminées. Lorsqu’on emploie des tiges massives de fer doux d’environ 2 cm. de diamètre, les mouvements du miroir de l’indicateur se produisent comme s’ils étaient réglés par un amortisseur ou comme si le miroir était plongé dans un fluide visqueux. Même à une variation comparativement lente du courant magnétisant succède un déplacement lent, continu, de l'image réfléchie et qui dure plusieurs secondes (2). Lorsqu’un cycle est décrit à une vitesse même modérée, la courbe affecte une forme tout autre que celle qui correspondrait à un cyele très lent. C’est ce que montre la figure 33, dans laquelle a est la courbe décrite très lentement pour une paire de tiges de fer doux de 1,9 cm. de diamètre, et où b et c montrent les résultats obtenus lorsque la période du cycle est respectivement de 3 secondes et de 0,43 seconde.
- L’influence que possède même la plus petite de ces vitesses sur la forme de la courbe est extraordinaire. Le maximum du courant magnétisant est à peu près le même dans les trois courbes. On voit que l’effet du retard (dans le temps) dans l’abaissement du maximum de 1 ’ai- (*)
- (*) Voir une expérience analogue dans laquelle le choc fait se rapprocher l’une de l’autre les branches ascendante et descendante du cycle. Phil. tram-., i885, p. 564.
- (!) Voir les observations magnétométriques directes décrites dans Roy. Soc. Proc., 20 juin 1889.
- mantation (maximum de l’aimantation moyenne dans la section totale des tiges) est énorme, et que l’effet d’une variation de fréquence est d’autant plus remarquable lorsque la période est relativement longue. D’autre part, l’influence de ce retard sur l’énergie dépensée dans les inversions magnétiques est bien visible, et il est remarquable combien grande est cette influence, même avec des vitesses d’alternance modérées. La forme exacte que prend la courbe à une vitesse donnée dépend, naturellement, de la fonction particulière qui relie la force électro-trice au temps. Dans le présent cas, la force électromotrice appliquée variait plus rapidement près de ses valeurs moyennes et moins rapidement près de ses valeurs extrêmes qu’elle n’au-
- Fig. 33.
- rait varié si elle avait été représentée par une fonction harmonique simple du temps.
- Il est remarquable que lame de la courbe augmente d’abord et décroît finalement à mesure que la fréquence croît. En d'autres termes, pour un maximum donné du courant magnétisant, l’énergie dépensée par le cycle est maxima pour une certaine fréquence. C’est ce qui résulte du fait qu’aux fréquences élevées l’aimantation ne pénètre pas assez à l’intérieur du barreau.
- Dans l’acier, ces phénomènes sont beaucoup moins apparents que dans le fer doux, mais ils sont encore assez importants. La figure 3q donne le résultat d’une expérience faite sur une paire de barres d’acier à outils des mêmes dimensions que les tiges de fer de la figure 33. Là encore a indique l'effet d’une inversion très lente, tandis que b et c sont des cycles parcourus respectivement en 3 secondes et en 0,6 seconde. Dans les deux expériences (fig. 33 et 3q), les deux cycles \ marqués b et c ont été produits en se servant
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- d’un moteur électrique pour actionner le commutateur, la régularité de la vitesse étant essentielle pour obtenir des figures comparables.
- Il n’est pas facile de déterminer si ces manifestations d’un retard sont entièrement explicables par les courants de Foucault. Il semble possible qu’une autre cause puisse contribuer à produire ce retard. Dans un groupe d’aimants moléculaires, un [certain temps est nécessaire pour permettre à la perturbation de se propager. Si l’on soumet, par exemple, un groupe d’aiguilles aimantées montées sur pivots à une force magnétique déviatrice graduellement croissante, le premier mouvement se produira en général dans une des rangées extérieures; la déviation d’une des aiguilles réduira la stabilité des aiguilles voisines, et la perturbation pro-
- gresse des unes aux autres. Dans une barre de fer nous pouvons concevoir les molécules près de la surface comme étant moins fortement maintenues que celles de l’intérieur, et comme pouvant en conséquence agir plus facilement comme origines de la perturbation lorsque l’équilibre est rompu par l’application d’une force magnétisante. A ce point de vue, on peut penser que plus la surface que présente une masse de fer est grande, plus facile est la création de l’induction magnétique propre à la force appliquée, et par suite dans le fer laminé l’influence du retard doit être moins marquée que dans une pièce massive.
- 11 est évidemment difficile de distinguer un effet de ce genre de l’effet des courants de Foucault, puisque les deux effets se manifestent qùand on étudie le métal en masses relativement grandes. Une expérience pourrait être faite, d-ans laquelle on comparerait une tige formée de cylindres concentriques avec une tige semblable formée par des secteurs découpés par
- des plans axiaux. Ces deux modes de sectionnement réduiraient la partie du retard due à la cause dont nous venons de parler, mais le second mode seul empêcherait en partie la formation des courants de Foucault.
- Il résulte des expériences de la figure 33, et même de celles de la figure 34, que les mesures balistiques sont susceptibles d’erreurs sérieuses lorsque l’échantillon essayé est un barreau massif, surtout quand il s’agit de fer doux, à moins que le galvanomètre n’ait une période beaucoup plus longue que d’ordinaire. La nécessité d'isoler les parties du fer les unes des autres, de même que d’employer du fer lamellaire, est bien démontrée par le cas de l’anneau VIII, étudié plus haut. A. H.
- (A suivre.)
- Sur les rayons cathodiques dans les gaz à la pression de l’atmosphère et dans le vide extrême, par Phi-lipp Lenard (*).
- Rayons cathodiques dans divers gaz.
- i5. La perméabilité des différents gaz pour les rayons cathodiques est très variable; elle présente une relation avec la densité des gaz.
- I
- v-
- +-
- ZO
- Fig 8
- Lorsque du gaz d’éclairage circule entre la fenêtre et un écran phosphorescent, on y remarque distinctement une lueur, qui s’observe le mieux lorsque l’écran est assez éloigné de la fenêtre, pour être juste obscur dans l’air pur. S’il doit rester obscur dans le cas du gaz d’éclairage, il faut l’éloigner encore de la fenêtre. La transparence de ce gaz, opaque pour les rayons ultraviolets et infra-rouges, est surprenante.
- Lorsqu’on remplit tout le champ d’observation du gaz que l’on veut étudier, les résultats sont plus purs et la distance limite de l’écran à la fenêtre, à laquelle la lueur disparaît, donne alors une mesure relative de la perméabilité du gaz. Pour effectuer ces essais le tube de verre R R (fig. 8), de 40 centimètres de longueur et 3 centimètres de diamètre intérieur est fixé à la
- (') La Lumière Electrique du 19 mai 1894, p. 338.
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- paroi mm. K l'extrémité opposée, il est fermé par un bouchon à deux trous qui reçoivent respectivement un tube de verre long et un tube court. Les gaz sont introduits par le tube inférieur court, les gaz légers par le tube supérieur long, jusqu’à ce que l’air soit complètement expulsé. A partir de ce moment, et pendant l'expérience, tous les gaz sont introduits par le longtube, afin de faire arriver directement le gaz pur devant la fenêtre. L’écran S peut être déplacé de l’extérieur à l’aide d'un aimant (i3).
- La figure 8 a le représente en grandeur natu
- Fig. 8 a (grandeur naturelle).
- relie, vu de la fenêtre. Il est recouvert sur cette face d’une feuille d’aluminium, pour éviter toute erreur pouvant provenir de la lumière et en particulier de la phosphorescence du tube de verre. Enfin, sur la feuille d’aluminium est encore fixée la bande de mica opaque g g. On observe l’écran du côté éloigné de la fenêtre et non recouvert, on le déplace et on l’expose alternativement aux rayons jusqu’au point de disparition de l’ombre de la bande de mica. Cette position limite peut être déterminée avec une précision surprenante; en approchant l’écran
- de i millimètre vers la fenêtre on aperçoit déjà des traces de l’ombre du mica.
- Ceci suppose, naturellement, que l’intensité initiale des rayons est constante, c’est-à-dire que les conditions de production sont toujours les mêmes. Parmi ces conditions il convient surtout d’observer la constance du vide dans le. tube de décharge (g; il était réglé de façon qu’entre les sphères B (fig. i, p. 298) toujours à 3 centimètres de distance l’une de l’autre, des étincelles se produisaient de temps en temps. Il en est ainsi à moins de mention spéciale dans toutes les expériences décrites plus loin. .
- Les distances limites entre la fenêtre et l’écran, distances lues sur une bande de papier fixée au tube, sont indiquées ci-dessous sous la dénomination de « longueur des rayons ».
- TABLEAU II.
- Gaz Densité Longueur des rayons cm.
- Hydrogène I 29,5 Q
- Azote 14,° 6,5
- Air*.. h,4 6,0
- Oxygène 16,0 5,1
- Acide carbonique.... 22,0 4,0
- Acide sulfureux 32,0 2,3
- Les gaz sont rangés dans l’ordre de leur densité croissante. Comme on le voit, cet ordre et en même temps celui de l’absorption croissante.
- ____________________._______
- "ü
- Fig.
- A de grandes différences de densité correspondent de grandes différences de longueur des rayons, à l’air et l’oxygène ne correspondent que de petites différences de longueur de rayon. Mais je me suis assuré par des comparaisons répétées des trois gaz que ces petites différences existent réellement. Le gaz d’éclairage occupe aussi le rang correspondant à sa densité dans cette série; il laisse pénétrer des rayons bien plus longs que l’azote, mais bien moins longs que l’hydrogène. Que l’air, l’acide carbonique ou la vapeur d’eau soient ou non exempts de
- 9
- poussières, ou que ces gaz soient en mouve-ment ou non, tout ceci ne produit pas de différence notable.
- C) La force électromotrice des accumulateurs qui alimentaient la bobine d’induction était très constante; on la contrôlait à intervalles réguliers à l’aide d’une lampe à incandescence.
- (-) Dans ma première communication, le chiffre indiqué n’est que de 20 centimètres. Je ne me préoccupais pas alors de la constance de l’intensité initiale. En observant les précautions indiquées plus haut je n’ai plus retrouvé de longueurs aussi petites.
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- 39°
- LA LUMIERE ÉLECTRIQUE
- Tous les gaz ont été illuminés par les rayons cathodiques comme l’air (3). La lumière est dans ce cas aussi limitée au voisinage de la fenêtre, et, dans l’hydrogène, par exemple, elle ne s'étend nullement aussi loin que l’effet produisant la phosphorescence sur l’écran ; dans l’acide carbonique et dans l’acide surfureux la zone lumineuse est très petite, mais un peu plus brillante que dans les gaz moins absorbants. Je n’ai pas observé de coloration dans les différents gaz; il est vrai que l’appareil n’est pas approprié à cette observation, à cause de la phosphorescence du verre, L’éclat beaucoup plus visible de la fenêtre a toujours été le même, ce qui concorde, avec l’explication qui en a été donnée plus haut (4). La couverture d’aluminium de l’écran est restée obscure à toutes les distances et dans tous les gaz.
- 16. Avec la raréfaction croissante, la transparence des gaz augmente; aux raréfactions considérables les différences entre les gaz disparaissent. Nous évaluons encore la perméabilité d’après la longueur des rayons; mais le champ d’observation est disposé pour pouvoir y faire le vide, il est aussi beaucoup plus long et plus large (fig. 9).
- Le tube de verre RR long de i,5 m., large de 4,5 cm. est fixé par une extrémité à l’anneau h h de la fenêtre et fermé à l’autre extrémité par une capsule métallique kk\ un tube de communication conduit à la pompe Tœpler-Hagen. (Le tube de décharge est comme toujours relié à la pompe Geissler.) Sur ce tube en est branché un autre (non représenté sur la figure) qui se termine par une soupape à mercure (partie inférieure d’une pièce de connexion de Bottom-ley (J)), de sorte que le champ d’observation et la pompe sont séparés de l’air et peuvent être reliés à un appareil à gaz sans être ouverts à l’air. Le tout est suffisamment étanche pour permettre d’établir les degrés de vide dont nous parlons plus loin. L’écran phosphorescible S est disposé comme précédemment, excepté que sa couverture d’aluminium est maintenant plus épaisse, afin que le champ d’observation de i,5 m. de longueur puisse suffire pour les raréfactions plus élevées ; cela équivaut à l’emploi d’un écran moins phosphorescent. La couverture est formée de quatre feuilles d’aluminium
- (') Proc. Roy. Soc., t XL, p. 249, 18SG.
- d’ensemble o,oi33 mm. d’épaisseur (cinq fois celle de la fenêtre, trente-huit fois celle de la feuille d’aluminium); sur lesquelles est encore placée une bande de mica portant ombre.
- En épuisant de plus en plus le champ d’observation, en cherchant à chaque degré la position limite de l’écran et en notant sa distance à la fenêtre, nous obtenons pour l’air et l’hydrogène le tableau suivant (9 :
- TABLEAU III.
- Air atmosphérique Hydrogène
- Longueur Longueur
- Prossiim des Pression dos
- rayons étincelles
- ni m. cm. mm. cm.
- 760 2,35 760 10,6
- 33 i 4,53 335 21 , I
- i65 8,38 167 32,4
- 83,7 I2f J 88 38,8
- 40,5 17,1 42,2 56,i
- 19,3 27,2 20,3 74,9 96,8
- 10,0 49,5 73,0 10,3
- 2,7 0,78 3,3 122
- 107 0,65 125
- 0,074 127 o,o65 126
- » » o,o3o 131
- 0,019 I4O 0,0164 i3o
- o,oo83 i33 )) »
- On voit tout d’abord que la longueur des rayons et par suite la transparence augmente constamment et rapidement avec la réduction de la pression; et deuxièmement, qu’elle atteint finalement la même limite dans les deux gaz. Tant que la pression du gaz se compte par millimètres la supériorité de la transparence de l’hydrogène est'manifeste; mais lorsque la pression s’est réduite aux centièmes de millimètre, la différence entre les deux gaz a disparu, el en même temps le degré de raréfaction est sans influence. Les différences entre les longueurs de rayon contenues dans les quatre dernières lignes du tableau ne sont pas supérieures à l’erreur probable que j’évalue à 5 0/0 (a). H est évident que les dernières longueurs de rayons
- (*} La longueur des étincelles (B fig. 1) qui mesure le degré de raréfaction était ici constante et égale à 2,S cm.
- (") Cette incertitude relativement grande ne réside pas dans la détermination des positions limites de l’écran, elle provient des variations périodiques de l’intensité initiale des rayons dues à l’interrupteur à mercure.
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- JO URNAL UNI VERSER D’EREC TRIEI TE
- 3gi
- ne sont plus déterminées par l’absorption infinie du résidu gazeux, mais la disparition des rayons aux distances indiquées est maintenant uniquement due à leur propagation rectiligne dans toutes les directions à partir de la fenêtre, qui fait que leur intensité varie comme l’inverse du carré des distances.
- Pour d’autres gaz, on verra également (18) que la transparence augmente avec la réduction de la pression, tandis que les différences entre les divers gaz disparaissent.
- Une comparaison entre la première et la dernière ligne du tableau montre combien l’air et même l’hydrogène à la pression ordinaire sont absorbants : i,3o m. de longueur de rayon dans le vide, 2 centimètres seulement dans l’air et 10 centimètres dans l’hydrogène. Des conclusions quantitatives dérivées de ces observations seront réservées pour une communication spéciale consacrée à l’absorption; mais j’intercalerai ici la remarque formant la base de ces conclusions, c’est-à-dire que les longueurs de rayons de la table ne sont pas affectées sensiblement par la présence des parois de verre, qu’en fait elles n’eussent pas été autres dans le champ d’observation libre.
- Pour deux raisons l’influence des parois du tube est concevable. En premier lieu, les parois peuvent, avec une propagation curviligne des rayons, faire paraître l’écran moins brillant, puisqu’elles interceptent une partie des courbes de la fenêtre à l’écran. En second lieu, les parois peuvent, au contraire, rendre l’écran plus brillant, par la réflexion des rayons cathodiques.
- Le premier effet ne doit se produire qu’aux pressions plus élevées du gaz (18); le second doit donc se montrer le plus nettement aux pressions plus basses. Pour chercher à déceler une influence de ce genre, une séparation mobile en aluminium (fig. 9 a) fut introduite entre la fenêtre et l’écran; ce diaphragmequi remplissait à peu près l’ouverture interne du tube, était percé d’un trou central de 17 millimètres de diamètre, c’est-à-dire de moins de la moitié de la largeur du tube. Amenons d’abord ce diaphragme tout près de la fenêtre, où elle doit être sans effet, et admettons que l’écran soit près de sa position limite, ou il brille juste encore d’une façon perceptible. Si nous approchons mainte nant petit à petit le diaphragme de l’écran nous
- obtenons de plus en plus de rayons curvilignes allant de la fenêtre à l’écran.
- Toutefois, on ne remarque pas d’obscurcissement de ce dernier. Ce n’est que lorsque le diaphragme a fait plus de la moitié du chemin de la fenêtre à l’écran, c’est-à-dire lorsqu’il commence aussi à couper les rayons rectilignes, que les bords de l’écran s’assombrissent. L’expérience a été effectuée avec le même succès dans l’air à 117; 15 ; 2,8; et o,o35 mm. de pression. Aux trois premières pressions les bords de l’écran s’obscurcissaient assez vaguement; à la dernière pression, la plus basse, le diaphragme jetait une ombre circulaire assez nette.
- Cette expérience montre, aux pressions plus élevées, que les rayons curvilignes (quoique restant réellement) n’agissent pas notablement sur l’écran dans sa position limite. A la pression la plus basse où les rayons sont déjà rectilignes, l’expérience montre que les rayons réfléchis
- Fig-. 9 a.
- restent également imperceptibles. Car lorsque le diaphragme se trouve au milieu entre la fenêtre et l’écran, il porte ombre sur la partie du tube qui se trouve derrière lui (ce que l’on reconnaît aussi à l’absence de la phosphorescence du verre), de sorte que cette partie ne peut pas agir comme réflecteur; mais en même temps, il empêche tous les rayons réfléchis par la partie éclairée du tube près de la fenêtre d’atteindre le centre de l’écran; malgré cela ce centre n’apparaît pas obscurci, le bord seul montre l’ombre du diaphragme. La supposition faite plus haut se trouve donc confirmée (J).
- 17. Les gaz sont d’autant moins illuminés par les rayons cathodiques qu’ils sont plus dilués. En mesurant les longueurs des rayons dans l’air et dans l’hydrogène on a encore fait les observations suivantes :
- (') Voir aussi l'expérience (4) avec le tube de verre et d’étain.
- L’inaction des rayons curvilignes et des rayons réfléchis n’est ainsi démontrée que pour les positions limites de l’écran.
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- 3f)2
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- La luminosité des deux gaz à la pression atmosphérique décrite plus haut (3,i5) perd rapidement en éclat et en étendue à mesure que l’on dilue le gaz, ce qui est en concordance avec notre conception de cette luminosité comme conséquence de l’absorption des rayons dans le gaz. Les longueurs des parties illuminées ne sont pas exactement indiquées, car la luminosité, déjà faible elle-même, diminue toujours graduellement à partir de la fenêtre; mais ces longueurs sont comparables aux longueurs de rayons (tableau III).
- Pendant que la luminosité du gaz s’affaiblit, la phosphorescence du verre devient plus brillante ; déjà à la pression d’environ 5o millimètres (air et hydrogène), la première disparaît devant celle-ci. L’intérieur du tube paraît maintenant obscur et reste ainsi jusqu’à ce que la pression soit réduite à 2 millimètres. A partir de là le gaz recommence à briller, d’un éclat beaucoup plus intense que précédemment et d’une toute autre manière. La lumière ne part plus de la fenêtre, mais des deux pinces métalliques qui maintiennent le tube d’observation. D’abord dans le voisinage de celles-ci, puis aux vides plus élevés, dans toute sa longueur, le tube est rempli d’une colonne de lumière rougeâtre. Des conducteurs dans le voisinage du tube ont une influence sur la distribution de cette lumière. Si l’on prend, par exemple, le tube dans la main en un endroit, la colonne de lumière se termine ordinairement en cet endroit, et le reste du tube est obscur. Cette circonstance a été utiliséedans les expériences précédentes et dans celles qui suivent (16, 18, 20), lorsqu’il s’agissait de protéger l’écran contre la lumière extérieure; les phosphorescences de l’écran et de la paroi de verre ne sont pas affectées par la main ou par d’autres conducteurs.
- Cette lumière subsiste jusqu'aux très faibles pressions; nous avons déjà dit (12, i3) qu’elle disparaît dans le vide extrême. Cette luminosité du gaz n’a pas de relation directe avec les rayons cathodiques, car, tout d’abord elle ne s’éteint pas nécessairement ( 1 ) lorsque les rayons cathodiques sont écartés du champ d’observation, soit en approchant l’écran de la fenêtre, soit par un aimant approché du tube de décharge. En second lieu, la colonne lumineuse disparaît toujours complètement lorsque le tube d’observation est entouré sur toute sa longueur
- d'une toile métallique en contact avec la paroi de la fenêtre et la capsule métallique kk. La phosphorescence du verre et de l’écran, au contraire, de même que la luminosité de la fenêtre ne varient pas.
- Aux basses pressions, le gaz n’est donc pas illuminé par les rayons cathodiques, mais par les mêmes forces électriques qui produisent à la pression ordinaire des étincelles dans le champ d’observation (10). La colonne lumineuse apparaît donc aussi lorsqu’on produit des rayons, cathodiques dans le tube de décharge voisin, mais entièrement séparé du premier. Nous avons déjà montré pour l’air à la pression atmosphérique (10) que la luminosité du gaz attribuable au rayonnement existe aussi lorsque les forces électriques sont exclues.
- Les mêmes phénomènes ont été observés dans d’autres gaz que dans l’air et l’hydrogène.
- Comme gaz illuminé par les rayons cathodiques on doit aussi regardér la lueur négative dans le tube de Geissler (1). Entre ce phénomène et la luminosité observée ici et attribuée au rayonnement, il existe une certaine concordance en ce que la lueur disparaît aux vides élevés, devient faible et plus étendue lorsque la pression croît, puis devient plus brillante et plus limitée. Mais tandis que la lueur dans le tube de Geissler est déjà très brillante à la pression de 1/2 millimètre, le gaz reste dans nos expériences même jusqu'à 760 millimètres beaucoup moins brillant, mais l’espace illuminé est plus étendu. Cette différence ne peut donc être attribuée à une plus petite intensité des rayons employésici; on l’expliquera, au contraire, si l’on peut montrer qu’aux pressions plus élevées on produit des rayons cathodiques de nature différente, qui sont beaucoup plus facilement absorbés par les gaz que ceux produits ici, à des pressions bien plus petites.
- Sur la détermination de J par une méthode électrique, par M. E. Griffiths (2).
- Dans les expériences faites par M. Griffiths pour la détermination de l’équivalent mécani- (*)
- (*) Hertz, Wied. Ann. XIX, p.807, 1883.
- (!) Proceedings of the Royal Society, t. LV, p. 23-26.
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- que de la calorie par la mesure de la quantité de chaleur dégagée dans un fil où circule un courant électrique d’intensité connue (*), la température était évaluée à l’aide d’un thermomètre à mercure comparé à un thermomètre à résistance de platine étalonné par M. Callendar et à un thermomètre Tonnelot étalonné par M. Guillaume. Bien que les résultats de ces deux comparaisons fussent très bons, M. Griffiths entreprit, en collaboration avec M. Callendar, une série de comparaisons directes de son thermomètre avec un thermomètre à gàz.
- Ces nouvelles expériences ont montré que dans l’intervalle de température des mesures électriques (14 à 26°) les indications du thermomètre à mercure différaient de celles du thermomètre à azote de moins de o°,oo3 C.
- Ces différences n’affectent la valeur de j que de 1/4000, c’est-à-dire d’une quantité moindre que celle qui résulte du retard du thermomètre à prendre la température ambiante. Nous n’aurions donc pas à revenir sur les valeurs de J trouvées par M. Griffiths si celui-ci ne s’était aperçu d'une erreur de calcul dans l’étalonnement des bobines de résistance formant l’un des bras du pont de Wheatstone.
- La correction de cette erreur conduit à
- J r= 4,1982 X 10° C. G. S,
- pour l’équivalent mécanique de la calorie définie comme étant la quantité de chaleur nécessaire pour élever de rC la température d’une masse de 1 gramme d’eau prise a i5nC.
- Si l’on prend g —981,17 pour l’accélération due à la pesanteur à la latitude de Greenwich, on trouve
- J =427,88 kilogrammètres,
- l’unité de quantité de chaleur étant rapportée au kilogramme.
- Cette nouvelle valeur de J est environ i/5oo de sa valeur plus grande que celle obtenue par M. Rowland ; elle diffère d’environ 1/1000 en moins de celle trouvée par M. Miculescu.
- M. Griffiths estime que l’approximation de la valeur qui résulte de ses propres expériences est au moins égale à i/5oo.
- J. B.
- Sur la réflexion des ondes électriques au bout d’un
- fil conducteur qui se termine par une plaque, par
- MM. Ed. Sarasin et Kr. Birkeland (')
- Dans notre communication du 6 novembre 1893 (2), nous avons cherché à mettre en évidence le mode suivant lequel les inductions électriques se propagent dans le milieu ambiant tout autour de l’extrémité libre d’un fil conducteur, le long duquel arrivent les ondes électriques.
- Nous avons émis l’hypothèse que ladite réflexion résulte du fait que les tubes électriques atteignant le bout du fil sont obligés, par leur inertie, de continuer leur marche; ils s’incurvent alors, leur base contournant immédia tement l’extrémité du fil conducteur, tandis que les parties plus éloignées pivotent avec un retard angulaire.
- Cette incurvation des tubes semble indiquer qu’au moment où le tube arrive près du fil, la vitesse suivant laquelle ses éléments se déplacent normalement à leur direction diminue, et cela d’autant plus que l’élément se trouve plus rapproché du fil conducteur.
- Or, si on trace des courbes orthogonales sur les tubes électriques consécutifs, on voit sans peine, par un raisonnement géométrique, que le rayon de courbure r d'une de ces courbes est
- v,
- * x1
- où va est la projection de la vitesse sur la normale à la direction instantanée d’un élément de tube électrique, et v'n sa dérivée par rapport à la normale à la trajectoire orthogonale.
- En théorie, une telle variation de vitesse n’a rien d’invraisemblable, quand on considère qu’au moment où les tubes électriques arrivent avec une certaine densité au bout du fil qui les conduit, ils se trouvent en présence d’une capacité plus grande, c’est-à-dire dans une région où les tubes ont une tendance à s’accumuler, l’état électrique devenant statique.
- Cette hypothèse sur la vitesse n’est pas infirmée par ce résultat expérimental qu’on ne trouve aucun retrait sensible du premier nœud, lorsqu’on fait les mesures à la surface même du fil conducteur. D’abord, la* région où nous admettons ces vitesses diminuées est très peu étendue, puis notre formule pour r montre que
- (') La Lumière Electrique, t. XLIX. p. 201.
- (') Comptes rendus, t. CXVIir, p. 793.
- (2) La Lumière Électrique, t. L, p. 394.
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- même d'assez faibles variations de v" sont suffisantes pour renvoyer, sous forme d’une onde « réfléchie », une quantité considérable de l’énergie par ce fait que celle-ci se trouve si fortement accumulée, tout près de la surface métallique du fil conducteur.
- Pour confirmer et compléter nos vues sur la nature de la réflexion, nous avons, en dernier lieu, étendu nos recherches au cas où l’extrémité du fil conducteur précédemment libre est armée d’un disque métallique. Nous avons employé, à cet effet, des disques de laiton de 5, io, ib, 24, 32, 40, 60 centim. de diamètre, et enfin une grande plaque de zinc de 2 >< 1, 3 ni2de surface, fixés normalement sur l’extrémité du fil.
- Avec ces plaques, nous avons d’abord déterminé les trois premiers nœuds aux distances 2 et 3o centimètres du fil conducteur, en employant notre petit cercle de 10,5 cm. de diamètre. Les résultats numériques sont donnés par les séries I et II du tableau ci-dessous. Tous ces chiffres sont les moyennes de 10 mesures.
- Nous avons fait la même série de mesure pour le cercle de 25 centimètres de diamètre, mais à la seule distance de 2,5 cm. du fil.
- La série III donne les résultats, comme moyenne, de cinq mesures. En outre, nous avons précédemment fait une série de mesures semblables pour un second carré donnant 3, 5 ma d’internœud.
- //excédent libre Plaque du
- fi cm. 10 cm. 15 cm. 21 cm. 32 cm. 40 cm. 60 cm. 2 X 1,3m*,
- cm, ctn. cm. cm. cin. cm. cm. cm. cm.
- ( 1" nœud 16,0 I I , I 7,2 4,3 — — — — —
- I j a- - 56,4 51,2 45,2 43,8 41,1 — 39,0 — 38,6
- (3* - 96,5 89,0 84,0 81,1 79,2 — 79,8 — , 76,3
- ( 1" nœud 7,7 1,4 6,r ' —
- II 2” — 5i ,5 46,4 40,4 37,7 34,5 — 35,0 — 37,8
- (y - 93,5 86,7 79,8 78,9 76,9 — 75,4 — 77,2
- ( 1" nœud 45,3 42,5 35,0 3o,o 21,6 13,5
- III 2“ — 156,5 i5o,6 139,4 i33,5 123,8 117,3 116,0 m,7 107,0
- (3* - 265,0 25°, 0 23o,9 23o,9 224,9 224,3 219,0 214,0
- En second lieu, nous avons aussi., avec la plupart de nos plaques, cherché les orientations du cercle de 10,5 cm., pour lesquelles l’effet total des deux chocs qui en excitent les oscillations est aussi grand que possible.
- Les figures 1 et 2 représentent les résultats obtenus : i° pour la plaque de 10 centimètres, 20 pour la grande plaque de 2 X 1,3 m2.
- Les nœuds sont indiqués, dans la même figure, par de petites croix correspondant à la position du centre du cercle.
- Notre tableau numérique montre que tous les nœuds se retirent aussitôt que l’extrémité du fil conducteur est armée d’une plaque, et l’on observe que, quand les plaques sont très petites par rapport à la longueur d’onde, ce retrait des nœuds est sensiblement égal au diamètre de la plaque, tandis que, pour des plaques de plus en plus grandes, le retrait approche de la limite 2/4.
- Ce résultat, comparé avec.ceux obtenus poulies orientations d’effet maximum, représentés
- dans la figure, semble indiquer que pour les petites plaques la réflexion est essentiellement de même nature que pour l’extrémité libre du fil conducteur, c’est-à-dire que les tubes de Faraday tournent autour des plaques, tandis que, avec des plaques de plus en plus grandes, on voit se produire à la surface métallique, une réflexion ; réelle de plus en plus marquée, qui en vient à masquer complètement l’onde contournant 1 la plaque.
- Nous avons pu, jusqu’à un certain point, contrôler cette conclusion. En terminant le fil conducteur avec des disques de 80 et 10 centimètres de diamètre, nous avons bien nettement trouvé un maximum d’effet électrique sur notre petit résonateur de 10,5 cm. derrière la plaque, dans le voisinage immédiat de son centre, où doivent, dans notre hypothèse, converger les tubes qui la contournent.
- L’étincelle observée avec le résonateur placé en face du centre de la plaque, son plan normal
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- - à cellé-ci,'s’eteignâit ordinairement à 20 centi-
- - métré environ de ce point pour reparaître quel-• quéfôis, mais très difficilement, dans le voisinage du bord de la plaque.
- En discutant ce dernier résultat, il faut se rendre compte que les phénomènes d’interférences doivent être voilés, par ce fait que les
- Fig-1.
- jours petits par rapport à la longueur d’onde, de sorte que les tubes de Faraday font le tour autour d’eux avec une vitesse variable ayant comme limite supérieure la vitesse de la lumière. S’il en est ainsi, il faut que la longueur •du contour d’une section méridienne d’un excitateur de révolution soit toujours inférieure à la longueur d’onde correspondante, ce qui est vrai pour les excitateurs que nous connaissons.
- La fixation des fibres de quartz, par C.-V. Boys (*).
- En 1887, l’auteur indiquait une méthode pour obtenir des fibres très déliées de verre fondu, et en particulier de quartz fondu, fibres qui sont aujourd’ hui employées comme moyen de suspension dans tous les instruments dont on exige une très grande précision, les galvanomètres et les électromètres, par exemple.
- Cependant l’emploi de ces fibres se trouve
- (’) Philosophical Magazine, t. XXXVII, p. 463-467, mai 1834.
- tubes électriques sont probablement de plus en plus raréfiés à mesure qu’on se rapproche des bords du disque, la surface sur laquelle ils se répartissent étant plus grande.
- Nos résultats s’appliquent aussi à l’excitateur de Hertz. .
- Là les disques formant les capacités sont tou-
- \
- et 2.
- limité par la difficulté que l’on rencontre à attacher leurs extrémités aux parties fixes et mobiles des appareils. Généralement on effectue cette opération à l’aide d’un vernis à la gomme laque4 ou mieux à l’aide de gomme laque fondue. Mais souvent le fil présente, au moment où on le fixe, une tension ou une flexion qui, variant avec le temps, modifie la position d’équilibre du système suspendu à la fibre; il en résulte des déplacements du zéro qui peuvent être de la plus haute importance dans les mesures délicates.
- Des expériences entreprises par l’auteur pour la détermination de la constante de l’attraction newtonnienne l’ont amené à rechercher une méthode pratique de fixer les extrémités d’une fibre de quartz, d’une part à la pince de suspension, d’autre part à la pièce mobile qu’elle est chargée de soutenir.
- Tout d’abord il a reconnu que, pour faciliter le remplacement d’une fibre détériorée, il est préférable de faire les jonctions à l’aide de ferrets plutôt que par soudure directe. Ces ferrets, en clinquant, ont cinq millimètres de long et un de large et sont réunis d’une part
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- 3gb LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- au support, d’autre part au système à suspendre ad moyen de gomme laque.
- Pour quelques usages il conviendrait que ces ferrets fussent taillés en T, la pièce mobile étant alors munie de deux attaches en V s’engageant dans la barre horizontale du T.
- Pour fixer! les ferrets aux extrémités de la fibre M. Boys effectue les opérations suivantes :
- i°. Choisir une fibre de diamètre convenable pour obtenir la torsion désirée. La torsion dépendant de la quatrième puissance du diamètre une petite variation de ce diamètre produit une variation quatre fois plus grande de la torsion, et une grande exactitude dans les mesures nécessite une torsion convenable. Couper une longueur de fibre dépassant de deux ou trois centimètres celle qui est nécessaire.
- 2°. Fixer aux extrémités de la fibre avec de la gomme laque deux petites masses d’or ou de platine suffisantes p>our percer une surface liquide.
- 3°. Suspendre la fibre sur une tige de bois fixe, ronde et horizontale, de i centimètre de diamètre, de manière que les deux petites masses pendent de chaque coté, au dessus d’un vase contenant de l’acide nitrique concentré; soulever ce vase de façon à y faire plonger les extrémités de la fibre, qui se trouvent ainsi nettoyées. Le vase doit être assez large pour que les effets capillaires ne fassent pas adhérer les brins de la fibre aux bords du vase; on peut arriver au môme résultat en remplissant le vase jusqu’au bord, mais ce moyen offre quelques inconvénients avec l’acide. Le vase doit être mu par saccades vers le haut et vers le bas, les masses •restant dans le liquide; autrement ces masses s’attireraient par suite des actions capillaires et les fils se tordraient.
- 4°. Après une minute ou deux opérer de même avec de l’eau distillée.
- 5°. Quand on suppose l’acide enlevé, plonger de la même manière dans une liqueur à argenter par immersion.
- 6°. Laver comme au n° 4.
- 7". Remplir un verre de la dissolution cuivrique employée dans les mesures électrolytiques, c’est-à-dire non saturée et légèrement àéide. Plonger l’extrémité du fil positif d’un élément de pile dans le liquide avec le fil négatif, bien lisse et bien propre, toucher l’une des extrémités pendantes de la fibre, en prenant le
- contact au-dessus du liquide; sur la partie supérieure de la couche d'argent, et faire plonger plus ou moins profondément cette extrémité par un mouvement doux. En quelques secondes la petite masse et la portion immergée de la fibre deviennent rouges. La couche d’argent sur laquelle s’est déposé le cuivre a une résistance suffisante pour éviter un dépôt rapide et granuleux. Faire de même à l’autre extrémité.
- 8°. Couper la fibre à la longueur voulue en laissant 5 millimètres à chaque extrémité pour la jonction. Prendre des ferrets de clinquant de 3 ou 4 centimètres de long et de 3 ou 4 millimètres de large, ayant leurs extrémités recouvertes d’une très minime quantité de soudure et humectées de chlorure de zinc en dissolution. Sur cette surface humide placer l’extrémité de la fibre recouverte de cuivre en ayant soin qu’elle soit dans une bonne direction ; les phénomènes capillaires aident cette opération. Chauffer rapidement le cuivre jusqu’au point de fusion de la soudure à l’aide d’une faible flamme maintenue de façon à ce que son extrémité soit distante d’environ un centimètre. Couper le ferret à la longueur voulue en tenant le métal avec une paire de pinces.
- 90. Lavera l’eau bouillante comme dans 4, pour enlever le chlorure de zinc. La fibre est maintenant fixée, mais la couche d’argent et de cuivre empêche de bien définir le point d’attache.
- 10°. Plonger les ferrets dans la cire fondue jusqu’au point d’attache en prenant les précautions indiquées en 3, ou encore en opérant séparément sur chacun d’eux.
- 11°. Plonger jusqu’à la partie supérieure de la couche d’argent et de cuivre dans l’acide nitrique concentré.
- 12°. Laver dans l’eau bouillante, qui enlève l’acide et la cire.
- i3°. Si la fibre doit être conductrice d’électricité, comme c’est nécessaire quand elle est destinée à soutenir l’aiguille d’un électromètre à quadrants, on la recouvre d’une couche d’argent en la plongeant entièrement dans un long tube contenant le liquide à argenter; on lave ensuite.
- L’auteur indique ensuite quelques précautions utiles à prendre pour tirer le meilleur parti possible de ce mode de suspension.
- J.B.
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- FAITS DIVERS
- M. R. Blackwell donne dans une lettre à Engineering les chiffres suivants relatifs à la traction électrique.
- Il rappelle d’abord qu’à la fin de 1892 il y avait aux États-Unis en service 13415 voitures électriques et q55o kilomètres de voie. En 1893, le nombre de voitures était de 18233, et la longueur des voies de 12 000 kilomètres. Or, la longueur totale des voies de tramways des divers systèmes de traction était, à la fin de 1893, de 19600 kilomètres avec 39600 voitures. On voit donc que la traction électrique est employée sur la moitié environ des tramways américains.
- On constate qu’en Angleterre les dépenses d’exploitation absorbent de 70 à 85 0/0 des recettes, tandis que pour les lignes électriques du continent et d’Amérique cette proportion n’est que de 5o à 73 0/0. La dépense d’exploitation par voiture-kilomètre est, en Angleterre, de 5o à 60 centimes, suivant les circonstances; pour la traction électrique, la dépense correspondante est de 25 à 45 centimes.
- On sait que le plus grand réseau de tramways électriques du monde est celui de la West End Street Railway Company, de Boston. Les chiffres suivants sont extraits
- du dernier rapport de cette Compagnie :
- 1893
- Longueur totale des voies.................km. 432
- — des voies à traction électrique.. — 293
- Nombre de voitures à chevaux.................. 826
- — — électriques.................. 1846
- — total de voitures-kilomètres....... 3o 000 000
- — de voitures-kilomètres par traction
- électrique........................ 22800000
- Rapport des dépenses aux recettes, en 0/0..... 68
- Capital investi dans la partie électrique, fr.... 38040345
- Il y a, en outre, en service 24 voitures électriques chasse-neige.
- Voici maintenant une série de chiffres qui ont pu être recueillis sur le coût de la traction électrique dans différents pays :
- Dépenses en 0/0 Dépenses pur des recettes voiture-kilomètre
- contîntes
- Pittsburg (États-Unis).......... 71 8,3r
- Chicago — .......... — 42,3
- Rochester — .......... 48,62 34,4
- Halle (Allemagne)............... 54,5o 16,3
- Guernesey....................... $4,46 38,6
- Marseilles (États-Unis)......... 60 41,5
- Murren (Suisse) .............. 5o 24,8
- Francfort....................... 70 28,6
- Liverpool....................... 73 28,6
- Budapest........................ 5o 27,0
- Bessbrook et Newry (Angleterre). — 24,7
- City and South London........... 64 —
- Le ministère du commerce et de l’industrie d’Italie, a déposé à la chambre le projet de loi suivant sur les installations électriques de transmission de force dont les lignes passent sur des propriétés privées :
- Art. 1. — Tout propriétaire doit permettre le passage des lignes électriques aériennes et souterraines lorsqu’elles sont installées par le concessionnaire d’une installation industrielle.
- De cette obligation sont exempts les maisons d’habitation, les cours, jardins et prairies attenantes.
- Art. 2. — Le concessionnaire doit prendre toutes les dispositions capables d’éviter tout danger pour les personnes.
- Art. 3. — Les lignes peuvent être installées également sur les canaux, aqueducs et diverses autres constructions, à la condition qu’il n’en résulte aucun dommage pour le propriétaire.
- Art. 4. — Lorsque la ligne doit passer sur la voie publique, au-dessus de rivières ou devant des façades de maison, le constructeur doit observer les dispositions de loi spéciales et les prescriptions des autorités compétentes.
- Art. 5. — Le concessionnaire d’une ligne passant sur des propriétés privées doit pouvoir fournir la preuve de l’utilité et de la valeur industrielle de son installation. Il est aussi tenu de montrer que le mode d’exécution de la ligne est la moins désavantageuse pour la propriété qu’elle traverse.
- Art. 6. — Avant d’entreprendre l’installation d’une ligne, le concessionnaire doit indemniser le propriétaire pour la moins-value que peut subir la propriété par suite de l’installation en question.
- Art. 7. — Lorsque la ligne ne doit pas être mise en fonctionnement pour une période supérieure à neuf ans, la valeur de la propriété est réduite de moitié dans l’évaluation de l’indemnité à fournir. A l’expiration de la concession, la propriété doit être remise en état aux frais du concessionnaire.
- Art. 8. — Le propriétaire de la ligne électrique doit se tenir au courant des dispositions légales sur la matière, et tenir compte, en particulier, des règlements en vigueur pour le service des lignes télégraphiques et téléphoniques.
- En Allemagne, les tramways électriques sont maintenant très nombreux.
- Récemment encore la maison Schuckert a mis en service la ligne qu’elle a établie à Zwicltau. C’est toujours le système à trolley qui est appliqué. Les poteaux sont très élégants, et l’aspect de la ligne ne nuit aucunement à l’aspect général des rues.
- D’autre part, la ville d’Ulm vient d’accorder à la maison Schuckert la concession pour cinquante ans de l’exploitation d’un réseau de tramways électriques qu’elle devra établir.
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- Le 7 mai dernier, il y eut dans le district ouest de la Cité de Londres une extinction des lampes à arc de l’éclairage public (système Brush). Suivant VElectrical Review, la cause de cet accident était un court circuit entre les deux conducteurs d’un câble concentrique, provenant du fait d’un clou qu’un ouvrier avait enfoncé dans le câble. Ce même ouvrier avait déjà posé un clou dans un autre câble concentrique, dans le but d’alimenter une lampe à incandescence. On conçoit que ce moyen n’ait pas réussi, et le fait ne prouve pas en faveur de la capacité des employés de la Compagnie.
- L’électrolyse des solutions salines doit se faire dans des cuves inattaquables aux éléments mis en liberté et particulièrement aux acides. Pour protéger le. ciment, on peut obtenir un assez bon enduit résistant aux acides en mélangeant intimement de l’amiante pure en poudre impalpable avec une solution sirupeuse et épaisse de silicate de soude industriel aussi peu alcalin que possible.
- Suivant le Journal des Inventeurs9 l’amiante est d’abord broyée avec une petite quantité de silicate, de façon à obtenir une pâte analogue aux couleurs broyées, que l’on peut conserver en vase clos. Il suffit ensuite de délayer dans une nouvelle quantité de silicate dissous cette matière première pour obtenir une sorte de peinture qui, appliquée au pinceau en deux ou trois couches, protège la surface des réservoirs ou des bassins, par exemple, contre tout liquide ou toute vapeur acide.
- Les colonies de bactéries de la diphtérie soumises à l’influence de la lumière ne prospèrent plus et même périssent. Ce fait, dit le Cosmos, donne à penser à M. J. Erede que la lumière électrique pourrait peut-être donner un moyen d’arrêter le développement des fausses membranes en projetant les rayons d’un puissant foyer de lumière électrique dans la gorge, d’autant, dit-il, que les tissus sont pénétrés par la lumière dans une certaine mesure. Maintenant, est-il possible d’envoyer les rayons d’un foyer électrique dans la gorge, par la bouche? M. Erede rappelle que l’on a éclairé les cavités intérieures soit directement par des lampes à incandescence, soit en utilisant la réfraction totale en employant une tige de verre éclairée à un bout et transportant la lumière à l’autre bout. En tout cas, il pense que des essais pourraient être tentés dans ce sens et il invite les praticiens à chercher les moyens d’exécution et à les mettre en œuvre.
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- ï)ans une communication à i’Iron and Steel Institute, M. Hadfield vient de donner quelques renseignements intéressants sur l’acier au manganèse. On sait que cet alliage est généralement non-magnétique. Mais la cémentation lui rend des propriétés magnétiques, toutefois,
- l’aimantation n’est pas permanente, elle se perd entière ment au bout de quelques mois.
- L’échantillon devenu magnétique par la cémentation, perdit ses propriétés après avoir été forgé ou comprimé. On a pu ainsi dans un même barreau créer deux parties, l’une douée de propriétés magnétiques, l’autre indifférente. On a reconnu aussi que ce n’est pas tant la cémentation qui rend au métal ses propriétés magnétiques, qu’un échauffement prolongé, de sorte que le même alliage avec la même constitution chimique peut être magnétique ou non selon les circonstances.
- Il est question, dit la Revue industrielle, d’accorder une concession de 5o années à la Société des chutes du Niagara pour l’établissement de lignes électriques le long des canaux de l’est de New-York, en vue du touage des bateaux sur ces voies de communication. La Société resterait libre d’employer le système à trolley ou tout autre genre de traction qui lui semblera préférable.
- Le tarif maximum serait fixé à 100 francs par cheval et par an : mais il y a lieu de croire que ce chiffre ne sera pas atteint. Cependant, même en supposant l’application du tarif plein, on estime que le nouveau mode de traction ferait bénéficier la navigation d’une économie d’au moins 5o 0/0 sur les moyens actuellement employés.
- L’énergie électrique, fournie par l’installation du Niagara serait transmise jusqu’à Albany, le long du canal Erié. La compagnie du touage électrique de l’Erié construirait immédiatement six remorqueurs actionnés soit par des accumulateurs, soit parle système à trolley, afin de démontrer l’application de l’électricité à la navigation sur les canaux.
- La compagnie serait aussi autorisée à installer des stations centrales sur les points où elle le jugerait nécessaire, et, en cas de surplus d’énergie, de disposer de ce surplus pour l’éclairage, la force ou le chauffage dans les localités environnantes.
- Gomme compensation, l’Etat recevrait gratuitement de la Compagnie le courant nécessaire à la manœuvre des ponts tournants, des portes d’écluses, et, en général, de tous les appareils mobiles de l’exploitation de son réseau de canaux. L’éclairage des écluses et des divers bâtiments de l’exploitation serait également affecté gratuite ment.
- La compagnie de Pittsburg annonce une réduction du prix de l’aluminium. Le métal de première qualité à 98 0/0 sera vendu en gros au prix de G francs le kilogramme, le métal à 94 0/0 de pureté à 5,5o fr. Enfin, les tiges d’aluminium vaudront 10 francs le kilog. et le fil de ce métal 11 francs.
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- On parle de fonder à Paris une école nationale de Physique et de Chimie sur le modèle de l’école municipale, et destinée aux élèves des départements.
- On installe à Saint-Berron en Savoie une usine électrochimique qui utilise une force hydraulique de 90 mètres pour la fabrication du chlore et des hypochlorites.
- On annonce que la commission autrichienne des étalons normaux a décidé d’établir dans ses nouveaux bâtiments un laboratoire d’électricité pour étalonnage d’instruments.
- La commission parlementaire des chemins de fer a» dans sa dernière séance, adopté â l'unanimité moins une voix le projet du tramway tubulaire Berlier.
- Si, comme tout le fait espérer, la Chambre vote le projet avant les vacances, les chantiers pourront ouvrir en octobre.
- Nous avons publié dans notre dernier numéro la description d’une nouvelle presse due à M. C. Huber et servant à recouvrir de plomb les câbles destinés à l’éclairage électrique, la téléphonie, etc.
- Une de ces presses fonctionne depuis le mois de novembre â l’usine Menier-Rattier, quai de Grenelle, et a donné pleine satisfaction. Elle a été construite chez MM. E. et Ph. Bouhey fils, la maison de construction de machines-outils bien connue.
- M. F. Uppenborn, rédacteur en chef de YElehtrotech-nische Zeitschrift, vient d’être nommé ingénieur électricien de la ville de Munich, il est probable qu’il quittera le poste qu’il a occupé avec tant de succès à la tête de la plus importante revue d’électricité d’Allemagne.
- La Nassau Electric Railway Company entreprend l’établissement d’environ i5o kilomètres de tramways électriques à Brooklyn, New-York et banlieue. La station centrale recevra des machines Corliss couplées directement avec des dynamos Siemens et Halske La moitié des lignes environ vont être mises en construction l’été prochain.
- Un inventeur américain propose d’installer sur les voitures de tramways électriques un indicateur du nom des rues oü passe la voiture. Pour obtenir que ces noms se succèdent au furet à mesure de l’avancement du véhicule
- et de son passage devant les rues en question, on fixerait sur le fil à trolley près des coins de rues une pièce en saillie obligeant le bras du trolley à s’abaisser un peu, ce qui a pour effet d’établir un contact électrique qui fait fonctionner l’indicateur.
- M. Charles Henry, dans une note présentée à l’Académie par M. Becquerel, expose un artifice expérimental qui' lui a permis de démontrer que la pupille se dilate, sous l’influence du cerveau, à l’idée de distances plus ou moins grandes. Cette dilatation pupillaire, d’origine purement psychique, sert à préciser une donnée jusqu’ici inaccessible, Y énergie de la vision mentale des individus. Pour donner un exemple de l’importance de cette nouvelle quantité en optique physiologique, M. Ch. Henry en déduit par le calcul, pour différents yeux des valeurs de l’aberration de sphéricité, dont la moyenne est rigoureusement identique à la valeur théorique calculée en partant des constantes fondamentales de l’ophtalmologie. C’est la première fois qu’un facteur purement psychologique sert à calculer une grandeur d’ordre physique. Nous aurons l’occasion prochaine de présenter â nos lecteurs ces résultats qui ont d’utiles applications pratiques.
- Le Bulletin Thomson-I-Jouston annonce que la General Electric Company a reçu dernièrement la commande de 5 transformateurs fixes de 400 chevaux chacun et de 4 transformateurs rotatifs de courant alternatif diphasé en courant continu, de 5oo chevaux chacun, type Thomson-Houston. Ces appareils seront installés dans les ateliers de la Pittsburg Réduction Company à Niagara-Falls et serviront à la fabrication de l’aluminium.
- La puissance sera fournie par la grande station génératrice des chutes du Niagara sous un potentiel de 2000 volts et sera transformée en un courant continu de 10000 ampères sous 160 volts.
- Nous trouvons aussi dans ce même [« Bulletin » que la ville de Chicago vient d’autoriser la Chicago City of Railway Company à remplacer la traction électrique à fil aérien. Le nouveau réseau aura un développement de près de 3oo kilomètres. Le fil de trolley sera presque exclusivement supporté par des poteaux à double console disposés entre les voies.
- Éclairage électrique.
- Le bureau de la chambre vient d’approuver le rapport de M. Lechevallier, tendant à installer l’éclairage électrique au Palais-Bourbon.
- L’installation des appareils coûtera 5oo 000 francs : le montant annuel des frais d’éclairage s’élèvera seulement à yaooo francs par an au lieu de 120000 qu’il coûte
- actuellement.
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- Le rapport sera discuté dans quelques jours avec la demande de crédit.
- La Compagnie d’éclairage électrique de Kensing'ton et lvnightsbridge a décidé, suivant YElectrical Review y de Londres, de fournir à partir du rr juillet prochain l’énergie électrique au prix de 60 centimes le kilowatt-heure au lieu de 80.
- D’autre part, la Westminster Electric Supply Corporation a décidé de réduire l’été prochain le prix du kilowatt-heure à 40 centimes pour l’énergie employée à la production de la force motrice et au chauffage, et mesurée par compteur spécial.
- Télégraphie et Téléphonie.
- Le plus gros câble téléphonique qui ait été fabriqué jusqu’ici aux États-Unis a été posé il y a quelques mois sous l’East-River, entre la 38“ rue de New-York et Long Island. Son diamètre extérieur est de 7 centimètres, sa longueur de i5oo mètres et son poids de 21,5 tonnes. L’âme de ce câble contient 20 torons de cuivre dont chacun est formé de trois fils de 0,7 mm. de diamètre. Les 20 conducteurs sont recouverts d’une masse isolante de 0 millimètres d’épaisseur. Quatre des conducteurs forment le toron central, les seize autres réunis par paires sont enroulés autour de ce toron. Le tout est recouvert d’une forte couche de ruban goudronné, de jute, et d’une armature de 22 fils de fer galvanisé, enfin d’un enduit imperméable.
- Aux installations télégraphiques, déjà connues, il vient de s’en ajouter une nouvelle qui permet à quatre postes différents de communiquer entre eux. Depuis quelques jours, sont installés sur le même conducteur* Paris-Central, Paris-Bourse, Milan-Central et Milan-Bourse, desservis au moyen de l’appareil Baudot.
- De Milan à Paris, la ligne est un peu longue pour permettre à ces deux postes de correspondre directement d’une façon régulière. D’autre part, avec un relais, l’écart d’orientation serait par trop grand et variable.
- Pour obvier à cet inconvénient, M. Baudot se sert, suivant la Revue des Postes et Télégraphes, d’un dispositif de translation dit « translation tournante » et qui consiste en un distributeur spécialement agencé qui envoie la correction aux deux postes correspondants.
- Un jeu de relais réexpédie, par l’intermédiaire de ce distributeur, les transmissions des deux côtés.
- Ce système existe déjà : à Lyon, pour Paris et Nice; à Turin, pour Paris et Rome.
- C’est ainsi que, par un quadruple, correspondent
- Milan-Central et Paris-Central. Deux secteurs, un de transmission et un de réception, sont affectés au service de Bourse à Bourse; mais, le cas échéant, les dèux bureaux centraux peuvent garder les quatre claviers par la simple manoeuvre d’un commutateur multiple.
- A chaque Central, et à côté de l’installation quadruple, se trouve un triple; à chaque Bourse se trouve installé un triple également.
- Chaque quadruple reçoit la correction de JLyon, et la donne à son triple voisin, qui la renvoie à- la Bourse correspondante. *
- Ces six distributeurs tournent donc en synchronisme sur la vitesse type du translateur de Lyon.
- Sur le traducteur de quadruple reliée au secteur de réception réservé de Bourse à Bourse, se trouve adapté un organe nouveau dit « retransmetteur. »
- Ce retransmetteur, qui n’est autre qu’un relais mécanique, se compose de cinq ressorts-lames oscillant entre deux battoirs ou aboutissent les pôles positif et négatif des piles; leur jeu est commandé par la manœuvre des chercheurs du traducteur.
- Ces ressorts reproduisent donc automatiquement les combinaisons enregistrées par le traducteur. Les courants retransmis vont au triple d’à côté qui les renvoie à la Bourse; le contrôleur est pris par dérivation de cette retransmission.
- Voilà pour la réception. Quand la Bourse veut transmettre, ces courants sont reçus par le deuxième secteur du triple et enregistrés par le traducteur y âiïérent.
- Au-dessus de ce traducteur se trouve un retransmetteur identique à celui décrit plus haut qui envoie ses courants dans le quadruple, où le contrôle est pris, et de là à Milan, où les choses se passent d’une façon semblable. Enfin, chaque Central communique avec sa Bourse par le 3“ clavier du triple restant disponible.
- Dans la communication de Bourse à Bourse, il y a donc, de ce fait, quatre transmissions ou retransmissions la première, manuellement, par la bourse A; la deuxième, par le retransmetteur du triple A; la troisième, par les relais de Lyon; la quatrième, par le retransmetteur B.
- Si compliqué que paraisse l’ensemble de ces mouvements, le service se fait correctement, et ce système a l’avantage très grand en télégraphie de n’envoyer au suivant que des courants constamment reformés.
- Ce système peut s’appliquer aussi bien à la communication par un seul fil de quatre villes distinctes, avec deux claviers, qu’à deux postes d’une même ville.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique. — Paris. 3i, boulevard des Italiens.
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- ji.
- Journal universel d’Electricité
- 51. Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : D' CORNÉLIUS HERZ
- XVI- ANNÉE (TOME LII) SAMEDI 2 JUIN 1894 N3 22
- SOMMAIRE — Questions d’exploitation, régularité de voltage et distributions à trois fils ; G. Claude. — Théorie tourbillonnaire de l’électrodynamique; J. Blondin — Applications mécaniques de l’électricité; Gustave Richard. — La téléphonie .à grande distance; J. Anizan. — Chronique et revue de la presse industrielle : Théorie e1 calcul des moteurs à courants alternatifs asynchrones, par E. Arnold — Pile Cudell. — Accumulateurs Erving. — Éclairage des grands hôtels de Ragaz. — Revue des travaux récents en électricité : Société de physique de Londres (séance du 27 avril 1894) • — Sur les rayons cathodiques dans les gaz à la pression de l’atmosphère et dans le vide extrême, par Philipp Lenard. — Propriétés magnétiques du fer, par J.-A. Ewing et Miss Helen G. Klaassen — Faits divers.
- QUESTIONS D’EXPLOITATION
- RÉGULARITÉ DE VOLTAGE ET DISTRIBUTIONS A TROIS FILS
- La distribution à trois fils a été, comme ou sait, imaginée par Hopkinson dans le but d’alimenter directement des lampes de 100 ou 110 volts à l’aide d’une distribution à 200 ou 220 volts, et par suite, de réduire dans une proportion assez considérable le poids de cuivre nécessité par les canalisations à courant continu de basse tension.
- Poussant même les choses plus loin dans cette voie, on a cherché à augmenter autant que possible les avantages du système en multipliant le nombre des fils, qui a été porté jusqu’à cinq, comme cela existe à Paris au secteur de Glichy, et comme le secteur Popp, dans une de ses multiples transformations, en présentera bientôt un nouvel exemple; sans doute aurait-on été plus loin encore si des considérations relatives à la sécurité des abonnés ne s’étaient opposées à ce qu’on mît directement entre leurs mains des différences de potentiel pouvant dépasser 400 volts.
- Les avantages bien connus de ce système de distribution à un grand nombre de fils sont en effet assez considérables, puisqu’il rend possible l’emploi de tensions relativement élevées, que par suite il permet de diminuer le coût de la
- canalisation, tout en éliminant cette difficulté de la transformation, si onéreuse à résoudre avec le courant continu.
- Il est bien regrettable qu’il n’y ait là que l’élimination d’une difficulté pour certains cas spéciaux de l’emploi du courant continu et que la solution du problème de la transformation ne tienne pas tout entière dans l’usage de ce dispositif.
- Mais, par cela même qu’on ne peut aller avec son aide au-delà de 400 volts, la supériorité que présentent à cet égard les courants alternatifs ne semble pas encore à la veille d’être supprimée : et il y a là un motif de préférence appréciable toutes les foisjqu’un long parcours s’impose, soit qu’il s’agisse de l’utilisation lointaine des chutes d’eau, ou qu’on e'n ait vue l’alimentation d’une ville à l’aide d’une station construite, par raison d'économie, hors de son enceinte.
- Je ne me propose pas, comme on pourrait le croire d’après ce qui précède, de faire, après tant d’autres plus autorisés, l’apologie du courant alternatif, d’insister sur ses avantages particuliers, de faire ressortir que des nombreux motifs d’infériorité qu’il- présentait il y a quelques années beaucoup ont disparu, que ceux qui subsistent encore vont en s’atténuant rapidement de jour en jour. J’aurais sans cela à rappeler en particulier les résultats expérimentaux si intéressants signalés récemment à la Société des Electriciens par M. Boucherot, au sujet des moteurs asynchrones à courants alternatifs, lesquels, même dans le cas d'une seule
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- phase, atteignent actuellement un rendement égal à celui des moteurs à courant continu, tout en ne présentant qu’un poids spécifique plutôt inférieur.
- Mais, je le répète, mon but n’est pas celui-là ; je voudrais plus particulièrement faire ressortir ici dans quelles conditions défavorables se présente pour les distributions à trois fils l’application des principes que je rappelais dans un précédent article (*) et qui pourtant semblent indispensables à l’obtention de bons résultats.
- Je crains cependant qu’il n’y ait quelque présomption à entreprendre cette tâche. La faveur de la distribution à trois fils n’a jamais été plus grande qu’aujourd’hui, et actuellement encore, on s’ingénie à atténuer quelques inconvénients, qui, dans certains cas, pourraient rendre son application moins commode.
- Ainsi, il est certain que la nécessité d’avoir au moins deux dynamos est une sujétion ennuyeuse, surtout pour les petites installations, en ce qu’elle augmente à la fois le prix de l’installation et les pertes d’énergie, une machine de puissance donnée coûtant moins que deux de puissance moitié moindre, et possédant un meilleur rendement. Les frais d’entretien sont aussi très notablement diminués quand on peut n’employer qu’une seule machine.
- En théorie, pour marcher à trois fils avec une dynamo unique, il suffit de créer un point neutre en ajoutant deux balais fixes supplémentaires, calés à go° des premiers, reliés entre eux, et de réunir le point neutre ainsi créé au fil du milieu de la distribution. Mais on peut se rendre compte qu’en opérant de la sorte, les spires de l’induit sont précisément dans leur période de force électromotrice maxima au moment de leur mise en court circuit par les balais supplémentaires; l’intensité y est donc très grande, l'énergie dépensée de ce fait très notable, et les étincelles aux balais qui en résultent mettent rapidement hors de service les balais et le collecteur.
- Aussi jusqu’à présent n’avait-on pas réussi à marcher à trois fils au moyen d’une dynamo unique. A cet égard, on peut regarder comme présentant un réel intérêt ia solution si originale proposée par la Compagnie de Fives-Lille (2)
- pour la réalisation d’un point neutre par un contact absolument permanent, de sorte qu’on supprime complètement la perte d’énergie et les étincelles aux balais provenant des mises en court circuit successives des différentes spires.
- C’est là certainement l’un des perfectionnements les plus importants qui aient été apportés à la distribution à trois fils depuis ses premières applications, et sans doute, la faveur dont jouit ce mode de distribution s’en accroîtra-t-elle encore dans une certaine mesure, particulièrement en ce qui concerne les installations de peu d’importance.
- Or, on peut se demander si ceux qui s’intéressent à l’avenir des stations centrales, et par conséquent de l’éclairage électrique rationnel, doivent se féliciter de ce résultat.
- La distribution à trois fils, pour nous en tenir au cas le plus fréquent de la distribution à plusieurs fils, n'est pas sans entraîner certains inconvénients, qui, s’ils n’ont pas été très gênants jusqu’ici — précisément parce que les règles appliquées dans l’éclairage électrique n’ont pas été toujours des modèles de logique, — n’en deviendront pas moins certainement très graves par la suite.
- On peut prévoir en effet que dans un avenir prochain la première condition que l’on exigera des distributions d’énergie électrique résidera dans une absolue régularité de la différence de potentiel, et on peut émettre en thèse générale que la distribution à trois fils ne permet pas de réaliser ce desideratum d’une façon convenable.
- Pour faire comprendre, ma pensée à cet égard, il sera nécessaire de développer un peu plus longuement quelques-unes des considérations de mon précédent article (J).
- Comme je l’ai fait remarquer, le jour n’est sans doute pas très éloigné où Les abonnés des stations centrales reconnaîtront que leur intérêt est exactement contraire à la méthode qui les pousse à dépenser des quantités considérables d’énergie pour obtenir un peu d’une lumière à peine différente de celle des becs de gaz ordinaires.
- Si ces consommateurs pouvaient assister à l’expérience saisissante qui consiste à dimi-
- (') La Lumière Electrique du 14 avril 1894. p) La Lumière Électrique, t. LI, p. 3o.
- (') La Lumière Electrique du 14 avril 1894
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- nuer d’une douzaine de volts la différence de potentiel aux bornes d’une lampe poussée, de manière à la ramener aux régimes qu'ils ont coutume d'employer; s’ils pouvaient se rendre ‘compte de la transition dans la qualité de la lumière, qui fait tomber alors à un rang que l’on assimile involontairement à celui d’une lampe fumeuse, la source qui tout à l’heure procurait ce riche éclairage, susceptible de donner la notion de toutes les couleurs sans en fausser une seule, on aurait quelque peine à leur faire admettre qu’à ce dernier régime correspond cependant tout ce qu’ils savent tirer de la lampe à incandescence.
- S’ils étaient de plus convaincus que l’intérêt de leur bourse est exactement d’accord avec le premier mode de fonctionnement, il est bien certain que pas un instant ils n’hésiteraient à mettre de côté leur méthode surannée d’économies dans le remplacement des lampes, pour obtenir enfin un éclairage digne de l'électricité et de l’argent qu’ils y consacrent.
- Mais il faut bien le reconnaître, cet emploi des lampes poussées, s’il est combiné avec une différence de potentiel assez variable pour présenter des oscillations fréquentes de 5 ou 6 volts, comme celle qui, particulièrement dans le cas des canalisations à trois fils, est actuellement distribuée aux abonnés, produit évidemment de beaucoup moins bons résultats.
- Tout d’abord, la durée des lampes est considérablement diminuée si ces variations sont au-dessus du voltage normal, et l’avantage que présente l’emploi des lampes poussées sous le rapport de l’économie est atténué d’autant. J’ai fait remarquer cependant que les chiffres cités dans mon précédent article au sujet des lampes rationnelles ont été obtenus précisément en se plaçant dans ces conditions très défavorables de variations prolongées dépassant de 5 o/c le voltage de régime. L’avantage de l’emploi des lampes poussées subsiste donc malgré tout et on peut seulement en conclure que dans d'autres conditions il serait bien plus favorable encore.
- En second lieu, la puissance lumineuse est dans ces régions extrêmement sensible aux variations de voltage : trois ou quatre volts correspondent à e5 ou 3o o/o dans la puissance lumineuse.
- Or, bien qu’e/î pratique la beauté de l’éclairage électrique à incandescence soit très affai-
- blie, ainsi que tout à l’heure j’essayais de le faire ressortir, cette qualité reste évidemment l’une des principales raisons de la conservation de ce mode d’éclairage en présence de la concurrence du bec Auer. Mais cette supériorité est tellement atténuée encore par les variations d’éclat qui même avec des lampes non poussées se font déjà sentir, que dès à présent les plaintes des abonnés à cet égard se répètent fréquemment, et que quelques-uns en sont conduits à revenir au gaz, lequel, s’il n’a pas pour lui la qualité, possède tout au moins le mérite de la fixité.
- Ces plaintes ne feront évidemment que s’accentuer lorsque l’emploi des lampes poussées se sera généralisé, et il faut même peut être voir en partie dans leurs craintes à ce sujet la raison de l’indifférence dont les stations centrales font preuve à l’égard des lampes poussées.
- Cette question de la régularité dans la différence de potentiel sur les distributions mérite donc que nous nous y arrêtions.
- Cherchons à déterminer le régime le plus économique pour une lampe de 16 bougies dent nous fixerons d’abord le prix d’achat à i fîmes comme nous l’avons déjà fait; nous admettrons également comme prix de revient de l’énergie i franc par kilowatt-heure. Nous nous baserons enfin sur les durées utiles (c’est-à-dire avant une baisse supérieure à 20 o/o), lesquelles, pour les divers régimes, sont à peu près les suivantes dans l’hypothèse d'une différence de potentiel constante :
- i bougie par r,5 watt. 10O heures
- —— 2 — 200 —
- — 2,5 — 3oo
- 3 — 4-0
- - 3,5 — 700 —
- — 4 — ... 90 ) —
- — 4.5 — I 100 —
- Si avec ces indications nous construisons
- courbe I (fig. i), en portant en abscisses les consommations spécifiques, en ordonnées le prix de la lampe-heure, nous constatons que le minimum de dépense correspond sensiblement au régime de deux watts. C’est donc à ce régime qu’il conviendrait de se placer.
- Cependant, il ne viendra à l'esprit de personne de proposer dans l'étal actuel, la marche à deux watts sur nos réseaux. C’est qu’en effet
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- avec les variations de voltage qui leur sont inhérentes, le régime de 2,5 w. dont j’ai parlé exclusivement au sujet des lampes rationnelles paraît être la limite de ce qu’on peut faire actuellement dans la voie de l’économie.
- En allant au-delà, non seulement les variations de lumière seraient plus désagréables encore, mais la durée des lampes serait compromise au point de rendre en fait ce régime plus coûteux.
- On peut remarquer d’ailleurs par l’examen de cette même courbe que même dans l’hypothèse d’une différence de potentiel constante, l’avantage de la marche au régime de dépense minima serait peu sensible relativement à celle à 2,5 w., ce qui tient au prix considérable
- Fig. i. — Courbe I. Prix de la lampe-heure de 16 bougies en fonction du régime, en admettant le prix de 2 francs par lampe. — Courbe II. Prix de la lampe-heure en admettant un prix d’achat de i franc.
- admis pour la lampe. Comme on l’a observé, le prix que les abonnés paient leurs lampes est à peu près le double du prix de gros des principaux fabricants français, de sorte que l’intermédiaire perçoit une somme égale à ceile encaissée par le producteur pour sa matière première, sa main d’œuvre, ses frais généraux et son bénéfice.
- Si donc nous substituons au prix de 2 francs par lampe celui de 1 franc, nous obtenons la courbe II, dont le minimum est reporté vers des régimes encore plus élevés, soit 1 bougie par 1,7 w.; ce qui est évident d’ailleurs, puisque la lampe coûtant moins, on doit moins se préoccuper de sa durée, et plus de la bonne utilisation de l’énergie.
- Cette courbe II nous donne d’ailleurs diverses indications intéressantes.
- Nous remarquons tout d’abord, comme aussi sur la courbe I, qu’actuellement au lieu de se placer comme le voudrait la logique dans les environs du minimum, soit dans les régions voisines de 2 watts, on se confine dans les régions élevées, correspondant à 3,5 ou 4 watts, où le prix de l’éclairage revient presque au double; c’est une nouvelle réédition de ce que nous avons déjà répété trop souvent.
- Nous voyons encore que pour ces-mêmes régimes de 3,5 à 4 watts, il y a presque coïncidence entre les courbes I et II, c’est-à-dire que le prix de la lampe influe très peu alors sur le prix de l’éclairage, ce qui n'a rien que de naturel : j’ai déjà fait remarquer qu’à ce régime, quand l’énergie dépensée coûte 5o, le remplacement de la lampe revient, suivant son prix, à 2 ou à 1. Au contraire, pour les régimes élevés de i,5 ou 2 watts, la différence entre les ordonnées des deux courbes devient très grande, surtout en valeur relative, parce qu’alors le facteur qui se rapporte au remplacement de la lampe acquiert une importance comparable au facteur relatif au prix de l’énergie. Ainsi, la diminution du prix de la lampe serait à peu près sans influence pour les régimes actuellement employés de 3,5 à 4 watts; mais pour des régimes plus poussés, elle correspond à ce double résultat de diminuer pour un régime donné la dépense relative au remplacement, tout en permettant d’avancer vers des régions pour lesquelles l’utilisation de l’énergie est encore meilleure.
- La conséquence logique à tirer de ces observations est que si jusqu’à présent l’influence des intermédiaires dont je parle a été peu sensible, elle ne manquera pas un jour d’acquérir une importance très grande, si les consommateurs ne comprennent pas que leur intérêt est de les éliminer rigoureusement.
- Peut-être trouvera-t-on que j’insiste beaucoup sur des questions qui, en somme, touchent plutôt au domaine commercial qu’à celui de l’industrie.
- Il faut bien reconnaître cependant que ces questions présentent en pratique un intérêt considérable, et peuvent influer sur le dévelop-pementde l’industrie électrique, au moins autant que pourrait le faire une question de rendement plus ou moins élevé pour les dynamos ou
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 405
- que l’application de tel ou tel mode de distribution. Il faut bien admettre par conséquent, que l’un des moyens les plus efficaces de servir la cause de l’industrie électrique est de mettre en évidence le mal causé par ces pratiques, qui> pour légitimes qu’elles puissent être, n’en sont pas moins très nuisibles.
- Pour en revenir à notre courbe II, nous en devons tirer une dernière conséquence importante et qui se rapporte plus directement à notre sujet.
- Nous voyons qu’avec le prix de i franc par lampe, il y aurait un intérêt très net à marcher même au-dessous de i bougie par 2 watts. Ce régime serait d’environ c5 0/0 plus économique que le régime à 2,5 w. Mais cette courbe a été établie, nous l’avons dit, dans l’hypothèse d’une différence de potentiel constante; en pratique, nous l’avons fait remarquer aussi, dépasser le régime de 2,5 w. est à peu près impossible sur nos réseaux, même avec ce prix de 1 franc, par suite des variations de lumière qui, en admettant même qu’elles ne soient pas par trop désagréables à l’œil, compromettraient fortement l’economie de régimes plus poussés.
- Peut-être les sociétés d’éclairage électrique se disent-elles que ce n’est pas là un mal, car en admettant que l’emploi de semblables régimes se généralise, la consommation risquerait de tomber à des valeurs trop basses.
- Il n’est pas sûr que ce raisonnement soit bien exact, et notre manière de voir à cet égard s’appuie d’un exemple convaincant, celui de la Compagnie du gaz. Peut-être n’y a-t-il plus lieu, comme le faisait remarquer un de nos confrères, « de diriger tous les efforts vers l’obtention de tarifs élevés dans les cahiers des charges ou vers le maintien de ces tarifs partout où ils sont acquis. »
- L’éclairage électrique a déjà eu à supporter un rude choc par suite de la concurrence du gaz; il en est sorti à peu près à son honneur. Rien ne prouve qu’il soutienne aussi facilement celui qui l’attend, plus prochainement, sans doute qu’on ne le pense : nous avons eu d’autre part l’occasion de signaler la concurrence redoutable que fera à l’éclairage électrique l’éclairage au pétrole, lorsque les brûleurs à pétrole seront arrivés à un degré de perfection comparable à celui qu'ont atteint les appareils à gaz, et cela par l’application des mêmes principes
- de l’incandescence et de la récupération. Nous regrettons d'avoir été trop bon prophète à cet égard, mais on vient précisément, il y a quelques jours, d’apprendre que les actions du bec Auer avaient monté, à Berlin, sur la simple annonce de l’achat par la Compagnie, d’un brûleur à pétrole à incandescence.
- Nous sommes donc persuadé — et nous ne craignons pas de le répéter — que, dans un prochain avenir, le seul moyen de résister consistera pour les stations centrales dans la diminution aussi grande que possible de leurs tarifs, diminution rendue possible par l’utilisation de jour de leur matériel; dans la divulgation aux abonnés de tous les moyens qui permettent d’arriver à l’éclairage le plus économique, moyens parmi lesquels la suppression radicale des intermédiaires ne sera pas le moins efficace; enfin, dans la réalisation de tous les dispositifs propres à approcher d’une régularité absolue de la différence de potentiel, régularité qui, pour le régime étudié de 2,5 w., augmenterait la durée utile des lampes dans une proportion dépendant de la régularité actuelle, mais en tous cas très considérable, et permettrait en outre d’arriver pratiquement au régime de 2 watts.
- Quitte aux stations centrales à se rattrapper par l’augmentation du nombre des consommateurs, par l’accroissement de la quantité de lumière réclamée par chacun d'eux et par le développement des diverses autres applications, de l’utilisation plus parfaite de l’énergie et des sacrifices consentis sur le prix de vente.
- G. Claude
- {A suivre).
- THÉORIE TOURBILLONNAIRE DE L’ÉLECTRODYNAMIQUE
- Les effets électrodynamiques et les effets physiques de l’électricité en mouvement présentent un grand nombre d’analogies frappantes que l’on peut suivre souvent jusque dans les détails des phénomènes. Dans une série d’articles pu-
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- qoG
- LA LUMIÈRE ELECTRE'CE
- bliés dans les tomes XVIII et XIX de ce journal, M. Decharme en a donné de nombreux exemples, qui sont des plus concluants.
- Ces analogies doivent nécessairement se retrouver dans les équations fondamentales de l’hydrodynamique et de l’électrodynamique, et bien souvent elles ont été signalées. En développant dans ses leçons de la Sorbonne la Théorie des tourbillons d’Helmholtz (1), M. Poincaré a insisté à plusieurs reprises sur ces analogies, et a.montré le parti qu’on en pouvait tirer, soit pour résoudre certaines questions d’hydrodynamique en utilisant nos connaissances en électrodynamique, soit pour effectuer l’opération inverse. C’est la lecture de ces leçons qui nous a suggéré l’idée de comparer les faits et hypothèses fondamentaux des deux sciences, .ainsi que leurs conséquences. Cette comparaison conduit à une explication dynamique satisfaisante des phénomènes électrodynamiques.
- i. Equations du mouvement d'un fluide. — Considérons une molécule fluide qui, à l’origine du temps, occupe le point de coordonnées x0, y0, zu, et à l’instant t, le point de coordonnées a-, j, 2. Soient p la densité du fluide en ce dernier point, p sa pression interne et uXdx, pYdx, p Z dx, les projections sur les axes de coordonnées de toutes les forces extérieures qui agissent sur un élément dx contenant le point (x,y, 2). En écrivant que cet élément est en équilibre, nous obtenons les équations de l’hydrostatique,
- p cX
- >Sp__ p 9r 1 ’
- 1 3P _ z P 5 2
- Pour passer de ces équations à celles de l’hydrodynamique, appliquons le principe de d’A-lembert.
- Si a, b, c désignent les composantes de la vitesse de la molécule fluide à l’instant /, les composantes de l’accélération sont
- da db de
- dt ’ dl ’ dï>
- C) Théorie des tourbillons, par II. Poincaré, membre de l’Institut; rédigée par M. Lamotle ; G. Carré, éditeur, 3, rue Racine.
- I et celles de la force d’inertie de l’élément dx
- , da d7’
- pdx
- db dt ’
- — pdx
- de
- dï'
- En écrivant que l’élément est un équilibre sous l’action de ces forces fictives et des forces réelles qui le sollicitent, il vient pour les équations du mouvemenL
- x da
- p dx d t
- 1 3£_y db
- f- ’ày dt
- 1 E v de
- T? 1 I dt
- A ces équations, il faut joindre celle qui exprime la continuité du fluide.
- Pour la trouver, considérons une parallélipi-pède rectangle ayant pour sommet le point
- Fig- 1
- A (x, y, s), et dont les arêtes AB, AG, AD (fig. 1), respectivement parallèles aux axes de coordonnées, ont pour longueurs dxdydz.
- La quantité de fluide qui entre par la face A C D F, pendant le temps dl est
- p a dy dz dt.
- Quand on passe du point A au point B, x varie de dx, les deux autres coordonnées conservant la même valeur ; par conséquent p a qui est fonction
- dex,j,2,varie de*^-— dx, et la quantité de fluide
- qui entre par la face BGHE, opposée à la précédente, a pour valeur
- — (fa -\- ^ dx^ dy dz dt.
- On a donc pour la somme algébrique des masses de fluide entrant par les deux faces considérées
- 3 (p a) ~$x~
- dx dy d z dt.
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- 407
- En raisonnant de même pour les deux autres couples de faces du parallélipipède, on trouve deux expressions analogues. En les ajoutant à la précédente, on a pour la masse totale de fluide entrant dans le parallélipipède pendant le temps dt,
- -(
- çKpa) djpb)
- Sx Sy +
- ?^ dx dy dz dt.
- Or la masse contenue primitivement dans le parallélipidède est
- p dx dy dz ;
- son accroissement pendant le temps dt est donc ™ dt dx dy dz,
- et en égalant cette expression à celle qui exprime la masse entrant dans le parallélipipède, il vient, après suppression des facteurs communs,
- 3 p d(oa) 3(p b) 3 (ce)
- 31 + 3 x + Sy + 3=
- Telle est la relation supplémentaire qu’il faut ajouter aux équations (1). Dans le cas particulier des liquides parfaits, elle se réduit à
- 3 a . S b de _
- Sx + Ty + 3c -°’
- (2)
- et différentions par rapport à x] il vient
- 3V _ £ 3jp _ 3 7
- c.V p dX SX *
- OU
- x_ i Sp _ _
- p dx dx
- En dérivant successivement par rapport à y et à z, nous obtiendrons deux relations analogues qui nous permettent d’écrire les équations (1) sous la forme
- da___Sx
- lit ~ Sx ctb _ Sx dt
- de Sx dt ~ dz
- Les premiers membres de ces équations contiennent des dérivées totales, les seconds des dérivées partielles; on peut les transformer de manière qu’elles ne contiennent plus que des • dérivées partielles.
- Les vitesses a, b, c, au point (x, y, z) dépendent de ces coordonnées; par suite, on a
- da __Sa 8 a dx Sa dy Sa dz
- I dt ~ SÏ + Jxlt + Sÿ~ ~dï + Sz dT
- OU
- la densité p conservant la même valeur en tous les points d’un tel fluide.
- 2. Nouvelle forme des équations du mouvement. — Quand les forces X, Y, Z admettent un potentiel V, c’est-à-dire, sont données par les dérivées d’une même fonction V:
- da
- Sa
- si
- + et
- dx
- , . det ^ Cl
- + (,3J- + C5r-
- et deux autres relations semblables pour les dérivées de b et de c. Les équations du mouvement peuvent donc s'écrire-
- X
- 3V
- 3-v’
- Z =
- 3V
- 3s’
- et qu’en outre la densité p est constante ou ne dépend que de la pression p seulement, on peut donner aux équations (1) une forme plus simple. En effet, si p est une constante ou ne dépend dv
- que dep, — est une différentielle exacte et l’in-f .
- tégrale
- dp
- P
- est une fonction de p. Posons
- Sa _ -h. — a 8 a - b Sa -e3-*
- St ~ Sx Sx ' dy Sz
- Sb _ _ 3/ Sb — b S b Sb
- St ' sy Sx ~ sy CTz’
- 3c _ 3'/. — a cC - b 3c 3c — C — .
- siz c; dx Sy dz
- C’est sous cette forme que von Helmholtz (J) prend les équations du mouvement pour établir les propriétés des liquides parfaits en mouvement. Nous ne suivrons pas cette marche, préférant celle de M. Poincaré, qui n’exige pas d’aussi longs calculs.
- 3. Les tourbillons de Helmholtz. — Considérons une file de molécules fluides situées à l'ins-
- (') Œuvres de Helmholtz, 1.1, et Journal de Crelle, t. IV.
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- 4o8
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- tant l — o sur une courbe fermée C0. Les coordonnées d’un point de cette courbe peuvent s’exprimer à l’aide d’un paramètre a ; on a donc
- X0 = fo («) r» =./o' (a) =/o" («)>
- fo" étant des fonctions continues de a et périodiques, puisque la courbe C0 est fermée par hypothèse. A l’instant t la molécule, ayant primitivement pour coordonnées xn, y0, z„, occupe le points, y, s; les coordonnées x,y, z sont nécessairement des fonctions continues de x0, y0, z0, et par suite continues et périodiques de « ; nous pouvons donc poser
- X = f( a), y—J'{a), z =/"(«)-
- équations qui représentent le lieu des points qu’occupent à l’instant t les molécules situées primitivement sur la courbe C0. A cause de la périodicité des fonctions/, /,/", ce lieu est une courbe fermée C. Nous allons démontrer que l’intégrale
- If
- X
- adx + b dy + c dz,
- prise le long de cette courbe ne varie pas avec le temps.
- En exprimant x,y,z à l’aide de a, la valeur de cette intégrale devient
- A étant la période de a. La dérivée de cette expression par rapport au temps est
- dl d t
- JÇK /da d£
- 0 \dfdx
- +
- db dy de dç\ dt da dl da)
- ÇK t d-x d-y / \ dtda ‘ dlda
- + c
- d*z' dt dx.
- da.
- La seconde intégrale de^-. peut s’écrire
- Ci/ t
- , , db . + bTx +
- ,dc\
- da.)
- d («2 + b* -f c2),
- et pour les mêmes raisons que précédemment
- d I
- cette intégrale est nulle. La dérivée est donc
- nulle et par conséquent l’intégrale I demeuré constante.
- 4. Nous pouvons transformer cette intégrale curviligne en une intégrale double étendue à l’aire limitée par la courbe G sur une surface quelconque. Puisqu’une file de molécules qui, à l’origine du temps, forment une courbe fermée, restent constamment sur une courbe fermée, les molécules situées à l’origine sur une aire A0 passant par C0 se trouveront au temps l sur une aire A passant par G ; c’est à cette aire que nous étendrons l’intégration.
- Si nous appelons du un élément de cette aire, l, m, 11 les cosinus directeurs de la normale en un point de cet élément, nous aurons, d’après un théorème bien connu :
- I =J^ {adx + b dy + c d z=) Ç Ç [X (§E
- 3 b 3 et dx d y
- d b\
- (dCl de \ ( \
- + m +n (-En posant
- 7)]
- d m .
- de db — 2 \
- dy dz
- de de
- dz dX — 2 Y)
- d b _ d a = 2Ç
- S x dÿ
- (4)
- les quantités 4, Ç ainsi définies sont les composantes d’un vecteur que Helmholtz appelle le tourbillon. En introduisant ces quantités dans l’expression de l’intégrale I, celle-ci devient
- Mais si l’on tient compte des équations (3) du mouvement, la première de ces intégrales devient
- dydx dX da
- 3ydy
- dy da dz da
- dy.,
- et puisque / est une fonction continue de x,y,z l’intégrale de dy prise le long d’une courbe fermée est nulle.
- 1=2 J'J'(l\ y m Y| + 11 ç) d <d.
- et le théorème démontré précédemment peut s’énoncer en disant : L’intégrale du produit d’un élément par la composante normale du tourbillon étendue à une aire limitée demeure constante pendant le mouvement de cette aire.
- On peut se demander pour quelle raison le vecteur Ç, 4, Ç a reçu le nom de tourbillon. Un exemple simple va nous le montrer.
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- Supposons que l’aire A soit limitée par une circonférence de très petit rayon r. I sera l’intégrale de la quantité un tourbillon. Les équations différentielles d’une telle ligne sont donc dx dy _ ds
- ad x + b dy + cdz 1 _r> 1
- prise le long de cette circonférence. Or cette quantité représente le produit de la projection de la vitesse sur la tangente à la circonférence par un élément ds de cette courbe; nous pouvons donc le représenter par 0 rds, 0 étant une vitesse angulaire. De plus nous avons Une surface de tourbillon est une surface engendrée par des lignes de tourbillon s’appuyant sur un arc de courbe PQ. Par conséquent le tourbillon en un point d’une telle surface est situé dans le plan tangent à cette surface mené par ce point, ce qui s’exprime par l’équation
- x — r cos a, v — r sin a,
- a étant un paramètre qui varie de 0 à 2 n. Par suite /(x,y, z) = 0 étant celle de la surface, de tour-
- d = d x3 + dy* r- d a2 billon.
- et En général, quand la courbe PQ n’est pas
- I = ^ ad x + b d r + cdz J2’
- /» /*2 ]I = l §rds— I 0 r* d 9. Je Jo / cz f
- Si nous posons P Q
- /"*2 7T 2 7c 6U — / 0 ci a, Fig. 2
- Jo 0o est la vitesse angulaire moyenne du mouvement des molécules, et il vient fermée, la surface de tourbillon P Q P' Q' (fig. 2) ayant cette courbe pour directrice est simple-ment connexe, c’est-à-dire que toute courbe fer-
- I = 2 * 0, r2. mée C, tracée sur cette surface, peut se réduire à un point, en se déformant d’une manière con-
- Mais d’autre part I est aussi égal à l’intégrale du double du produit de l \ + m-(\ + » C par l’élément d co. Puisque le rayon r est très petit, nous pouvons considérer l’aire du cercle comme un élément d’aire et écrire tinue, sans sortir de la surface. Supposons qu’il en soit ainsi et considérons la valeur de l’intégrale I prise le long d’une courbe fermée quelconque G. Il est évident qu’elle est nulle, car en tous les points de la surface la composante
- I = 2 [l 1 + VI ri + n ï) TT r*, normale du tourbillon est nulle, par définition même d’une surface de tourbillon, et on a
- et de la comparaison de ces deux expressions de I il résulte 1=2 f {l \ + m r| + 11 d m = 0.
- 0, = /\ + m -c\ + n ç, Réciproquement une surface simplement con-
- c’est-à-dire que la composante normale d’un tourbillon en un point est égal à la vitesse angulaire moyenne des molécules situées à une très petite distance. 5. Lignes et surfaces de tourbillon. — On nomme ligne de tourbillon une ligne en tous les points de laquelle la tangente se confond avec nexe telle que l’intégrale I étendue à toute courbe fermée tracée sur cette surface soit nulle est une surface de tourbillon. En effet, pour que l’intégrale précédente soit nulle quelle que soit l’aire à laquelle elle est étendue, il faut que la composante normale, le, -(- m 7| -f- n X, du tourbillon en un point de la surface soit nulle. Par
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-
- 4io
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- suite le tourbillon est situé dans le plan tangent à la surface et celle-ci est bien une surface de tourbillon.
- Ces propriétés des surfaces de tourbillon permettent de montrer facilement que ces surfaces se conservent, c’est-a-dire que si, à un certain moment, une série de molécules se trouve sur une surface de tourbillon elles se trouveront encore sur une surface de tourbillon à un moment quelconque.
- En effet, si les molécules sont situées sur une portion d’aire A d’une surface de tourbillon à un moment l’intégrale I étendue à cette aire est nulle.
- A un autre moment ces molécules se trouveront sur une aire A', et l’intégrale I étendue à cette aire sera encore nulle puisque cette intégrale conserve la même valeur. Par consé-
- quent, d’après la' réciproque qui vient d’être démontrée, l'aire A' appartiendra à une surface de tourbillon.
- De même les lignes de tourbillon se conservent, c’est-à-dire que si une suite de molécules forment à un instant quelconque l0 une ligne de tourbillon L0 elles forment encore une ligne de tourbillon L, à un autre instant tx.
- En effet par L0 nous pouvons faire passer deux surfaces de tourbillon S0 et S'„ qui, à l’instant l0 formeront deux surfaces de tourbillons S, et S',.
- Les molécules de la ligne L„ appartenant à la fois aux deux surfaces S„ et S’„ devront appartenir aux deux surfaces S! et S1! et par conséquent à leur intersection L,. Or Lt est une ligne de tourbillon car la tangente en un point de cette ligne se confond avec le tourbillon en ce point.
- 6. Tubes de tourbillon. — Lorsque la courbe directrice P 0 est fermée a surface de tour-
- billon P Q P' Q' (fig. 3) est appelée kibe de tourbillon.
- Un tube de tourbillon n’est pas simplement connexe car certaines courbes telles que C2 tracée sur sa surface ne peuvent se réduire à un point par une déformation continue. Les courbes de ce genre sont appelées courbes d& seconde espèce pour les distinguer des courbes fermées telles que Ci qui peuvent se réduire à un point sans sortir de la surface et qu’on nomme courbes de première espèce.
- Il est évident que pour les courbes de première espèce l’intégrale I prise le long de cette courbe est nulle. Pour les courbes de seconde espèce I n’est plus nulle, mais sa valeur demeure constante quelle que soit la courbe de cette espèce, appartenant à un même tube de tourbillon, le long de laquelle on intègre.
- En effet, soient C2 et C'2 deux courbes de seconde espèce tracées autour d’un même tube. Joignons-les par une ligne B B'. La ligne BCjDBB1 D1 C'2 B' B forme une courbe de première, espèce. L’intégrale I prise le long de ce contour est nulle, par suite
- I = / +f +/ +f =°'
- ^B CjDB •'B B' */B'D'C.B' •'B' B
- La seconde et la quatrième intégrale étant prises le long d’une même ligne en sens inverses, leurs valeurs ne diffèrent que par le signe et leur somme algébrique est nulle. Par conséquent, la première et la troisième intégrale doivent être égales et de signes contraires. Si donc on change le sens du contour d’intégration de l’une d’elles, on a
- f -f
- BC.DB ^n-r-
- B'C' D B',
- c’est-à-dire que les intégrales I prises le long des courbes C2 et C'2 sont égales.
- Cette valeur constante de I est appelée le moment du tube tourbillonnaire. Ce moment ne varie pas avec le temps puisque nous savons
- dl
- que -TT est nul.
- Ut
- L’expression de ce moment peut s’écrire
- l — i j' J' / + m Y| + n ^ dt
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE
- 41 i
- Dans le cas où le tube de tourbillon est infiniment délié, cette expression se réduit à
- I = i{l\ 4- m ri + n ç) d to, (S)
- dm étant une section quelconque du tube. Si l’on choisit la section droite l, m, n, cosinus directeur de la normale à dm, seront les cosinus directeurs d’une génératrice du tube; par conséquent, la projection II + wo + hÇ du tourbillon sur la normale sera alors le tourbillon % lui-méme. Ainsi donc le moment d’un tube tourbillonnaire infiniment délié est égal au double du produit du tourbillon en l’un de ses points par la section droite dm du tube passant par ce point.
- Remarquons que si dans l’espace il n’y a qu’un seul tube de tourbillon infiniment délié, l’intégrale I prise le long d’un contour fermé quelconque entourant le tube est égale au moment de ce tube, car si l’on fait passer par ce courant une surface coupant ce tube et qu’on calcule I par une intégration double étendue à cette surface, l’intégrale se réduira à l’élément (5).
- Quand dans ce cas, on prend l’intégrale I le long d’une courbe n’enlaçant pas le tube, on trouve pour cette intégrale une valeur nulle. En effet, toute surface passant par la courbe ne coupe pas le tube, ou bien le coupe un nombre pair de fois. S’il n’y a pas coupure, tous les éléments de l’intégrale de surface donnant I sont nuis; s’il y a des coupures, cette intégrale se réduit à un nombre pair d’éléments ayant des valeurs égales et de signes contraires. Dans l’une et l’autre hypothèse I est nul.
- 7. Induction magnétique. — Dans la théorie ordinaire du magnétisme, les phénomènes s’expliquent par l’hypothèse de deux fluides magnétiques, deux molécules exerçant entre elles une attraction ou une répulsion dirigée suivant la droite qui les joint, proportionnelle à leurs masses et inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare.
- A l’aide de ces hypothèses on parvient à démontrer qu’un corps contenant une égale quantité de l’un et l’autre de ces fluides exerce sur l’unité de masse de l’un d’eux située en un point extérieur au corps, une force ayant pour composantes
- ç étant le potentiel newtonnien d’une couche de fluide magnétique de densité s répandue à la surface du corps et d’une masse magnétique de densité p occupant le volume du corps. En chaque point cr et p sont définies par les relations
- <j — — {l A + m B + n C),
- _3 A ,SB , 3C
- p-^ + 9?+srB’
- l,m,n désignant les cosinus directeurs de la normale en un point de la surface du corps et A, B, G les composantes de ce que l’on nomme Vaimantation ou la magnétisation.
- La relation de Poisson donne pour un point extérieur au corps
- if = 0,
- et pour un point intérieur
- A 9 = — 4 rt p,
- A représentant la somme des dérivées secondes d’une fonction par rapport à x,y, z.
- En introduisant a, (3, y dans ces relations, elles donnent, la première
- + Il 4. <Li dx T 3 y 3 =
- = o
- (6
- la seconde
- , 3 J , <?_Y ?.ï 3 y d z
- — 4 n
- /SA 3R \? -V + 3 y
- ou
- d a 3 b S c
- C A CJ C ->>
- O,
- si l’on pose
- 3 = i + 4i;A, b = ? + 4 « B. C — y -f 4 TC C,
- a, b,c étant appelés les composantes de l’inducteur magnétique.
- Remarquons d’ailleurs que la magnétisation étant nulle en dehors du corps aimanté, a, b, c se réduisent dans ce cas à a, p, y; par conséquent, l’équation (7) contient comme cas particulier la relation (6); nous pouvons donc ne conserver que cellc-ia.
- 8. Nouvelle interprétation du vecteur a, b, c. — Mais cette équation (7) n’est autre que l’équa-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- tion (2) que nous avons obtenue en exprimant la continuité d’un fluide incompressible en mouvement a, b, c étant les vitesses d’une mo-.écule de ce fluide. Nous ne serons donc pas en contradiction avec la théorie dont nous venons de rappeler les bases, ni avec les phénomènes qu’elle explique, si nous admettons les hypothèses suivantes :
- i° L’espace est rempli d’un fluide incompressible que nous appellerons éther, sans que nous prétendions qu’il soit identique à l’éther lumini-fère ou à l’éther de Maxwell;
- 20 Dans les aimants ce fluide est en mouvement et ce mouvement se communique au fluide contenu dans les corps qui environnent ceux-ci. Dans les aimants et les corps aimantés par influence, les composantes de la vitesse d’une molécule du fluide sont égales aux composantes de l’induction magnétique; dans un espace vide de toute matière magnétique les composantes de la vitesse sont celles de la force magnétique.
- Par suite de cette dernière hypothèse, il y a un potentiel des vitesses en tout point extérieur à un corps aimanté, c’est-à-dire que l’on a en ce point
- 3° Le mouvement du fluide dans les aimants permanents et les corps aimantés par influence est tel qu’en un point de ces corps le tourbillon ne soit pas nul. Dans le vide ou dans un corps non magnétique le tourbillon est nul en tout point.
- En énonçant ces hypothèses, nous ne faisons que donner une nouvelle interprétation physique à des résultats analytiques. Cette interprétation ne nous apprend rien de nouveau sur la constitution des aimants, elle nous laisse ignorer la cause du mouvement que nous supposons y exister. Pour qu’elle ait quelque valeur il faut, non seulement qu’elle ne se trouve pas en contradiction avec les phénomènes magnétiques, mais en outre qu’elle les explique facilement, ainsi que les phénomènes connexes. Nous allons faire voir, par quelques exemples qu’elle satisfait à cette condition.
- g. Energie d'un système magnétique. — En premier lieu, considérons l’énergie d’un système magnétique isolé et en repos. La variation d’énergie d’une portion de fluide, non soumise à des forces extérieures et dont la température ne change pas, est égale à la demi variation de la force vive de ses molécules. Par conséquent, l’énergie de ce fluide est proportionnelle à
- <p étant une fonction continue et uniforme de x, r, z. Par conséquent
- adx + bdy + cdz
- est alors une différentielle exacte rfy et l’intégrale de cette quantité prise le long d’une courbe fermée quelconque en dehors des corps aimantés est nulle. Or si cette courbe est la section droite d’un tube de tourbillon infiniment délié, l’intégrale prise le long de la courbe représente comme nous l’avons dit, le moment du tube tourbillonnaire, c’est-à-dire doi étant
- l’aire de la section et \ le tourbillon en un point de cette aire. L’intégrale étant nulle d’après ce qui précède, le tourbillon \ doit être nul.
- Ainsi en tout point de l’espace non occupé par un corps magnétique le tourbillon est nul. En ùn point de ces corps il est, au contraire, différent de zéro car alors il n’y a plus de potentiel des vitesses et par suite l’intégrale I n’est pas nulle.
- Nous pouvons donc remplacer notre seconde hypothèse par la suivante :
- f f J~ (a* + b* -1- c8) dx (8)
- l’intégration étant étendue à toute la portion du fluide considéré. Dans l’hypothèse qu’un champ magnétique est constitué par un fluide en mouvement, l’énergie magnétique doit être également proportionnelle à l’intégrale précédente qui peut s’écrire
- J' J~ (a* 4- P3 + t) d f.
- dans le cas où le volume d’intégration ne contient pas de corps magnétique. Or dans la théorie ordinaire du magnétisme l’énergie est exprimée par cette intégrale multipliée par un facteur qui dépend du choix des unités. Dans nos hypothèses, ce facteur dépendra de la masse attribuée au fluide. Les résultats sont donc les mêmes.
- Supposons qu’il n’y ait aucun aimant. Il n’existe plus de champ magnétique et par suite l’énergie d’un volume quelconque doit être nulle.
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- Montrons que la théorie tourbillonnaire conduit également à cette conclusion.
- S’il n’y a pas d’aimant le tourbillon est nul en tout point de l’espace d’après notre seconde hypothèse. Par suite
- a dx y bdy + cdz
- est une différentielle exacte d® et on a, en chaque point,
- a —
- 3 9 dx’
- 3 <p
- 35’
- c’est-à-dire que la vitesse dérive d’un potentiel <p. L’équation de continuité du fluide
- 3a 3_b 3c _ 3x + 3y + 3s"°
- devient alors
- 3‘‘ a> 32 cp 3* <p___
- 33? + 3y! + 3T! ~°’
- ou
- A Ç ses O.
- Mais d’après le théorème de Green on a
- les intégrales du second membre étant étendues à un volume quelconque et celle du premier étant étendue à la surface qui limite le volume. Puisque est nul en tout point de l’espace et que les dérivées partielles de sont les composantes de la vitesse en ce point, cette égalité nous donne
- /// d'= //' fs d~
- Le premier membre est l’énergie magnétique du volume d’intégration. Si nous étendons l’intégration à l’espace tout entier, d m est un élément d’une surface rejetée à l’infini. Le mouvement du fluide étant nécessairement nul à l’infini, 3
- — qui représente la dérivée de <p estimée suivant la normale à du>, est aussi nul. Tous les éléments de l’intégrale du second membre étant égaux à zéro, nous avons donc pour l’énergie
- positif, puisque c’est une somme de carrés, cette égalité entraîne les suivantes
- a— o, b— o, c =z o.
- Elles expriment que la vitesse en chaque point de l’espace est nulle. Par conséquent l’intégrale (8) est nulle quel que soit le volume d’intégration.
- 11. L'élat d'un système magnétique est parfaitement déterminé. — D’après nos hypothèses, un champ magnétique doit être déterminé quand on connaît la valeur et la direction du tourbillon en chaque point des corps aimantés. Montrons qu’il en est bien ainsi.
- Le problème revient à ceci : Étant données les composantes ?, v;, Ç du tourbillon en chaque point de l’espace, montrer que les composantes a, b, c de la vitesse n’ont qu’une seule détermination.
- Supposons qu’il y en ait deux, a, b, c d’une part, a\ b\ d, d’autre part : les équations (4) qui définissent le tourbillon, étant alors satisfaites pour deux valeurs de la vitesse et une seule du tourbillon, nous avons
- 3c 3b____ 3d 3b'
- 3y 3z~3y 3 z’
- 3 a 3 c _ 3 a' 3 d 3 z 3x 3 z 3 x’
- 3 b 3 a___3 b' 3 a1
- 3x 3y ~ 3 z 3 y’
- Par suite
- 3 (c —d) 3 (b-b') _
- 3 y 3 z ~°’
- 3 {a — a,) 3 \c — c') _
- 3s 3 x ~ °’
- 3 (b —b') 3 (c — c')
- 3 x 3y —°’
- équations qui exprimentjque
- (a — a') d x + (b — b') dy + c — d) dz
- est une différentielle exacte d<p.
- D’autre part, les équations de continuité
- 3 a . 3 b . d C
- dx + 3y + dz'
- 3 a' 3b< . 3c'
- Tx + dy + 3s
- fff
- + b- + c)2= o.
- donnent
- 3 (a-a') S(b-b') 4 3 (c - c')
- dx + dy dz
- L’élément différentiel de cette intégrale étant
- = 0
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- Par conséquent a — a\ b — b', — c — c’ peuvent être considérés comme les composantes de la vitesse d’un fluide incompressible admettant en tout point de l’espace une fonction des vitesses c’est-à-dire dont le tourbillon est partout nul. Or, nous venons de démontrer que dans ces conditions la vitesse est partout nulle. Par conséquent
- a —a', b—.b', c=c';
- les deux déterminations du problème se confondent donc.
- La solution complète consisterait à chercher la valeur de a, b, c en chaque point, les Ç, •/], Ç étant connus. Généralement cette recherche est des plus compliquées; nous allons considérer seulement le cas où les tourbillons forment un tube fermé infiniment délié, le tourbillon en tout autre point de l’espace étant nul.
- 12. Champ magnétique résultant d’un tube de
- Fig. 4
- tourbillon fermé infiniment délié. — Même dans ce cas la détermination de a, b, c ou de 9, ce qui revient au même pour un point extérieur au tourbillon, n’est pas exempte de difficultés. Dans l’ouvrage que nous avons cité en commençant, M. Poincaré donne une méthode, un peu longue, mais très élégante; nous ne pouvions mieux faire que de la reproduire presque textuellement.
- Pour abréger nous dirons que la fonction 9 est engendrée par un contour C quand elle est due à un tube tourbillonnaire dont ce contour G est l’axe, et nous conviendrons de prendre un tube tourbillonnaire dont le moment soit égal à i. Ce choix d’unité n’enlèvera rien évidemment à la généralité de la démonstration.
- Commençons par établir quelques théorèmes qui nous seront nécessaires pour trouver l’expression de la fonction 9.
- Théorème I. Considérons une courbe fermée A B G D (fig. 4); joignons deux points de cette
- courbe B, D par un chemin quelconque B E D. Nous formons ainsi deux contours partiels A B E D, B C D E et un contour total, A B C D, Admettons que ces contours forment les axes de trois tubes tourbillonnaires T', T", T. Chacun des contours engendre une fonction 9. Soient 9', 9", 9 les fonctions correspondatij; respectivement à T', T" T. Je dis que '
- <(> = *' + *"•
- Par les trois courbes nous pouvons fairç: passer une certaine surface. Une courbe fermée quelconque enlaçant l’un des tubes petit ou ne pas rencontrer cette surface, ou la rencontrer en un point, ou enfin la rencontrer en deux points. Nous dirons que cette surface détermine deux.coupures que nous désignerons par (1) ou (2) suivant que le point de coupure se trouve à l’intérieur du contour A B E D ou à l’intérieur du contour B G D E.
- Pour établir le théorème il suffit de démontrer qu’on a identiquement :
- ç= °-
- Cette fonction vérifie l’équation de Laplace
- puisqu’on a séparément
- A ? = o, A*'=o, A*"=o;
- de plus elle s’annule à l’infini puisque 9, 9' et 9" sont alors nuis.
- 11 est permis de lui appliquer le théorème de Green si elle est uniforme; c'est-à-dire si l’intégrale
- f d (?-*' — *") = f d9— f ci*'- f' dfi
- est nulle le longd’un contour fermé quelconque. Si ce contour est de première espèce, c’est-à-dire n’enlace aucun des tubes de tourbillon chacune des trois intégrales parallèles est nulle et leur somme algébrique l’est aussi. Si le contour franchit la coupure (i) seulement, Çdy est égal au
- moment du tube T qui est 1, par hypothèse ; J do'
- est aussi égal à 1 ; j do" est nul ; donc l’intégrale
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- totale est encore nulle. Si le contour a une autre | forme, on voit tout aussi facilement que l’intégrale de d (a — cp' — cp") est toujours nulle.
- Le théorème de Green est donc applicable. Si on l’applique, on trouve, comme nous l’avons vu au § io que
- f — J — K'"
- est identiquement nul.
- Théorème II. La fonction 9 engendrée par un contour plan G est nulle en tout point du plan.
- Soit G le contour (tig. 5) et M un point de son plan; représentons par une flèche la direction du mouvement des molécules autour du tourbillon.
- Si nous prenons la figure symétrique par rapport au plan du contour, cette direction change de sens; elle est alors représentée par la flèche ponctuée. Par conséquent la fonction cp au point
- Fig. &
- Al, qui est resté le même, doit changer de signe, mais, d’autre part. © ne doit pas changer de valeur dans cette transformation.
- Ces deux conditions ne peuvent être remplies en même temps que si <p est nul.
- Théorème III. — Supposons qu’un contour G soit tracé sur la surface d’un cône ayant son sommet en M. Si cette courbe est de première espèce (fig. 6) la valeur au point M de la fonction cp qu’elle engendre est nulle: si elle est de seconde espèce (fig. 7) la valeur de cp en M est indépendante de la position de la courbe sur la surface.
- Prenons le premier cas. Décomposons la surface limitée par la courbe en une infinité de petits éléments. Le contour de chacun d’eux peut être assimilé à un contour plan situé dans un plan tangent au cône. D’après le théorème précédent, le potentiel des vitesses au point M, situé dans le plan tangent, est nul, et, d’après le théorème I, ie potentiel © engendré par le contour C est égal à la somme des potentiels des circuits élémentaires : il est donc nul.
- Passons au second cas. Soient A, B, G, D et A', B', C', D' deux contours. Nous pouvons remplacer le premier par les contours D, A, B, B', A', D', D ; B, G, D, D', C', B', B; A', B', C', D', car les lignes autres que A, B, G, D sont parcourues deux fois en sens inverses. Or, les deux premiers de ces contours sont de première espèce et, d’après ce qui précède, les fonctions 9 qu’ils engendrent sont nulles en M. Par.conséquent, en ce point, la fonction 9 engendrée par A, B. C, D a la même valeur que la fonction engendrée par A', B', G', D'.
- i3. — Supposons que le contour soit infiniment petit. La fonction 9 en un point M peut, a priori, dépendre de la distance r du point M à la surface élémentaire limitée par le contour, de l’angle ^ que fait la droite qui joint le point
- M M
- Fig. G et 7.
- M au centre de gravité de l’élément, de l’aire de cet élément, et enfin de sa forme. Autrement dit, 9 peut dépendre de r, de |, de l’angle solide et de la forme du cône, qui a pour directrice le contour et pour sommet le point M.
- Je dis d’abord que 9 ne p'eut dépendre de la forme de ce cône. En effet, cette aire infiniment petite du premier ordre peut être décomposée en carrés qui seront infiniment petits du second ordre; tous ces carrés ont même forme, l’angle 9 a même valeur pour chacun d’eux, à des infiniment petits près d’ordre supérieur. En outre, on peut rendre leur nombre assez grand pour que leur ensemble diffère aussi peu qu’on voudra de l'aire considérée, quelle que soit sa forme. La valeur de 9 engendrée par le contour total sera la somme des fonctions 9 relatives à chacun des carrés; mais comme ces fonctions sont les mêmes pour chaque carré, puisque r et tj/ sont les mêmes, et que les carrés ont même forme, la fonction totale 9 sera proportionnelle au nombre des carrés, c’est-à-dire à l’aire limitée
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- par le contour, et sera indépendante de sa forme. Par conséquent, nous pouvons poser :
- <p = do J (r, 4),
- do étant l’angle du cône, et /une fonction qu’il nous faut déterminer.
- d o a même valeur tout le long du cône; d’autre part, deux courbes fermées G et G', tracées sur,le cône, doivent engendrer la même fonction ; mais pour ces deux courbes, r et f peuvent être quelconques; il faut donc que
- f {r, 4) const = A,
- )
- et l’on a par conséquent
- 9 — A d <r.
- Passons au cas où le contour n’est pas infiniment petit. Si nous faisons passer une surface par ce contour et que nous décomposions cette surface en éléments infiniment petits, nous obtiendrons une infinité de contours infiniment petits, et la fonction <p engendrée par le contour total sera, d’après le théorème I, égale à la somme des fonctions engendrées par ces contours élémentaires. Puisque pour chacun d’eux la fonction est proportionnelle à son angle solide, la fonction <p engendrée par le contour total est proportionnelle à l’angle solide a de ce contour; par conséquent
- <p = A o.
- Il reste à déterminer la constante A. Supposons que le point M décrive une courbe fermée quelconque, on a pour l’intégrale de d cp prise le long de cette courbe :
- f d? = hj'
- d o
- Or
- r*.= f
- Je Je
- a d x + b d y + c d z ;
- c’est donc le moment du tube tourbillonnaire lorsque la courbe C enlace ce tube (§ 6). Désignons ce moment par I.
- D’autre part
- d o = 4 tc.
- Par conséquent
- et si nous portons cette valeur de A dans l’expression de f, nous obtenons
- J. Blondin.
- (A suivre)
- APPLICATIONS MECANIQUES
- DE L’ÉLECTRICITÉ (j)
- La manœuvre électrique pour ascenseurs de Ongley est (fig. i). remarquable par sa simplicité. Elle commande un petit distributeur auxiliaire, qui actionne par un piston le distribu-
- Fig. i. — Manœuvre d’ascenseurs Ongley (1892).
- teur principal d’un moteur hydraulique quelconque.
- Pour monter, on envoie, d’un commutateur placé dans la cabine, le courant à l’électro 9,
- I = 4 TC A,
- j C) La Lumière Électrique du 19 mai 1894, p. 3i5.
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- 4'7
- qui, abaissant son armature 10, ouvre en 15 la soupape équilibrée 15-16, de manière que l’eau
- Fig. 2. — Viscosimètre Bovven avec arrêt Dow et Griffith (1893).
- sous pression de 19 aille, par 18. i5.21, par exemple, sur le piston du distributeur principal.
- Quand on veut descendre, on envoie le courant au second électro 9', dont la soupape, analogue à i5-i6, admet l’eau sous pression, par 18' et 21 ; au-dessous du piston distributeur. En même temps, cette eau repousse, par son entrée en 27', le tiroir 24 vers la gauche, de sorte qu'il met, par 21.26.24, le dessus de ce piston en rapport avec l’échappement 22, de manière qu’il monte au lieu de descendre comme précédemment, alors que sa face supérieure communi-
- Fig. 4. — Détail de l’électro 18.
- quait avec l’échappement par 27'.26'.24, et renverse ainsi la marche du moteur.
- Enfin, pour s’arrêter, en descente ou en montée, il suffit de supprimer le courant aux deux électros à la fois, dont les deux soupapes, rappelées par leurs ressorts 20, ferment alors l’admission 21, et laissent le piston du distributeur revenir, sous l’action d’un ressort, à sa position normale, où il ferme le distributeur, et immobilise l’ascenseur.
- Le viscosimètre de Bowen est (fig. 2 à 4) cons-
- Fig. 3. — Viscosimètre Bowen; schéma des circuits.
- titué essentiellement par un levier 6 pivoté en 7, chargé d’un poids réglable 1, et pourvu d’une aiguille 8. Pour évaluer la viscosité d’un corps 9, on pose l’aiguille sur ce corps, puis on lâche le levier, et l’on note la quantité dont l’aiguille pénètre en 9 dans un temps donné. Cette pénétration se lit sur le cadran 2, où l’aiguille 3,
- dont l’axe 4 est commandé, du levier 6, par le fil 5 en amplifie considérablement le mouvement.
- MM. Dow et Griffith ont récemment proposé de mesurer électriquement le temps des pénétrations, ou, plus exactement, d’arrêter automatiquement la pénétration au bout d’un temps donné.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- A cet effet, le fil 5 est normalement pincé en 11 (fig. 4) par l’armature 14 de l’électro-aimant 18. Après avoir posé la pointe 8 sur le corps en ‘expérience g, on note la position de l’aiguille 3, on abaisse la clef 3o en 34, on lâche le pendule 23. A la fin de sa première oscillation, ce pendule coupe par le contact à mercure 24 (fig. 3), le circuit de l’électro-aimant*:8, dont l’armature 14, rappelée par le ressort 15, lâche le fil 5. En même temps, cette armature rompt le contact 20, et l’opérateur lâche la clef 3o, qui revient à sa position primitive (fig. 2). Il en résulte, qu’au retour du pendule en 24, il referme, par 24.31.33, le circuit de l’électro 18, qui arrête la descente de la pointe en repoussant le fil 5; puis ce fil reste immobilisé, indépendamment des oscillations du pendule par la fermeture permanente
- Fig. 5 et 6. — Régulateur de pression Ward (1894).
- du contact 20, jusqu’à un nouvel abaissement de la clef 3o par l’opérateur.
- L’appareil de M. Ward représenté par les figures 5 et 6 a pour objet de maintenir la pression de l’air comprimé dans un réservoir entre certaines limites fixées d’avance. Quand la pression tombe au-dessous du minimum, le tube de Bourdon B, en communication avec l’air comprimé, se contracte, et ramène le levier J de droite à gauche, comme de figure 5 à figure 6. Dans ce mouvement, ce levier rencontre d’abord le levier N, à charge P, qui le retarde jusqu’à ce que la pression ait atteint sa valeur minima; et dès ce point, J échappe N, pqis passe brusquement à la position (fig. 6) où son bras I ferme, par le contact à mercure K, le circuit d’un opérateur, qui ouvre l’admission de vapeur au compresseur et le remet en marche. Dès que la pression remonte, le levier J, revenant en arrière, soulève d’abord le retardateur
- RS analogue à N P ; [puis, aussitôt la pression maxima atteinte, lâche ce retardateur, et passe brusquement à la position figure 5, où il rompt le circuit de l’opérateur, et arrête ainsi le compresseur. Le compresseur ne s’arrête donc que si la pression tombe au-dessous du minimum admis, et ne repart que si cette pression dépasse le maximum.
- Il est évident qu’une disposition analogue dans laquelle on remplacerait le tube de Bour-
- Fig. 7. — Régulateur de chauffage Maxim (1893).
- don par une lame thermométallique pourrait servir de thermostat maintenant la température d’une salle entre des limites convenues.
- Le régulateur pour chauffage à l’eau de Maxim consiste (fig. 7 à 12) en un thermostat électrique agissant sur un électro-aimant /qui enclenche puis déclenche au moment voulu un mécanisme d’horlogerie b, commandant, par le levier d, les registres a' et a2 de la chaudière à eau chaude. Le thermostat consiste en une lame bimétallique i, en contact par^ avec l’eau de la chaudière, et qui, lorsque la température aug-
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- -MO
- mente au-delà du degré permis, ferme en k, par l’aiguille 12, le circuit de l’électro-aimant J, dont l'armature /' lâche alors en/, le levier c3, monté sur l’arbre du mouvement d’horlogerie. Ce mécanisme fait alors tourner par le bouton c5, pris dans la coulisse c3, le levier équilibré d, de manière à fermer a., et à ouvrir a; mais, en même temps, le contact n' de c,s coupe du circuit l’élec-tro-aimant/, de manière à laisser tomber l’armature /. 11 en résulte que cette armature ren-elenche, par /,, c3 au bout d’un demi-tour, et arrête le mouvement d’horlogerie, jusqu’à ce que la température de l’eau arrive au maximum
- prévu. En ce point, en effet, le thermostat 1 referme le circuit de / sur le contact k1, de manière que c-, opérant un second demi-tour, fasse basculer d en sens contraire de précédemment, ouvre n.>, et ferme a', en diminuant ainsi le tirage, jusqu’à ce que la température soit redescendue au minimum admis.
- Avec le dispositif de M. Bcers (lig. i3 à 15) quand le thermostat «' fait contacten n, il ferme par nr" b d'km m'le circuitde l’clectro D, qui, attirant son armature c, déclenche d. Ce déclenchement permet à b de tourner, entraîné par le poids /'et la roue A, calée sur son axes; mais il
- Fig. 8 à 12. — Régulateur Maxim ; détail du mécanisme et du contact.
- rompt, en même temps, le circuit de D ensr", de sorte que l’armature e retombe en sa position primitive, derrière d, également retombé, et qu’elle renclenche. Il en résulte, qu’au bout d’un demi-tour, pendant lequel c a fermé c', et b ouvert b", b s’arrête, buté sur d'. Dès, au contraire, que la température atteint son maximum prévu, »' referme en (II sp") le circuit de D, qui laisse b refaire un demi-tour, comme précédemment, mais en fermant b", et en ouvrant c', de manière à diminuer le tirage, jusqu’à ce que la température soit, de nouveau, retombée à son minimum L’avertisseur de niveau d’eau pour chaudières de Brown consiste (fîg. 16) en un long tube b plongeant dans la chaudière jusqu’à la hauteur
- du niveau minimum; tant que ce niveau n’est pas atteint, le tube b est plein d’eau plus froide, par son rayonnement, que l’eau de la chaudière ; mais, dès qu’il baisse, le tube b se remplit aussitôt de vapeur, qui fait monter la colonne de mercure m, de manière à fermer en un., le circuit d’une sonnerie d’alarme. La purge de l’appareil s’opère par un robinet de / qui s’ouvre à l’air libre.
- L’emploi des ventilateurs électriques est, comme le savent nos lecteurs des plus répandus aux États-Unis (J) sous toutes les formes et particulièrement sous la forme d’appareils suspen-
- C) La Lumière Electrique, 27 janvier 1894, p. 170.
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- i.a lüMièri: Electrique
- dus aux plafonds, qui présentent parfois, comme l’indiquent les figures 17 et 18, un aspect très gra-
- — Thermostat Beers (i8g3).
- Fig. 13 à i5.
- Fig. iG. — Avertisseur de niveau Brown.
- deux. Le ventilateur de M. Ilochausen, représenté par les figures 19 à 22, appartient à cette
- dernière variété, et se distingue par quelques détails intéressants. L’axe de l’armature repose, par un collet E„ surfine crapaudine G, graissée par un bourrage en feutre, et il est guidé à sa partie supérieure par un palier G2, graissé de
- Fig. 17. - Ventilateur Backus.
- même. Les balais en carbone 1 sont appliqués sur le commutateur E2 par des ressorts K, et le commutateur est, lui-même, légèrement graissé par un tampon M, appuyé par un ressort N. Il suffit, pour retirer l’armature, de détacher 1 embase F.
- L’indicateur pour tableau d’appel de Grant est (fig. 23, nos 1 à 9) remarquable par la simplicité de sa construction.
- Son châssis, ou bâti, est constitué par deux tôles :
- i» Une tôle c, qui a, à l’origine, la forme indiquée en figure 4, dont on replie la partie ct
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE
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- suivant la ligne c4, pour la retourner ensuite suivant la ligne e3, de manière à lui donner la forme finale représentée en figures 5 et 6 ;
- 20 Une tôle ayant à l’origine la forme (fig. 7) que l’on replie suivant d2 d2, de manière à lui donner la forme (fig. 8 et 9), et dont on pince la partie médiane dx dans la partie ct dec. L’électroaimant est fixé par ses pôles e dans les trous
- Fig. 19 a 22—Ventilateur Hochausén (1891-1894).
- Jf, et l’armature g, qui porte le voyant hc, est suspendu par les crochets/y, dans les trous kk de d.
- La sonnerie de Turnbull fonctionne (fig. 24) de la manière suivante :
- Quand l'armature ci* frappe le pôle de a, le contact se rompt en q-5 par l’inertie du marteau 9, qui, continuantsa course, va frapper le timbre; puis l’armature retombe sur la butée s, et 5 sur 4, de manière à recommencer indéfiniment l’opé-
- ration, tant qu’on maintient pressé le bouton de la sonnerie fermant sur 4-5 le circuit de la pile
- Fig. 24. — Sonnerie Turnbull (189m.
- B. L’avantage de ce système est que les mouvements de l’armature n’interfèrent pas avec les brations propres du marteau, qui commandent
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- q 22
- ici directement les appels de l’armature. En ment prolongés pour permettre de donner à la outre, les contacts 4et 5 sont larges et suffisam- sonnerie une grande puissance.
- Fig. 25Jjet 26. — Sonnerie Tyer (1893).
- On emploie souvent, principalement dans les chemins de fer, des signaux constitués par certains nombres de coups d’une sonnerie : chaque
- Fig. 27. — Turbine photographique Anschutz (Electrical Wonder C°, 1892).
- nombre ou groupe de coups ayant une signification spéciale. L’appareil de M. Tyer, représenté nar les figures 25 et 26 a pour objet d’empêcher le poste récepteur d’interrompre cette sonnerie
- avant la fin du signal. A cet effet, quand on envoie le signal par la ligne A A, l’électro-aimant
- Fig. 28, 29 et 3o. — Détail de la lampe e et des cadres cl; 3i et 3a, détail du tambour,
- B B, attirant son armature CC, reliée au marteau, fait, en même temps, basculer à chaque coup la cuvette à mercure F, mais sans que le mercure
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- ait le temps de passer d’un compartiment à l’autre, à cause du petit diamètre de leur communication.
- Quand il a fini d’envoyer le signal ordinaire
- d’appel, le poste transmetteur maintient le circuit de B fermé, et, par conséquent, F incliné dans la position pointillée, pendant un temps assez long pour que le mercure puisse passer
- d’un compartiment à l’autre, et ferme en G F E le circuit A A sur B. Ce circuit reste ainsi fermé, et réservé au signal spécial à envoyer en suite de l’appel, pendant le temps nécessaire pour l’envoi du signal ie plus long du code, sans aucun danger d’interruption.
- On peut facilement remplacer le mercure par un train d’engrenages à palettes retardatrices.
- On a fréquemment proposé d’appliquer l'électricité à la manœuvre des appareils destinés à exhiber des dessins dont la succession rapidè
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- donne l’illusion du mouvement : l’appareil de 1’ « Eleclrical Wonder Company », de Londres, représenté par les figures 27 à 36 peut être cité comme un type curieux et bien étudié de ce genre de machines.
- Quand on y passe une pièce de monnaie, en B2 (fig. 3i)on ferme le circuit du dynamoteurA, qui fait tourner, par la transmission à vis sans fin a3, une roue c, dont la jante D porte, encastrée en d, la série de dessins qu’elle fait passer devant un regard. Chaque fois qu’un de ces dessins transparents passe, un contact fait jaillir dans un tube de Geissler e (fig. 29) une étincelle qui l’illumine pendant un temps trèscourt, de manière à rendre l’apparence du mouvement produite par la succession des dessins la plus nette possible. A cet effet, la roue c porte un tambour avec plusieurs étages de dents f (fig. 35), correspondant chacun à une suite particulière de dessins et disposés de manière que, chaque fois qu’un dessin passe, la dent correspondante ferme par le levier E (fig. 33 et 3q) en e2 e8, le circuit de l’armateur E2 de la bobine d’induction G et du condensateur H sur le tube de Geissler.
- Au bout d’un certain nombre de tours de c un rochet J, actionné par un cliquetf2 de G, repousse par l’un de ses taquets/, le levier ;2, pivoté en j3 et coupe le circuit du moteur et du tube de Geissler, jusqu’à la remise d’une nouvelle pièce de monnaie.
- Voici maintenant comment fonctionne cette pièce :
- Quand on la jette, par dans le canal en zig-zag L (fig. 3i) elle repousse d’abord, malgré le ressort m.t, le galet m et son levier m2, de manière qu’il lâche, en m3 le levier », pivoté en »2, et que ce levier ferme, en retombant, par le contact à mercure n4, le circuit du moteur et des lampes. Quand l’arbre C a accompli le nombre de révolutions voulues, le levier j2, repoussé, comme nous l’avons vu précédemment, ramène » à sa position primitive, où il serenclenche sur m3, en rompant de nouveau le circuit.
- On voit sur la figure 31, en r, un petit volet. Quand, après la mise d’une pièce de monnaie, le levier h tombe, et ferme le circuit, il repousse, par 9-92 ce volet autour de sa charnière r2, de manière qu’il laisse la pièce continuer sa descente, jusqu’à ce qu’elle vienne heurter en s (fig. 32) le levier s253, pivoté en s3, et l’amener ainsi dans la position indiquée en figure 33, de
- manière à relever par s5 le levier q2 autour de q, et à permettre ainsi au volet r de revenir se renclencher en r8, à l’extrémité de ce levier, dans une position telle qu’il renvoie en t2 toute pièce de monnaie qui serait remise en B2 avant l'arrêt de l’appareil ou le relevage de ».
- Enfin, la pièce de monnaie arrive au bout de sa descente dans la pince u3, où elle reste maintenue parle ressort devant le verre »3, jusqu’à ce qu’une nouvelle pièce, passant, comme elle, par v2, la dégage, en relevant »3parv,et prenne sa place.
- La plume électrique de Z). Lewis a sa pointe o
- Fig. 37 et 38. — Plume Lewis (1894).
- (fig. 37) attachée à une armature N, guidée avec jeu sur M. Quand on lance le courant dans l’électro-aimant J, par R Q P, dès que cet électro attire N, il rompt le circuit en T, de sorte que N, rappelé par le ressort P, se met à vibrer comme un trembleur, ainsi que la pointe o, qui ponctue sur le papier les caractères décrits par la plume ordinaire E.
- Gustave Richard.
- LA TÉLÉPHONIE A GRANDE DISTANCE
- Dans le service téléphonique à longue distance, tel qu’il est constitué actuellement, on peut améliorer soit les conditions du circuit de ligne, soit celles des postes téléphoniques extrêmes.
- 11 n’est pas téméraire d’affirmer que les admi-
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- 4 2 5
- nistrations et les sociétés téléphoniques ont fait tout ce qu’il était possible de faire en ce qui concerne les circuits de ligne. Les améliorations à prévoir dépendent des progrès de la métallurgie du cuivre et seraient peu importantes eu égard aux résultats déjà obtenus.
- C’est donc, selon nous, dans les postes téléphoniques qu’il faudrait chercher les améliorations qui permettraient de correspondre pratiquement à des distances encore plus grandes.
- Nous avons eu l’occasion de montrer dans La Lumière Électrique du 3 décembre 1892 comment on pouvait améliorer l’audition, c’est-à-dire la réception dans un poste microtéléphonique, en employant convenablement le bitélé-phone. Rappelons que cet appareil «e maintenant automatiquement aux oreilles et laissant,
- par conséquent, les mains de l’opérateur libres, permet d’opérer avec la main gauche les manœuvres d’un commutateur.
- Ce commutateur se compose d’une manette horizontale se mouvant autour d’un axe vertical et pouvant être mise en contact successivement avec deux plots mécaniques, ou rester isolée de ces deux plots. C’est, on le voit,'un simple commutateur à deux directions. Le commutateur agit sur le circuit microtéléphonique lorsque la manette se trouve en contact avec l’un des deux plots; il est sans action sur ce circuit dans toute autre position de la manette. On peut donc laisser la manette dans cette dernière position lorsqu’il s’agit d’une conversation urbaine ou à petite distance.
- Pour le service à longue distance, on place la
- A
- TtecejitLon,
- Fig. 1. — Postes téléphoniques avec bitéléphones.
- B
- Trans rn iss io n-
- manette dans l’une des deux positions t si on transmet et r si on reçoit, c’est-à-dire si on écoute.
- Pour l’intelligence de ce qui va suivre, nous devons insister sur le point suivant : lorsqu’on transmet, c’est-à-dire dans la position t de la manette du commutateur, la personne qui parle peut être coupée à chaque instant par celle qui écoute, comme cela se passe dans la conversation ordinaire.
- Si l’un des postes extrêmes seulement est muni de ce dispositif, nous avons montré que les résistances supprimées dans ce poste, sont :
- Pendant qu’on parle, 225 ohms,
- Pendant qu’on écoute, i5o ohms.
- Si les deux postes extrêmes sont munis de ce dispositif, les résistances supprimées dans le circuit sont, à chaque instant, de ohms. Il ne faut pas oublier qu’en réduisant la résistance
- électrique, on réduit en même temps la self-induction correspondante.
- Enfin, pendant qu’on parle, un quart seulement du circuit du bitéléphone du poste qui transmet se trouve placé dans celui de la ligne. L’expérience démontre que ce dispositif est suffisant pour permettre à la personne qui parle d’être coupée par son correspondant. Outre que ce dispositif permet de réduire la résistance, il offre encore cet avantage que la personne qui parle se trouve moins à même d'être gênée par les crachements d'un microphone trop sensible.
- La Lumière Électrique du 7 avril dernier a publié la description de « l’adaptateur microphonique pour diverses distances». L’article cité est trop récent pour qu’il soit nécessaire de le résumer. Il y est démontré que, grâce à l’emploi de l’adaptateur, il a été possible de sensibiliser le microphone pour la grande distance. On a
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- cependant été limité dans ce réglage par les crachements produits par un microphone trop sensible dans l’oreille même de la personne qui parle.
- Par tout ce qui précède, on voit déjà que, non seulement il est possible de combiner sur un poste téléphonique l’emploi du bitéléphone avec celhi de l’adaptateur, mais encore que ces deux appareils se prêtent un mutuel concours, en vue d’améliorer à la fois la transmission et la réception téléphoniques.
- En effet, dans une installation avec téléphones ordinaires, munie d’un adaptateur microphonique, on est limité dans le réglage de la sensibilité du microphone par les crachements produits dans les téléphones de la personne qui parle. Mais si on remplace ces téléphones par un téléphone avec commutateur, comme, pendant la transmission à longue distance, un quart seulement de la résistance du bitéléphone se trouve dans le circuit, pour permettre à la personne qui parle d’être coupée par son correspondant, il arrive que cet opérateur est beaucoup moins gêné par les crachements de son microphone qu’on a pu ainsi sensibiliser davantage et rendre plus puissant ; d’ailleurs quelque puissant qu’il soit, le microphone sera rendu apte au service urbain par l’emploi de l’adaptateur microphonique.
- La figure 2 montre les communications d’un poste microtéléphonique muni d’un bitéléphone et d’un adaptateur microphonique pour diverses distances.
- Envisageons maintenant cette question au point de vue pratique et supposons un poste téléphonique ainsi constitué entre les mains d’un abonné.
- Les manœuvres qu’aura à faire cet abonné seront les suivantes :
- Manœuvre de l'adaptateur. — Au début de la conversation, et dès qu’il sera fixé sur le point de savoir quel est son correspondant, l’abonné devra mettre la manette de l'adaptateur, suivant le cas, sur « Urbain » ou sur « Longue distance ». C’est tout ce qu’il aura à faire avec l’adaptateur pendant toute la durée de la conversation en cours.
- Manœuvre du commutateur du bitéléphone. — En ce qui concerne la manœuvre du commutateur du bitéléphone, rien à faire s'il s’agit d’une conversation urbaine. Dans le cas d’une con-
- versation à longue distance seulement, il lui faudra manœuvrer la manette du commutateur du bitéléphone avec la main gauche.
- Rien de bien difficile dans cette dernière opération, qu’on finit par faire instinctivement au bout de très peu de temps. Rappelons d’ailleurs que les abonnés de la « Long distance téléphoné » des Etats-Unis ont un bouton-poussoir à manœuvrer dans ces conditions, lequel ne réalise qu’une partie des effets du commuta-téur du bitéléphone, puisqu’il a seulement pour but de mettre en court circuit le fil secondaire de la bobine d’induction pendant qu’on écoute;
- Si l’on ne doit pas tomber dans le travers
- 3 ohms
- Urbain
- Fig-. 2. — Poste téléphonique avec adaptateur et bitéléphone.
- d’avoir des postes téléphoniques trop compliqués, il faut pourtant bien se convaincre qu’on peut obtenir beaucoup des abonnés, qui se savent les premiers intéressés à bien manœuvrer leurs postes. Nous ne pensons pas q,ue les dispositifs décrits plus haut compliquent outre mesure les postes d’abonnés. Il nous a été aisé de montrer la facilité des manœuvres, à cause de leur extrême simplicité.
- Quant à la gêne qu’on pourrait craindre pour les oreilles par l’usage du bitéléphone, elle est négligeable au début et elle disparaît au bout d’un peu d’habitude. La meilleure preuve en est que les abonnés qui se sont procuré de ces appareils continuent à s’en servir et à en être satisfaits.
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- Pour nous résumer, nous dirons que si on envisage l’avenir de la téléphonie à grande distance, il ne faut pas prévoir une amélioration notable provenant de la construction des lignes. Il ne faut pas prévoir davantage qu'on trouve un récepteur plus sensible que le téléphone actuel.
- On est, selon nous, plus en droit d’espérer une amélioration des transmetteurs microphoniques à charbon, ou la découverte de transmetteurs d’un nouveau genre. En admettant que cette hypothèse favorable se réalise, il est probable que si on obtient plus d’intensité pour la grande distance, on aura lieu de se plaindre de la netteté lorsque le transmetteur devra servir pour le service urbain, d’où nécessité de l’emploi de l’adaptateur microphonique.
- Fig. 3. — Inductophone.
- D’autre part, à cause de la sensibilité même du téléphone actuel, il y a lieu de penser qu’un transmetteur très intense sera très gênant pour la personne qui parle. Il est même facile de baser cette hypothèse sur une expérience. Il suffit pour cela de remplacer le microphone par un inductophone Mercadier.
- On a ainsi un poste téléphonique constitué par deux téléphones ordinaires servant pour la réception et par un inductophone servant pour la transmission. L’inductophone (fig. 3) est un électro-diapason dans lequel l'une des branches, la branche A, par exemple.est munie d’un style qui sert d’interrupteur pour l’entretien électrique du mouvement vibratoire du diapason. Sur l’autre branche B se trouve également fixé un style qui est électriquement isolé du diapason, mais qui communique à une borne d au moyen d’une boudinette métallique.
- Lorsque le diapason vibre, l’interruption se produit entre la plaque Cet le style. Cette interruption se produit dans un circuit constitué par le fil primaire d’une bobine d’induction et une pile P. On a ainsi un générateur de courants induits.
- On peut faire varier la période de ces courants en agissant sur des curseurs se mouvant le long des deux branches A et B du diapason, et on peut faire varier leur intensité soit en agissant sur la pile P, soit en agissant sur l’interrupteur. On agit sur l’interrupteur en intercalant entre les points c et d un shunt, qui servira à limiter les variations des résistances dans le circuit de la pile P. Une boîte de résistances ordinaire pourra servir de shunt, de façon qu’on puisse faire varier la résistance à chaque instant.
- Donc avec un poste téléphonique dans lequel le transmetteur est un inductophone, l’expérience démontre qu’il n’est pas possible de dépasser pratiquement une certaine intensité lorsque les récepteurs sont des téléphones ordinaires. Cette intensité peut être augmentée si on emploie le bitéléphone avec son commutateur, et cela parce qu’un quart seulement du circuit du bitéléphone se trouve à ce moment' dans celui de ligne.
- Puisque l’hypothèse que nous faisions plus haut est vraie lorsqu’on se sert d’un transmetteur inductophonique, donnant toujours un son harmonique, elle le sera à plus forte raison avec un transmetteur reproduisant la parole articulée, laquelle est une combinaison de sons harmoniques donnés par les voyelles, et de bruits donnés par les consonnes.
- Les arrangements décrits ci-dessus, celui de l’adaptateur microphonique et celui du bitéléphone avec commutateur, peuvent être employés chacun séparément, ou combinés .sur un même poste téléphonique.
- Nous croyons avoir démontré, en indiquant les expériences à faire, que ces arrangements peuvent rendre des services immédiats, et que ces services seront de plus en plus appréciés à mesure qu’on utilisera des transmetteurs de plus en plus puissants.
- J. A \ 17. A N.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Théorie et calcul des moteurs à courants alternatifs asynchrones, par E. Arnold (*).
- La théorie des moteurs asynchrones présente beaucoup d’analogie avec celle des transformateurs ; je me suis servi, pour développer cette théorie, d’un mode de représentation graphique qui rend le calcul des moteurs à courants alternatifs aussi aisé et aussi sûr que celui des moteurs à courant continu.
- I. Moteurs à courants polyphasés.
- Les moteurs polyphasés ont la propriété de présenter un couple de démarrage; c’est là un de leurs avantages essentiels vis-à-vis des moteurs à simple phase. Dans l’établissement des moteurs polyphasés on se heurte à une difficulté notable lorsqu’on cherche à obtenir un couple de démarrage proportionné à la puissance normale du moteur; car les conditions qui déterminent la valeur du couple au démarrage sont en partie opposées à celles que comporte un grand rendement en régime normal. Je rechercherai donc d’abord les conditions dont dépend le couple de démarrage du moteur, en admettant que le système inducteur ou primaire ainsi que le système induit ou secondaire sont maintenus fixes.
- L’exemple choisi est celui d’un moteur triphasé, dont la figure i est un schéma. On voit que chaque circuit est à deux pôles et que les angles des trois phases sont o°, 120” et 340°. L’enroulement inducteur se compose de six bobines; les bobines diamétralement opposées appartenant à la même phase, on voit que la différence des courants de deux bobines contiguës estdeôo0. L’armature ou induit A est munie d’un certain nombre de bobines fermées sur elles-mêmes.
- Dans l’exemple on en a pris quatre.
- L’angle que font entre elles deux bobines voisines de l’induit est —, et les courants que le 4
- champ tournant y induit présentent donc entre
- eux une différence de phase de le nombre des phases étant de 4.
- Les notations employées dans les calculs sont les suivantes :
- E, amplitude de la force électromotrice primaire entre les extrémités du circuit d’une phase (dans la figure 1, par exemple, entre I et o, et dans le montage en triangle entre I et II on entre I et III);
- Ej = Ej : \Jz force électromotrice moyenne;
- Ij amplitude du courant primaire, par phase;
- Ia == Ij ; \J2 valeur moyenne de cette intensité de courant;
- Fig. 1
- p1 = 2 tz où nx est la fréquence du courant primaire;
- L, coefficient de self-induction du circuit primaire, par phase ;
- Rj résistance du circuit primaire, par phase ;
- <s, angle de décalage entre Ia et E,;
- Nj nombre de spires par phase, sur la circonférence tournée vers l’induit;
- Pj puissance absorbée dans le cuivre primaire, en watts ;
- mx nombre de phases primaires;
- E2 amplitude de la force électromotrice induite par phase secondaire;
- E2 = E2 : »;2 force électromotrice moyenne;
- 12 amplitude du courant correspondant;
- I2= I2 : v/2 intensité de courant moyenne;
- p> = vitesse angulaire des spires, en 00
- (*) Zeitschrift fur Elefitrotechnih, janvier à avril 1894.
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- JOURNAL UNIVERSEL DE LE CT RICHE
- 429
- appelant n2 le nombre de révolutions par minute de l’induit (pour deux pôles) ;
- L2 coefficient de self-induction d’une phase secondaire;
- R2 résistance par phase;
- cp2 angle de décalage entre E2 et I2;
- N2 nombre de spires par phase, sur la circonférence tournée vers l’inducteur;
- P2 puissance induite dans le cuivre secondaire, en watts;
- m2 nombre de phases secondaires;
- /q intensité maxima du champ que produirait une phase primaire si elle était seule;
- h2 intensité maxima du champ que produirait une phase secondaire si elle était seule;
- Hj intensité du champ tournant primaire supposé homogène;
- II2 intensité du champ tournant secondaire supposé homogène;
- s2 surface d’une spire de l’induit;
- M valeur maxima du coefficient d’induction mutüelle entre une phase de l'enroulement primaire et une phase de l’enroulement scondaire;
- G couple exercé sur l’induit;
- P puissance du moteur.
- Nous admettons que la saturation du fer soit assez petite pour que les coefficients Llt L2 etM puissent être considérés comme constants. /q et Hx ne résultent que des lignes de force qui entrent dans l’induit. Les intensités de courant et les forces électromotrices sont considérées comme des fonctions sinus du temps.
- Les intensités du champ /q peuvent être supposées proportionnelles aux intensités de courant instantanées q = Ix sin p t. Les forces magnétiques pouvant sans grande erreur être composées d’après la loi du parallélogramme des forces, nous projetons les composantes /q sur deux axes perpendiculaires.
- En considérant la figure 1, nous obtenons pour les trois phases dans la direction de l’axe des X :
- ht sinpt t — /qcos60° sin ^p, t — 120°^
- — /j1cos6o°sin t — 240°^ = ^ h, sin p, t.
- Sur l’axe des Y :
- /qcosSo’sin^p,/ — 120"^—/qcos3o°sin^p, l — 240®^
- 3, /
- =-----h, cos Pi q
- La résultante est donc donnée à chaque instant par :
- H, = h,sin Ptt'j + ^ /q cosp, t ^
- m
- Le champ magnétique résultant est d’intensité constante cl tourne avec la vitesse angulaire p,.
- Dans la figure 1 le sens momentané des courants est indiqué par des flèches ; si le courant croît en I et décroît en II, le champ tourne dans le sens des aiguilles d’une montre.
- Si le nombre des phases est «q et la différence des phases entre les courants de bobines voi-
- sines —, on a
- nij
- D’autre part
- donc
- 1 r »ll l
- II| —— fil .
- S* II, — M 1,;
- St II, = E I, M .
- Pour obtenir un champ tournant de la même intensité FI,, nous pouvons donc remplacer les courants périodiques des ;?q phases, dont l’amplitude est Il5 par un courant constant d’une seule phase d’intensité
- m,
- I,
- (5)
- et dont les spires tournent avec la vitesse angulaire pt.
- Le champ tournant IIj induit dans l’enroulement de l’induit maintenu fixe des courants alternatifs d'amplitude I2. Chaque phase de l’induit produit par suite un champ périodique d’intensité maxima /q. Ces champs périodiques
- à différence de phase — donnent comme résul-r m2
- tante un second champ tournant, dont l’intensité constante est, d’après l’équation (5),
- H. — ^ tu.
- (6
- Ce champ fait un tour par période, est en retard de ^ -f- <p2 sur le champ II2, et induit dans
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- •43o
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- le circuit primaire la force contre-électromotrice
- ce = Pi Ui «s sin |p' — + ?.) [ (71
- Or,
- s, ht = M L ;
- par conséquent
- ,v3 Hs = “' M R (s)
- par le champ tournant secondaire 1I2, et qui a pour amplitude
- m. , ,,
- T
- et présente, par rapport à la précédente, une différence de phase — -(- :p2.
- Dans la figure 2 nous portons
- Nous pouvons donc considérer le champ tournant Il2 comme produit par un courant d’intensité
- circulant dans une seule bobine idéale ou phase,
- Fig. a
- faisant toujours avec l’orientation du champ l’angle <p2.
- Des expressions (7) et (9) on tire l’amplitude de la force contre-électromotrice :
- Et= -PjMI.. (10)
- Or, la force électromotrice primaire doit faire équilibre à trois autres forces électromotrices :
- i° A celle qu’absorbe la résistance Rx et qui a pour amplitude
- R.I.;
- 20 A celle induite par le champ tournant primaire Hj et dont l’amplitude est
- et qui est décalée de 90° sur R, I, ;
- 3° A la force contre-électromolricc induite i
- R.l, AB,
- et normalement L, 1, = B C.
- Au prolongement de B G nous ajoutons
- 7t .
- l’angle —-f-<i-2 et nous faisons
- c D = ^ p, M U.
- La droite A D détermine alors en grandeur et
- en orientation l’amplitude de la force électromotrice primaire E.l5 et l’angle B A D donne l’angle ij-j de la différence de phase entre 1^ et I,.
- La force électromotrice induite par le champ tonrnant primaire dans l’induit est
- E, = ~ /’i MI, • (11)
- A cette force électromotrice s’opposent :
- 1" La force électromotrice absorbée dans la résistance R2, soit
- R. I.;
- 2" La force électromotrice qu’induit le champ tournant secondaire dans chaque phase de l’induit, soit
- »l, T .
- — P, L.I..
- décalée de 900 par rapport à R212.
- Les trois forces électromotrices forment, comme le montre la figure 3, un triangle rectangle, dont l’angle A B C donne la différence de phase entre LL et L.
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-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ 431
- La figure 3 indique que :
- COS Ça —
- sin = -
- v/r-’+Ctp'uÏ
- ____nu p, L,_
- y/lV+^P, Uf
- (12'
- (.3)
- En tenant compte des équations (12), (i3) et (14) on arrive à
- E,2 = 1,“ / R, +
- />,* ms n,
- -I 11la
- 4 R,* 4- ~~ P.* L.
- 4
- R,* +
- ’£ï)'\
- M i L,
- in.
- (18)
- ni, _____£1 MI,
- 2 v/r*, + (tp'l*)'
- (M)
- La puissance induite dans l’armature est
- p.= 2îîr.t.* = ^^
- 2 • " 8
- pj M2!,2 R,
- R.* +
- CNA
- 0 ï>)
- Cette valeur doit être égale à celle de la puissance qu’il faudrait dépenser pour faire tourner l’induit avec la vitesse angulaire^ dans le champ supposé fixe d’intensité constante Hj. Nous trouvons donc le couple exercé sur l’induit en divisant la valeur de P2 par p1 :
- c =
- m, p, M81,8 Rg
- R*
- (16)
- Nous arrivons au même résultat par une autre voie. La puissance consommée par l’induit est aussi égale au courant primaire ~ Ix
- multiplié par la projection de la force électro-motrice sur la direction de ce courant. Donc, d’après la figure 2,
- n m I r «*• T
- Ps = I, -£ Pi M Ia cos ç5.
- En substituant dans cette expression les valeurs de I2 et de cos <p2, nous retrouvons l’équation ( 15).
- Pour déterminer la relation entre le couple de démarrage et la force électromotrice primaire, nous partons de la figure 2. On a
- E,2 +Fds,î
- ou
- Si, pour abréger, nous posons
- vt, m2
- 4
- p,2 M2
- Ra* + — Pr LJ 4
- (19)
- et si nous introduisons dans (16) la valeur de I22 tirée de l’équation (18), il vient
- ni, _________________ c; E,2 R,__________________________
- (20)
- Dans la pratique on peut négliger R22 devant pf L22, ce qui rend
- <7
- ni, M-nu Las '
- Or, y— représente le rapport de transforma-*->2
- lion entre une phase primaire et une phase secondaire, en admettant que toutes les lignes de force émanant du système primaire traversent le système secondaire.
- Dans ce cas on aurait
- M _
- L„ ~ ’
- Mais comme les enroulements primaire et secondaire sont placés sur des noyaux de fer différents séparés par un entrefer, il se produira une notable dispersion des lignes de force. A induit fixe, c’est-à-dire au démarrage, cette dispersion atteint son maximum, parce que l’excitation de l’inducteur est également maxima.
- La grandeur de la dispersion dépendra également du mode de l’enroulement, en tambour ou en anneau; elle augmente avec la grandeur de l’entrefer, et avec l’induction dans le fer de l’inducteur et de l'induit et dans l’air. Dans le cas ou il n’y a pas de fuites magnétiques,
- M2 = L, L,,
- E.
- (r. I, + ’Ch Pi M I4 COS
- + (rp P, L, 1,
- ! p, M L sin
- ('7)
- mais pour tenir compte des fuites ou de la dispersion il faut écrire :
- M2 = b* L, La,
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- 432
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- b étant le coefficient de dispersion; que nous prenons d’abord < i.
- Alors
- q - V
- —' —' — b2 w< Nl* m, L, m* N,*
- (22)
- Pour cette valeur de <7 et pour b = 1, c’est-à-dire lorsqu’il n’y a pas de dispersion, le second terme du dénominateur dans l’équation (20) devient = o. Comme ce terme est proportionnel au carré depu et comme le numérateur contient en outre ù2, l’équation (20) montre que le couple de démarrage est considérablement affaibli par la dispersion.
- L’équation (18) peut encore s’écrire :
- I,2 == E,2 ^R,2 + —- p,2 L42J divisé par
- Aa(—R.!LS- + ind R,! L,2 + m' m* M2R, R. )
- \ 4 4 2 l
- + P,4(L. U - M2)2 + R,2 R*
- (23)
- En substituant cette valeur de V dans l’équa tion (16) et en négligeant Rj2 R22, on obtient
- (r,
- Q — 1— b2 E,s R. divisé par 2
- -|- R,2 + 2 k*- R, R,)
- m, L, wj, L, /
- + -iî!!p,.L,L,(1
- (24)
- Pour b — 1, cas où il n’y a pas de dispersion, le second terme du dénominateur s’annule. Le premier terme passe par un minimum pour
- ou pour
- m, L, R,
- m, L. R,
- R. = R.
- m, L,
- m, L,
- = R,
- m. N,2 m, N,2*
- (25)
- (26)
- Si donc nous supposons b approximativement égal à 1, on voit que le couple de démarrage du moteur est maximum pour le rapport de transT
- m. L,
- 1:100.
- Fig-. 4. — Couple en fonction de la résistance secondaire.
- ormation sus-indiqué, ou pour la valeur de R2 donnée par l’équation (26).
- La relation entre ce. couple et R2 et le rapport N
- de transformation ^ est représentée graphi-
- quement par la figure 4.
- Si nous considérons comme variables dans
- l’équation (24) les grandeurs R2 et ^, et posant
- 1“*2
- b = 1, nous obtenons
- c =
- R.
- _____________a R;
- !*« 1 s L,
- m, L, 2 «j, L.
- + 2 R, R,
- où a est une constante. Pour
- m, L, m, L,
- on obtient pour les différentes valeurs de R2 la courbe A de la figure 4.
- Pour
- __ , WJ, L,___
- R, = 0,1 et ------= 100,
- wj, L,
- on a la courbe B.
- Le couple de rotation croît avec R, et atteint un maximum pour la valeur de R2 déterminée par l’équation (26). La résistance R2 correspondant au couple maximum est d’autant plus
- N
- petite que le rapport de transformation — est plus grand.
- C’est ce qui explique le fait que pour un moteur le changement du rapport de transformation peut aussi nécessiter une modification de la résistance de l’induit.
- La dispersion des lignes de force se mani-
- R, = 0,1
- et
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 433
- feste par la diminution du couple et par l’augmentation de la résistance R2 correspondant au couple maximum. En tenant compte de la dispersion on obtiendrait, au lieu des courbes À et B, les courbes A0 et B0, ou, pour une dispersion plus forte, la courbe A'. La forme exacte de ces courbes est difficile à déterminer par le calcul, parce que la valeur du coefficient de dispersion b est très; variable. Plus la résistance R2 est petite, c’est-à-dire plus il y a de cuivre sur l’induit, moins grand est le nombre des lignes de force qui peuvent pénétrer dans le fer de l’induit, et plus petit est b. Les courbes A A0 et B B0 sont donc d’autant plus rapprochées que R2 est plus grand.
- Ii suit des équations (14) et (16) que
- et des équations (11) et (16), que
- uu Es2 R2
- 3 p, (iv + -f- P? W)
- (28)
- Ces deux dernières équations montrent que le couple de rotation est égal à la puissance absorbée par l’induit, divisée par la vitesse angulaire^ du champ tournant. Si le nombre de paires de pôles du moteur est k, le couple est k fois plus grand, en admettant que la puissance induite dans l’anneau soit la même.
- Si, par exemple, un moteur de -20 chevaux doit développer au démarrage un couple correspondant au couple à vitesse angulaire normale (p, : k environ) et à pleine charge, la puissance absorbée par l’induit devra, puisque
- P, = C
- Pj
- u ’
- petite quantité, la tension primaire décroît rapidement aux bornes d’un moteur construit pour fournir un grand couple de démarrage. Cette diminution de tension est tout d’abord une conséquence de la forte dispersion des lignes de force et de la grande intensité du courant d’excitation au démarrage. Le décalage de phase qui en résulte entre Ij et E, fait que la puissance nécessaire au démarrage ne peut être fournie au moteur que par un courant de très grande intensité, un multiple de l’intensité normale. L'intensité de courant étant très grande, la tension diminue encore directement, et par augmentation de la dispersion. La différence de potentiel peut tomber à une valeur si faible qu’avec un induit mal établi, ou sans emploi de dispositifs spéciaux, le moteur ne produit aucun couple de démarrage.
- Dans la construction des moteurs, on devra donc chercher à produire le couple de démarrage voulu avec la moindre puissance et la moindre intensité de courant possible. Cette condition est surtout importante pour les moteurs qui doivent être alimentés par des circuits d’éclairage.
- Pour la relation entre I, et les autres variables on a, d’après l’équation (16) :
- I, =
- C (Rss + ^ p,° L,*) b- L, L. p, iE
- (atO
- Distinguons deux cas :
- i° La résistance R2 est petite par rapport à Pi L2; alors
- I, =
- •i m, uir b-
- c Pi L. R2 L,
- (3o)
- 2° La résistance R2 est grande par rapport à pi L2; alors
- ét eu égard aux pertes, être nolabhmenl supérieure à 20 chevaux. Si l’on voulait atteindre un couple de démarrage qui fût un multiple du couple normal, il faudrait fournir au moteur le multiple correspondant de la puissance normale.
- Lorsque le moteur absorbe une grande puissance, on ne peut tenir la tension primaire constante que si la source d’énergie (génératrice ou transformateur) est de grande capacité par rapport au moteur. Si la puissance de la source ne dépasse celle du moteur que d’une
- 8 C R; b- m,- m. p, L, Lj
- Ces deux dernières équations montrent que l’intensité de courant nécessaire pour la production d’un couple donné est d’autant plus petite que les coefficients de self-induction sont plus grands, ou que la résistance du circuit magnétique et la dispersion des lignes de force sont moins considérables. L’influence de pr et de R3 dépend du quotient de B2 par L2. Si l’enroulement secondaire se compose d'un grand nombre de spires de grande section, on peut, en inter-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- calant des résistances dans le circuit de ces spires et en diminuant la fréquence, réduire l’intensité du courant nécessaire pour la production d’un couple donné.
- Si, au contraire, l'enroulement secondaire est formé d’un petit nombre de spires de grande résistance, l’inverse a lieu; l’intensité de courant nécessaire au couple croît maintenant avec la résistance et décroît avec la fréquence. La force électromotrice primaire est supposée variable.
- Il doit donc exister une résistance R2 présentant la valeur la plus favorable pour une valeur de L2 et une fréquence données. Cette valeur est nécessairement telle qu’en l’augmentant ou en la diminuant, l’intensité Ij augmente. Nous trouvons cette valeur en égalant (3o)et (3i).
- Elle est exprimée par :
- R, P: U (32)
- Cette résistance correspond en même temps au minimum de la puissance absorbée.
- En effet, si nous désignons par rendement du démarrage (p), le rapport entre la puissance utilisée pour la production du champ tournant secondaire et celle consommée par le moteur, on a, en ne tenant pas compte des pertes par hystérésis et par courants de Foucault :
- Po
- ou
- i ,_____Ri_Rs______, .. "h R, L.
- p ~ 1 'Jin,‘2mib‘ipl LlLî ' ;«,* b'1 Rs L, ’
- En considérant R> comme variable, la diffé-tiation montre que p est maximum pour
- „ nu
- R3 — —" Pt L3 34)
- Le rendement du démarrage diminue lorsque la résistance Rt et la dispersion augmentent, et croît avec Lj et pL. L’inlluence de R2 et de
- L^ dépend du rapport R2 : ~ pt L2. Pour
- R2 < ~ m2 fi L2, on voit que p augmente avec R2, tandis que le contraire a lieu pour R2 > \ mz pi L*.
- Pratiquement, il est rarement admissible que
- la résistance R2 soit rendue > \ w2^-.L2, à
- moins d’employer des dispositifs de démarrage spéciaux; car, en premier lieu, la sectiorç du fil devient si petite que réchauffement Revient dangereux, et deuxièmement, le couple* de démarrage devient dans la plupart des c§s trop faible, car la plus grande valeur de p ne correspond pas au couple maximum ; cette coïncidence n’existerait que dans le cas où
- v, Ls m2 = R,
- nu N,2
- m, Np’
- Des moteurs industriels que j’ai essayés ont toujours donné
- - Pt
- Ls m s > Ri
- m, Np )«,NP'
- Si l’on met en marche en même temps le moteur et la génératrice, pt est petit au début et le rendement du démarrage peut devenir considérable.
- Pour illustrer les calculs précédents je donnerai les résultats de quelques expériences qui ont été faites aux ateliers d’Œrlikon.
- Le couple de démarrage au levier de ii,5 cm. est pour un moteur tétrapolaire de io chevaux :
- i° Lorsque l’enroulement de l’induit est formé de trois phases, avec huit spires de fil «fe 5 mm. par phase, pour 32 volts et 23o ampères, de 62 kilogrammes.
- 20 Lorsque l’enroulement comporte trois phases à 32 spires de fil de 1 mm. par phase, pour 3q volts et 15o ampères, de 64 kilogrammes.
- Un moteur tétrapolaire de 3 chevaux, donne le couple suivant mesuré au bout d’un levier de 6 cm. :
- i° Avec un enroulement d’induit foryné de 36 barreaux de 6 mm. de diamètre mis en court circuit, pour 73 volts et 120 ampères, 5o kilog.
- 2" Avec 36 barreaux en court circuit, de i mm. de diamètre, pour j5 volts et 120 ampères, 20 kilogrammes.
- A. H.
- {A suivre).
- Pile Cudell (1894).
- L’électrode positive a la forme d’un récipient ou d’une auge en charbon poreux a, couronnée
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 435
- par un chapiteau en verre b, avec prise de courant c, attachée par le cercle métallique a. Le cylindre de zinc perforé / est fixé sur b par
- Fig-. 1. — Pile Cudell.
- l’appui du couvercle métallique e, dont les rebords l prennent, sous les plans inclinés circulaires de b, de manière à serrer leur garniture par leur rotation. La prise de courant négative se fait en p. G. R.
- Accumulateurs Erving (1894).
- La cathode C est constituée par une toile de cuivre continue, formant, autour des vases po-
- Fig. 1 à 3. — Accumulateurs Erving.
- reux B, des poches, entre les parois desquelles sont insérées les feuilles de zinc perforées c ; le tout est maintenu par des cadres de boulons<i,d'. Les anodes sont formées de tiges de plomb E, alliées à 20/0 d’argent, recourbées en serpentins,
- comme l’indique la figure 3, et plongées dans la pâte de peroxyde de plomb et de sulfate d’alumine qui remplit les vases B. Le tout plonge, dans l’auge en verre A, au milieu d’une dissolulion de sulfate d’ammoniaque et de bisulfate acide de mercure. Pendant le chargement, l’anode s’oxyde, et l’amalgame se dépose sur la cathode ; pendant la décharge, la cathode s’oxyde, et l’hydrogène se dépose sur l’anode. Le zinc fournit le métal nécessaire pour l’amalgamation de la toile de cuivre, qui constitue une cathode légère et durable, et qui empêche, en même temps, le zinc de se couvrir d arborescences, donnant naissance à des courts circuits.
- Eclairage des grands hôtels de Ragaz.
- Les grands hôtels suisses soucieux de maintenir leur réputation de confort et d’élégance adoptent les uns après les autres l’éclairage électrique, et la situation des hôtels de montagnes souvent voisins de chutes d’eau importantes leur facilite singulièrement ce progrès.
- Ragaz situé dans la plaine du Rhin, jouit de la proximité de la Tamina, cours d’eau important dont l’étiage est voisin de 3 mètres cubes par seconde. L’utilisation d’une chute de 16 mètres a permis d’obtenir une puissance de 480 chevaux utilisés pour l’éclairage des hôtels et des avenues principales de la localité.
- La Revice de VElectricité de Berne donne sur cette installation des détails dont nous extrayons les suivants :
- La force motrice est fournie par trois turbines Girard à arbre vertical installées par MM. J.-J. Rieter et C‘", le mouvement est transmis à un arbre de couche commun par engrenages coniques et l’entraînement des dynamos se fait par courroies, les figures ci-jointes montrent du reste la disposition des turbines et des dynamos, la figure 1 montre l’usine en plan, les figures 2 et 3 donnent les coupes.
- Actuellement, l’usine possède quatre dynamos à quatre pôles sortant des ateliers d’Oerlikon, chacune de ces dynamos de 72 kilowatts, 120 volts, 600 ampères, tournant à 420 tours par minute.
- Le réglage se fait à la main, les régulateurs pouvant être montés ensemble ou séparément.
- Le tableau des appareils est combiné pour douze circuits, dont dix extérieurs à l’usine, il
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- Fig. i. Usine de Ragaz. Plan.
- Fig. 2. — Usine de Ragaz. Elévation,
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- comprend quatre interrupteurs bipolaires pour les dynamos et douze pour les circuits, chacun étant muni de plombs de sûreté.
- Un indicateur à signaux d’alarme prévient des variations trop considérables du voltage. Chaque machine a du reste son ampèremètre et son voltmètre. Les quatre machines travaillent toujours en dérivation et ne peuvent alimenter des circuits distincts.
- Les conducteurs sont souterrains jusqu’à l’entrée des bâtiments à éclairer et composés de câbles sous plomb, placés dans des caniveaux en terre cuite remplis de sable. La perte maxi-ma dans la canalisation est environ 6 0/0.
- Chaque bâtiment a un petit tableau d’arrivée et de distribution avec lils fusibles. Dans les hôtels, les conducteurs sont posés sous moulures dans tous les locaux de luxe et en général
- Fig. 3. — Usine detjRagaz. Élévation.
- dans les parties de la maison accessibles aux étrangers; on a réservé la pose sur isolateurs de porcelaine pour les caves, cuisines, etc.
- Les chambres à coucher ont près du lit une lampe qui ne peut s’allumer qu’en éteignant les autres, et un lustre à suspension composé de une à trois lampes.
- L’avenue de la Gare, les places, le jardin et le Kursaal emploient 42 lampes à arc, de 6 à 14 ampères.
- Toute l’installation comprend 2000 lampes à incandescence, les 42 lampes à.arc et deux
- ascenseurs ayant des moteurs électriques de 5 à 7 chevaux. On voit que la puissance de l’usine est surabondante, puisqu’il faut pour cette production 3oo chevaux tout au plus. Une des dynamos peut donc servir de réserve; c’est pourquoi la cinquième, quoique prévue, n’est pas encore installée.
- Cette station est la propriété de MM. Simon frères, à l’initiative de qui est due cette intéressante installation.
- F. G.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- SOCIÉTÉ DE PHYSIQUE DE LONDRES
- Séance du 27 avril 1894.
- M. C.-V. Dur ton fait une communication sur le mécanisme de la conduction électrique, dont la première partie s’occupe de la conduction dans les métaux. Considérant un corps à une température autre que le zéro absolu, l’auteur montre que le rayonnement électromagnétique aurait pour conséquence que la chaleur serait transformée en une forme inférieure d’énergie, s’il existait dans le corps des parties ayant une conductibilité finie. Du fait que notre planète n’est pas dépourvue de chaleur, l’auteur déduit le théorème I suivant :
- « Dans une région contenant de la matière, il peut y avoir (et il y a probablement toujours) des parties qui sont des isolants parfaits et d’autres parties à conductibilité finie, à moins que chaque portion à conductibilité finie ne soit enfermée dans une enveloppe parfaitement conductrice. »
- Cette conclusion concorde avec la théorie des diélectriques de Poisson et avec les théories d’Ampère et de Weber relatives au magnétisme et au diamagnétisme.
- Le théorème II est énoncé ainsi :
- « Dans les métaux et dans d’autres non-électrolytes dont la conductibilité est finie, la transmission du courant doit s’effectuer par le contact (intermédiaire de particules parfaitement conductrices. »
- Le théorème III est un corollaire du précédent :
- « Si nous supposons que dans une substance à la température du zéro absolu il n’existe pas de mouvement relatif parmi les molécules ou parmi les particules appréciables, il suit que toute substance à cette température doit être soit de résistance soécifique infinie, soit de conductibilité infinie. »
- l_.es expériences de Fleming et de Dewar sur les métaux purs tendent à confirmer ce théorème.
- L’auteur montre ensuite, en se basant sur l’hypothèse du contact intermittent, pourquoi un conducteur est échauffé par le courant qui le
- j traverse. En admettant que dans les conducteurs ordinaires la relation entre l'intensité électromotrice dans les espaces intermoléculaires et le déplacement électrique est linéaire, et que les forces électriques sont petites par rapport aux forces intermoléculaires ordinaires, on arrive a la loi d’Ohm.
- L’auteur présente un modèle permettant de représenter et d’expliquer la force électromotrice de contact et l’effet Peltier, et en considérant les forces électromotrices voltaïques il montre qu’il est douteux que les expériences faites dans le vide parfait puissent résoudre la question des forces de contact qui est actuellement l’objet d’une controverse. Le fait que la transparence des métaux est bien plus grande que ne l’indique la théorie de Maxwell pourrait être expliqué sans attribuer de nouvelles propriétés aux champ électromagnétique, en supposant les dimensions des molécules pas tout à fait négligeables devant les longueurs d’onde de la lumière.
- M. S.-P. Thompson pense que la communication de M. Burton est importante pour la théorie cinétique des solides. Il ne voit pas de raison pour démontrer la loi d’Ohm, qu’il considère comme une définition.
- Le président, M. A.-W. Riïcker, fait remarquer que l’auteur représente toutes les actions comme étant dues à des collisions,et qu’il introduit ainsi des difficultés pareilles à celles de la théorie cinétique des gaz, c’est-à-dire que les collisions auraient pour effet d’imprimer aux molécules des oscillations mécaniques de fréquence de plus en plus grande. M. J.-J. Thomson a expliqué récemment quelques phénomènes électriques par les filaments vorticiels.
- Après quelques remarques sur la visibilité des molécules par 'M. Ilovenden, NI. Burton, répondant à M. Thompson, dit que la loi d’Ohm exprï-
- p?
- niée sous la forme y = constante est réellement
- une loi et non une simple définition.
- M. Sylvanus P. Thompson lit ensuite, sur la construction et l’enroulement d'éleclro-aimants pour courants alternatifs, une note qu’il présente en collaboration avec M. Miles Walker.
- Cette note décrit des expériences montrant qu’avec une induction magnétique ne dépassant pas 4000 unités C. G. S. l’attraction exercée par un électro-aimant lamellaire sur son armature
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-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 43g
- est la même, qu’il soit excité par un courant con tinu ou par un courant alternatif d'égale intensité. Aux inductions plus élevées, le courant continu donne une force un peu plus grande. Une autre expérience, faite avec des solénoïdes et le plongeur en forme d’U des lampes à arc à courants alternatifs de Brush, a donné des résultats analogues.
- Considérant ensuite la question de l’enroulement des électro-aimants alternatifs pour obtenir une excitation donnée lorsque le courant est fourni à voltage constant, les auteurs montrent que les ampères-tours sont inversement proportionnels-au nombre de tours, car l’impédance varie approximativement comme le carré du nombre de tours.
- Une propriété importante de ces électroaimants alternatifs alimentés à voltage constant, c’est que la force qu’ils exercent est constante entre de grandes limites, car, lorsque l’armature s’éloigne de l’électro, le courant augmente d’intensité, et compense ainsi dans une certaine mesure l’effet de l’éloignement.
- D’autre part, la tension alternative nécessaire pour obtenir une force donnée est beaucoup plus grande que dans le cas du courant continu.
- L’armature étant en contact avec le noyau, le rapport entre les tensions dans les deux cas a été trouvé de 170, tandis qu’en établissant seulement un écart de 9,2 mm., ce rapport a été réduit à 21,5.
- M. Perry montre que l’attraction constante exercée par l’aimant alternatif se déduit directement de l’équation fondamentale
- lorsque r i est petit, car pour e constant, on voit d <ï>
- que dans ce cas -jj, et par suite <I> et <I>2 sont
- constants (en valeur moyenne). Il indique aussi comment le problème peut être résolu en tenant compte de l’hystérésis.
- M. Swinburne dit qu’un électro-aimant alternatif ne donne de force constante que dans des conditions spéciales. Il indique comme autre règle poyr l’enroulement des électros le même mode d’enroulement que pour le courantcontinu, mais en ajoutant en dérivation un condensateur.
- M. Blakesley fait remarquer qu’il faudrait un çondensatenr de 600 miçrofarads pour l’électro-
- aimant dont il a été question dans la communication.
- M. R.-L. Ilippisley décrit une méthode graphique pour la construction des courbes du courant dans les électro-aimants et les transformateurs et expose une machine permettant de tracer ces courbes.
- Les courbes sont tracées par échelons; le mémoire contient une description détaillée de l’instrument, ainsi que des exemples d’applica-tions. A. IL
- Sur les rayons cathodiques dans les gaz à la pression de l’atmosphère et dans le vide extrême, par Phi-lipp Lenard (‘).
- 18. Différents gaz sont des milieux troubles à des degrés très différents ; à une plus grande perméabilité correspond toujours une plus grande limpidité. Pour étudier le mode de propagation des rayons cathodiques dans différents milieux gazeux, nous suivons les faisceaux de rayons
- G3 CE5CCE3 an
- Fig- 9 b. — Demi-grandeur naturelle.
- qui, isolés par un diaphragme, se projettent sur un écran sous forme de taches phosphorescentes. Nous nous servons encore du tube d’observation (fig.9. p. 38g). Le diaphragme ne' présente qu’une ouverture circulaire centrale à bords nets de 1,9 mm. de diamètre; il ressemble à celui représenté par la figure 7 a, p. 343. L’écran n’est pas recouvert; pour faciliter la mesure des taches phosphorescentes, il est muni de bandes de papier noir (fig. 9 b) de dimensions et d’écartement connus, sur le côté opposé à la fenêtre. Si la tache occupe une position défavorable pour la mesure, nous la déplaçons à l’aide d’un aimant, ce qui offre aussi l’occasion de déterminer si tous les rayons observés sont déviés comme le sont les rayons cathodiques. Le rayon sortant du diaphragme ne laisse pas de trace visible dans le gaz, excepté aux pressions élevées, ainsi que des résultats antérieurs permettent de le prévoir; la paroi du verre reste éga-
- (*) La Lumière Electrique du 26 mai 1S94, p. 388.
- p.439 - vue 439/650
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- 440
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- lement obscure derrière le diaphragme; elle ne brille que devant le diaphragme, d’une lueur verte.
- Ce qui a été observé sur l’écran phosphorescent ne peut être mieux représenté que par la figure io. Chaque partie telle que n° i est considérée comme une coupe dans le sens de l’axe du faisceau et du tube d’observation, m m est la paroi de la fenêtre avec la fenêtre F, m R sont les parois du tube, D D le diaphragme; ss désignent les différentes positions de l'écran. La distribution de la lumière dans les taches phosphorescentes est représentée par de petites courbes telles que sa b, tracées de façon que la distance horizontale entre chaque point de l’écran et le point de la courbe donne l’éclat de la phosphorescence en ce point, à une échelle arbitraire maintenue aussi uniforme qu’il a été possible de l’évaluer pour toutes les figures. Ce mode de représentation est celui employé pour les raies du spectre; il donne la distribution de la lumière le long d’un diamètre de la tache, et pour la tache entière, si l’on fait tourner la figure autour de l’axe du faisceau. Pour plus de clarté, toutes les taches d’un faisceau sont jointes au trou du diaphragme par les courbes x y, qui donnent donc une image du faisceau, quoique dans la plupart des cas les taches ne soient pas nettement délimitées. Les faisceaux
- sont prolongés aussi loin que les taches ont pu être observées.
- Considérons maintenant les rayons dans le gaz hydrogène (fig. io). Le n° i représente un faisceau dans l’hydrogène à la pression ordinaire (les pressions sont touies indiquées sur la figure). Ce faisceau est assez tendu, la propagation étant beaucoup plus pi;ès de la ligne droite que ce n’est le cas pour l’air ordinaire à
- Pression Oensitô
- r==x
- JtJ (pO <rv
- (
- CenUfr-élr
- *O
- Fig. 10. — Faisceaux de rayons cathodiques dans l’hydrogène à différentes pressions.
- 4 H7 QXûi
- O
- ,u.
- la même pression (voir 8 et figure 3, p. 338), où un rayon proprement dit ne se forme même pas. Ce faisceau, au contraire, est assez net pour accuser distinctement l’influence déviatrice de l’aimant. Toutefois, l’hydrogène, qui manifeste la plus grande limpidité, est encore assez trouble, car les taches phosphorescentes sont toutes beaucoup plus grandes que ne le comporterait la propagation rectiligne. Les limites de la propagation rectiligne du rayon géomé-
- trique sont indiquées par les lignes en pointillé x z Q).
- Nous remarquons encore, en considérant de (*)
- (*) Ces lignes, prolongées au-delà des bords x x du diaphragme, se couperaient avant d’atteindre la fenêtre. A cause de la petitesse de l’échelle elles n’ont pas été déterminées par construction, mais par le calcul. Les lignes (non représentées) qui joignent la fenêtre au diaphragme sans se couper entre ces derniers seraient presque parallèles.
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- plus près la première tache phosphorescente, une autre propriété caractéristique des milieux troubles. Cette tache consiste comme le montre la figure 11 a en un noyau très brillant entouré d’un halo moins brillant, Le noyau n’est pas nettement séparé du halo, mais pourtant assez distinctement. Un phénomène de ce genre ne s’observe jamais dans le cas de la propagation rectiligne.
- Elle ne se produit ni avec les rayons cathodiques dans le vide, pour aucune position du diaphragme ou de l'écran, ni avec la lumière. Si nous remplaçons la fenêtre par une ouverture éclairée de même grandeur, et l’écran phosphorescent par un écran en papier, nous obtenons, avec le même diaphragme dans toutes les circonstances, des taches plus ou moins bien délimitées, dans lesquelles on ne peut distinguer un noyau se séparant d’un halo. L’interposition entre la fenêtre et le diaphragme ou entre ce dernier et l’écran d’une cuve en verre remplie de lait dilué fournit, au contraire, immé-
- Fig 11 «et 11 b. — Taches phosphorescentes à noyau ethalo.
- diatement des noyaux et des halos. Les noyaux sont de même grandeur que les taches de lumière, lorsque le lait est absent; ils correspondent donc aux rayons rectilignes, tandis que les halos représentent des rayons diffusés. Pour rendre l’analogie complète, il faut que dans cette expérience le lait soit assez dilué pour qu’à côté de la lumière diffuse on puisse juste apercevoir à travers la cuve des images nettes d’objets brillants.
- Dans le cas des rayons cathodiques dans l’hydrogène, le noyau de la tache phosphorescente est également de la dimension correspondant à la propagation linéaire, mais le halo s’étend au-delà de l’ombre géométrique (x z). Les rayons diffus ne forment ici qu’une petite fraction de la totalité des rayons, car le halo est faible en comparaison avec le noyau. Mais si nous éloignons encore l’écran de la fenêtre, nous voyons le noyau s’obscurcir, et le halo devenir plus brillant, jusqu’à ce que la limite entre les deux parties disparaisse (voir la deuxième tache dans la figure 10, n° 1); le noyau est en quelque sorte
- absorbé par le halo. A mesure que le faisceau progresse dans le milieu trouble, le nombre des rayons déviés de la ligne droite augmente, et les angles de déviation sont de plus en plus grands. Par suite de cette diffusion croissante, le faisceau s’élargit de plus en plus, les limites des taches deviennent vagues, et l’écran finit par paraître uniformément illuminé.
- Si nous réduisons la pression à 355 millimètres (n° 2), un changement se produit; toutes les taches se rétrécissent, sont plus nettes et plus brillantes, signes d’augmentation de la limpidité. Le noyau de la première tache est maintenant très nettement séparé du halo très délicat, comme le montre la figure 11 b. En diminuant encore la pression jusqu’à 167 millimètres (n° 3), on fait presque entièrement disparaître le halo de la première tache. Dans cette dernière figure on voit particulièrement bien comment, en déplaçant l’écran, le halo s’étend et s’éclaire aux dépens du noyau. Le faisceau est perceptible, mais difficilement, et il est plus large que le faisceau géométrique.
- La partie antérieure en est encore plus ré--trécie dans la figure suivante (n° 4) pour 88 millimètres de pression. Là on observe pour la première fois une tache très nette sans aucun halo (x), ce qui indique que dans l’hydrogène à cette pression, la diffusion ne se fait pas encore sentir à 4 centimètres de la fenêtre; elle ne s’aperçoit qu’à de plus grandes distances et se manifeste par des halos et par l’élargissement en éventail du faisceau de rayons.
- L’hydrogène est encore plus limpide à la pression de 42 millimètres'(n° 5). Les noyaux se voient maintenant à une plus grande distance de la fenêtre. La grande largeur du faisceau ne semble plus déterminée que par la petite distance entre le diaphragme et la fenêtre. Si nous portons cette distance de 2,5 à 5 cm., sans changer la pression (n° 6), le faisceau se rétrécit en effet. En raréfiant jusqu’à 3 millimètres (n° 7), le faisceau ne diffère plus sensiblement du faisceau géométrique; les lignes pointillées coïncident sur la figure avec les lignes en trait plein; les taches ne présentent plus guère de
- 0 II est certain que des taches de ce genre auraient pu être obtenues à des pressions plus élevées, s’il avait été possible d’approcher l’écran plus près du diaphragme; la largeur-de la base en fer s’y opposait.
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- halos. Si pour vérifier la propagation rectiligne nous déplaçons le diaphragme jusqu’à io centimètres de la fenêtre (n° 8), le rayon s’amincit dans la même mesure que le faisceau géométrique; les taches phosphorescentes sont modifiées comme le seraient des taches de lumière dans les mêmes conditions. Enfin, à 0,67 mm. de pression (n° g) on ne remarque plus que l’accroissement de la transparence, le faisceau s’est allongé et les taches sont devenues plus brillantes. En regardant de près, on remarque toutefois que toutes les taches sont maintenant un peu plus petites que ce qui correspondrait à la propagation rectiligne, tout comme on l’observe dans le vide parfait pour le cas de la lumière (i3). La coïncidence des deux faisceaux précédents (nos 7 et 8) doit donc être considérée comme indiquant un trouble résiduel.
- Dans les autres gaz, le défaut de limpidité se manifeste comme dans l’hydrogène, par l’élargissement des rayons et par des halos. Tous les gaz deviennent plus limpides lorsqu’on les raréfie. A pression égale, l’hydrogène se présente comme le plus limpide de tous les gaz; l’azote, l’air et l’oxygène sont à peu près également troubles; l’acide carbonique est plus trouble et, l’acide sulfureux l’est au plus haut degré. Le gaz plus dense est donc toujours plus trouble que le gaz moins dense; à de grandes différences de densité correspondent de grandes différences de limpidité. On voit que le défaut de limpidité et l’absorption ( 15, 16) sont inséparables.
- A la pression de 180 mm., l’hydrogène seul permet la formation d’un faisceau proprement dit. L’appareil n’était pas approprié à l’étude de milieux troubles comme le sont les autres gaz, parce que l’écran ne pouvait être approché assez près du diaphragme; il n’y a donc pas de différence très nettement observable entre Az2, O2 et CO'; SO2 seul paraît plus trouble d’une manière perceptible. A 40 mm., tous les gaz sont devenus plus limpides; les différences sont aussi plus prononcées. CO2 se montre maintenant plus trouble que O2; SO2 est encore plus trouble. Les différences sont le plus accusées à la pression de 3 mm., où O2 paraît nettement plus trouble que Az2. Enfin, aux vides plus élevés disparaissent, avec les gaz eux-mêmes, les différences qu’ils présentent ; à o,5 mm. on ne constate de trouble que pour CO2 et SO2.
- Toutes les observations non reproduites graphiquement confirment ce que nous avons $éjà dit. On observe, en particulier, que les raypns dans l’air ne sont que peu différents de ceux dans l’oxygène et dans l’azote à la même pression. Une liste de tous les rayons complèterrjent observés et dessinés est donnée dans le tableau IV ; les positions du diaphragme choisies pour ce tableau étaient les plus caractéristiques^ Si le diaphragme est plus près de la fenêtre; la pet-teté des rayons diminue, déjà en conséquence des conditions géométriques, et s’il en est plus éloigné, ils perdent en intensité et en longueur, par suite de l’absorption ; les différences essentielles entre les divers milieux restent toutefois toujours perceptibles, quoique moins distinctement.
- Tous les gaz étaient préparés avec soin, lavés et séchés ; avant de passer d’un gaz à un autre, on vidait le champ d’observation, on le remplissait du nouveau gaz, on le vidait encore une fois, et ensuite seulement on introduisait définitivement le gaz à étudier. H2 et GO2 provenaient directement de l’appareil de dégagement, O2 et Az2 étaient puisés dans un gazomètre, SO2 sortait du bas d’un long tube de verre, d’où l’air avait été chassé par différence de densité.
- L’interposition de l’obturateur (fig. g a) entre le diaphragme et l’écran permettait de montrer que la propagation derrière le diaphragme est réellement limitée à l’espace que nous avons appelé le faisceau de rayons. Les taches phosphorescentes ne sont, en effet, modifiées que lorsque l'obturateur pénètre dans l’espace occqpé par le faisceau. Intercalé entre la fenêtre et le diaphragme , l’obturateur n’a d’influence sur les taches en aucune position. Des expériences de ce genre ont été faites dans l’air à différentes pressions.
- Le trouble des milieux gazeux n’est déterminé que par leur densité; des gaz différent^ devien-également troubles si on les réduit à la même densité. Dans la comparaison des rayons dans les différents gaz, il pouvait sembler surprenant que pas un seul gaz n'ait présenté de propriété particulière caractéristique. Des gaz différents ne se comportent pas autrement que le même gaz à des pressions différentes. Si cette observation est généralement exacte, nous devons trouver pour tout gaz une certaine pression à laquelle la propagation y est absolument la
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- même que dans un autre gaz à une pression donnée. Si nous raréfions l’acide sulfureux, par exemple, il doit donner exactement le même rayon que l’hydrogène à la pression ordinaire. En général, tous les rayons devraient pouvoir être rangés dans une seule série, depuis le gaz le plus trouble jusqu’au plus limpide, tout comme s’ils étaient tous observés dans un seul et même gaz, mais à des pressions différentes. C’est ce qui est, en effet, parfaitement réalisable. Pour comparer aisément et exactement deux rayons quelconques, je les ai tous dessinés suides bandes de papier quadrillé, et j’ai pu les arranger ensuite facilement, de telle sorte que toutes les taches phosphorescentes occupant la même position aillent en diminuant en grandeur et en netteté d’un rayon au suivant. J’ai obtenu naturellement trois séries au lieu d’une, d’après les trois positions du diaphragme, puisque seuls les rayons obtenus dans les mêmes positions du diaphragme sont comparables. Le tableau IV donne ces trois séries, en commençant toujours avec le milieu le plus trouble.
- TABLEAU IV.
- 1. — Diaphragme à 2.5 cm. 2. - D iaphragme à 5 cm. de la
- de la fenêtre. fenêtre
- Pression Densité Pression Densité
- ni ni. 112 rcio nui!. = l mm. 112 700 mm. — 1
- Air 385 7,3 SO2 3,8 0,16
- SO2 180 7,6 CO2 3,2 0,093
- CO2 180 5,2 O2 3,3 0,070
- O2 180 3,8 II2 42,2 o,o56
- A z2 180 3,3 Air 2,9 o,o55
- SO2 86 . 3,6 A z2 3,0 o,o55
- S02 42,0 1,8 II2 3,3 0,0044
- CO2 39,2 1,2
- H2 754 1,0
- O2 40,0 0,87 3. - Diaphragme à 10 cm.de la fenetre
- Az2 41,6 0,78 — — "*- ——
- Air 40,0 0,76 G uz Pression Densité
- H2 335 0,44
- SO2 9,0 o,3S CO- o,5o o,oi5
- CO2 10,2 o,3o SO o,5o 0,021
- II2 167 0,22 H2 3,3 0,0044
- Air 10,2 0,19 O2 o,65 0,014
- H2 88 0,12 A 0,45 o,oo85
- H2 42,2 o,o56 II2 0,67 0,00086
- Comme on le voit, les divers milieux rangés par ordre de trouble décroissant se trouvent également rangés par ordre de densité décroissante. Des divergences isolées ne se manifestent que pour les milieux les plus denses, où la mé-
- thode d'investigation fait apparaître les rayons presque égaux, et pour les milieux les plus raréfiés, où les différences s’évanouissent. L’unique propriété d’un milieu gazeux qui en détermine le degré de trouble est donc la densité; en d’autres termes, des masses égales produisent des troubles égaux.
- 20. Les rayons cathodiques de nature différente sont diffusés à des degrés différents. Jusqu’à présent nous avons toujours maintenu les conditions de production aussi constantes que possible, et. nous n’avons examiné que des rayons cathodiques d’une sorte bien définie. C’est ainsi que la pression dans le tube de décharge a toujours été telle que des étincelles intermittentes se produisaient entre les sphères B (fig. 1, p. 293) écartées de 2,8 cm. Si nous diminuons maintenant la pression dans le tube de décharge en conservant le même milieu dans le c'nampd’observation, nousauronsen premierlieu une plus grande intensité des rayons (2), et un plus grand éclat des taches phosphorescentes. Si leur diamètre augmentait en même temps, nous n’aurions pas à en être surpris, leurs bords étant très vagues et l’agrandissement n’en pouvant être qu’apparent. Mais c’est l’inverse qui a lieu. Tandis que l’éclat des taches augmente fortement vers le centre, il diminue aux bords, les taches se rétrécissent et deviennent plus nettes. Au contraire, en augmentant la pression du gaz dans le tube de décharge, les taches non seulement s’obscurcissent, mais s’étendent aussi et deviennent plus vagues; s’il y avait au préalable un noyau et un halo, ces deux parties peuvent finalement entièrement se fondre l’une dans l’autre.
- Ces aspects ont été fréquemment observés pendant que, dans les expériences précédentes (18), le vide était porté au degré voulu. J’ai suivi ce phénomène particulièrement pour l’air à r3 millimètres de pression, pour l’hydrogène à 167 millimètres et pour l'acide carbonique à 39,2 millimètres, pendant que la longueur de l’étincelle mesurant le degré de raréfraction variait entre 2 et 4 centimètres.
- Je conclus que les rayons cathodiques produits à des pressions différentes possèdent la propriété de la propagation diffuse à des degrés différents. Des rayons produits à de moindre raréfactions sont moins diffusés que ceux produits aux plus grandes raréfactions. Le fait qu’il
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- existe des rayons cathodiques de nature différente «dont les propriétés se confondent, qui correspondent aux couleurs de la lumière et qui diffèrent par leur capacité de phosphorescence, d’absorption et de déviation par l’aimant» a déjà été remarqué par Hertz (lj.
- De même que la propagation diffuse des rayons cathodiques dans les gaz en général, le phénomène observé ici possède une analogie optique connue : la lumière à petite longueur d’onde est dispersée plus fortement dans certains milieux optiques troubles que la lumière à plus grande longueur d’onde.
- 21. A en juger par la manière dont se comportent les gaz, les phénomènes dans l’éther qui constituent l’essence des rayons cathodiques, doivent être d’une telle finesse que les dimensions de l’ordre de grandeur moléculaire sont à prendre en considération. Même envers la lumière de la plus petite longueur d’onde, la matière se comporte comme si elle remplissait l’espace d’une façon continue; envers les rayons cathodiques, au contraire, même les gaz élémentaires se comportent comme des milieux non homogènes; ici chaque molécule individuelle semble donc agir comme un obstacle séparé. Les molécules de gaz rendent l’éther trouble, et il est très remarquable que dans ce fait n’intervient aucune aucune propriété de la molécule que sa masse. La masse totale des molécules contenue dans l’unité de volume détermine le degré de trouble du milieu. Si les molécules de gaz sont remplacées par des particules grossières en suspension, et les rayons cathodiques par la lumière, on arrive à des phénomènes analogues, mais dans ce cas les propriétés du milieu ne sont pas déterminées par une condition unique aussi simple.
- A. II.
- Propriétés magnétiques du fer, par J.-A. Ewing et Miss Helen G. Klaassen (2).
- Expériences avec des groupes d'aimants pivolés.
- Le reste de nos expériences est relatif à la théorie moléculaire de l’induction magnétique exposée dans un précédent mémoire par l’un de
- nous (1). II a été montré dans cette étude que, si nous adoptons l’hypothèse de Weber attribuant une polarité magnétique aux molécules d’un métal magnétisable, le phénomène de l’hystérésis et d'autres caractéristiques du phénomène d’aimantation se présentent comme des conséquences des actions qu’exercent entre elles les molécules, par leurs forces polaires. Ainsi, lorsqu’on applique une force magnétisante à une masse non aimantée, les aimants moléculaires sont d’abord déviés d’une façon stable, et dans cette phase il n’y a pas d’hystérésis. Mais lorsqu’on augmente la force suffisamment, certaines molécules sont déviées assez fortement pour devenir instables, et il en résulte la destruction de l’équilibre antérieur et un réarrangement des groupes moléculaires. Finalement, une troisième phase est atteinte, ou d’autres déviations stables de minime grandeur conduisent à l’état de la « saturation » complète.
- L’hystérésis se manifeste chaque fois que des molécules passent d’une configuration stable en une autre par l’intermédiaire d’une phase d’instabilité, et cette transition étant mécaniquement irréversible, implique une dissipation d’énergie. Il a été montré que cette conception de la structure moléculaire donne une explication de beaucoup défaits connus relatifs aux propriétés magnétiques du fer et de l’acier, et que quelques-uns de ces faits peuvent être imités avec un modèle consistant en un groupe de petits aimants pivotés sur des axes fixes comme des aiguilles de boussoles, et suffisamment rapprochés les uns des autres pour permettre à leurs forces polaires de s’exercer énergiquement.
- Pour élucider encore cette théorie, nous avons fait un certain nombre d’expériences avec un modèle de ce genre. Dans quelques-unes d’entre elles, on a employé jusqu’à i3o petits aimants. Ceux-ci sont découpés dans une feuille d’acier; ils ont la forme d’un losange, long de 2,5 cm., large de 1,2 cm., mais quelques-uns sont plus petits; chacun a en son centre une cavité pratiquée au poinçon et servant de chape, dans laquelle s’engage le pivot de support, qui n’est autre que la pointe d’une punaise dont la tête sert de base. Ces punaises sont plantées
- (*) Wied. Ann., t. XIX, p. 816, i883.
- H I,a Lumière Électrique du 26 mai 1894, p. 3
- (') Roy. Soc. Proc., t. XLVIII, p. 342 (juin 1893).
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- par en-dessous dans une feuille de papier pour les maintenir aux distances voulues, et le papier •est étendu sur une glace horizontale placée entre deux bobines destinées à produire le champ magnétique. Deux groupes d’aimants ainsi constitués sont généralement superposés. Le moment magnétique de l’ensemble du -groupe est mesuré à l’aide d’un magnétomètre à miroir, pourvu d’une bobine compensatrice ajustable, servant à neutraliser l’effet direct du courant dans les bobines du modèle.
- Le groupe, ayant été longuement remué et mêlé,' est abandonné au repos dans l’absence de toute force directrice extérieure, puis on augmente graduellement le courant dans les bobines en se servant d’un rhéostat liquide; on en mesure l’intensité au galvanomètre en même
- a
- 100 200 300 (00
- Courant ci 'aimantation.
- Fig. 35. — Action d’une force directrice sur un groupe de petits aimants.
- temps que l’on détermine le moment résultant au magnétomètre. Les nombres (en unités arbitraires) sont donnés ci-après et sont portés en courbe dans la figure 35.
- Courant Moment Courant Moment
- O O ro 28
- 4 0 58 4'
- IO I 63 48
- 1/ 3 83 1 ig
- 26 5 l45 145
- 33 11 1S4 160
- 41 11 447 174
- La plus grande valeur du courant est assez élevée pour porter le groupe d’aimants à un état voisin de la « saturation ». On voit sur la figure que les trois phases du phénomène d’aimanta-
- tion sont bien reproduites dans le modèle et, malgré le nombre limité de « molécules » qui prennent part au mouvement, les déterminations peuvent se réunir en une courbe qui présente le caractère général de la courbe d’aimantation du fer.
- D’une façon analogue, la figure 36 montre les résultats obtenus en faisant parcourir à un groupe d’aimants un cycle complet, en inversant deux fois le champ directeur. La figure 3y indique l’expérience subséquente faite.sur le même groupe, et destinée à montrer l'effet des suppressions et des rétablissements successifs de la force directrice. Dans ces expériences, le modèle se comporte sous tous les rapports comme un métal magnétique.
- La même concordance se retrouve même dans des propriétés moins évidentes (fig. 38, 39 et 40).
- Fig. 36 et 37. — Cycles parcourus par un groupe de petits aimants.
- Lorsqu’une masse non aimantée de fer ou d’acier est soumise à l’action d’une force magnétique assez énergique pour porter le métal à la phase de grande perméabilité, mais pas assez énergique pour l’amener, dans le voisinage de là saturation, et lorsque cette force varie entre des valeurs limites positives et négatives égales, on trouve que la première application de la force induit plus de magnétisme que les suivantes, et que les variations ne deviennent cycliques qu’après un certain nombre d’inversions. Et pendant la période d’établissement graduel de ce régime cyclique, les valeurs limites entre lesquelles oscille l’aimantation se trouvent réduites. Ces effets de l’hystérésis sont bien indiqués par la figure 38, qui est empruntée à un mémoire antérieur et représente les résultats d’essais faits sur un morceau d’acier recuit.
- Les mêmes phénomènes se produisent dans
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- le modèle, à la condition que les petits aimants aient été au préalable fortement secoués et abandonnés ensuite dans l’absence de toute forcé directrice, condition dont on peut admettre l’analogie avec le recuit du métal. La figure 3g en est un exemple typique. Elle représente un essai fait sur le groupe d’aimants dont il vient d’être question. Après avoir éliminé tous les effets des champs antérieurs en remuant le groupe d’aimants, on appliqua une force directrice assez faible qu’on inversa ènsuité trois fois de suite. A la troisième inversion, les variations du moment résultant du groupe devinrent presque "cycliques, mais avec des limites de variation beaucoup plus restreintes que lors delà première application du champ. Des résultats correspondants ont été trouvés dans une autre expérience où la première application du champ a été faite dans le sens négatif.
- D’autre part, en employant un modèle formé de 36 aimants seulement, on observait la posi-
- Fig. 38 et 3g. — Période d’établissement du cycle dans ' l’acier et dans un groupe de petits aimants.
- tion des différents aimants lorsque le champ était appliqué dans un sens, puis inversé, puis ramené dans le sens primitif, et ainsi de suite. La configuration du groupe dans le premier cas n’était pas reproduite dans le troisième, ni celle de la deuxième phase dans la quatrième. Mais la cinquième application de la force rendait à tous les éléments du groupe la môme position que dans la troisième phase, et la sixième concordait avec la quatrième.
- Des essais faits sur du fer et de l’étain montrent que si l’on a affaire non à un morceau de métal non aimanté, mais à un morceau désaimanté par le procédé des inversions successives, les phénomènes qui viennent d’être décrits ne s.e retrouvent pas, ou sont au moins beaucoup moins perceptibles que dans le métal vierge.
- fis réapparaissent après que l’état primitif a été reproduit par le recuit. Sous ce rapport, l’état moléculaire du fer qui a été désaimanté par inversions d’une îorce magnétisante éner-
- gique (diminuant jusqu’à zéro) diffère de celui d’un morceau qui a été désaimanté par le recuit ou même, peut-on ajouter,rpar la vibration mécanique. ' • ' ’ • >
- La même différence se retrouve dans la façon dont se comporte le modèle après avoir été traité des deux façons correspondantes. S’il est arrivé à un état initial neutre par l’arrangement dé ses aimants après agitation, le modèle se comporte comme l’indique la figure 38. D’autre part, si l’état neutre a été produit par des inversions répétées d’un champ directeur intense, inversions lentes pour ne pas créer une agitation générale du groupe, et réduites graduellement à zéro, les déplacements des aimants sous l’influence d’un champ plus faible appliqué ensuite prennent immédiatement: le régime' cyclique, lorsqu’on fait varier le champ d’une manière correspondante.
- Les figures 40 et 41, résultats d’expériences faites avec un groupe de 120 aimants, en donnent
- Fig. 40 et 41. — Influence du mode de neutralisation.
- un exemple.- Dans l’exemple de la figure 40 les aimants ont été agités au préalable, et en appliquant le champ les variations ne sont pas cycliques dès le début. La figure 41 montre comment secomportele même groupe sous l’influence des mêmes variations de champ, mais après désaimantation préalable par inversions successives. Ici le régime cyclique s’établit tout de suite, et avec autant de symétrie que peut la donner un modèle ne comportant qu’un nombre limité d’aimants.
- Les observations faites sur un modèle-de ce genre sont nécessairement assez grossières, et il ne faut pas attacher trop d’importance aux caractères particuliers des courbes. Mais en répétant ces expériences, on trouve toujours la même distinction essentielle entre les états que produisent les deux modes différents de production de l'état neutre, distinction dont le fer et l’acier offrent une analogie frappante.
- A. H.
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- FAÏTS DIVERS
- M. N. Tesla vient de faire breveter un compteur d’énergie électrique basé sur la désagrégation que subissent les solides dans les tubes de Geissler. Deux conducteurs scellés dans un tube à air raréfié sont reliés aux bornes secondaires d’un transformateur de haut voltage. L’énergie électrique passant d’un conducteur à l’autre dans l’air raréfié arrache des particules de ces conducteurs dont la perte de volume peut donner la mesure de la quantité d’énergie ayant passé dans le tube.
- Un de nos confrères que préoccupe le facteur 4 n dans les formules de magnétisme, après avoir dit que le nombre « est dans la nature», ajoute, quelques phrases plus loin, que si au lieu de 10 on avait pris pour base du système de numération le nombre tz, « le rapport de la circonférence d’un cercle à son diamètre eût été l’unité. » Par quelle suite de raisonnements ces deux affirmations peuvent-elles bien être conciliées?
- Pour élever des liquides à une grande hauteur à l’aide de pompes actionnées électriquement, M. Dumont, de Lille, emploie la disposition suivante. De chaque côté de moteur sont placées deux pompes centrifuges couplées directement avec l’arbre du moteur. L’orifice de l’évacuation de chaque pompe est relié à l’orifice d’aspiration de *lâ suivante. En' u'n"mof, les ‘quatre pompes sont montées en tension. On arrive ainsi à élever l’eau à une hauteur considérable sans avoir à employer des réservoirs intermédiaires.
- Les mines de North-Seaton viennent de terminer une installation de pompes actionnées électriquement. Suivant le Moniteur industriel, ces pompes, au nombre de trois, ont été étudiées pour débiter 1100 litres d’eau par minute à une hauteur de i5 mètres avec une conduite de 20 centimètres de diamètre et de 1200 mètres de longueur.
- Le moteur électrique qui commande les pompes a une puissance de 20 chevaux à la vitesse normale de 720 tours par minute. Cette vitesse est réduite à 3o tours par minute sur l’arbre des pompes à l’aide d’un engrenage à vis sans fin; la vis, en fer forgé, tourne dans un bain d’huile, et sa roue est en bronze phosphoreux; un palier de butée supporte l’effort latéral exercé par cet engrenage.
- Chaque pompe est montée sur un bâti indépendant boulonné sur un socle en fonte construit en deux pièces. L’arbre à manivelle ainsi que les bielles sont en acier. Les pistons, en métal à canon, ont 236 millimétrés de diamètre et une course de 38o millimètres.
- La dynamo génératrice donne, à 800 tours par minute, un courant de 65 ampères sous une différence de potentiel de 3oo volts. Elle est actionnée, à l’aide d’une courroie, par un moteur A vapeur, type pilon, à un seul cylindre de 33 centimètres de diamètre avec 254 millimètres de course. Ce moteur marche à 200 tours par minute.
- Le conducteur qui relie la génératrice à la réceptrice a 823 mètres de longueur. Lorsque les pompes ne doivent pas fonctionner, la génératrice est utilisée pour l’éclairage.
- M. Blondlot, l’éminent professeur de Nancy, a été élu membre correspondant de l’Académie pour la section de physique, par 42 suffrages sur 43 exprimés, en remplacement de M. Helmholtz, élu associé étranger.
- Pour la place d’académicien libre en remplacement de M. le général Favé, l’Académie a fixé son choix sur le sympathique directeur du Conservatoire national des Arts et Métiers. M. le colonel Laussedat a été nommé par 59 suffrages sur 62.
- On se rappelle que la Metropolitan Traction Company de New-York avait offert un prix de 25o 000 francs pour le meilleur système de traction électrique qui lui serait soumis. Le délai qui avait été accordé aux concurrents éventuels nous avait semblé tellement court et la somme offerte comme prix si considérable que nous ne sommes pas étonné aujourd’hui d’apprendre que le prix n’a pas été décerné. Pourtant trois à quatre mille inventeurs avaient envoyé des projets en temps voulu, mais la compagnie déclare ne pouvoir prendre une décision parce que les membres de la commission des chemins de fer qui devaient composer le jury se récusent aujourd’hui.
- L’Electrical World fait 'remarquer l’incorrection de cette manière d’agir, qui a fait perdre à de nombreux travailleurs leur temps et leur argent. Aussi, dit notre confrère, est-il certain que tous ceux qui avaient communiqué leurs documents à la compagie scruteront avec le plus grand intérêt dans tous ses détails le système que la compagnie adoptera finalement.
- Il n’est malheureusement pas nécessaire d’aller chercher au-delà de l’Atlantique des exemples de cette façon cavalière de traiter les inventeurs. Certains procédés employés dans la vieille Europe pour «exploiter» les inventions ne nous semblent guère plus délicats.
- Le conseil de surveillance de l’école Diderot a décidé la création d’un atelier d’électricité dans lequel tous les élèves de troisième année de la section d’ajustage seraient exercés pendant quinze heures par semaine aux divers travaux électriques. En outre, un certain nombre de le-
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- çons sur l’électricité seraient faites par le professeur de physique.
- Le conseil a décidé, en outre, que le concours de la chambre syndicale des industries électriques serait demandé pour l’élaboration du programme de ces leçons, l’organisation de l’atelier et le choix du chef d’atelier.
- La combustion incomplète des gaz produits dans un foyer provient surtout de ce que les gaz, en quittant la chambre de combustion, vont se refroidir au contact des parois de la chaudière et se mélangent derrière l’autel avec une grande quantité d’air insuffisamment chauffé.
- La disposition suivante, imaginée par MM. Caddy et G% de Nottingham, et que signale la Revue universelle, remédie à 'ces inconvénients. Les barreaux ont toujours la section triangulaire, mais sont évidés intérieurement, ce qui est facile à réaliser en coulant le barreau autour d’un tube de fer. A sa partie antérieure ce tube se recourbe pour déboucher au-dessus du cendrier; à sa partie postérieure il traverse l’autel et débouche à l’entrée du conduit des flammes et des gaz.
- On conçoit que l’air, appelé par la cheminée qui traverse ces tubes, est porté à une température très élevé lorsqu’il arrive à l’extrémité des tubes et. que, dès lors, loin de refroidir les gaz, il les amène à la température voulue pour assurer leur parfaite combustion.
- Une institution dite « Ecole nationale d’électricité » vient d’ôtre fondée à Chicago. Elle a pour but, en procédant par conférences hebdomadaires, d’enseigner l’électricité théorique et la construction des appareils électriques de tous genres.
- Dans une filature de coton, à Columbia, la General Electric Company a fait récemment une intéressante installation. Il s’agissait de transmettre 1000 chevaux hydrauliques. La hauteur de chute n’étant que de 7,5 m., les turbines marchent à une vitesse angulaire assez petite. Malgré cela les deux génératrices d’énergie électrique ont été couplées directement sur l’arbre des turbines.
- Ces machines sont d’énormes dynamos à courants triphasés de 5oo kilowatts. Elles ont 40 pôles et tournent à une vitesse normale de 108 tours par minute, donnant ainsi 36 périodes par seconde, à environ 57b volts. L’armature a trois mètres de diamètre. Les conducteurs sont des barres logées isolément dans des rainures. Le poids total de chaque machine est d’environ 45 tonnes.
- Dàhs la filature sont installés dix-sept moteurs de 65 chevaux, actionnant des transmissions. Leur vitesse angulaire, qui est de 535 tours par minute, varie de moins de 2 0/0 entre la pleine charge et la marche à vide. Ces machines n’ont ni commutateur ni anneaux collecteurs.
- M. Warren, de Liverpool, propose de durcir et de rendre l’aluminium ou ses alliages plus durables en y ajoutant du bore. Pour préparer l’alliage aluminium-bore, on introduit l’aluminium dans un fourneau, avec un mélange de spath-fluor et d’acide borique vitreux anhydre et on chauffe avec du gaz oxhydrique. L’acide borique est réduit et le bore produit se dissout dans l’aluminium. On ajoute 5 à 10 0/0 de cuivre.
- Les journaux américains annoncent qu’un incendie a détruit une station centrale à Montréal, le i“rmai dernier. Les causes de l’incendie sont inconnues, mais le feu a pris si rapidement que le mécanicien dut abandonner ses machines avant d’avoir pu les arrêter, et peu de temps après la vitesse des machines devint telle qu’un volant éclata, blessant deux hommes. Les pertes sont estimées à 5ooooo francs.
- Notre collaborateur M. W. de Fonvielle a publié dans la Revue Encyclopédique du i5 janvier un article sur la « Peine de mort », dans lequel il décrit les électrocutions et raconte leur origine. Il a reçu à propos de cet article, il y a déjà quelque temps, de M. le docteur Mac Donald, qui a été chargé par le gouvernement de l’état de New-Yorlc de suivre les sept premières électrocutions, et à propos desquelles des récits sensationnels ont été publiés dans une foule de journaux français, une lettre dans laquelle on trouve les passages suivants :
- « Depuis les derniers rapports que j’ai adressés à la Société médicale et à l’Académie de médecine de New-York, plusieurs autres exécutions par l’électricité ont eu lieu dans cet état, et toutes ont parfaiteemnt réussi. Cette méthode d’exécuter les criminels est maintenant fort en faveur dans ce pays, et l’on fait des démarches pour la faire adopter dans différentes parties des États-Unis et dans divers pays étrangers. Cette méthode a été assez perfectionnée pour empêcher la brûlure ou l’écorchure des tissus à l’endroit où les électrodes sont en contact, et pour assurer la mort instantanée et absolue.
- « Ce nouveau procédé consiste à appliquer un courant d’environ 1800 volts pendant pne période de 10 secondes; alors le courant est réduit à environ 400 volts, et il est maintenu à celte tension pendant 40 à 5o secondes. De cette manière, l’abolition de la conscience est obtenue instantanément par le courant de haut voltage, et la suppression de tout mouvement réflexe ultérieur, qui a été observé plusieurs fois avec l’ancien système, est assurée en maintenant le contact avec un voltage moindre pendant 40 ou 5o secondes, comme je viens de le dire.
- « Il est hors de doute que cette méthode d’infliger la mort est la plus rapide, la plus sûre, la moins pénible et la moins répugnante qui ait encore été imaginée.
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- « La presse de cet état, qui, dans le commencement était très opposée à cette méthode, est maintenant, presque sans exception, très fortement en sa faveur, et chaque exécution nouvelle fortifie ces adhésions. J’ai la confiance que dans un avenir peu éloigné, elle deviendra la méthode universelle, au moins dans ce pays, pour appliquer la peine de mort. »
- Éclairage électrique.
- La municipalité de Nuremberg a décidé d’établir aux environ de la ville une station d’éclairage électrique. M. O. Von Miller a été chargé d’établir deux projets, l’un comportant l’emploi exclusif du courant alternatif, l’autre basé sur la transformation du courant alternatif en courant continu.
- L’industrie de l’éclairage qui représente de nos jours une partie notable de l’activité générale, n’est, en somme, basée, en très grande partie tout au moins, que sur une convention sociale. Elle ne doit son importance qu’aux diverses circonstances qui ont fait fixer le jour civil à des heures de la journée qui ne correspondent pas avec le jour astronomique. Le jour civil commence très tard après le lever du soleil et se termine aussi très tard. Il suffirait de l’avancer de quelques heures pour éviter la nécessité, au moins durant la majeure partie de l’année, d’avoir recours le soir, à l’éclairage artificiel, et pour épargner ainsi l’énorme somme de travail dépensée dans l’industrie de l’éclairage. Cette modification de nos habitudes ne serait évidemment pas à l’avantage des industriels occupés dans cette branche, mais nous nous contentons d’en constater le fait.
- Une modification de l’heure officielle de quelques minutes seulement a déjà une influence sur la durée de l’éclairage. Nous en avons un exemple frappant dans les conséquences qu’entraîne l’adoption de l’heure moyenne de l’Europe centrale en Allemagne et que signale Pro-metheus.
- Dans la plus grande partie de l’Allemagne il en résulte un retard de 10 à 3o minutes entre l’heure solaire et l’heure civile, retard qui a pour effet de réduire d’autant la durée de l’éclairage des restaurants, cafés, magasins, etc. Les compagnies de gaz et d’électricité subissent de ce chef un réel préjudice, balancé, il est vrai, par un profit égal réalisé de la part des consommateurs. C’est ainsi que l’an dernier, à Kiel, on a constaté une diminution de io3ooo mètres cubes dans la consommation du gaz; à Bochum, on trouve également une diminution de iooooo mètres cubes au moins. De môme, à Hanovre, on estime que la consommation de courant électrique a diminué de 8 o/o, ce qui correspond à une réduction de
- recettes dé 25ooo francs environ et réduit à peu près de moitié le bénéfice net de la compagnie d’électricité.
- La station centrale de Sainte-Radegonde, à Milan, qui distribue le courant électrique à une grande partie de la ville, vient de publier son compte rendu annuel, dont le Cosifios tire les indications suivantes :
- Au 3i décembre 1893, cette usine alimentait 33 080 lampes à incandescence et 629 lampes à arc, étant ainsi en augmentation de 7500 lampes à incandescence et de 12 lampes à arc, et le coût de production a continuellement baissé, bien que la production ait augmenté. L’usine est descendue de 386 000 francs de dépenses en 1891 à 337000 francs en 1893, et le nombre d’ampères-heures produit par l’usine est monté dans la même période de 7003 000 à 8 3i2 000.
- Ces économies s’expliquent en partie par le moindre coût du charbon, par de meilleures machines consommant moins de vapeur, et par conséquent moins de combustible, par le bas prix des lampes à incandescence, que le commerce parvient à livrer maintenant à des prix inférieurs à celui d’il y a trois ans. La production ayant augmenté de 8,3 0/0, l’économie de combustible à été de 90/0. Pendant cette période de trois années, de 1891 à 1893, le combustible consommé par ampère-heure a été respectivement de 0,6627, 0,6218 et o,bo8 kg., et les frais de production pour un ampère-heure en centimes : 5,5i, 4,61, 4,o5.
- Une seconde usine possède une ligne de tramways dont l’établissement lui a coûté la somme de 446674 francs. Les deux premiers mois de l'exercice ont donné une recette de 36794 francs, chiffre qui permet de croire que la Société pourra bientôt amortir ses frais d’installation.
- A Chicago, on a ouvert récemment à la circulation d’un tramway à câble un tunnel dont la construction a duré 4 années et a coûté environ 8 millions de francs. La longueur de ce tunnel entre la rue Franklin et la rue Clinton est de 462 mètres ; sa hauteur, de la voie au point culminant de la voûte, de 4,8 mètres et sa largeur de 9 mètres.
- Il est éclairé électriquement par une installation dont Y Etektrotechnische Zeitschrift donne une description.
- Les dynamos, machines et chaudières se trouvent dans un bâtiment situé au-dessus du tunnel. Dans un espace de 7,6 x 9 mètres carrés on à installé trois dynamos YVaddell-Entz de 60 kilowatts couplées directement avec des machines à vapeur à grande vitesse Mc Ewen de 100 chevaux, tournant à 275 tours par minute. L’armature, du type Gramme, est calée directement sur l’arbre du moteur à vapeur et fait fonction de volant. Toutes les pièces polaires de chaque machine ne sont excitées que par une seule bobine. Les inducteurs sont en fonte.
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- Les connexions entre les dynamos sont établies par des conducteurs passant dans des tuyaux en fer au-dessous du parquet. Un puits d’environ 17 mètres de profondeur descend dans le tunnel et livre passage aux câbles qui alimentent les lampes à arc.
- Celles-ci, au nombre de 5o, de 2000 bougies, sont suspendues à la voûte du tunnel de 7,5 en 7,5 m. Elles éclairent très brillamment le tunnel, dont les murs peints en blanc contribuent à distribuer la lumière uniformément.
- La puissance des dynamos étant bien supérieure à celle qu’absorbent les lampes à arc, on a l’intention de fournir du courant à une centaine d’autres lampes à arc et à environ 25oo lampes â incandescence, dans les constructions voisines.
- Télégraphie et Téléphonie.
- La Revue des postes et télégraphes annonce que la chambre de commerce de Granville vient de nommer une commission à l’effet d’étudier l’organisation d’un réseau téléphonique urbain et l’établissmeent d’une ligne téléphonique avec Paris et les villes voisines de Granville.
- La téléphonie ne fonctionne pas encore en Grèce d’une manière régulière. Le Journal Télégraphique nous apprend qu’il y a dans plusieurs villes des communications privées établies par suite de permission gouvernementale, mais aucune exploitation ne se fait ni par le gouvernement, ni par des compagnies privées. A Athènes et au Pirée il existe un réseau desservant exclusivement les bureaux de la police et de l’Administration.
- En 1893, il a été voté une loi d’après les dispositions de laquelle le gouvernement s’est réservé l’exploitation téléphonique dans les villes d’Athènes et du Pirée, avec faculté d’accorder des concessions pour les autres villes, mais elle n’a pas encore été mise à exécution.
- Sauf ces communications privées, le téléphone est employé dans le service du chemin de fer d’Athènes-Laurium et dans plusieurs bureaux télégraphiques du Gouvernement, au lieu de l’appareil Morse.
- Le Journal Télégraphique, de Berne, signale un intéressant article de la Gazette d’TIawaï sur le câble projeté entre les États-Unis et Hawaï, qui donne un résumé des études faites jusqu’ici pour la réalisation de ce projet, l^a route considérée la plus convenable dans ce but a été étudiée par le vaisseau américain Albatros; elle s'étend, de Diamon-IIead (Ilonolulu), jusqu’à Sanilas, dans la baie de Monterey, en Californie.
- On a découvert sur ce parcours une vallée sous-marine qui commence à l'endroit où était autrefois l’embouchure d’une rivière appelée Salinas et qui court dans
- le fond de la mer quelques milles à l’ouest, fournissant ainsi un lit artificiel des plus remarquables pour la posé d’un câble.
- L’absence totale de rochers et l’existence d’une couche profonde de sable et de vase dans toute la longueur de cette vallée semble l’avoir spécialement destinée à servir de lit a un câble télégraphique. Le rapport très intéressant de M. le lieutenant Clover, de Y Albatros, qui a commandé cette dernière expédition, montre que sur cette route, depuis la côte de la Californie jusqu’au point de l’atterrissement à Honolulu, le lit de l’Océan est entièrement dénué de rochers, mais qu’il consiste, en majeure partie, en un limon et une vase très molle, dans lesquels le câble s’enfoncera de plusieurs pieds et où il sera ainsi entièrement submergé et protégé contre les insectes marins et contre tous les facteurs qui pourraient tendre à sa destruction.
- M. le lieutenant Clover dit que les levés ont été faits avec tous les soins et toute l’exactitude que permettent les moyens scientifiques dont on dispose aujourd’hui pour les sondages maritimes; il croit que les cartes et les observations faites pendant cette expédition donnent une connaissance parfaite de la route et prouvent la possibilité de la pose d’un câble sur un point quelconque entre la Californie et les îles Hawaï.
- On a fait les sondages sur une largeur d’environ 3o0 milles, et leurs résultats paraissent indiquer que la route la plus favorable est représentée par une ligne rhomboï-dale entre la Californie et Honolulu. Cette ligne a été* trouvée la plus avantageuse et exigeant une moins grande longueur de câble, puisqu’elle suivrait un fond plat composé d’une substance très favorable â sa protection et à sa préservation ; on éviterait ainsi les montagnes sous-marines et les régions volcaniques dont la composition exercerait probablement une action chimique sur la gaine du câble et où il risquerait d’être détruit par les bouleversements futurs.
- La distance d’Hawaï â Vancouver est, y compris le mou, de 2675 milles, et celle entre Hawaï et San Francisco, y compris le mou, de 2247 milles; cette dernière ligne est, par conséquent, plus courte de 428 milles, et comme on évalue le coût du câble une fois posé à 1200 dollars par mille, la ligne d’Hawaï à San Francisco serait de 5ioooo dollars meilleur marché que la ligne de Vancouver.
- D’après la même estimation, la pose d’un câble d’Hawaï à la baie de Monterey coûterait 2696400 dollars.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique. — Paris. 3i boulevard des Italiens.»
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- La Lumière Electrique
- JL.
- Journal universel d’Électricité
- 31, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : D’ CORNÉLIUS HERZ
- XVI ANNÉE (TOME LH) SAMEDI 9 JUIN 1894 N^ 23
- SOMMAIRE. — Pupillométrie et photométrie; Charles Henry. — Le compteur d’énergie électrique système Brillié (nouveau modèle); Paul Robert. — Détails de construction des machines dynamo; Gustave Richard. — Questions d’exploitation, régularité de voltage et distributions à trois fils; G. Claude. — Chronique et revue de la presse industrielle : Télégraphie et téléphonie simultanées Pickernell. — Accumulateurs Wheeler. — Théorie et calcul des moteurs à courants alternatifs asynchrones, par É. Arnold. — Revue des travaux récents en électricité : Sur la variation de l’hystérésis magnétique avec la température, par W. ICunz. — Force exercée par un électroaimant sur son armature, par J. Hopkinson. — Sur l’amortissement apériodique et son application à la galvano-métrie, par E. Riecke. — Faits divers.
- PUPILLOMÉTRIE ET PHOTOMÉTRIE (l).
- I. — LA PUPILLE.
- La pupille est l’ouverture variable que présente l’iris, ce diaphragme membraneux, circulaire et contractile, situé entre la cornée qu’il sous-tend et le cristallin dont il recouvre les bords. La pupille n’est pas exactement au centre de l’iris : elle est un peu plus près de son bord interne. Les dimensions de l’ouverture et de l’anneau varient en sens inverse l’une de l’autre : dans l’état moyen de dilatation la pupille a un diamètre de 3 à 4 millimètres ; le diamètre de l’iris est de i3 millimètres.
- Par sa grande circonférence l’iris adhère au muscle ciliaire, tandis que la petite circonférence ou l’orifice pupillaire baigne dans l’humeur aqueuse : les faces antérieure et postérieure sont recouvertes de pigments.
- On distingue dans l’iris deux couches : l’une postérieure ou pigmentaire qu’on appelle uvéc, l’autre antérieure, qui préside au resserrement et à la dilatation de la pupille, et renferme des fibres de tissu conjonctif, des cellules pigmentaires, un muscle à fibres circulaires, un muscle à fibres rayonnées, des ramifications nerveuses
- (') Leçons professées à l’Ecole pratique des hautes études (2” semestre 1894).
- du moteur oculaire commun et du grand sympathique, enfin des artères et des veines.
- Le muscle à fibres circulaires fait resserrer la pupille (sphincter de la pupille) : le muscle â fibres rayonnées la fait dilater. Sur le premier agit le nerf moteur oculaire commun; sur le second le grand sympathique (branche antérieure de la deuxième paire dorsale). Les filets provenant de l’un et de l’autre de ces nerfs ont pour centre commun le ganglion ophtalmique dont les branches afférentes forment un plexus dans le muscle ciliaire.
- D’après F. Franck, il partirait de ce ganglion des filets ciliaires constricteurs (au nombre de 6 à 7 chez le chien), qui seraient indépendants, car la section ou l’excitation de ces filets déterminerait sur la pupille des effets beaucoup plus marqués que ceux que l’on obtient avec le motqur oculaire commun.
- Leà nerfs dilatateurs comprennent des fibres médullaires provenant d’un point de la moelle cervicale et dorsale situé entre le niveau de la cinquième vertèbre cervicale et celui de la sixième vertèbre dorsale et des fibres cérébrales qui passent par les racines du trijumeau.
- Yulpian a montré, en effet, qu’ « après avoif enlevé le ganglion cervical supérieur et séparé le premier ganglion thoracique de ses connexions vertébrales on pouvait encore produire par voie réflexe la dilatation de l’iris » 0.
- (') Beaünis. Physiologie 3” édition, II, 5i6.
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- 2. — LES CAUSES MODIFICATRICES DELA PUPILLE.
- Les causes qui influent sur le diamètre de la pupille sont très complexes : elles ont été résumées par Beaunis dans le tableau suivant :
- Contraction pupillaire.
- Excitation du nerf optique.
- Excitation du moteur oculaire commun.
- Section du trijumeau.
- Paralysie du sympathique.
- •Paralysie des fibres vasomotrices de l’iris.
- Réplétion des vaisseaux de l’iris.
- Lumière (action sur la rétine).
- Lumière (action directe).
- Accommodation pour les objets rapprochés.
- Rotation de l’œil en dedans.
- Diminution de pression in-tra-oculaire.
- Ponction de la chambre antérieure.
- Excitation de la partie médiane de la cornée (?).
- Expiration.
- .Systole ventriculaire (pouls).
- Sommeil.'
- Myotiques (calabar, nicotine, morphine). Anesthésiques (au début).
- Chaleur.
- Dilatation pupillaire.
- Section du nerf optique.
- Paralysie du moteur oculaire commun.
- Excitation du trijumeau.
- Excitation du sympathique.
- Excitation des nerfs vasomoteurs de l’iris.
- Rétrécissement des vaisseaux de l’iris.
- Excitation des nerfs sensitifs.
- Vision des objets éloignés.
- Rotation de l’œil en dehors.
- Augmentation de pression intra-oculaire.
- Excitation du bord externe de l’iris.
- Excitation du bord de la cornée.
- Inspiration.
- Diastole ventriculaire.
- Dyspnée.
- Asphyxie.
- Syncope.
- Approches de la mort, forte contraction musculaire.
- Mydriatiques (atropine,etc)
- Anesthésiques (fin de l’anesthésie.
- Froid.
- Mais toutes ces causes n’ont pas une égale importance ; plusieurs n’agissent que dans des cas pathologiques; d’autres n’ont qu’un intérêt théorique; en photométrie il n’y a guère à considérer que l’action de la lumière sur la rétine, l’action directe sur l’iris, l’excitation de nerf optique, l’accommodation, le degré de convergence des axes visuels. Néanmoins, comme il pourrait être utile pour certaines expériences de connaître l’action de diverses substances médicamenteuses, j’indiquerai ces influences d’après une thèse de F. Leblanc (iSy5).
- Les préparations ferrugineuses, l’acide phé-nique contractent la pupille, tandis qu’un autre astringent, le plomb, la dilate.
- Le mercure, l’iode déterminent un rétrécisse-
- ment, tandis que l’arsenic, l’argent, les sels de potassium et de sodium produisent de la dilatation.
- L’apomorphine (C17H17 Az, O2), qui est un émétique énergique, dilate la pupille quand elle provoque le vomissement, mais la contracte, quand cet épiphénomène fait défaut.
- La strychnine appliquée sur l’œil la fait contracter, tandis qu’administrée à l’intérieur elle la fait dilater énergiquement,
- Le seigle ergoté dilate la pupille, tandis que le chlorhydrate de morphine la contracte en général.
- La belladone exerce une action mydriatique de durée d’autant plus courte que la dilatation a été plus considérable : la mandragore et la datura exercent des actions analogues, mais moins intenses.
- Les effets du tabac sont différents suivant qu’il est absorbé ou appliqué directement sur l’œil : dans le premier cas il y aurait souvent dilatation, dans le second, rétrécissement.
- L’hyosciamine, cet alcaloïde encore mal défini de la jusquiame, la morelle noire, le hachisch, l’aconit agissent comme la belladone, tandis que l’ésérine, le principe actif de la fève de calabar, peut être considéré comme le médicament antagoniste de l’atropine.
- Contrairement à l’indication du tableau ci-dessus, F. Leblanc constate une mydriase extrême pendant la période d’excitation anesthésique avec le chloroforme, à la fin un myosis qui disparaît, quand l’anesthésie diminue : avec le protoxyde d’azote, c’est l’inverse qui a lieu.
- La quinine dilate la pupille : le café, le thé, le coca n’influent pas d’une manière nette; l’alcool à petite dose la contracte, à hautes doses la dilate; appliqué sur l’œil, l’extrait aqueuxde jabo-randi peut rendre la pupille punctiforme.
- La digitale, le bromure de potassium, la gel-semine sont des mydriatiques.
- 3. -- LES PU1TLLOMÈTRES
- On a proposé de nombreux instruments de mesure pour le diamètre de la pupille. Il y a de grandes difficultés à le mesurer directementavec une règle graduée, à cause] des mouvements de l’œil et de la grande ressemblance de teintes de l’iris et de la pupille dans les yeux noirs : même
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- dans les yeux clairs, l’orifice pupillaire est entouré d’une auréole foncée qui se confond avec la pupille. Entre la pupille et l’instrument gradué il y a toujours nécessairement une distance qui cause, avec les mouvements de l’œil observateur, les erreurs de parallaxe.
- Les médecins ont souvent employé les échelles de pupilles de Follin, cercles noirs de diamètre croissant de i à i3 millimètres qui sont dessinés sur un carton et que l’on compare avec les pupilles qu’il s’agit de mesurer.
- Follin estimait encore le diamètre de la pupille en plaçant devant l’œil un disque de verre supporté par un manche et présentant des divisions micrométriques : Halma Grand ajoutait une loupe pour rendre plus facile la lecture des divisions.
- Lambert et Olbers observaient l’image réfléchie de l’œil par un miroir plan et mesuraient le diamètre de l’image de la pupille avec un compas.
- Laurence et Galezowski emploient une règle graduée, sur laquelle glissent deux curseurs rapprochant jusqu’au contact ou éloignant deux crins parallèles qu’on cherche à mettre en face des bords de la pupille.
- Coccius observe la pupille à travers une lentille de 74 millimètres de distance focale dans une boîte présentant à une de ses extrémités une ouverture pour l’œil de l’observateur, à l’autre une ouverture pour l’œil observé et latéralement une troisième ouverture pour éclairer une règle divisée en dèmi-millimètres, fixée contre la partie inférieure de la lentille; cette lentille est mobile dans le sens de l’axe et l’observateur voit en même temps que la pupille l’image de la règle divisée réfléchie par un miroir; il rapproche son œil jusqu’à ce que le bord pupillaire apparaisse aussi net que l’image réfléchie de la division; il mesure l’ouverture pupillaire par cette image.
- Doijer observe avec un oculaire de Ramsden, sur une lame de verre divisée en centièmes de millimètre et placée à une distance double de la distance focale de la lentille, une image de l’œil produite par une lentille convexe qui se trouve au double de sa distance focale de l'œil observé; l’image a donc la même grandeur que la pupille.
- Gomme pour tous les objets soumis à des déplacements, une méthode très rigoureuse de
- mensuration pour la pupille est celle que permettent les ophtalmomètres. Ce sont des appareils fondés, en général, sur ce principe extrêmement ingénieux que l'on doit à de Ilelmholtz, Lorsqu’on observe un objet à travers la ligne de séparation de deux lames de verre à surfaces planes contiguës par une de leurs tranches, on obtient au lieu d’une seule image deux images, dont la distance dépend de l’indice de réfraction, de l’épaisseur des lames, de l’angle d’incidence du rayon lumineux ou de l’angle d’inclinaison des lames, toutes données faciles
- Fig. i
- à connaître; lorsque les deux images sont en contact, le dédoublement est égal au diamètre de l’objet; une formule simple permet de calculer le diamètre, connaissant l’angle d'inclinaison des lames.
- Ces appareils étant compliqués, le docteur Landolt a fondé sur le même principe un pupil-lomètre très maniable. L’observateur regarde à travers la ligne de contact de deux prismes S'pp, Sp' p' (fig. i) superposés en sens contraire par leur surface de section la pupille AB; il voit double ; les rayons qui proviennent d’un point M sont déviés par chacun des prismes^vers sa base et forment les images I, IL La distance centre les milieux <>." des deux images doubles a' jV, a" ji"
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- est, comme il est aisé de le voir, égale au double produit de la distance de l’objet à l’œil A par l’angle de déviation 9 de l’un des prismes
- x = 2 A tang
- Quand les deux images se touchent et viennent en a' b', a" b", x représente le diamètre de l'objet. La combinaison des prismes est mobile Sur une tige que l’on gradue empiriquement en observant à des distances variables une règle portant des divisions millimétriques.
- Tous ces papillomètres, de précision très inégale, sont fondés sur des principes d’optique physique : en i856, Fick a indiqué un principe tout à fait nouveau, emprunté à l’optique physiologique, l’observation entoptique de l’image de la pupille.
- Ce principe a été repris par Robert-Hou-din et par le docteur Badal. On peut l’énoncer ainsi : lorsque deux points lumineux de
- Fig. s
- dislance variable dans un plan perpendiculaire à l'axe visuel dessinent sur la rétine des cercles de diffusion qui se touchent, l'écartement de ces points est précisément égal au diamètre de la pupille.
- Le docteur Badal a proposé de ce théorème la démonstration suivante :
- Soient A A' (fig. 2) ces deux points, op, oq les cercles de diffusion sur la rétine, rsuv un plan perpendiculaire à l’axe passant par le centre de réfraction de l’œil situé à 5 millimètres en arrière de la cornée et au niveau duquel se fait la réfraction des rayons lumineux , mn le diamètre de la pupille; il y a une certaine distance de ces points pour laquelle les cercles de diffusion se touchent sur l’axe en o; comme l’œil est emmétrope, ce point commun a.ux deux cercles se trouve au foyer de l’appareil réfringent de l’œil, sur la rétine : tout rayon réfracté, Soa par exemple, passant par ce point doit avoir été parallèle à l’axe, et comme il a dû effleurer le bord de la pupille, si l’on joint s km et si on mène par m une parallèle à l’axe, le foyer conjugé a se trouve
- sur cette parallèle : mais il doit se trouver aussi sur le prolongement de la ligne joignant a au centre optique; il se trouve donc en A, à 1 intersection de ces deux lignes.
- Par la même construction on trouve A' le foyer conjugué de a’ : les lignes m A, n A' étant parallèles, on a A A' = mn.
- Cette démonstration serait rigoureuse si l’on pouvait assimiler l’œil à une lentille mince passant par son centre optique; mais cette simplification, qui, dans certains cas, ne présente pas d’inconvénients, quoiqu’elle ne puisse être justifiée par aucune démonstration, est, dans le problème actuel, absolument arbitraire.
- 11 y a dans la science trois figurations de l’œil qu’il importe de bien distinguer et dont les désignations sont confondues souvent, même par des physiologistes distingués :
- 10 L’œil schématique, composé d’autant de diop-
- cr c 9
- ' î/ F'
- A d Fig. 3
- très qu’il y a de milieux réfringents dans l’œil, c’est-à-dire de trois (l’humeur aqueuse, le cristallin supposé homogène, l’humeur vitrée), avec trois surfaces réfringentes supposées sphériques : la cornée (dont les deux rayons de courbure sont identiques) et les deux faces du cristallin ;
- 20 L'œil réduit, globe d’eau terminé par la surface de la cornée et ayant la même longueur que l’œil vrai ;
- 2° Enfin la lentille mince qu’on suppose plongée de tous côtés dans l’air et par laquelle on remplace tous les milieux de l’œil.
- Je reviendrai dans un instant sur la théorie générale des dioptres, sur l’œil réduit et sur l’œil schématique, dont j’essaierai de donner une théorie complète et directe, quoique simple; le problème qui se pose en ce moment est celui-ci : Le principe des pupillomètres fondés sur l'image entoptique de la. pupille est-il vrai pour l'œil réduit et pour l'œil schématique ?
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- Dans l'œil réduit, en vertu des conventions fondamentales, l’iris doit adhérer à la surface réfringente, puisque dans la réalité elle est comprise entre la cornée et le cristallin et que ceux-ci sont confondus en cette surface.
- Soit O (fig. 3) le centre de courbure, qui est en même temps le centre optique dudioptre. Supposons le problème résolu, c’est-à-dire admettons que la demi-distance des trous A B est égale au demi-diamètre CC de la pupille; menons le rayon AG': il est parallèle à l’axe : donc il se réfracte de manière à passer par le foyer postérieur de l’œil situé sur la rétine, soit F' ('); comme ce rayon est le rayon extrême qui effleure nécessairement le bord de la pupille, le théorème est démontré.
- Si le plan des deux trous est au foyer antérieur de l’œil, on voit, en menant le rayon A C", que l’image du point A devant être à l’infini, le rayon réfracté est parallèle à C' F' ; donc dans ce cas le diamètre du cercle de diffusion F' F" est égal au diamètre de la pupille.
- Dans le cas de l’œil schématique, qui se rapproche beaucoup plus de l’œil vrai, le problème est plus difficile : il s’agit de déterminer le rayon parallèle à l’axe qui après trois réfractions successives et après avoir effleuré le bord de la pupille aboutit au centre de la rétine.
- Soient S (fig. 4) la surface sphérique limitant l’humeuraqueuse, S'la première surface du cristallin, S" la seconde surface du cristallin en contact avec l’humeur vitrée, F le foyer postérieur de l’œil sur la rétine, r le trajet du rayon dans l’air, 7-', r'\ r'" son trajet dans les trois milieux de l’œil; le calcul direct de ces trajets exigerait des développements considérables ; heureusement il est possible de tourner ces difficultés par un artifice, en utilisant une donnée résultant de calculs de Listing.
- Quand un rayon lumineux incident passe par un point, le rayon réfracté passe par l’image de ce point; réciproquement on peut considérer un rayon incident comme provenant de la réfraction de son réfracté. Supposons qu’on ait calculé i! l’image de i par rapport à S, i étant l’iris et 7" l’image de i par rapport à S"; ?•'est le rayon réfracté de r par rapport à S et passe par le bord de i\ mais r peutêtre considéré comme le réfracté
- C) Il est clair que cette condition est équivalente à la tangence des deux cercles de diffusion. *
- de T-'; il devra passer par le bord de i'; de même, r'" est le réfracté de r" par rapport à S", r" passe par le bord de i\ donc r'" devra passer par le bord de i". Si on a construit i et i", il suffit de mener la parallèle à l’axe par le bord de i' et, pour avoir r"’, de joindre F au bord de i". Le problème est résolu sans qu’on connaisse les trajets r' et r".
- En supposant la pupille en contact avec la surface antérieure du cristallin, l’image de l’iris formée par le cristallin est grossie d'environ i/8, plus exactement 3/53; elle est grossie de 1/7, plus exactement de 13/90, quand elle est formée par l’humeur aqueuse. Les rayons extrêmes qui tombent sur la rétine passent successivement par les bords de ces deux images. Supposons que la demi-distance des deux trous soit égale au rayon de l’image de la pupille fournie par l’humeur aqueuse; le rayon qui va du trou ir.fé-
- Fig. 4
- rieur à l’extrémité inférieure de cette image est parallèle à l’axe; donc il ira se réfracter au foyer postérieur de l’œil. Or, comme l’image fournie par l’humeur aqueuse est les 8/7 de la pupille vraie, pour obtenir le diamètre decelle-ci il faut prendre les 7/8 du diamètre observé aux papillo-mètres fondés sur l’observation entoptique de l’image de la pupille.
- Cette correction faite, ces pupillomètres. contrairement à une opinion répandue, donnent des indications parfaitement rigoureuses : ils ont sur tous les autresles avantages de la simplicité dans la construction et de la rapidité dans le maniement. On peut observer à travers leurs trous et à des éclairages très faibles des phénomènes quelconques et mesurer simultanément sa pupille ; le secours d’un second opérateur est inutile. Les inexactitudes provenant des erreurs de parallaxe, de la confusion de l’iris avec la pupille,des mouvements des yeux ne sont pas possibles avec ces 1 instruments.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Le plus simple de tous, celui que nous avons employé dans nos expériences, est le pupillo-mètre de Robert-Houdin (fig. 5) : c’est un cylindre aplati, en cuivre, de 12 millimètres de profondeur, dont le fond est percé d’une très petite ouverture b : sur ce fond glisse intérieurement un écran percé d’un petit trou a et terminé par un index c qui dépasse le profil de l’appareil et qu’on peut à volonté faire mouvoir du doigt. Le centre de rotation de ce second écran est sur le contour en d. : la distance des deux trous est donnée par l’index au moyen d'une graduation gravée sur la circonférence. Pour éviter tout accès latéral de la lumière, j’entoure l’appareil d’un épais bourrelet de drap noir.
- Les autres instruments fondés sur ce principe
- Fig. 5
- ne diffèrent que par des détails secondaires du pupillomètre de Robert-Houdin : Fick faisait glisser de droite à gauche sur une plaque métallique dans l’épaisseur de laquelle sont ménagées deux fentes en V une seconde plaque percée d’une fente verticale : la fente verticale et les fentes angulaires produisent deux ouvertures plus ou moins éloignées suivant la distance de la seconde plaque au sommet de l’angle.
- La Lumière Électrique (t. XIV, p. 458) a décrit un photomètre de Gorham, fondé sur la contraction et la dilatation de la pupille et qui n’est, à vrai dire, qu’un de ces pupillomètres. Il se compose d’un tube en bronze d’environ 1,9 pouce de longueur et de 1,5 pouce de diamètre, fermé à une de ses extrémités par un disque plat; sur les rayons de ce disque sont des trous à des distances différentes. Le disque est recouvert d’un couvercle muni d’une rainure radiale qui ne laisse voir qu’une paire de trous à la fois :
- une graduation sur le pourtour du tube au-dessous du couvercle indique les distances des trous vus à travers la rainure. Quand deux trous quelconques déterminent sur la rétine des cercles de diffusion langents, leur distanceest égale au diamètre de la pupille.
- Pour appliquer cet instrument à une mesure photométrique, l’auteur propose de placer un étalon de lumière sur un fond blanc à une certaine distance de l’œil dans la. chambre noire : on mesure le diamètre de la pupille. On remplace ensuite l’étalon par le foyer qu’on désire mesurer en conservant le même fond blanc. Si le foyer est d’une intensité plus grande que l’étalon, les cercles de diffusion se séparent et l’observateur doit s’éloigner jusqu’à ce que les cercles soient de nouveau tangents. L’intensité lumineuse qui frappe la rétine est la même; donc, d’après l’auteur, le rapport des intensités lumineuses de l’étalon et de la source à mesurer est le même que le l'apport du carré de la distance de l’observateur à l’étalon au carré de la distance de l’observateur au foyer.
- La déduction serait rigoureuse si l’intensité lumineuse seule agissait sur la contraction pupillaire : l’accommodation et la grandeur de l’image rétinienne influent; aux deux distances, le fond blanc n’a pas le même diamètre apparent; si le fond blanc est indéfini, les deux sources n’ont pas le même diamètre apparent. Nous reviendrons sur ces points.
- Pour terminer l’étude des procédés pupillo-métriques, il faut citer la photographie et la méthode graphique combinées en 1887 par Bellarminoff. Avec un appareil chronophoto-graphique, ce savant obtient des photographies continues de la pupille, par lesquelles on peut connaître le diamètre à un instant quelconque. Cette méthode est incontestablement la plus parfaite de toutes au point de vue théorique ; elle permettra de résoudre nombre de problèmes de la physiologie irienne; mais elle a l’inconvénient d’être compliquée et coûteuse, et de ne point pouvoir se plier facilement aux conditions expérimentales multiples dans lesquelles opèrent les pupillomètres entoptiques.
- 4. — DIGRESSION SUR ifcEIL RÉDUIT DE LISTING
- Listing a montré qu’on expliquait d’une manière satisfaisante les phénomènes de la vision
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- en assimilant l’œil à un globe d’eau ayant la même longueur que l’œil, mais terminé par une surface sphérique dont la courbure est différente de celle de la cornée. ;
- Nous allons exposer sous une forme très sim- ; pie la théorie de Listing. 1
- Pour cela, rappelons quelques propriétés très élémentaires des dioptres ou masses réfringentes limitées par des surfaces sphériques de * faible courbure.
- La formule bien connue des dioptres est j
- I
- N' N _ N' — N p' p R ’
- où N désigne l’indice de rétraction absolu du premier milieu (l’air par exemple), N' celui du second milieu (l’eau par exemple), R le rayon de la surface sphérique S (fig. 6) qui sépare les
- s.
- B f
- A
- F*
- Fig. S
- Le second foyer F' est le point où convergent après réfraction les rayons venus de l’infini.- La distance/' s’obtient en faisant dans la formule (1) p — ce ; et l’on a :
- Un objet O ou A B donne par réfraction une image 1 ou A'B’. Nous allons calculer le rapport ^ que nous considérerons comme positif
- quand l’image est de même sens que l’objet, comme négatif quand l’image est renversée par
- rapport à lui. (Dans le cas de la figure ~ est négatif.)
- Pour évaluer facilement ce rapport, désignons par 7r la distance de l’objet au foyer F, par la distance de l’image au foyer F'. Dans le cas de la figure, ir = -f- F A, ir’ = — F' A'. Des consi;-dérations très simples de triangles semblables
- donnent pour ^ la double expression :
- I _ _J ^ ^
- O TT- f
- , (4)
- En égalant les deux valeurs de q,
- on obtient
- * * =Jf-
- (5)
- deux milieux, p la distance du sommet G de cette surface à un point lumineux A situé sur l’axe GO, p' la distance de G à l’image Af de A.
- Les trois quantités R, p, p' sont susceptibles de signes. Elles sont comptées toutes trois à partir du point G, positivement dans le sens où l’on doit se diriger à partir de ce point pour marcher à la rencontre de la lumière, négativement en sens contraire.
- Ainsi, dans le cas de la figure, R = — GO est négatif; p — -j- G A est positif; p' — — G A' est négatif.
- Un dioptre a deux foyers principaux situés sur l’axe principal C O.
- Le premier de ces foyers F est le point où l’on doit placer un point lumineux pour que les rayons qui en sont issus deviennent après réfraction parallèles à l’axe. La distance /au sommet G (obtenue en faisant p' — <x>) dans la formule (1) a pour expression
- N' — N
- C’est une nouvelle formule des dioptres, très importante, qui, dans la plupart des questions d’optique, rempiace avec avantage la formule primitive (1), à laquelle elle est rigoureusement équivalente.
- Nous ferons encore une remarque sur la for* mule (t). On en déduit très facilement la formule d’une lentille infiniment mince, d’indice absolu Nx, dont la première face de rayon R plonge dans un milieu d’indice absolu N, et dont la seconde face de rayon R' est en contact avec un milieu d’indice absolu N'. Cette formule est
- N' N N, — N , N' --N,
- F p~ R r R' ' (6)
- Gela posé, nous pouvons aborder le problème de l’œil réduit.
- Appelons N l’indice absolu de l’air, Nt celui de la cornée, N' celui de l’humeur aqueuse, N2 celui du cristallin, N" celui du corps vitré.
- L’expérience a montré que N' dice absolu de l’eau).
- ./=- R
- N
- (2)
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- q58
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Remarquons d’abord que tout se passe comme si la cornée n existait pas. En effet, la cornée fonctionne comme une lentille infiniment mince dont les deux faces ont des rayons de courbure égaux (R' = R). La formule (6) se réduit à
- N' N _ N' — N p' p— R *
- d’où l’indice de réfraction de la cornée Nt a disparu. Mais cette formule est précisément la formule (i) des dioptres air et humeur aqueuse accolés directement.
- Maintenant Listing suppose, et c’est en cela queconsiste sa théorie, que: i° l’humeur aqueuse, 2° le cristallin ont des épaisseurs infiniment minces.
- L’image A' d’un objet A donnée par l’humeur aqueuse se trouve à la distance p' du sommet C de l’œil. Cette image A' se comporte comme un objet à l’égard du cristallin et donne, par rapport à ce cristallin, une image située à la distance p" du sommet de l’œil, puisque, en vertu des hypothèses de Listing, le cristallin lui-même s’y trouve collé.
- Si l’on appelle r' le rayon de la face antérieure du cristallin, r" celui delà face postérieure, la formule (6) des lentilles minces, appliquée au cristallin (d’indice N2) plongé d’une part dans l’humeur aqueuse (d’indice N'), de l’autre dans l’humeur vitrée (d’indice N"), devient
- p" p’ ~~ r1- + r" ’ ^
- En additionnant (i') et (7), on élimine la distance intermédiaire p\ et l’on obtient
- N" N N' — N , N. — N' , N" — N.
- F' - N = -TT- +
- C’est la formule qui convient à une surface réfringente unique, séparant de l’air un globe d’eau de la même longueur que l’œil.
- Les formules (9) et (10) contiennent toute la théorie de l’œil réduit.
- Proposons-nous, par exemple, de déterminer le rayon de courbure p de l’œil réduit (supposé normal), sans nous servir aucunement des rayons de courbure de la cornée et du cristallin.
- Un objet placé à l’infini doit faire son image sur la rétine, c’est-à-dire à 20 millimètres de la surface réfringente (c’est la longueur moyenne de l’œil).
- La formule (10), où l’on fait je = os, p" — — 20, n = donne (p étant négatif)
- — p = 5 mm.
- Le centre de l’œil réduit, qui joue le rôle de centre optique, est donc à 5 millimètres en arrière de la cornée.
- La place de ce centre varie légèrement par l’accommodation. La courbure i de la cornée est
- invariable; la courbure de la face postérieure
- du cristallin l’est sensiblement ; mais la courbure
- p de la face antérieure varie quelqu.epeu : il en
- résulte, d’après la formule (9). une diminution de la valeur de p. Cette diminution atteint sa plus grande valeur lorsque l’objet s’approche à la distance minima de la vision distincte (environ 200 millimètres). Faisant dans la formule (10) p = 200, p" — — 10,'on trouve
- - f:
- 1000""
- ITt »
- Si, pour simplifier, on introduit, au lieu des indices absolus les indices par rapport à l’air, savoir :
- N' N"
- Indice relatif de l’eau ^ = — =n,
- N N ’
- N
- Indice relatif du cristallin —•• = v , et qu’on pose
- n — 1 ___ n — 1 + v — n ^ n — v ' ^
- la formule (8) devient
- au lieu de 1 °0-— = 5 millimètres, valeur qui
- correspond au recul de l’objet à l’infini.
- Cherchons enfin la position du foyer antérieur de l’œil. Il suffit, dans la formule (10) de faire
- p" = j, p = — 5 et l’on obtient
- /= 15".
- On voit avec quelle facilité la théorie de l’œil réduit se prête à la détermination des constantes les plus importantes de l’œil.
- Charles Henry.
- {A suivre).
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- LE COMPTEUR D’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE SYSTÈME rmiLUÉ (nouveau modèle)
- Tous les électriciens connaissent le compteur d’énergie de M. Lucien Brillié, et la faveur justement méritée dont jouit cet appareil l’a fait appliquer par un grand nombre de sociétés électriques tant en France qu’à l’étranger.
- Le premier type de cë système de compteürs fit son apparition il y a quatre ans environ; il est donc parfaitement connu ; nous ne le rappelons que pour mémoire, notre but étant de donner la description d’un nouvèau modèle présentant. des dispositions mécaniques différentes de l’ancien, dispositions qui n’ont rien changé au principe du premier type mais qui ont rendu le compteur encore plus pratique, et en ont fait un appareil dont la fabrication est affran-
- Fig. 1. — Ensemble du compteur.
- chie d’une grande partie des frais habituels à la mécanique de précision.
- L’ancien et le nouveau compteur Brillié sont constitués par un wattmètre à la bobine mobile duquel est suspendue une masse de cuivre (plateau ou cylindre), solidaire de cette bobine et suivant par conséquent toutes ses oscillations. Cette masse de cuivre se meut dans un champ magnétique créé par une série d’aimants permanents qu’un petit moteur électrique anime d’un mouvement de rotation.
- Les courants de Foucault qui naissent de ce fait dans la masse de cuivre ont pour effet de
- maintenir la bobine mobile en équilibre, à la condition que la vitesse du moteur soit proportionnelle au couple qui tend à faire dévier cette bobine. Cette variation de vitesse s’obtient par un rhéostat automatique d’un type spécial placé en circuit avec le moteur. 11 suffit alors d’enregistrer au moyen d’un numéroteur le nombre de tours exécuté par ce dernier, et l’on a des indications proportionnelles à la quantité d’énergie qui est consommée en circuit. Un étalonnage de l’appareil donne la valeur réelle de ses indications.
- Dans un premier compteur, M. Brillié avait
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- 4Ôo
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- très ingénieusement réalisé mécaniquement le principe que nous venons d’énoncer. Mais le type créé ainsi était un peu volumineux et cet inconvénient , provenait en majeure partie de -l'emploi d’une série d’engrenages, formant renvoi de mouvement pour relier le moteur aux aimants. Dans le type actuel, ces renvois ont été supprimés et le nouveau compteur est construit de la façon suivante.
- A la partie supérieure de l’appareil se trouve un wattmètre dont les deux bobines de gros fil I (fig. i) sont fixées sur une règle d’ébonite soutenue par deux colonnes en laiton qui forment bâti.
- La bobine mobileBdu wattmètre esttraversée
- Fig. 2. — Bobine du wattmètre.
- par un axe vertical A (fig. 2) portant à sa partie inférieure un croisillon à trois branches T auquel est fixé un cylindre en cuivre rouge D. Dans le prolongement de l'axe A, mais indépendant de ce dernier, se trouve ùn second axe G (fig. 3) portant un ensemble d’aimants permanents E en forme d’U, entre les branches desquels se trouve descendu le cylindre de cuivre D.
- A l’extrémité inférieure de l’axe G se trouve fixée l’armature M du moteur électrique ; les inducteurs de cette petite machine, constitués par un simple électro en fer à cheval, se trouvent logés dans la boîte en bois formant le socle de l’appareil; le rhéostat automatique est placé dans le même endroit.
- Sur l’axe C, entre les aimants et l’armature du moteur, se trouve une vis sans fin conduisant une roue dentée qui actionne un numéroteur. Ce
- dernier enregistre le nombre de tours du moteur; sa graduation est faite en hêctowatts-heures.
- Par cette brève description, le lecteur appréciera la simplicité de mécanisme du présent appareil, dont tous les organes principaux— wattmètre, masse de cuivre, aimants et moteur — sont dans le prolongement les uns des autres; cette combinaison, en supprimant tout renvoi de mouvement, permet de faire du compteur un ensemble compact et ramassé.
- Nous complétons notre description en parlant du rhéostat automatiquequi commande la vitesse du moteur. Cette pièce est identique à celle du premier compteur; nous tenons néanmoins à en rappeler brièvement le fonctionnement, qui est fort ingénieux.
- Fig. 3. — Equipage d’aimants mobiles.
- La figure 4 donne une vue schématique de la disposition de ce rhéostat. En B est représentée la bobine mobile du wattmètre. La pièce en ébonite S oscille sur un axe fixé sur une barrette sitüée au-dessus du cylindre de cuivre rouge; elle fait fonction de manette. Un doigt métallique /, fixé à la bobine B, conduit la pièce S, qui obéit à tous les mouvements du wattmètre.
- De chaque côté de cette pièce sont fixés les balais flexibles, en argent, bx et b2. Le balai bx est en relation avec l’un des pôles de la source d’électricité par l’intermédiaire de l’axe s; b2 communique avec le même pôle au moyen du doigt métallique t, de la bobine du wattmètre.
- Quatre goupilles fixes, 1,2,3, 4, sont mises en contact, en temps voulu, avec les balais bx et bz.
- La goupille 1 est un plot nul; de la goupille 2 et 3 partent les résistances R et R' en dérivation l’une par rapport à l’autre, et dont l’extrér
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- mité commune va au moteur. Enfin la goupille ! 4 est en relation directe avec le moteur.
- Lorsque l’appareil est au repos et qu’aucun courant ne le traverse, le doigt t s’appuie sur la pièce isolante S en t". Aussitôt qu’un courant, même faible, passe dans le wattmètre, la bobine B tend à tourner autour d’un axe vertical, le doigt t suit ce mouvement et vient buter contre le balai b2\ la pièce S est entraînée, le courant venant du contact t passe par le balai b2, gagne la goupille 3, et la résistance R' est mise en circuit avec le moteur; ce dernier se met en marche en prenant sa vitesse minima.
- Le courant augmentant dans le circuit du
- Fig. 4. — Rhéostat automatique..
- wattmètre, la déviation de la bobine augmente aussi; le doigt t\ poussant toujours la pièce S, le balai bx se trouve mis en contact avec la goupille 2 et un nouveau chemin est ouvert au courant par 5, bu la goupille 2 et la résistance R. Cette dernière étant égale à la première, la résistance totale est donc égale à la moitié de l’une de ces résistances; le moteur tourne à sa vitesse moyenne.
- Enfin si le courant augmente encore, la pièce S tend à aller encore plus à droite et le balai bz gagnant la goupille 4, le courant va directement au moteur ; la vitesse de ce dernier devient maxima.
- Toute cette série de contacts s’établit par une suite d’oscillations de la bobine A, de sorte que le moteur tend toujours à avoir la vitesse conve-
- nable au nombre de tours correspondant à l’énergie à enregistrer.
- La figure 5 donne schématiquement le montage de la partie électrique du compteur. La légende ci-dessous est suffisante pour donner l’idée exacte des connexions :
- A, B bornes d’entrée du courant venant de la station ;
- C, D bornes de sortie reliant le compteur à l’installation de l’abonné.
- M, M cadres fixes de gros fil ;
- W bobine en fil fin en dérivation aux bornes du compteur;
- G moteur électrique excité en série;
- F commutateur permettant de mettre hors circuit la bobine W du wattmètre et le moteur;
- m M
- Abonné
- Abonné
- Fig. 5.
- Schéma.
- R R' résistances de réglage de la vitesse du moteur ;
- S pièce formant commutateur automatique.
- Lorsque le compteur doit être-utilisé sur une installation à trois fils, les deux bobines MM du wattmètre sont indépendantes l’une de l’autre et branchées sur chacun des fils extrêmes. L’enroulement de ces bobines doit être tel que les deux champs produits s’ajoutent. La bobine de fil fin W est montée en dérivation entre un des extrêmes et le fil neutre. Le moteur est monté de même.
- Le réglage de ce compteur est extrêmement facile. L’appareil est établi de telle façon que la roue dentée commandée par la vis sans fin que porte l’arbre du moteur fasse un tour en 20 secondes, lorsque le compteur reçoit la puissance maxima pour laquelle il est construit. Si
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- La lumière électrique
- cette condition n’était pas réalisée, il faudrait agir sur les aimants, les redescendre ou les remonter jusqu’à ce que le résultat demandé fût acquis.
- Pour descendre ou monter les aimants, il suffit de dévisser légèrement une petite vis qui sert à caler sur l’arbre du moteur le manchon supportant le croisillon des aimtmts.
- Nous n’insisterons pas sur les qualités du compteur Brillié, qualités que tout le monde connaît; nous tenons plutôt à faire observer l’importante simplification qu’a apportée M. Verneuil dans la construction du nouveau type de cet appareil, simplification qui permet à la Compagnie anonyme continentale de le livrer à un prix relativement bas.
- D’autre part, sa sensibilité et son exactitude sont grandement suffisantes ; les constructeurs garantissent le démarrage du moteur pour i/5oo de la puissance maxima que devra mesurer le compteur, et ses indications sont rigoureusement exactes à partir du centième.
- Paul Robert.
- DÉTAILS DE CONSTRUCTION
- DES MACHINES DYNAMO (1)
- L’alternateur Wood, représenté par les figures j à 10, est remarquable par quelques détails de construction ingénieux et pratiques. C’est une machine de i5o kilowatts, marchant entre 1000 et 1200 volts, avec inducteurs enroulés en compound, c’est-à-dire, à deux enroulements, l’un en dérivation, et l’autre relié à une excitatrice Q (fig. 6).
- Les balais K du commutateur de l’enroulement en série I sont montés sur un support arqué L (fig. 8), emboîté (fig. 10) sur la nervure circulaire q du pilier N, et appliqué, sur elle, à frottement, par les boulons r, à plaque de serrage s, qui traversent sa coulisse /. On peut ainsi régler la position de ces balais par la crémaillère t, en prise avec le pignon u de la manette Uu Quant aux porte-balais J2 du collecteur
- H, ils sont articulés à un support L, fixé à demeure sur N. Chacun de ces porte-balais est (fig. 9) à deux balais, faisant entre eux un angle d’environ 25", et supportés par des lamelles à ressort c. L’inclinaison de ces porte-balais sur leurs axes j se règle par les manettes d, à vis de pression e. L’ensemble de ces porte-balais, tout à fait indépendants de l’arbre de l’armature, est simple, accessible et robuste.
- Les enroulements des inducteurs sont (fig. 4) divisés en deux séries reliées respectivement (fig. 3) aux bornes b' b' et c'c’ de deux appliques, dont l’une est reliée à l’excitatrice Q, tandis que l’autre a ses deux bornes accouplées par un fil y. On peut ainsi placer sans inconvénient l’excitatrice à volonté à droite ou à gauche de la dynamo.
- Lè collecteur H et le commutateur I sont montés (fig. 2 et 10) sur un manchon/, et les connexions du commutateur à l’armature se font par des barres isolées h et i (fig. 6), à pinces gx g2.
- Le rhéostat M, qui amène le courant dérivé (fig. 6) aux inducteurs, est installé dans l’un des montants E des paliers, où il est parfaitement abrité et ventilé par les trous V ; et cette disposition permet, en outre, de raccourcir le plus possible les connexions v'v'. La figure 5 montre comment on peut utiliser l’armature B Blt à la manière d’un ventilateur, pour refouler, par q, l’air nécessaire au refroidissement de M.
- M. Sayers construit son armature de la manière suivante (fig. 11 à 20). On commence par bobiner, sur deux barreaux en bois 1 et i„, maintenus dans les étriers 2 et2a, et pourvus de crénelures 3 3, la longueur de fil 5 5 nécessaire pour constituer un enroulement de l’armature, en raccordant ces enroulements les uns aux autres autour des fiches 4 4, de manière à constituer, après le retrait des étriers 2 2 et des fiches 4, une série d’enroulement, que l’on enfile sur une tige 6, et qui viennent s’emboîter d’eux-mémes (fig. i5) dans les créneaux 7 de l’armature 8, en 5n 5,, (fig. i3). Les longs côtés extérieurs 5* des enroulements sont engagés, à leurs extrémités, dans les créneaux de deux gabarits 10 (fig. 14), puis on fait tourner ces gabarits par rapport à l’armature, de manière à tordre ces enroulements aux extrémités de l’armature comme en 5* (fig. 16).
- Dans le cas d’une armature à deux séries de
- (*) La Lumière Electrique du 5 mai 1894, p. 216.
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- ibarres 5r et 5rf, on tord les extrémités des barres 5C au moyen du mandrin rainuré 12, (fig. 17) de
- Fig-. 7 et 8. — Alternateur Wood. Coupe 6-7 (fig. 10) et détail de la coulisse l du porte-balais.
- Fig. 9. — Alternateur Wood. Détail des balais.
- Fig. 10.—Alternateur Wood. Coupe 5*5* (fig. 7).
- droite à gauche, par exemple, puis celles des 5rf, de gauche à droite, de manière à les amener au contact comme en 5C (fig. iy), où on les soude.
- Si la torsion est de 90", les extrémités des barres diamétralement opposées x et y, par exemple, se réunissent (fig. 20) ainsi en .x,yy.
- L’anneau de l’armature de Frilsche est, comme
- jtftVfi
- Fig. n à 20. — Construction de l’armature Sayers (i8g3).
- le savent nos lecteurs (l), composé (fig. 21 à 26) d’une série de lamelles a', a, a2, dont la partie a2 forme collecteur ; entre les parties a! se trouvent les fils i, reliés en c c ; le tout est maintenu
- (') La Lumière Electrique, t. 5o, p. 33o.
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- par le plateau A et le cercle r. L’armature tourne entre les trois paires de pôles s n excités par une seule bobine S. On a représenté en figure 24 les lamelles a par de gros traits pointillés, et les fils i par des traits pleins et fins. Les trois paires de balais prennent le courant en 1,1' 1" et i 11', 11": dans la position indiquée, le courant pénètre dans l’armature par 1, 11 et la lamelle a n° 21, pour en sortir par 6, 16 et 26.
- On peut donner aux noyaux -de l’inducteur soit la forme divisée (fig. 21 et 22) fixe ou (fig. 23) mobile autour de l’armature, ou la forme figures 27 à 20, où les pôles M sont venus de forge ou de fonte avec la culasse m. Enfin, l’on peut, en donnant aux lamelles la forme figure 26, doubler l’armature A, en M M, comme l’indique la figure 3o.
- La figure 31 représente le développement sché-
- Fig-, 21 à 26. — Dynamo Fritsche (1893). Coupes verticale et longitudinale. Détail des lamelles a.
- matique d’une armature tripolaire alternative, dans laquelle on n’utilise plus qu’une partiedes lamelles ax pour l’enroulement.
- Ce genre d’armature, où les lamelles a a., sont utilisées comme partie de l’enroulement, est d’une construction simple, et ferme le circuit magnétique de manière à réduire au minimum la résistance de l’entrefer entre l’armature et les inducteurs.
- Les noyaux des bobines de l’inducteur tournant de Hall sont (fig. 32 à 34) maintenus à leur
- écartement par des plaques d’ébonite h, séparées par des bandes de bronze h,, et dont les extrêmes, /z, sont boulonnées en c, sur des cercles lamellaires en tôle k, d’une longueur égale à l’écartement de deux pôles, et rabattues en/q, de manière à empêcher tout glissement suivant l’axe de la dynamo. Ces plaques k remplacent les garnitures en bronze du type de 1892 (1).
- M. Fleming (fig. 35 à 38) fabrique ses balais en
- C) La Lumière Electrique du 5 nov. 1892, p. 262.
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- enroulant sur un mandrin B une toile de cuivre A,coupée en diagonale, puis en la soumettant,
- Fig. 27 à 3i. — Dynamos Fritsche à inducteurs crénelés. Dynamo double. Schéma des enroulements d’une armature tripolaire.
- après avoir retiréle mandrin, à une forte pression
- hydraulique, après quoi l’on trempe la toile dans un bain de soudure, on la coupe en biseau à un bout, et on soude à l’autre bout un talon F'. On peut, au lieu d’enrouler la toile, la replier en simple couche comme en figure 37 ou en plusieurs couches emboîtées G C DD E E (fig. 36). On obtient ainsi des balais sans couture, souples, résistants et peu sujets à s’échauffer.
- Dans le dispositif représenté par les figures 3q et 40, MM. Spcrry el Mills régularisent leur dynamo par l’action d’un électro dérivé d, qui, en antagonisme avec le ressort du manœuvre la fourche F des courroies ouverte et croisée a et a,, sur les poulies b b fixes, et fr, folle, de manière à faire tourner tantôt dans un sens, tantôt dans l’autre la vis G, qui -fait, par G2 Ht H, pivoter dans un sens ou dans l’autre les inducteurs J, jusqu’à ce que l’on ait ainsi ramené le potentiel de la dynamo à sa valeur normale.
- M. Raworlh obtient le même résultat en complétant l’action du régulateur à force centrifuge c (fig. 41) des machines motrices par celle d’un solénoïde a, dérivé sur le circuit extérieur, et dont la tige e est articulée au levier /du régulateur. Un rhéostat permet de régler l’action de a suivant le potentiel que l’on veut maintenir.
- Le système de distribution par accumulateurs de MM. Lillle fonctionne (fig. 42) de la manière
- Fig. 32 à 34. — Inducteur Hall (1894). Coupe verticale, plan et élévation d’une paire de bobines.
- suivante, au moyen de deux dynamos : l’une circuit extérieur est ouvert, le courant de A est principale, A, et l’autre auxiliaire, B. Tant que le employé tout entier au chargement des accumu-
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- dateurs C, en passant par.D, à l’inducteur G deB, de manière à lui faire développer un courant qui s’ajoute à celui.de A. Quand le circuit extérieur travaille un peu, le faible courant de A qui y passe va, par H, diminuer le courant de B, jusqu’à l’annuler; puis, si le travail du circuit extérieur augmente, jusqu’à le renverser, de manière qu’il s’ajoute, sur ce circuit, au courant produit par la décharge des accumulateurs.
- Le courant de décharge des accumulateurs se bifurque partie par GD F K H, partie par R et H, en proportions variables avec la valeur de la
- Fig. 35 à 38. — Balais Fleming (1894).
- résistance R; puis,quand l’intensité du courant diminue de nouveau, le sens du courant de B se renverse encore, de manière à venir recharger les accumulateurs G. La résistance variable R2 permet de régler à volonté le compoundage : série dérivation, E F de A.
- L emploi de la dynamo B, à la force électromotrice variant automatiquement comme ci-dessus, permet d’opérer le chargement et la décharge des accumulateurs sans en faire varier le nombre suivant l’allure du circuit extérieur.
- Afin de diminuer la longueur de l’arbre A (fig. 43) et de mieux isoler l’enroulement primaire du secondaire, M. Slatler dispose, sur l’ar-
- mature de ses transformateurs moteurs, l’un de ces enroulements, D, en Gramme, et l'autre, E, en Siemens.
- Le dynamoteur de M. H. Wilson est (fig. 45
- ü
- Fig. 41 — Régulateur Raworth (1893).
- à 49) mobile sur son socle par une vis B3, qui permet de régler facilement la tension de sa courroie, et ses paliers d’assise sphériques peu-
- Fig. 41. — Distribution par accumulateurs Little (1893).
- vent pivoter autour de leurs vis de fixation C* (fig. 46). Le corps de l’armature est constitué par une série de voussoirs lamellaires J (fig. 48) percés de trois encoches : l’une J,, pour le passage des barreaux G2, l’autre J2 pour les barres
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- J3, et l’autre J. pour les enroulements Jf), de rmanière à constituer par leur assemblage un ensemble très solide et parfaitement accessible Ou démontable par parties.
- Après avoir enfilé une série de ces voussoirs, on y intercale un enroulement préparéd’avance,
- maintenu dans J4, puis on pose la série de plaques suivantes : et ainsi de suite, jusqu’à la fin>; après quoi, l’on insère en J2 les barreaux J3, butés sur le plateau médian K, et l’on complète l’armature par l’attache des plaques P au moyen des vis P2-.
- Fig. 39 et 40.— Régularisation Sperry et Mills (1894).
- L’enroulement des inducteurs est compound : B3 B4, et le réglage du moteur se fait comme il suit, au moyen d’une série de bornes M2 M3 M4 Mg (fig. 49) auxquelles aboutissent les extrémités N N'j N2 N3 des différentes sections de B4, et le fil N4 relié par N3 à la borne N0,qui shunte
- tous les enroulements à fils fins jS4. Lq courant pénétrant par NT, va, par N7 Nft N14, traverser tous les enroulements en série B3, popp sortir par N5, le commutateur N17, N2o et la borne N0; de sorte que la fermeture de Nt7 met qp série tous les enroulements B3. Si l’oh amènej1 M sur
- v
- Fig. 43 et 44. — Transformateur-moteur Statter (1893).
- M2, on met les enroulements B4 en circuit; le courant passant par N0, N40, le balai Cc, l’armature, l’autre balai G0, (Nn, N12, M, M2, N), les enroulements B4 et N5, N«; de sorte,' qu’en faisant passer M d’une borne à l’autre, l’on coupe successivement du circuit les enroulements B,. ’ Le commutateur automatique de mise en train
- While fonctionne comme il suit (fig. 5o et 5i), étant compris que la roue D est commandée par une vis sans fin, calée sur l’arbre de la dynamo, et que son bras A occupe, au départ, la position indiquée sur les figures 5oet5i, de manière que le courant soit obligé, dès la fermeture de la clef 3, de traverser l’ensemble des résistances aa.
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- Dès que le.moteur tourne, la roue D entraîne avec elle lès électro-aimants B, dont l’armature d.entraîne, à son tour, le bras A, qui supprime
- successivement les résistances a, jusqu’à son arrêt par la butée a2, ou il reste maintenu jusqu’à la suppression du courant, par le -frotté-
- Tts
- la
- Fig. 45 à 48. — Dynamot.eur Wilson (i8g3).
- ment de l’armature d, qui tourne toujours. Aussitôt, au contraire, que l’on supprime ce courant, un ressort ou un poids attaché en a3, ramène le bras A dans sa position primitive.
- Le bras A du commutateur est à trois contacts 4, 5, 6. Quand on les amène sur 4„, 5„, 6a, le courant passe de 1 à 2, par <7, 4, 4„, 10, A, les résistances a n, l’armature du moteur, 12, 5a, 5y
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- et 8. Quand on les amène sur 4*, 5/,, 6*, les connexions sont renversées : 2 étant alors relié à 10 par 8, 5, 5*, et 14, et 12 à 1 par i3, 4*, 4 et q. Le contact extrême 6 et ses touches 6a, 6*, servent à shunter les électros B : 6 étant relié à 9
- Fig. 49. — Dynamoteur Wilson. Schéma des circuits.
- et 1 par 16, et les touches 6a, 6* étant reliées par i5 à l’une des bornes/'des électros, dont l’autre borne/' est relié, par 12, au conducteur 2; de sorte que les électros B sont toujours en
- Fig. 5o. — Commutateur de mise en train White.
- dérivation sur 1 2, quelle que soit la position de A\
- Avec l’appareil de Slurgeon (fig. 52), au départ, quand on lance le courant, il passe de la ligne G au moteurkH, d’où il revient à G par F', lesélec-tros I, toutes les résistances B', E, p, p\ F, ou
- l’inverse suivant le sens du courant. Aussitôt, l’électro I, attirant son armature A'L', abaisse le levier L, mais lentement, à cause du dashpot R, de manière à supprimer successivement les résistances B' E Ex, E2, à l’exception de celle de E4. Dès que le coux-ant de la ligne G est interrompu,
- I lâche son armature, et les ressorts N et N’ repoussent, par M. le levier L dans sa position primitive, vivement, parce que la soupape T du dashpot n’oppose pas de résistance à sa montée.
- Fig. 5i. — Commutateur White. Schéma des circuits.
- La disposition du transformateur Davidson a été (fig. 53 à 55) étudiée spécialement pour les petites installations électro-médicales de dentistes, etc. ; si répandues en Amérique. Le transformateur est enfermé dans une caisse A : et, dès qu’on en soulève le couvercle, le ressort H amène le commutateur G dans la position poin-tiilée où il coupe en F (fig. 55) le circuit de ligne à haute tension E E' : aussitôt qu’on referme la boîte, le levier J, repoussé par k, relève G, et referme le circuit. Pour faire fonctionner
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- le transformateur, on tire, par m, le levier L, qui d’abord ferme, par N, le circuit du moteur à
- Fig-. 52. — Commutateur de mise en train Sturgeon (1894).
- Fig. 53 à 55. — Transformateur-moteur Davidson (1893).
- haute tension C, lequel fait tourner le transformateur D, puis, par o, le circuit de l’inducteur de D, sur l’armature de G. L’armature de D
- envoie alors au moteur P des courants de basse tension, sans aucun danger.
- Gustave Richard.
- QUESTIONS D’EXPLOITATION
- RÉGULARITÉ DE VOLTAGE ET DISTRIBUTIONS A TROIS FILS (’)
- Les considérations précédentes nous ont donc amené à conclure, avec une évidence suffisante, semble-t-il, que la qualité dont il y aura lieu de se préoccuper avant tout dans les distributions devra consister dans une absolue fixité de la différence de potentiel chez les abonnés.
- Peut-on espérer résoudre complètement ce problème à l'aide des accumulateurs ? Je ne le pense pas.
- Incontestablement, l’emploi des accumulateurs comme régulateurs présente de grands avantages, et dans notre précédent article nous avons fait toutes réserves à ce sujet, nous attachant uniquement à leur emploi comme réservoirs proprement dits. Il est bien vrai que la présence des accumulateurs donne, au point de vue des accidents qui peuvent survenir aux machines, une grande sécurité, et, en ce qui nous concerne plus particulièrement, permet de maintenir presque constant le voltage à l’usine.
- Sans doute, au sujet des accidents, on pourrait bien nous répondre, que tout le monde s’accorde à reconnaître qu’une station vraiment digne de ce nom, même dépourvue d’accumulateurs, doit les considérer comme une hypothèse presque irréalisable; que le matériel doit d’ailleurs être conçu de manière, le cas échéant, à limiter cet accident à la plus courte durée possible; que quant à la régularité, les moteurs à vapeur et les turbines livrées aujourd’hui par l’industrie présentent, quelle que soit la charge, une régularité d’allures qu’on peut qualifier d’absolue. On pourrait même ajouter encore que la fixité du potentiel est chose tellement désirable qu’il serait à souhaiter de voir l’emploi des accumulateurs comme "volants devenir inacceptable, puisque le réglage (*)
- (*) La.Lumière Électrique du 2 juin 1894, p. 401.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- s47'2
- r»111 ,u "
- jie peuts’effectuer à leur aide que par échelons successifs de près de 2 volts.
- Mais sans aller jusque là, nous nous contenterons de faire observer que les variations observées chez les abonnés ne sont pas uniquement la reproduction de celles constatées à l’usine :• celles-ci sont amplifiées des variations dans la canalisation, et ces dernières sont en général de beaucoup les plus importantes. Or, à ceci, l’emploi des accumulateurs ne saurait rien faire, de sorte que leur supériorité se réduit en somme à peu de chose. Un réglage très soigné .et un mode de canalisation rationnel seraient beaucoup plus efficaces.
- . Il faut donc s'attacher tout d’abord à employer •ün système de canalisation donnant toute satisfaction à. cet égard, et l’on doit considérer comme mauvaise toute économie qui, dans l’éta-
- Fig. 3
- blissement de la canalisation, n’est acquise qu’aux dépens de la régularité du voltage.
- Or, pour en revenir aux distributions à 3 fils, que nous avons quelque peu perdues de vue dans cette trop longue dissertation, il semble bien que l’économie de cuivre qu’elles permettent de réaliser soit précisément une économie de ce genre.
- Par son principe même, en effet, ce système dé distribution ne fonctionne convenablement que lorsqu’il y a égalité de charge entre les deux ponts A et B (fig. 2), c’est-à-dire lorsque le fil du milieu n’est parcouru par aucun courant et que la distribution fonctionne comme une distribution à potentiel double alimentant des appareils montés par deux en tension.
- Dans le cas, au contraire, où le circuit A est plus chargé, il en résulte dans le fil du milieu une mtensité I — 1' = f, dirigée vers les dynamos, et qui se traduit pour les lampes de l’extrémité; du circuit A par une perte de voltage R i, en appelant R la résistance du fil du milieu, r celle des fils extrêmes. Pour les lampes de
- l’extrémité du circuit B, au contraire, cette intensité étant négative, son influence se traduit par une perte R X (— i), c’est-à-dire par un gain R». Or, I' peut être très petit devant 1, par exemple, au moment de l’allumage, quelque bien équilibrés que soient normalement les deux circuits : il peut même alors être plus petit que la différence i; d’autre part, R est en général assez grand devant r, soit le double ou le triple, puisque c’est là une des raisons de. l’économie de cuivre que le système à trois fils permet de réaliser. Il peut donc se faire que le gain R i sur le fil du milieu soit supérieur à la perte r V sur le fil extrême, et l’on arrive alors à ce résultat, très étrange en apparence, d’>avoir un voltage bien plus élevé à l’extrémité de la ligne qu’à son origine.
- Cette dépendance entre les deux circuits de la
- Fig. 3
- distribution à trois fils se manifeste encore par d’autres conséquences très singulières, et nous avons été nous-même témoin d’un accident qu’il aurait été difficile de prévoir,- et qui, à ce titre, mérite peut-être d’être signalé.;
- La distribution en question comportait, outre de l’incandescence, des lampes à arc montées par quatre en tension sur les deux fils extrêmes et était alimentée, au moment de l’accident, par deux groupes de machines marchant en quantité (fig. 3), presque à pleine chargé tous deux. A un moment donné, sans cause apparente, la différence de potentiel aux bornes de l’un des circuits, celui qui justement alimentait les lampes, de l’usinetomba à une valeur presque nulle, puis, après une ou deux minutes, remonta à sa valeur primitive. On croyait que l'accident se bornait là, mais bientôt on vint prévenir du dehors que toutes les lampes à arc s’étaient, éteintes, bien que l’incandescence fonctionnât normalement sur les deux circuits ! 11 fallait donc que les ma-chines'alimentant Lun ou l’autre des circuits se fussent inversées. , ' ; ,
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- 4?3.
- Après enquête, on apprit qu’un des électriciens visitant les dynamos avait remarqué que l’un des deux balais de l’une d’elles se comportait de façon anormale. Il voulut l’enlever pour le réparer, mais à peine l’avait-il soulevé que l’accident se produisait. Laissant alors retomber le balai, il vit les choses revenir immédiatement en l’état, quant aux lampes à incandescence, du moins.
- On examina la dynamo, et on constata que l’autre balai ne frottait pas, ce qui était précisément la cause de l’allure anormale du premier, lequel prenait à lui seul toute la charge.
- Dès lors, l’explication était aisée. Toute la charge étant reportée sur l’autre dynamo du circuit, tendait à amener le débit de cette dynamo en A en dehors des limites de la caractéristique (fig.4). Le voltage tombait donc à o et les séries de
- Débit cU la. dynaJTLo
- Fig1. 4. — Caractéristique d’une shunt-dynamo.
- quatre arcs en tension n’ayànt plus à leurs bornes que les 100 volts du premier circuit, se mettaient au collage et établissaient une communication entre les deux fils extrêmes, ce qui avait pour effet de porter le fil devenu inactif au potentiel du fil opposé. Le balai retombant et un courant de sens inverse au sens normal circulant dans les électros, les dynamos se réamorçaient, mais naturellement en sens inverse.
- De telles conséquences ne sont évidemment pas fréquentes, et c’est uniquement à titre de curiosité que j’ai signalé celle-ci.
- Mais, d’une manière générale, on peut avancer qu’un bon réglage est incompatible avec l’emploi du trois fils. Toute variation dans le débitde l’un des circuits se traduit par une variation de voltage, non seulement sur ce circuit, mais aussi sur le circuit opposé.
- De là, tout d’abord, une complication dans la 'manœuvre des rhéostats de feeders, c’est-à-dire une augmentation de la tâche des électriciens,
- qui ne peut avoir lieu qu’aux dépens de l’exactitude du réglage.
- Ensuite, les variations d’un circuit se trans* mettant à l’autre en sens opposé, les consé* quences d’un de ces courts circuits fréquents, provenant, par exemple, du contact de deux fils de lampe, pendant lesquels le débit peut très bien augmenter de 100 ampères et plus, peuvent être très graves, surtout si le court circuit se produit à l’extrémité de la ligne. Non seulement les lampes du circuit correspondant baissent, comme cela aurait lieu dans une distribution à deux fils, ce qui n’offre qu’un inconvénient relatif, puisque cette baisse est de très courte durée, mais en même temps, l'élévation considérable de voltage sur l’autre circuit peut amener la destruction des lampes si elles sont poussées, ou tout au moins leur détérioration.
- Supposons, par exemple, que la baissé résultant d’un court circuit soit, à l’extrémité du pont correspondant, en appelant i l’intensité due au court-circuit, R i-\-r i = 3o volts, ce qui n’a rien d’exagéré. En général, on a R = 2 r, d’où R i — 20 volts, variation qui se reproduit, mais en sens inverse sur l’autre circuit, et qui, si courte soit-elle, agissant sur des lampes déjà poussées à 110 volts, est suffisante, sinon pour les faire sauter, du moins pour en atténuer notablement la durée.
- Il nous est arrivé de constater un cas où, dans une circonstance de ce genre, les lampes d’un abonné ont eu à supporter la plus grande partie des 220 volts de la distribution, bien que rien d’anormal dans le réglage n’ait été constaté à l’usine; ces lampes, quoique non poussées, furent tellement échauffées par cette montée subite, un peu prolongée sans doute, que plusieurs — il s’agissait d’un café — tombèrent sur la tête des consommateurs.
- Telles sont, dans le cas de la distribution à trois fils, les conséquences d’accidents anormaux il est vrai, mais cependant fréquents. Ces conséquences, si graves si l’on faisait usage de lampes poussées, n’ont évidemment pas d’ana loguesdans le cas du deux fils où tout se borne en pareil cas à une baisse beaucoup moins préjudiciable.
- Mais sans aller jusque-là,c’est-à-dire si l’on ne considère même que la marche normale, il est certain que toujours le réglage est moins bon dans le cas du trois fils que dans celui de deux.
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- L’allumage brusque des lampes d’un abonné un peu important suffit pour rompre l’équilibre, si bien que celui-ci soit réglé à la pleine charge, et, avant qu’on ait réglé, il en résulte une montée sensible sur l’autre circuit. De plus, la baisse sur le circuit considéré lui-même, ou la hausse lorsque les abonnés éteignent, est plus importante, pour une variation donnée d’intensité, qu’elle ne le serait avec une canalisation à deux fils, puisque, par raison d’économie, le fil du milieu est relativement très résistant. Enfin, cette considération de la complication du réglage que j’ai déjà signalée présente en pratique plus d’importance qu’on ne peut lui en attribuer au premier abord.
- Pour toutes ces raisons, la distribution à deux fils avec distributeurs et rhéostats de réglage est de beaucoup supérieure, à la condition surtout d’apporter dans les manœuvres au moment du couplage et dans le réglage des rhéostats la plus grande attention.
- Sans doute, la canalisation à deux fils reste sous le coup de ce grave reproche, qu’elle peut alimenter seulement des lampes de iio ou 120 volts. Elle doit, par suite, ou se limiter à des rayons trop restreints, ou exiger des poids de cuivre trop considérables, ou absorber une portion trop importante de l'énergie, et cette dernière solution est doublement défectueuse, car l’absorption d’énergie n'a lieu qu’aux dépens de la régularité du voltage.
- Il faut remarquer toutefois que les considérations suivantes diminuent dans une forte proportion la gravité de cet argument.
- Le prix d’une canalisation ne se compose pas uniquement du prix du cuivre constituant l’âme des câbles. Il comprend aussi le prix des caniveaux, qui, à Paris, revient de 10 à 3o 0/0, mettons en moyenne à 20 0/0 du prix de la canalisation ; et le prix de l’isolant des câbles, qui entre, suivant les cas, pour 10 à 60 0/0 dans ce prix total. Admettons 3oo/o. Or, en supposant qu’on double le poids du cuivre des câbles extrêmes pour transformer une canalisation à 3 fils en canalisation à 2 fils, on supprime d’autre part le cuivrexdu fil du milieu.
- En outre, le prix des caniveaux est exactement le même dans les deux cas. Enfin, le prix de l'isolant n’augmente sensiblement que comme la racine carrée de la section des câbles,
- en admettant même qu’on n’ait pas besoin d’un meilleur isolant pour 200 volts, et comme on supprime le fil du milieu, on peut se rendre compte que le prix de l’isolant est plutôt moindre.
- En effectuant les calculs, on voit qu’en définitive le prix de la canalisation à 2 fils à 100 volts n’est que de 25 à 3o 0/0 supérieur à celui de la canalisation à 3 fils.
- Donc si la canalisation intervenait pour le quart dans le prix total de l’installation, la majoration sur celui-ci n’est que de 7 0/0 environ, augmentation bien faible, si on considère que cette disposition permettrait d’augmenter beaucoup l’efficacité du réglage.
- Mais si peu importante que soit cette augmentation, on peut la trouver suffisante encore pour ne pas justifier l’adoption de ce mode de distribution. Pourquoi, alors, ne recourrait-on pas à uu procédé qui permettrait tout à la fois de profiter des avantages de la canalisation à 2 fils, tout en permettant de réaliser dans le prix de la canalisation une économie, qu’en employant un mode de calcul semblable au précédent, on peut évaluer à 200/0 environ du prix de la canalisation? Pourquoi, en un mot, ne supprimerait-on pas purement et simplement le fil du milieu, cause de tous les ennuis, de manière à distribuer directement à 200 volts, et à alimenter des lampes placées par groupes de deux en tension ?
- On admettra que pour des abonnés prenant au moins 5 ou 6 lampes, cette sujétion d’allumer ou d’éteindre les lampes par deux à la fois ne présenterait aucun inconvénient, car on pourrait disposer ces lampes de manière à n’en avoir besoin que simultanément. Or, ces abonnés constituent de beaucoup, presque partout, la partie la plus importante de la clientèle.
- Il reste donc à voir si cette manière de procéder ne serait pas gênante pour les abonnés de moindre importance, ne prenant actuellement qu’une lampe ou deux.
- Or, il faut remarquer que la conséquence inévitable de ce mode de fonctionnement, la seule raison d’être de cette transformation et de la régularité qu’on pourrait en attendre serait de rendre l’éclairage électrique beaucoup plus brillant et plus économique. Aussi, sans nul doute, tel abonné qui prenaitjune lampe en prendrait-il deux volontiers puisque cela lui serait nécessaire pour profiter du nouvel état de choses et
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 47 5
- que d’ailleurs elles ne lui reviendraient pas sensiblement plus cher.
- En outre la consommation augmentant probablement alors dans une forte mesure, permettrait, même pour l’éclairage, une certaine réduction des tarifs qui viendrait encore agir dans le même sens.
- D’ailleurs, on peut remarquer que la situation est exactement la même dès maintenant pour les lampes à arc, ce qui n’empêche pas leur emploi de se répandre de plus en plus. Quant à ce qui adviendrait pour celles-ci. cela se bornerait tout simplement à ce que, actuellement, on emploie à la fois deux lampes à arc de grosse intensité, soit 3 ou 4 ampères, tandis qu’on aurait recours à quatre lampes simultanées de 1,2 à 1,5 ampères, dont l’emploi est dès à présent très pratique, ce qui serait la même chose au point de vue de l’energie consommée et serait bien préférable dans beaucoup de cas au point de vue de la répartition de la lumière.
- Il faut remarquer que cette marche à 200 volts sans fil intermédiaire sérail particulièrement pratique avec le courant alternatif, par exemple pour constituer la distribution secondaire dans une ville : Outre l’interrupteur correspondant à chaque groupe de deux lampes, on aurait pour chacunedecelles-ci un commutateuràdeuxdirec-tionsqui permettrait à volonté de l’intercaler ou de lui substituer une petite bobine de self-induction équivalente dont la dépense serait sensiblement nulle.
- Ainsi que dès le début nous en avons exprimé la crainte, certaines des idées émises dans le courant de cette étude sembleront peut-être quelque peu hasardées.
- Nous n’avons cependant pas cru inutile de les signaler, car notre conviction est que les conditions de fonctionnement actuelles seront, avant qu’il soit longtemps, jugées par trop défectueuses et que des considérations tout au moins du même ordre s’imposeront.
- Rien, d’ailleurs, ne serait plus facile que de vérifier expérimentalement l’exactitude de ces vues en les appliquant à un circuit quelconque d’une distribution à trois fils débarrassé du fil du milieu.
- G. Claude.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Télégraphie et téléphonie simultanées Pickernell (1893).
- On a désigné schématiquement sur la figure 1 les stations terminales par X et Z, et la station intermédiaire par Y.
- Les stations extrêmes sont reliées par un double circuit téléphonique L4 L2, L3L4,qui traverse la station Y, et chacun des conducteurs de ce circuit peut être pourvu, d’après le système Van Rysselberghe, de dérivations à la terre m, avec clef k, relais et récepteurs télégraphiques ordinaires R. En manipulant ces clefs, on transmet à la ligne les courants télégraphiques des piles a. Dans chacun de ces branchements télégraphiques, l’on a intercalé une résistance électromagnétique G, pour atténuer la brusquerie des courants télégraphiques et leurs effets perturbateurs sur les circuits téléphoniques correspondants.
- Afin d’individualiser le plus possible les opérations des deux systèmes — téléphonique et télégraphique — on a, à chaque station terminale, réuni les lignes principales Lt L2, L3L4 par des branchements 2-8, à condensateurs GG10, avec mise à terre médiane 5. Chacun de ces conducteurs principaux peut ainsi servir de ligne télégraphique indépendante, tout en constituant l’une des moitiés du double circuit téléphonique : et, malgré leur indépendance, ces deux lignes n’en constituent pas moins un circuit téléphonique continu, par l’addition, entre le point 10 de l’une et le point 14 de l’autre—extérieurs aux graduateurs G — d’un second branchement comprenant le téléphone T, la bobine I du transmetteur et les condensateurs C3 et C4.
- Le transmetteur M, relié au circuit d’une pile locale b, agit sur le circuit principal par l’intermédiaire d’une bobine d’induction à primaire I et secondaire i.
- Le circuit téléphonique entre les stations extrêmes X et Z va de la bobine I de X, par 11, Cs, 10, L,L2, au branchement (io,C3u,I)de Z, d’où il revient, par T, C4, 14, au 14, C4, T de X. Les résistances G, et celles des récepteurs télégraphiques R, empêchent les courants téléphoniques d’être mis en court circuit par mm.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- A1&
- Pendant que le circuit téléphonique fonctionne ainsi’, on peut télégraphier de Z en X, et de Z2 en X2, par les deux parties (Lj L2) (L3L.,) de son double circuit.
- Lorsqu’on relie directement, comme par L8, les postes extrêmes X et Z à partir d’une certaine distance, les signaux télégraphiques se transmettent avec difficulté par les mauvais temps; afin d’éviter cet inconvénient, on intercale sur les lignes L3 L,, Lx L2, à la station intermédiaire médiane Z, un système de relais
- répétiteurs P de préférence du type Milliken Hicks (>)
- Sur la figure 1, on a supposé l’opérateur Z télégraphiant en X, et venant de lever sa clef k2, avec le circuit L2 momentanément rompu, pendant que X» envoie à Z2 en abaissant sa clef.
- Des deux côtés de la station intermédiaire X, les fils qui y pénètrent traversent des relais D, D2, D3, D4, puis vont aux sounders correspondants, à clefs répétitrices 20 et 21; et chacun des relais est doublé d’un électro auxiliaire N,N2, N3, N4
- 1 1
- Fig- 1. — Télégraphie et téléphonie simultanées Pickcrnell.
- dont l’armature, quand elle est léchée, est ramenée par son ressort s, comme on le voit en D, au contact de l’armature du relais correspondant.
- Les circuits de ces électros N sont indiqués en pointillé : on voit ainsi que N est relié au circuit de la pile locale a13 et aux pointes 23 24 du sounder B2; N2 à la pile a" et à B, N4 à ari et à B3, N3 à a10 et à B.,. Le rôle de ces électros est de maintenir leurs armatures bien attirées quatid la ligne de leur relais fonctionne, pour que l’armature de ce relais obéisse très libre' ment aux signaux transmis, et fasse fonctionner exactement son sounder, qui répète ces signaux sur le prolongement'de la ligne. Voici comment
- ils fonctionnent. Lé poste 2, commençant sa dépêche, lève sa clef et rompt le circuit L2, de sorte que D2, lâchant son armature, rompt le circuit de la pile locale a7 en «, et laisse retomber le levier du sounder B2; ce qui a pour effet de rompre en 23 24 le circuit de N, et en 2021 celui de la ligne L, sur laquelle le signal de Z est ainsi répété. Mais le ressort 21 maintient son contact 20 un peu après la rupture de 2324, par laquelle l’armature v de N, ramenée par son ressort s, plus fort que s2, sur le levier y du relais le maintient sur D, bien que cet électro (*)
- (*) Pope, Modem Practice 0/ lhe Electric Tclegraph, io" édit. 1877, p. 5o.
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ 4.77
- 'ne soit plus excité. Il en résulte que le circuit j local a8 du sounder reste fermé, sans pouvoir j rompre en 2021 le circuit de la ligne L2, ni en ! 2324 celui deJ’électro N2 correspondant. !
- On voit que, quand Z fonctionne — envoie un I signal — l’armature de D ne peut pas agir, maim tenue qu’elle est par v toutes les fois que le sounder Bj> ouvre la ligne L, puis par l’attraction de son propre relais, chaque fois que ce sounder referrilé L.
- Il en est de même quand X envoie un signal: ! les deux côtés du double circuit de ligne fonctionnant identiquement.
- 1 D’autre part, afin d’assurer le fonctionnement aussi parfait que possible du double circuit téléphonique, malgré les ruptures et fermetures "continuelles de ses'conducteurs, on ajoute à chacune des lignes (Lt L2) (L3 L4) au poste intermédiaire, un condensateur C5 d’une capacité d’environ trois microfarads, avec relais P4 et P2, shuntés sur ces condensateurs en xx2 et a3a4.
- G. R.
- Accumulateurs Wheeler (1893).
- Chaciine des plaques est formée de deux grillages entre lesquels on tasse la matière ac-
- Fig. i.
- tiveetque l’on maintient par l’encastrement de-leurs bords dans des rainures de l’auge.
- Théorie et calcul des moteurs à courants alternatifs asynchrones, par E. Arnold (*).
- Le coefficient de dispersion b s’obtient très facilement par l’expérience.
- D’après l’équation (ï6) on a pour k paires de
- pôles, lorsque R2 \ p\ est petit :
- „ _ »».* *>s À N.* I,2 R,
- 2 m, Nss pi ’ '
- i •
- Le coyple est exprimé en ergs. Si le bras de levier est de h mètres et la force exercée de K kilogrammes, on a
- C = 9,8: K h. (36)
- Si la force a été déterminée pour une intensité de courant donnée I4, ces équations per-
- - (M La Lumière Electrique, du 2 juin 1894, p. 428.
- mettent de déterminer b. La valeur de b varie avec lj.
- J’ai trouvé que b peut avoir des valeurs très petites. Lorsque les enroulements primaire et secondaire sont fixes, jusqu’à 60 0/0 ou plus des lignes de force se perdent et sont inutilisées.
- La différence de phase <pi dans le circuit prL maire se détermine, d’après la figure 2, par l’équation :
- cos ©, = g- (r, I, + 1— P, M I. cos
- COS <p, = =r
- i/r,+ ";»» p'\flR*
- 4 Rj* + Pi-
- (37)
- ou approximativement
- cos
- m, b» N,2 R,\ + m, N,» )
- (38
- Cette équation conduit à plusieurs conclusions intéressantes. Gomme je l’ai déjà indiqué, un moteur de 20 chevaux, par exemple, doit pouvoir supporter, lorsqu’il ne tourne pas, une puissance de 20 chevaux, afin que le couple de démarrage corresponde au couple à pleine charge. Gomme cette puissance est égale à
- m,
- 2
- E,
- I, cos Ç,,
- il faut, pour éviter l’emploi de courants trop intenses, que cos <p4 soit aussi grand que possible. D’après l’équation (38), cos 9, croît avec I4, R,,R2 et le rapport de transformation N1. :..N2,et décroît lorsque la dispersion etE4 augmentent.
- On peut déduire de ces considérations différentes méthodes de mise en marche des moteurs polyphasés, méthodes dont quelques-unes ont été introduites dans la pratique. , ,
- 1. Au démarrage on intercale dans le circuit primaire une résistance non inductive, c’est-à-dire que l’on augmente Rj.
- 2. On augmente la résistance R2 des phases du système induit en intercalant des résistances non inductives.
- 3. Une partie seulement des phases secondaires m% sont en court circuit, et on n'intercale les autres que lorsque le moteur a atteint sa vitesse normale,
- 4. On rend variable le rapport de transformation Ni : N2, .soit en augmentant N1( soit en diminuant N2, ou encore en effectuant simultanément ces deux modifications.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 478
- 5. On fait varier le quotient Ij : E, en intercalant dans le circuit primaire un transformateur à rapport de transformation variable. Au démarrage on augmente ^ : Et.
- 6. En combinant les méthodes 1 à 5 on peut établir encore un certain nombre d’autres méthodes de régulation.
- On peut, par exemple, munir le système induit de deux enroulements. Au démarrage, on se sert de l’enroulement à grande résistance et grand rapport de transformation, auquel on ajoute ensuite l’enroulement à petite résistance.
- Nous reviendrons sur la valeur pratique de ces différents procédés.
- Si nous désignons par R0 la résistance de l’armature par barre, et par Z le nombre de barres constituant l’enroulement de l’induit, on a R2 = R0 N2 et m2 N2 = Z ; par conséquent
- Nous nous rapportons encore à la figure 2 et à l’équation générale (17) qui s’écrit
- E, 4 = ^R, I, + -y Pi MIS cos <p,
- + [-^-p,L|I,-----p.MLsin Ttj .
- La force électromotrice induite dans une phase de l’induit est maintenant
- E, = — p,') MI,.
- A cette force électromotrice s’opposent :
- i° La force électromotrice absorbée dans la résistance R2, dont l’amplitude est R, I2;
- 20 La force électromotrice induite par le champ tournant secondaire et .qui a pour expression
- COS 9,
- J,
- E,
- R. +
- m, b4 N,* R, Z
- y
- (39)
- Cette équation s’applique à l’induit en court circuit d’après la disposition de Dobrowolsky, comme aussi à la disposition comportant plusieurs enroulements en court circuit séparés, disposition que nous appellerons pour abréger armature à phases. L’armature en court circuit est alors un cas particulier de l’armature à phases.
- Détermination de la puissance absorbée par le moteur. — Cette puissance a pour expression
- P, = ~ E, I, cos 9,.
- En substituant la valeur de cos <pt donnée par (37), on a
- P,= —' R, V +
- m,*m, p,2 M'I/R.
- 8
- R.
- , ni,2 + ~~ Pt 4
- (40)
- Le premier terme donne la puissance absorbée dans le système primaire, le second terme la puissance ahsorbée dans le secondaire.
- Conditions d'un moteur polyphasé pendant la marche. — L’induit tourne avec la vitesse angu-lairexf>2; la différence entre les vitesses angulaires du champ tournant primaire et de l’induit, c’est-à-dire la valeur du glissement, est alors
- Ec =z~(Pl — p\ L,It.
- 2 s 1
- Si l’on réunit ces trois forces électromotrices en triangle, en remarquant que Ec doit être portée perpendiculairement à R2 I2, et que l’angle opposé à E0 est <p2, on obtient, en écrivant, pour abréger,
- r= \/Rti + ~- (Pt - P.)"Es. (42)
- par les relations de la figure
- m. (p, — p,) L, 8 2 r
- wt, (p, — p,) MI,
- 2 V
- Substituons ces valeurs dans l’équation (41), et écrivons pour abréger,
- N = Pt rs* l,s + ^ (p, -p,J R,sLj'
- + (pt-p*) M4R,R,
- w, m
- I (pi—P^j M4j
- Le résultat de ces substitutions est E,4 r*
- I,* =;
- N
- (44)
- (45)
- Pt — Pt-
- Le couple de rotation est égal à la puissançe
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE
- 479
- transmise à l’induit, divisée par le glissement | (Pi—Pz)-
- mf R, I82 2 Pi— Pt'
- OU
- „ _ iih —P,) R. T , c___ _ i,
- ^ _ »t,4 vu (p, — p,) M2 R, „ , C- 8 ' N L,‘-
- (46)
- (47)
- En faisant varier p2, l’équation (46) nous donne les différentes valeurs du couple à intensité de courant constante, et l’équation (47), les valeurs correspondantes à voltage constant. Pour p2 — pt le couple s’annule, et pour p2 > pt il est négatif, c’est-à-dire que le mouvement de rotation du moteur est arrêté et le circuit primaire reçoit une certaine puissance. Dans certains cas, cet effet de freinage peut avoir de l’utilité.
- En remarquant que
- M2 = ô- L, Lj.
- on obtient, en rétablissant l’expression de N :
- C = ^ b* ^p, —p^j E,2 R, divisé par
- p*sr*slS+(p‘~p*)!R*2eS+26!Pi(p,~a)R,R! ^ (48)
- +Mîè«LlLtp,2^,-p,y
- Pourp = o, cette équation est ramenée à la forme (24). Si nous posons b — 1, et en divisant en haut et en bas par (pt—p2) R2, le dénominateur de l’équation (48) prend la forme :
- P.8 R L, m, p, - p, 2 L, m.
- +
- (P.-P.)
- R, - L, m, R, L, wi,
- + 2P, R,.
- Cette expression est minima, ou le couple est maximum, pour un certain rapport ou pour le rapport de transformation
- Ni _ jpi—pt m, R, N', ~ V Pi »». R« '
- (49)
- La force électromotrice induite dans une phase de l’armature est
- En portant cette valeur dans l’équation (46), on obtient, en désignant par k le demi-nombre des pôles,
- c_ m* ____________AE,1 R,.
- 2 (p.-P.) [rs8+ ~(p, P.)' L,2]
- Le terme — I pt
- V2
- L22 peut être négligé
- dans la pratique, parce que la selt-induction L2 de l'armature et le glissement px—p2 sont petits.
- Dans ce cas on a, avec une approximation suffisante,
- k m, E,4 (P. — P.) R.
- (5i)
- Fig. 5
- La puissance fournie par le moteur, P, est donnée par
- P =
- L* c k - ’
- ou
- p_ m. E,2 p,
- Rs Pi—Pt
- (52)
- En désignant par g la valeur du glissement, on peut écrire
- Pt =P, (* — g) (53)
- /«.ËT4/* \ R* \g J ' (54)
- La tension secondaire E2 se déduit facilement des dimensions de l’enroulement du moteur, si la force électromotrice primaire est donnée.
- Dans la figure 5, I représente le noyau de fer de l’inducteur, A celui de l’armature.
- Soient, de plus :
- Ef = ^ ^p, — Pt) I«•
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- 48o LA LUMIÈRE ÊLÈC'i'RiQUE
- B, l’intensité du champ tournant supposé homogène dans l’entrefer S;
- /, l’épaisseur en centimètres des noyaux I et A;
- d, le diamètre de l’induit en centimètres; k, le nombre de paires de pôles; v, la vitesse tangentielle du champ tournant, en centimètres par seconde, à l’extrémité du diamètre de l’armature.
- OO'O
- (5g) les équations suivantes, importante^ pour le calcul d'un moteur.
- _ . N. — E» — b E, g, (60)
- i>N„ — I8 = r2n;Ei^ (6i)
- m, N,2 — f \ R2 N,! E| ë v g) ’ (62)
- m. N.2 / \ ' T (63)
- b* k lit. N2S — 'ait 11, R2 N,! El 8> ' (&4)
- 60 nt ( \ ‘•=ht (*-*) . J \ 1 (65)
- Fig. 6
- On voit immédiatement qu’il existe entre ces divers éléments les relations suivantes :
- p d 7t n, d
- V = h = -JT’ (55)
- •Js b, ËT io8 = VBN, /, (56),
- s/s E. io8 = b. v B N21 g, (5j) ;
- et d’après (56)
- et par substitution dans (67)
- Es = b, b, ^ E, g. (59) i
- , Les coefficients bt et b2 se rapportent à la dispersion. Toutes les lignes de force qui ne {coupent.pas les spires de fiarmature ne contri- : buent pas au développement du couple. !
- La dispersion des lignes de force se produit i à la circonférence et sur les faces latérales de ; l’inducteur I; de plus, une partie des lignes se . perdent dans le fer qui enveloppe les fils.
- Dans la figure 6, cette dispersion est indiquée par des lignes pointillées. Une partie de ces lignes traversent l’entrefer 8, sans couper les spires de l’armature. La dispersion est d’autant plus forte que l’induction SB, l’entrefer 8 et la saturation du fer sont plus grands. En posant ; btb2 — b, nous obtenons d’après (51), (54) et
- Ces formules sont simples et compréhensibles.
- D’après l’équation (60), on voit que pout g= 1; le rapport de la tension secondaire à là tension primaire est, comme dans un transformateur, égal au .rapport de transformation multiplié par le coefficient de chute de potentiel b. ...... ...
- Fig. 7
- Si l’on- se donne le glissement g, on peut calculer, à l’aide des équations (61) et (62), l’intensité de courant dans l’induit et la puissance que fournit le moteur. Comme cette puissance est ordinairement donnée, on peut tirer de l’équation (63) la résistance R2 d’une phase de l’armature.
- Les équations montrent que la puissance fournie est maxima pour ^=0,5, et que le couple est maximum pour g= r, à la condition que b ne varie pas*
- En supposant b et Et constants, nous portons dans la figure 7 h s valeurs du glissement en abscisses et celles de la puissance et du couple en ordonnées (courbes P et C). Pour de plus grandes valeurs de.^ou de la différence (p^p2)
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ t 481
- on ne peut plus négliger dans l’équation (5o) le ternie ^pt— p.^j ^L2^-aj , et la valeur de b diminue à mesure que le glissement augmente, et dans la pratique E, n’est alors plus constant. 'Les courbes P et G seront alors modifiées et prendront une forme analogue aux courbes P' et G' indiquées en pointillé. Le maximum de la puissance ne correspond plus à g — o,5, mais paraît déplacé vers g— o.
- 1 Ainsi que le montre l’équation (62), le glissement à une charge donnée du moteur peut être rendu variable en agissant sur la résistance R2 ou sur la tension primaire E,. Il est donc possible de régler la vitesse annulaire'du violeur. Ce réglage ne peut s’effectuer que dans la partie où le couple augmente à partir de ^ = 0. Si nous avions un champ tournant parfait et si b était constant et L2 petit, le réglage de la vitesse pourrait s’effectuer presque depuis g— o jusqu’à Jg — 1. Mais par suite des variations de b et de l’influence de la self-induction de l’armature le maximum du couple ne correspond pas &!£•==!, mais se trouve entre cette valeur et g= 0. Ifest d’autant plus rapproché de dette dernière valeur que là dispersion augmente plus rapidement avec le glissement, et qüe la self-induction de l’arrtlature est grande et que la tension E: baisse.
- La vitesse du moteur peut encore être modifiée en faisant varier le nombre de pôles. A cet effet, l’enroulement inducteur doit être disposé en anneau ou en tambour, afin que ses diverses sections puissent être couplées entre elles de différentes manières, et l’enroulement induit ne doit pas présenter des phases séparées.
- Pour expfimef le couple et la puissance en fonction de l’intensité de courant primaire, on a, avec la même appfoximation que plus haut,
- C =
- ___in * m, pt M* I,*
- R,
- „ »»,* vu p,4 M4 I,4
- P= -J—— ----g
- (s).
- 4 R*
- La perte dans le fil de l’induit est
- (66)
- (67)
- Pj = mt R. Is4,
- la perte dans le fil primaire
- P, = m, Ri !?.
- Si nous désignons encore par )P3 les pertes par hystérésis, courants de Foucault, frotte-
- ments, le rendement du moteur est donné par
- _ p
- ^ - p + P, + P, + Pa-
- (68)
- Calcul du courant d'excitation et du courant total. — Pour un moteur asynchrone, le rapport du courant d’excitation au courant à pleine charge constitue le facteur caractérisant la bonne construction du moteur.
- Si nous désignons par I„ le courant utile, c’est-à-dire le courant qui fournirait sans différence de phase la puissance absorbée par le moteur, et par I0 le courant d’excitation, nous avons
- !..
- r, m, E, ’
- m
- I, = \/l„* + I.»
- cos?,
- VI„4 + I„'J
- (7,i)
- Fig B
- Si l’on maintient constante la force électromotrice primaire, la puissance du moteur ne se règle pas seulement comme dans les moteurs à courant continu par les variations de 1^ mais aussi pendant que I0 reste'constant par les;va-riations de «plt comme la figure 8 l’indique pour deux intensités de courant I, et I/.
- La puissance du moteur est déterminée par I„, mais l’utilisation du cuivre primaire, de là ligne et de la génératrice est déterminée par It. Si donc les moteurs ne doivent pas charger la ligne et les génératrices de trop de courant dé-watté, il faut qu’ils soient construits pour un courant d’excitation relativement peu intense. Dans l’établissement de la ligne et des génératrices il faut tenir compte du décalage de phase.
- Dans le but de n’avoir à employer qu’un faible courant d’excitation, il faut rendre l’entrefer S très petit et travailler avec des inductions magnétiques peu élevées. Toutefois, pour assurer le démarrage du moteur, l’intensité du
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- 482
- LA LUMIERE ELECTRIQUE
- champ tournant ne doit pas descendre au-dessous d’une certaine limite. Comme le nombre d’ampères-tours par centimètre de la circonférence de l’inducteur est limité par la dispersion, les basses inductions magnétiques ne peuvent être obtenues qu’en augmentant les dimensions des noyaux de fer du moteur. L obtention de faibles courants d’excitation est donc aussi une question de prix de revient.
- Si l’on ouvre les spires de l’armature actuellement en court circuit, le moteur n’absorbe que le courant d’excitation. Mais le courant absorbé par le moteur à vide ne diffère que très peu du courant d’excitation; pour p2 = pt l’induction dans les spires de l’induit serait nulle et le courant à vide serait égal au courant d’excitation.
- Nous trouvons donc l’expression du courant d’excitation, ainsi que la valeur approximative du courant à vide en faisantp2—Pi dans l'équation (45).
- Alors
- Pour des moteurs triphasés, — 3, et
- r - -!l_
- 0 — 3nn, L,
- D’après la figure 5, appelons :
- U la circonférence de l’armature en centimètres ;
- S! = o,85 hx l la section effective du fer de l’inducteur en centimètres carrés ;
- S2 = o,85 h21 la section effective du fer de l’induit;
- 8 la longueur de l’entrefer en centimètres;
- S„ = la section de l'entrefer par circuit u 5 k
- magnétique;
- 4 approximativement = ~ la longueur des
- lignes de force dans l’inducteur:
- 4 approximativement = la longueur des
- lignes de force dans l’induit; k le nombre de paires de pôles.
- If existe alors la relation
- (7«)
- (73)
- L, =
- 271 N,!
- (74)
- Les valeurs de 04 et de y.2 peuvent être tirées d’une courbe d’aimantation.
- L’équation (73) donne des valeurs concordant presque exactement avec les résultats d expériences.
- Le courant à vide ou le courant d’excitation peut encore être déterminé approximativement en partant de la valeur de l’intensité du champ tournant d’après l’équation (58). En désignant par et 3C.> les forces magnétisantes à prendre sur une c,oqrbe d’aimantation pour l’inducteur et pour l’induit, le nombre d’ampères-tours est
- vit I0 N, — — k ^28 cB -|- 3C, /, 4* 3C* l^\
- 2 4TC \ /
- et “
- -l>6 h-------mTîrl • a5)
- Comme, à vitesse angulaire égale, le nombre de pôles ik augmente avec la fréquence nu on voit que l’intensité du courant d’excitation augmente avec la fréquence. Cette influence du nombre de pôles peut être combattue le plus efficacement par l’emploi de petites intensités de champ, qui se recommandent d’ailleurs aussi au point de vue des pertes par hystérésis et par courants de Foucault.
- I0 et I„ étant calculés, le courant de charge se détermine par
- i.= 0.,+ V
- La valeur ainsi obtenue sera un peu inférieure à la valeur réelle, en conséquence de l’augmentation de la dispersion, qui fait croître le décalage de phase primaire (voir équation 79). En désignant par l't le courant réel à pleine charge, on a très approximativement
- Si les valeurs de I0 et de l't sont obtenues expérimentalement, on peut, après avoir calculé Iu, tirer de cette équation la valeur correspondante du coefficient de dispersion b.
- Dans le cas où la différence de phase <pt est modifiée par des appareils ne faisant pas partie
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- JOURNAL . UNJVERSE.L D\ÜLEC TR ICI TÉ
- 483
- ,d,u moteur, l’équation (76) n’est plus applicable.
- Détermination de la différence dé phasé cp, et du rendement. — Il résulte de la figure 2 que :
- >s^ = k(
- R, +-
- m, vu p, (p, — p*' M'2R.\
- (77)
- ce qui, en utilisant l’équation (45), se transforme
- en
- R,
- ni, nu p, (p, —pt) M* R,
- ) (78)
- Pour de petites valeurs de R,, L2 et pl—p2 on peut écrire approximativement
- cos Çl —I b* vu p, g .
- Les équations (71) et (76) donnent
- cos if.
- b2 I„
- + ï„2
- (79)
- (80)
- Cette dernière équation montre que la différence de phase dépend de trois grandeurs : du courant d'excitation, du courant utile et de la dispersion, cqs cp! croît avec le courant de charge, et par suite avec le glissement g, mais lorsque g augmente, le rendenent du moteur diminue (voir équation 85). Comme le glissement ne doit donc pas dépasser certaines valeurs, il faut, pour obtenir le plus petit décalage possible, que le courant d’excitation soit peu intense et que l’on cherche autant que possible à diminuer la dispersion.
- La puissance absorbée par le moteur est
- P, = ^ El h COSf,,
- ou
- P( = ÜL« Rl i(. + P.(P.-rj_M.,VRv (8I)
- Tenons compte des pertes par hystérésis et par courants de Foucault en augmentent la valeur des résistances et R2.
- Le second terme de l’équation (81). représente la somme de la puissance fournie par le moteur et de celle perdue’ dans l’induit. La première partie est
- P — w'~w« P» (P -PdM-idRs _ c p.
- m
- et la seconde partie
- (83) . 11 en résulte pour le rendement du moteur : ,
- Cp,
- p> m, R, if2 -f C p, ou, approximativement,
- . —Ei — _
- T| ~ p,~' g'
- (84)
- (85)
- Cette valeur s’obtient avec une approximation de 2 à 5 0/0 pour tous les moteurs de plus de 10 chevaux environ. On voit que le rendement de ces moteurs est essentiellement déterminé par la valeur du glissement g.
- Construction de l'inducteur et de l'induit.
- L’enroulement de l’inducteur peut être réalisé en forme d’anneau, de tambour ou d’enroulement polaire. L’enroulement en anneau et la forme polaire présentent pour les moteurs à grand voltage primaire l’avantage de ne pas donner lieu à des croisements de fils, mais l’enroulement en anneau donne une plus forte dispersion. Pour des courants intenses l’enroulement en tambour peut être réalisé avec des barres de cuivre dont les connexions latérales peuvent être disposées en deux plans superposés permettant d’employer une bonne isolation, et donnant peu de dispersion.
- L’intensité magnétique du champ se calcule comme pour les tranformateurs. L’induction dans l’inducteur est donnée par
- cB, —
- E, 108
- 4,44 S, N, n, ’
- l’induction dans le fer de l’induit par
- ©S--
- b E, io8
- 4,44S,N, n,
- (86)
- (87)
- Si l’on admet que toutes les lignes de force se réunissent sur un champ tournant, le nombre de périodes pour l’induit n’est que de pl —p2, de sorte qu’on peut employer pour cette partie une induction magnétique plus élevée que pour le fer de l’inducteur.
- L’enroulement en court circuit de l’induit
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- 484
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- peut également être effectué en forme de tambour, d’anneau ou d’enroulement à pôles, et dans chaque cas de trois manières différentes :
- 1. Toutes les barres de cuivre sont mises en court circuit deux à deux aux extrémités de l’induit (Dobrowolski) ;
- 2. On réunit en court circuit toutes les barres qui sont soumises à une induction à peu près égale;
- 3. On réunit ces barres à induction égale en série, et les groupes ainsi formés sont mis en court circuit.
- Le premier mode de construction présente
- Fig. 9
- l’avantage de la simplicité, mais il est aussi accompagné de quelques inconvénients. Pour les grandes puissances, il est difficile d’obtenir avec une seule connexion de court circuit une surface de refroidissement suffisante et, de plus, les courants induits se distribuent en partie de telle façon, qu’ils affaiblissent le champ tournant secondaire et diminuent le couple de démarrage du moteur.
- La figure g donne une coupe d’un induit de ce genre.
- Si nous supposons l’induit fixe et le champ tournant dans le sens indiqué parla flèche supérieure, les courants induits dans l’anneau de court circuit antérieur sont du sens indiqué par les flèches intérieures, et les courants induits dans l’anneau de court circuit postérieur du sens qu’indiquent les flèches extérieures. Les barres c, d, e et j, g, h ne subissent pas d’effet d’induction au moment considéré; malgré cela, une partie du courant sera dérivé par ces barres et affaiblir le champ tournant secondaire.
- Pour ces raisons je donne la préférence aux
- I constructions 2 et 3, qui ont fait leurs prëuves dans la pratique. Les figures 10 et ii représentent les schémas des connexions dans ces deux modes de construction pour un moteur à quatre
- Fig-. 10 et 11.
- pôles avec armature dite à phasçs. On a par la figure 12 l’aspect d’un induit construit d’après le troisième mode par les ateliers d’Œrlikon.
- Fig. 12.
- Si nous désignons par R0 la résistance d’une barre de l’induit y compris ses connexions, on a
- R»=:62?!?El^(1-g')- (88)
- Or m„ N2 = Z, nombre de barres de l’induit ; il en résulte, pour les trois modes de construction de l'induit, l’équation :
- R° = b* 8 (' (89)
- et pour la puissance du moteur :
- p = &* 07** ('“*)• (90)
- A. H.
- (A suivre)
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 485
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Sur la variation de l’hystérésis magnétique avec la température, par W. Kunz (').
- En 1892, à la suite de quelques expériences effectuées à l’Institut électrotechnique du docteur Kittler, à Darmstadt, l’auteur avait signalé (2) que l’hystérésis magnétique du fer diminue lorsque la température augmente. L'année passée, il a déterminé, par un grand nombre d’expériences, la relation entre ces deux variables, et nous allons donner ici les principaux résultats de ces recherches.
- Quatre échantillons de fer, deux d’acier et un
- .0 300
- 200
- de nickel ont été étudiés. Il était particulièrement difficile de maintenir ces échantillons (employés sous forme de fil) à des températures élevées et constantes, de les soumettre en cet état à des forces magnétisantes, et de mesurer les températures avec une précision suffisante. Il ne sera donc pas sans intérêt de décrire les méthodes d’observation employées.
- 1. Mesure de la température.
- Pour la détermination de la température des fils de fer, on s’est servi d’un couple thermoélectrique platine et platine-rhodié à 100/0. Les
- C) Elchtrotechnische Zeitschrift, 5 avril 1894. (*) La Lumière Électrique, t. XLIV, p. 44a.
- deux fils de ce couple sont tordus ensemble sur une longueur de t,5 cm. environ. Dans toutes les expériences, on a employé deux couples semblables dont les extrémités étaient reliées à un commutateur à mercure, qui les mettaient en communication avec un galvanomètre De-prez-d’Arsonval d’environ 200 ohms de résistance. La température des jonctions extérieures au commutateur et au galvanomètre était toujours à peu près la même, 20° G. environ.
- L’étalonnage des thermo-couples a été fait jusqu’à 3oo“ par comparaison avec un thermo-
- Fig. S
- mètre de précision, à mercure, plongé avec les couples dans un bain d’huile de lin.
- Au-dessus de 3oo° G. on s’est servi pour l’étalonnage des températures de fusion connues de diverses substances; les déterminations avaient lieu au moment de la solidification. Les jonctions extérieures des éléments plongeaient dans un bain de pétrole à la température constante de 20° G. Les températures de fusion, la plupart déterminées par Carnelley, sont empruntées aux tables de Bœrnstein-Landolt.
- Le tableau ci-après contient les noms des substances employées, leurs températures ou
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- q86
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- points de fusion et les déviations galvanométri-ques correspondantes.
- TABLEAU I
- Substances Température en degrés centigrades Déviation du galvanomètre en millimètres
- Huile de lin 40 16,0
- 73 27,2
- 104 38,o
- 140 5o,8
- 200 77,8
- 3oo 125,4
- K Cl O’ 349 155 j 6
- PbCl 498 244,4
- Kl 634 33o,2
- IC Cl 734 393,6
- NaCl 772 417,8
- Na2 SO1 861 474,2
- Nous avons reproduit ces chiffres graphiquement dans la figure i, en portant en abscisses les températures et en ordonnées les déviations.
- 2. Méthode de chauffage.
- Les fils sont portés à des températures élevées, d’après un procédé indiqué par M. Lede-boer (1), en les enroulant bifilairement d’un fil de platine bien isolé échauffé par un courant.
- Après de nombreuses expériences infructueuses, on a adopté comme cloison isolante un tube de porcelaine. La figure 2 montre en coupe l’appareil employé. Les fils de fer d sont introduits dans un tube de porcelaine r long de 5o centimètres, à parois de 1 millimètre d’épaisseur. Sur ce tube est enroulée bifilairement l'hélice de platine p formée de 5 mètres de platine de 0,8 mm. de diamètre. Le tube de porcelaine est composé de plusieurs pièces, pour permettre l’introduction des couples thermo-électriques. A cet effet, il a fallu aléser à une de ses extrémités un des morceaux de tube de porcelaine, afin d’obtenir une ouverture assez grande pour recevoir le toron du couple thermo-électrique. La partie toronnée t de celui-ci est séparée du fil de fer d par un petit cylindre de mica h. Les deux fils du couple passent à l’extérieur par une ouverture ménagée entre deux des spires de platine.
- p) La Lumière Electrique, t. XXVII, p. 61, 1888.
- L’hélice de platine est soigneusement entourée de plusieurs couches de papier d’amiante a; les fils du couple passent entre ces couches d’amiante, traversent le bouchon K et vont au commutateur. Le tube entouré d’amiante est placé à l’intérieur d’un tube en verre peu fusible s, et y est fixé à l’aide des bourrelets d’amiante a. Un troisième tube de verre g entoure ce dernier. Les extrémités de l’hélice de platine aboutissent à de gros fils de maillechort 11 en relation avec une source de courant.
- L’échauffement des fils a lieu dans une atmosphère d’hydrogène pour éviter l’oxydation. Afin de protéger la bobine d’aimantation, une double enveloppe de cuivre c permet d’établir une circulation d’eau froide. On a pu constater que la bobine se trouvait ainsi suffisamment protégée; elle ne s’échauffait pas sensiblement.
- On s’est également assuré que l’hélice de platine ne produisait pas de champ magnétique.
- 3. Méthode des observations magnétiques.
- Le fer est employé sous forme de fils longs et minces, en vue d’éviter qu’il ne réagisse sur le champ inducteur. Pour déterminer l’induction magnétique on se sert du magnétomètre. Le fil est placé verticalement à l’est ou à l’ouest du magnétomètre, son pôle supérieur au niveau de ce dernier.
- Le courant d’aimantation est fourni par une batterie d’accumulateurs. Avant toute détermination, il faut faire décrire à l’aimantation plusieurs cycles, jusqu’à ce qu’un régime soit établi où les cycles successifs coïncident.
- On procède ensuite aux déterminations en commençant par le maximum de l’induction. Avec chaque substance on a fait au moins quatre séries d’observations, en employant toujours la même induction maxima; dans la majorité des cas avec — 3590 (pour l’acier 345o). Le premier cycle (A) était effectué à la température ordinaire (20°), le second (B) à 270-300° C, un troisième (G) à 460-470°, (D) à 65o-66o°, (E) à 720-750°, (F) à 8io-83o°, jusqu’à complète disparition de l’aimantation; puis un dernier cycle (II) était déterminé après refroidissement. Pour remplir le grand intervalle entre 460 et 65o°, on a ajouté dans quelques cas un cycle (C,) à 560°. Pour la plupart des échantillons, l’aimanta-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 487
- .tion aux températures supérieures à 8oo° était irrégulière.
- Dans deux cas les cycles ont été étendus à des limites d’induction plus élevées, mais ces inductions ne pouvaient être atteintes aux températures les plus hautes, parce que la substance était saturée bien avant que ces aimantations ne fussent atteintes.
- 4. Bobine magnétisante.
- Le fil de cuivre de 3 millimètres, à double gaine de coton gomme-laqué, du solénoïde est enroulé sur un tube de fibre vulcanisée. La longueur de la bobine est de 60 centimètres, son diamètre intérieur de 4 centimètres, son diamètre extérieur de 16 centimètres. Le solénoïde est formé de 16 couches (en 8 groupes de 2 couches) constituées comme suit :
- TABLEAU II
- N"* Nombre de spires Poids en kilogr. Longueur en mètres Résistance en ohms
- Groupe 1 164 + i65 3,95 60,6 0,160
- — II 166 + 166 4,70 72,2 0,193
- — III i65 + 162 5,5o 84,5 • 0,222
- — IV 161 4- i63 6,45 99,0 0,252
- - V 164 -j- 164 7,20 110,5 0,286
- — VI i63 4- 166 à,oo 122,9 0,317
- — VII 164 +166 9,00 141,0 0,334
- — VIII 161 + '64 10,o5 i53,o 0,363
- Totaux... 2622 54,85 843,7 2,127
- Toutes les couches sont groupées en série, excepté dans les expériences où l’action de la composante verticale du magnétisme terrestre a été compensée. Le groupe VIII a servi dans ce cas à recevoir le courant de compensation.
- 5. Compensation de l'action du solénoïde sur le magné tomé Ire.
- Dans le même circuit que le solénoïde, qui se trouvait à l’ouest du magnétomètre, était intercalée une bobine, placée à l’est de l’instrument, et dont l’axe était perpendiculaire à l’aimant dans la position de repos. Cette bobine auxiliaire était amenée à la distance voulue pour compenser l’action du solénoïde.
- 6. Dispositif de désaimantation.
- Avant de procéder aux aimantations cycliques, les fils de fer étaient désaimantés en appli quant des forces magnétisantes alternatives d’intensité décroissante. La diminution graduelle de ces forces est obtenue à l’aide d’une dérivation prise sur un rhéostat à liquide de la forme indiquée par Ewing (fig. 3, F).
- Dans une éprouvette remplie d’une dissolution diluée de sulfate de zinc sont plongés trois disques de zinc amalgamés a, b et c. b peut être levé ou abaissé. Le disque inférieure et le disque supérieur a sont reliés à la source du courant d’aimantation, tandis que b et le second fil
- Fig. 3
- de a communiquent, par l’intermédiaire d’un commutateur rotatif C avec le solénoïde magnétisant. C’est ce dispositif qui sert à faire varier le courant d’aimantation maximum.
- Si le fil doit être complètement désaimanté, il faut compenser l’action de la composante verticale du. magnétisme terrestre. C’est ce que l’on obtient en envoyant dans l’enroulement VIII du solénoïde le courant convenablement réglé d’un élément Daniell.
- L’auteur s’était d’ailleurs aperçu dès le début que l’hystérésis ne dépend que de la différence entre les limites de l’induction, non de leurs valeurs absolues. Il n’est donc pas nécessaire de désaimanter les échantillons, ni de compenser l’action du magnétisme terrestre.
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- LA LÜMIÈRE ELECTRIQUE
- 7. Disposition des expériences.
- Le montage est indiqué dans la figure 3.
- La batterie d’accumulateurs A fournit le courant d’aimantation, mesuré à l’aide du galvanomètre de torsion G. Ce courant passe par le commutateur P à la bobine de compensation K et au solénoïde M. Le courant d’échauffement de l’hélice de platine peut être emprunté, par l’intermédiaire de U, soit à l’alternateur W, soit à la batterie d’accumulateurs N est la machine excitatrice de l’alternateur, T un transformateur, R des rhéostats de réglage, D un électrodynamomètre, F le rhéostat à liquide, C le
- Fig. 4
- commutateur-inverseur rotatif; S des clefs. L’élément Daniell E fournit le courant de compensation du magnétisme terrestre; X est un rhéostat, O le magnétomètre, Gx le galvanomètre Deprez-d’Arsonval, H l’appareil à dégagement d’hydrogène, et L la conduite d’eau froide.
- 8. Calcul des résultats d’expérience.
- a, est soumis à deux forces : la composante horizontale du magnétisme terrestre Ft,et la force déviatrice F2. L’équilibre est défini par F, = f4 tang a.
- Fj est déterminé directement = o, 194. Comme 3 est l’intensité de pôle par unité de surface polaire, on a, en appelant a le rayon du fil cylindrique :
- F,
- K a* 3 r‘
- n a3 3 r __a13
- r,3 7, ~
- [I"(Q3]=F‘ tang «•
- Fifi. 5
- Il en résulte
- 3 =
- r3 F, tan g a
- “••['-G)']’
- L’intensité de champ au centre du solénoïde est calculée par la formule
- 3C = ddLfli unités C. G. S.,
- 10 l
- en appelant f l’intensité du courant, n le nombre de spires, l la longueur du solénoïde. Pour 1 ampère on a, en couplant toutes les spires en série,
- 3C — 54,92 unités C. G. S.,
- r et rt étant les distances des deux pôles au magnétomètre.
- Dans la plupart des expériences r étant de 40,7 cm., les pôles se trouvaient â 1 centimètre des extrémités des fils, de sorte que ïq était = 55,68 cm. ; la distance de l’échelle, divisée en millimètres,du magnétomètre était de 2810 mm., de sorte que pour une division
- et en plaçant en série les groupes I à VII,
- 3C = 48,11 unités C. G. S.
- L’intensité d’aimantation 3 s’obtient de la manière suivante :
- L’aimant du magnétomètre, dévié de l’angle
- et la valeur de 3 donnant une déviation d’une division à l’échelle du magnétomètre est :
- •K 0,0025 X 0,61 X 2 X 2810 ’
- En multipliant cette valeur par le nombre de
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- millimètres de déviation, on obtient les intensités d’aimantation, et en multipliant encore par 411 et ajoutant 3C, on a les inductions 35.
- 9. Résultats.
- Ci-après nous donnons les résultats des expériences, en commençant par celles — les plus nombreuses — faites avec une induction maxima de 3590. Les résultats indiqués sont les moyennes de quatre séries d’observations. Pour chaque série on traçait les courbes d’hystérésis, et on déterminait les pertes d’énergie en mesurant la surface de ces courbes. La figure 4 donne comme exemple les courbes de la série IV (fil de fer puddlé). Les différents cycles sont désignés par les lettres A à H, au-dessus desquelles on a indiqué les températures.
- Dans les tableaux ci-dessous la première colonne contient les lettres affectées aux différents cycles, la deuxième colonne donne les températures en degrés centigrades, et la troisième les pertes d’énergie hystérétiques par cycle, en ergs.
- TABLEAU III
- I. — Fil de fer doux recuit.
- Expériences Température Ergs
- A 20 2350
- B 290 1600
- C 470 1204
- D 656 710
- E 728 55o
- F 836 3i6
- H 20 2107
- TABLEAU IV IL — Fil de fer de Suède.
- Expériences Température Ergs
- A 20 2690
- B 470 2080
- G 460 l55o
- D 65o 905
- E 742 825
- F 812 712
- Quelques nombres des séries d’observations faites sur ce dernier échantillon étaient irrégu-
- liers, la surface E (7420) ayant été trouvée plus grande que la surface D (ô5o°). On remarque, en outre, qu’après refroidissement les échantillons ne donnent plus de cycle fermé.
- TABLEAU V
- III. — Fil de fer ordinaire.
- Dans toutes ces séries, des irrégularités se manifestaient à partir de E (744°) ; au-dessus de cette température on ne pouvait plus obtenir de cycles fermés.
- TABLEAU VI.
- IV. — Fil de fer puddlé.
- Expériences Température Ergs
- A 20 3ioo
- B 275 2270
- C 460 1730
- c, 56o l3io
- D 656 979
- E 744 777
- H 20 2090
- Les cycles sont réguliers jusqu’à 7440, au-delà de cette température les courbes ne sont plus fermées. Mais après refroidissement les fils donnent de nouveau des cycles complets.
- Dans la figure5 nous avons représenté graphiquement la relation entre la perte par hystérésis et la température d’après les nombres des tableaux I à IV. Les points d’observation sont reliés par des lignes pointillées, les traits pleins sont des droites pouvant être substituées aux lignes brisées ainsi obtenues. L’auteur conclut de la forme des courbes que l’hystérésis est une fonction linéaire de la température, fonction qu’il représente par
- lï — a — bt.
- Expériences Température Ergs
- A 20 3420
- B 284 2480
- C 468 1750
- D 656 821
- E 744 800
- H . 20 900
- Les constantes a et b dépendent non seule-
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- 490
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- ment de la nature de la substance, mais aussi de la valeur maxima de l’induction.
- TABLEAU VII. — V. Fil d'acier dur.
- Expériences Température Ergs
- A 20 11 540
- B 309 11 58o
- C 526 b 040
- D G60 2 200
- E 790 1 180
- H 20 . * 5 230
- TABLEAU VIII. — VI. Fil de fonte d’acier.
- Expériences Température Ergs
- A 20 9 660
- B 3og q 860
- C 468 4 950
- c, 56o 1 985
- D 640 1 6J4
- E 744 ï 048
- II , 20 4 670
- Pour ces échantillons d’acier la courbe d’hystérésis avait aux températures ordinaires la forme d’un losange allongé. A 3oo° la courbe devient moins allongée et sa surface augmente même légèrement, de sorte qu’à cette température l’énergie transformée en chaleur est plus considérable qu’à la température ordinaire. Vers 5oo° les courbes ressemblent aux cycles obtenus avec le fer doux. Si l’on trace la courbe des pertes d’énergie en fonction de la température, on obtient de 20 à 3oo° une partie presque horizontale, ensuite une droite baissant rapidement jusqu’aux environs de 6oo°, et enfin la courbe s’abaisse lentement vers l’axe des abscisses et se comporte dans cette dernière partie comme la courbe pour le fer doux.
- Il n’a pas été possible de trouver une relation plus simple pour exprimer ces variations.
- On a recherché ensuite si la relation trouvée pour le fer se maintient si on emploie des limites d’induction beaucoup plus élevées. Trois séries d’expériences faites avec B = 7200, 12288 et 14400 ont montré que dans ce cas encore la perte d’énergie par hystérésis varie avec la température selon une'fonction linéaire.
- L’acier placé dans les mêmes conditions
- donne des courbes présentant les mêmes caractères généraux que dans le cas des inductions moins élevées; l’accroissement de 20 à 3oo° est seulement plus rapide.
- Séries répétées de croies effectués avec un même fil.
- Un fil de fer puddlé a été soumis à plusieurs séries de cycles à température croissante et en employant l’induction maxima 3 590.
- Jusqu’à la quatrième série les aires des cycles allaient constamment en décroissant; chaque surface obtenue pour une température donnée était plus petite que la surface trouvée à la même température dans la série précédente. A partir de la quatrième série, on ne constatait plus de diminution; un état permanent s’était établi. On constate toujours une diminution de l’hystérésis lorsque la température crpît, mais pour une même température on trouve mainte--nant toujours le même cycle.
- La relation entre l’hystérésis et la température est encore représentée par une droite. L’inclinaison de cette droite sur l’axe des abscisses diminue avec la répétition des séries de cycles à température croissante, et finalement elle conserve une inclinaison constante.
- Les mêmes expériences ont été effectuées avec un fil de fonte d’acier. Dès la deuxième série on remarqua que la particularité de l’acier donnant une surface B plus grande que A disparut. La courbe de l’hystérésis en fonction de la température est, pour la première série, la ligne brisée que nous avons caractérisée plus haut. La deuxième série fournit une droite fortement inclinée, c’est-à-dire la même courbe que pour le fer doux; dans la troisième série, la droite est moins inclinée, dans la quatrième encore moins, et la cinquième droite est parallèle à l’axe des abscisses.
- L’acier perd donc dès le premier échauffe-ment et les premiers cycles ses propriétés caractéristiques; les courbes indiquent qu’il tend à se transformer en fer de plus en plus doux.
- Nickel — Les expériences faites avec le nickel n’ont pas donné une droite pour la courbe d’hystérésis; celle-ci s’abaisse d’abord très rapidement, puis plus lentement, et se termine en une droite inclinée sur l’axe des températures.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 49'ï-
- „ ' Force exercée par un électro-aimant sur son armature, par J. Hopkinson (').
- i. Soit O A B (fig. i) la caractéristique d’un électro-aimant pour une position donnée de son armature, c’est-à-dire la courbe dont les ordonnées donnent l’induction totale et les abscisses les forces magnétisantes (2) correspondantes.
- Le travail effectué pour l’aimantation du champ est représenté par l’aire O A B C divisée par 471: Car, soit T le temps pendant lequel le flux a augmenté de O C à O C\
- La force électromotrice exercée par l’électro-C C'
- aimant sur le circuit est —T~ x nombre de spires. Le travail effectué par cette force électro-
- tromotfice opposée au courant. Décomposons cette variation : tout d’abord, le travail électrique effectué par le courant est —]e travail
- 1 4 7t
- , , C ABD
- mécanique du au courant est----------; en re-
- 1 4^
- tranchant enfin le travail électrique restitué au
- courant par l’aimant, soit—^ ^ , on a le tra-
- 4 TC
- vail total effectué par le courant . Qui
- doit être égal au travail mécanique exercé sur l’armature.
- Donc, si nous connaissons, par le calcul ou l’expérience, la caractéristique de l’électro-aimant pour différentes positions de l’armature,
- Fig. 3
- motrice pendant le temps T est
- C Q!
- ~ X nombre de spires x courant x T
- — C C' x _____aire C D B' G'
- 4 7t ' 4 n ’
- 2. Considérons un électro-aimant à armature mobile. Soient O a A (fig. 2) et O b B les caractéristiques de l’électro-aimant pour deux positions de l’armature. Supposons qu’un courant de force magnétomotrice O N circule dans l’électro-aimant. Le courant étant maintenu constant, supposons que l’armature soit déplacée de la position A à la position B. Dans ce mouvement l’aimant produit du travail mécanique pour déplacer l’armature et reçoit du travail électrique, puisqu’il exerce une force élec- (*)
- (*) The Electrician, 125 mai 1894.
- (4) « Induction totale » et « force magnétisante » sont ici employés pour « flux » et « force magnétomotrice ». Nous nous servirons de ces dernières expressions, avec leurs symboles 4> et éF. A. H.
- nous connaissons ainsi le travail mécanique effectué pour passer d’une position à une autre (à courant constant), et par suite la force produisant le déplacement.
- Quand la distance entre A et B est petite, l’aire A B c étant alors du second ordre, le travail effectué est représenté par l’aire O a Acb.
- 3. Si l’espace entre l’armature et l’électro-aimant n’est pas magnétique, et si l’on néglige la force magnétomotrice dans l’armature, A c est proportionnel à A N.
- Par conséquent,
- l’aire OaAcB=-AcxAN.
- 2
- ür
- . AXT . , • ,ef , .. .ON A c = A N X variation de^- = A N x A —^ ;
- ® AN ’
- le travail effectué est donc
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-
-
-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 4. Ce résultat nous permet d’obtenir très facilement l’expression bien connue pour la tension le long des lignes de force.
- Supposons que toutes les lignes de force soient parallèles, et que l’armature se déplace de la petite quantité A / parallèlement aux lignes de force :
- Travail effectué
- S étant la section de l’électro-aimant ; et comme A N = cB S, le travail est donné par
- L- S A / SJ8,
- o 7t
- et la force par
- 5. Considérons le cas où l’induction est proportionnelle à la force magnétisante, c’est-à-dire où il existe un coefficient de self-induction L. Dans ce cas
- r 1 L ^
- <t> = — —50? =
- 411 n*
- Lx 11 ’
- Sur l’amortissement apériodique et son application à la galvanomètrie, par E. Riecke (’).
- L’équation différentielle des oscillations amorties
- d t*
- d<f
- + 2qdt
- + pî © = o
- (0
- devient, par l’introduction des racines de l’équation,
- as + 2 a <7 +p2 = 0, (2)
- de la forme
- d*<p
- dt2
- (“< + «) % +
- a, at!f> — o,
- (31
- OÙ
- »i= —<7 —VV-P*, «« = — <7 + y/q'-p*- (4)
- Quand qz >pz, les deux racines «j et a2 sont réelles et l’on se trouve dans le cas de l’amortissement apériodique. L’intégration de l’équation différentielle donne alors
- a, t as t
- <f= a, e + a, e ,
- x étant le courant, L le coefficient de self-induction et 11 le nombre de spires de l’électro-aimant Le travail mécanique effectué est alors exprimé par
- _L L***
- 8re 112
- A
- 47tnx 1
- L x 2
- .v2 A L.
- 11
- et en choisissant l’origine du temps de façon que, pour /=o, la vitesse angulaire ~ = o et l’angle 9 = 90, on a
- Ci
- q? = qpo ~
- o.*t a, l
- e — at e
- of4 — ou
- (5)
- Le travail effectué par le courant est xz A L, dont la moitié représente l’énergie mécanique qu’implique le déplacement de l’armature, l’autre moitié servant à augmenter le moment de l’aimant.
- 6. Les courbes du flux peuvent être déterminées expérimentalement à l’aide du galvanomètre balistique : mais on peut objecter qu’il serait tout aussi facile de mesurer la force directement. On peut aussi les déterminer a priori par des méthodes analogues à celle dont je me suis servi pour là prédétermination des caractéristiques de machines dynamo.
- Si le flux et le courant sont exprimés en unités absolues, le travail et la force sont mesurés respectivement en ergs et en dynes.
- A. I-I.
- si nous posons
- — =£. at£==c osO, at£ = rsinO, (6)
- l’équation (5) devient de la forme
- r sin 6 rcos 0
- ___cos 0 e_____— sin fl e___ , .
- cos 9 — sin 0 ’
- et nous avons les relations
- ^ = tang- 8, y/a,* + a82 = ~. (8)
- Le calcul des constantes a.] et a2 pour une série d’observations est alors des plus simples, si la valeur initiale f0 de la déviation est donnée.
- (*) Wied. Ann.y t. LI, p. 156-174.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 493
- Dans ce cas le calcul peut être conduit de la façon suivante :
- Nous devons supposer que pour une série de valeurs de l’angle 0, la quantité z est une fonction du paramètre r. D’autre part, à l’aide des valeurs de <p et <p0 résultant des observations, nous pouvons exprimer z en fonction du temps pendant toute la durée de la série des observations. Nous obtenons ainsi pour les valeurs correspondantes de / et de z :
- (o.i); (l", z") ; (*"', z'")....
- Remplaçons maintenant dans l’équation (7) l’angle 0 par une valeur que nous supposerons provisoirement arbitraire. Nous aurons ainsi une seconde série de valeurs correspondantes de z et de r, dans laquelle nous choisirons les valeurs de r qui correspondent aux valeurs de z de la première série. Elles formeront la nouvelle série
- (0,1)J (r',*'); ('/'"> s"); (r'",z"').
- Mais, d’après la seconde de ces équations (8),
- T
- j est constante. Par conséquent, si la valeur arbitraire attribuée à 0 convient, les quotients
- jj pii pin
- des valeurs de r et de t qui se correspondent doivent être constants.
- Lorsque, par des essais successifs, on a trouvé une valeur de 0 satisfaisant à cette condition, les valeurs des constantes a, et a2 sont calculées à l’aide des équations (8).
- Ces essais sont facilités par l’usage de la table suivante qui donne les valeurs de z pour différents angles 0 et pour diverses valeurs négatives et positives de r. Gomme les constantes et a3 sont négatives, puisque le mouvement est amorti, les équations (6) montrent que le signe r est contraire à celui de l. Il faut donc considérer les valeurs négatives de r pour les temps écoulés à partir de l’origine choisie, et considérer les valeurs positives de r pour les instants antérieurs.
- Valeurs de r
- — o,5
- — 3
- — 4
- — 5
- — 6
- — 7
- — 8
- — 9
- — 10
- — 11
- — 12
- — i3
- — >4
- — 15
- — 16
- — 17
- — 18
- — 19
- — 20
- — 25
- — 3o
- o,5
- 1
- 1.5
- 2
- 2.5
- 3
- 3.5
- 4
- Valeurs de 0
- 45» 3o° i5° 10° 7,5 50 3° 2°
- I 0,951 / 0,956 ï 0,976 I 0,985 I 0,987 l o,99i 0,995 I o,997
- 0,843 0,861 0,916 0,943 0,955 0,970 0,982 0,987
- o,589 0,628 0,761 0,828 0,866 0,908 o,947 0,961
- 0,374 0,426 0,609 0,710 0,770 0,839 0,902 0,932
- 0,227 0,282 0,479 o,6o3 0,681 0,772 0,859 0,900
- 0, i33 0,173 0,372 0,509 0,589 0,709 0,812 0,872
- 0,078 0,110 0,288 0,430 0,527 0,646 0,771 o,84t
- 0,042 0,068• 0,222 o,36o 0,462 0,594 0,733 0,812
- 0,024 0,041 0,174 o,3o3 0,406 0,546 0,695 0,784
- o,oi3 0,026 0, i33 0,255 o,355 o,5oi 0,658 0,757
- 0,007 o,oi5 O, 102 0,214 o,3i3 0,4-58 0,625 0,732
- Ô,o6o 0,181 0,275 0,420 0,594 0,706
- 0,062 0, 152 0,240 0,386 o,s63 o,683
- 0,047 0,127 0,211 o,353 0,535 o,658
- o,o36 O, 108 O, 187 0,324 o,5o8 o,636
- 0,028 0,090 O, 164 0,297 0,481 0,6i3
- 0,075 O, 144 O, 272 0,457 0,593
- 0,064 0,124 0,249 0,434 0,572
- o,o53 0, IIO 0,229 0,412 0,553
- 0,045 0,097 0,210 0,390 o,535
- o,o38 0,084 0,192 0,370 o,5i6
- 0,124 0,285 0,432
- 0,080 0,219 0,364
- 0,921 0,932 0,961 o,974 0,080 0,987 0,992 0,995
- 0,594 0,654 0,808 0,871 0,904 0.935 0,962 0,974
- 0,455 0,637 0,730 0,822 0,894 o,93o
- 0,184 0,394 0,602 0,765 0,844
- 0,206 0,532 o,6gr
- 0,129 0,425
- o,999
- 0,994
- 0,981
- 0,965
- 0,948 0,932 0,916 0,901 0,885 0,870 o,855 0,841 0,826 0,812 o,797 0,783 0,770 0,756 0,744 o, 731 0,718 0,658 0,600
- 0,998
- 0,987
- 0,965
- 0,924
- 0,847 0,716 0.494 O, 121
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-
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 494
- Il convient de faire remarquer que dans le cas où 0 = 45°, le calcul de la fonction z doit être conduit d’une façon particulière. On a alors
- <xi — cti=<x, p — q — — a.
- et l'expression (9) donne, en prenant les loga' rithmes :
- log s, = r, sin 0 log e — log (1 — tang i), logz3 = 2 sin 6 log e — log (1 — tang O),
- Par suite l’équation différentielle d’une oscif lation amortie devient
- d? <p dt-
- + 24
- dl
- + q* = o,
- dont l’intégrale est
- OC t
- <f2 (1 — a /).
- Si l’on pose
- a t :
- cette intégrale prend la forme
- r
- Un calcul particulier est également nécessaire quand l’amortissement est très grand. Dans ce cas la racine a2 de l’équation (2), et par suite l’angle 0 sont petits. On obtient alors au lieu de l’expression (7) de z,
- r sin 0 as t
- ___e _ e
- 1 — tang u «s (9)
- ai
- logz„ — nr, sin Olog e — log (1 — tang 0).
- Dans ces équations,
- r, sin 0 log e et log (1 —tang 6)
- peuvent être considérés comme deux nouvelles inconnues. On les calcule alors par la méthode des moindres carrés, à l’aide des équations
- r, sin 0 log e - ri log ^1 — tang 0^
- = log (s,, rs, 23... 3„), (10)'
- n (11 'L..0 ^.n.L_L f: sin 0 loge — n ^log^i— tang0^
- =10g z„^j. (n)
- On en déduit rxsin 0 et 1 —tang G, et au moyen des équations (6) on obtient les valeurs des constantes
- __ r, sin 0 r, sin 0
- M2_ ~T~ — 9 tang 3‘
- Dans ces divers calculs, on suppose que la valeur initiale <p0 de la déviation est connue. S’il n’en est pas ainsi, on peut faire usage des dernières oscillations de l’amortissement apériodique, auxquelles les considérations précédentes peuvent s’appliquer.
- Soit maintenant une série de valeurs de t correspondant à des intervalles égaux
- o, t,, 23/,,... ni,,
- pour lesquelles les observations donnent les valeurs de 2,
- 1, c,, zit z3... z„.
- L’égalité
- montre que r doit prendre une série de valeurs de la forme
- — or,, 2r„ 3r,... nr,
- Application à la galvanométrie.
- Considérons un galvanomètre muni d’une aiguille astatique qui éprouve une déviation sous l’action d’un courant d’intensité constante ou qui retourne vers sa position d’équilibre par suite de la rupture du courant. Dans les deux cas, l’équation différentielle du mouvement peut se mettre sous la forme
- K W + (w + p2) 5? + I D + (w‘ “ m) T i * = °
- Dans cette équation, <p est l’angle qui définit la position instantanée de l’aiguille par rapport à sa position d’équilibre; K le moment
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-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE
- '95
- d’inertie,’C la constante galvanométrique, W là résistance du galvanomètre, P2 la constante d’amortissement, D la force directrice de torsion, (nii — ma) T le magnétisme terrestre.
- Si l’on pose
- ü5K = |. + .P*, p2K = D + (in, -w„)t, (.3)
- l’équation prend la forme (1)
- d* <p , d ® . „
- d? +2q dt +p »“°-
- En laissant ouverte la bobine du galvanomètre, le mouvement devient amorti. Gomme alors W est infini, si nous posons P2 = 2 q0 K, nous obtenons
- d1 p d <p ,
- dir+aî*3r + P,î = °-
- Soient X le décrément logarithmique et t la durée d’une oscillation-, nous avons
- ...... <7o —- (14)
- et
- . ... C! = aWK(g-g,). (i5)
- - La constante galvanométrique G peut aihsi être obtenue au moyen du moment d’inertie du système astatiquç, de la résistance absolue de la bobine du galvanomètre et de l’amortissement relatif à la bobine fermée et ouverte.
- Si nous désignons par t0 la durée d'oscillation du système astatiq-ue quand il n’y a pas amortissement, nous avons
- Par suite, la détermination de la durée d’oscillation fournit un contrôle de la valeur dep déduite des observations des oscillations amorties.
- Les observations suivantes se rapportent à un galvanomètre dont le multiplicateur est formé par l’enroulement d’un fil fin recouvert de soie sur un cadre de bois de forme elliptique. Le nombre de tours est de 24286, la résistance de 6914 unités mercurielles pour la température de 23°, le moment d'inertie de l’aiguille et de la suspension de 458,9 unités G. G. S.
- Les mesures d’amortisâement s’effectuaient alternativement, le courant étant fermé et rompu. La position de l’aiguille à partir de sa position d’équilibre était déterminée de i5 secondes en i5 secondes. Nous désignerons par n la distance exprimée en quantité scalaire qui sépare l’aiguille, à un instant donné, de sa position d'équilibre finale, et par n0 la valeur initiale de cette distance, c’est-à-dire au moment de la fermeture ou de la rupture du courant. Pour le
- quotient 2 = —on a obtenu les trois séries de n0 . '
- valeurs concordantes qui suivent
- Temps Valeurs de z
- 0 I ,O0O I ,000 I ,000
- i5 0,835 0,852 0,846
- 3o 0,623 0,671 0,654
- 45 0,462 o,5i6 0,493
- 60 0,343 0,405 0,378
- ' .75' 0,250 0,315 0,285 T
- 90 0,183 0,246 0,318
- 10S 0.137 0,188 0,167
- 120 0, io5 o,l5o 0,128
- i35 0,072 0,114 0,094
- i5o o,o56 0,085 0,071
- i65 0,040 0,068 o,o53
- 180 0,026 o,o55 0,038
- De la première série de valeurs de 2 on déduit pour la valeur la plus convenable de l’angle auxiliaire :
- 0 = 70 26'
- et les relations (6), (7) et (8) conduisent aux valeurs de r, at, a2, 2 indiquées par le tableau suivant
- . t Z' (obs.) — r — ai “2 s (cale.)
- i5 0,835 2,340 0,1547 0,0202 0,838
- 3o 0,623 4,725 0, i562 O,0204 0,625
- 45 0,462 7,062 0,1554 0,0203 0,462
- 60 0,343 9,343 0,1544 0,0202 0,341
- 75 0,256 11,794 0,i55g 0,0203 0,252
- 90 0,183 14,208. 0,1565 0,0204 0, i85
- io5 ’ • 0,i37 16,444 0,1553 0,0203 0,1.37
- 120 0, io5 l8,5oo 0,1529 o,oi99 0, io5
- On en déduit pour les valeurs moyennes des constantes et des coefficients p3 et q :
- —0,i552, Jj= —0,0202, q— 0,0877, p2 = o,oo3i3.
- Cette dernière égalité conduit àp==o,o56o,
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-
-
-
- LA 'LJEMIÈlM ÉIÆ'CfTRIQüES ,
- tandis que d'e la mesure de la durée d’oscillatîon (pp scc'.38) on déduit p = 0,0567. .
- ..-L'auteur donne clans son mémoire des tableaux semblables relatifs à la seconde et à la troisième séries d'observations; nous indiquons seulement les valeurs qu’il a obtenues pour 0, «j, a2, q et £>2'; ce sont pour la seconde série ;
- ............6 = 5„42,
- a, = — 0.1630, a, = — 0,0169, '
- q — 0,0929; p- = 0.00285,
- et pour la troisième :
- 0 = 6°3o,
- a, = — o.i6o3, a? = —o.oi83,
- : <7 = 0.0893, (t)s = 0.00293.
- L Ces trois séries d’observations donnent pour il a valeur moyenne de q,
- îi ' q =0,08397, .
- Lorque le jnultiplicateur était ouvert, la durée d’oscillation ôtait environ 55,69 secondes, et le -décrément logarithmique 0,06297, de sorte que
- || ç9 = o,ooii3.
- Par conséquent l’équation (i5)
- C2 = 2WC (<7 -<7o),
- où l’on remplace q et q0 par les valeurs précédentes, et W et K par les suivantes :
- W = 64090 X 1 o8 (cm* sec. )
- : K = 45S,9 (cm* g*),
- donne
- C= 2286 x io‘ (cm 2 g 2 sec.-1) '
- De cette valeur il résulte qu’à une déviation 9 du galvanomètre correspondrait une intensité de courant de 61 X io-8 tang 9 ampères. La comparaison avec une boussole des tangentes de sensibilité connue conduit à une valeur un peu différente, C =2227 X io4.
- Dans les expériences précédentes, l’aiguille du galvanomètre était suspendue par un brin de fil de cocon, et cette aiguille étant presque complètement astatique, la torsion permanente avait une grande importance. Aussi l’auteur a-t-il engagé M. Pauli à reprendre ces expériences en prenant un fil de suspension métallique. Ses résultats sont consignés dans le tableau suivant, où les lettres f et o surmontant lés colonnes in-
- diquent qu’on opérait avec le multiplicateur fermé ou ouvert.
- • Valeurs de z— njn0
- / f 0 f 0 f 0
- 0 5 o,94° I o,g36 I 0,940 I 0,9^3 \ 0,946 I • 0,937-
- 10 0,812 0,809 0,814 0,818 0,816 0,814
- i5 0,679 0,682 0,679 0,684 0,680 0,679
- 20 0,554 0,552 o,55o . o,555 0,552 o,55i
- 25 0,452 0.444 0,446 .0,444 0,444 0,443
- 3o o,36o 0,354 o,353 0,357 0,353 0,353
- 35 0,287 0,282 0,278 0,283 0,282 0,280
- 40 0,229 0,228 0.324 0,227 0,224 ' 0,224
- 45 0,181 0,180 Q, 175 0, i83 6,182 0,176
- 5o 0,143 0, i3g 0, i35 0, i38 0,139 O, 142
- 55 0,113 o, ï 14 0,109 0,114 O, I JO 0, 110
- 60 0.090 0,089 0,086 0,090 0,086 0,087
- 65 0,072 0,069 0,066 0,069 0,054 0,070
- 70 o,o56 o,o58 0,052 0,054 0,069 0,054
- 75 0)044 0,044 o‘o39 0,044 0,042 0,042
- 80 o,o33 o,o35 o,o3i 0,032 0,032 0,034
- La. concordance des valeurs dé z ne laissé rien à désirer, Par un calcul analogue à celui qui à été suivi précédemment, M. Pauli trouve pour la sensibilité du galvanomètre déduite de son amortissement,
- / 8 i \
- C = 2297x 10* \cm 2 g 2 sec. 7 '
- La comparaison avec la boussole des tangentes donne la valeur un peu plus petite C = 2277 x 10*,
- Néanmoins la concordance entre ces valeurs de G trouvées par des voies si différentes est des meilleures.
- Le calcul de la fonction
- r sin 0 r cos 0
- __ cos 0 e____— sin 0 e___
- " “ cost) —sins ’
- qui, par la substitution
- rsinO = 4r, rcosd=y,
- devient
- e* __ e*_
- v— ~~ y
- 1 1
- x ' y
- a été effectué par M. Pauli au moyen de tables, utiles à connaître, qu’il a publiées dans sa Thèse (Gœttingen, i8g3).
- " J. B.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLEC TRICITÉ
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- FAITS DIVERS
- On sait que M. d’Arsonval a conclu, il y a longtemps déjà, des nombreuses expériences qu’il a faites, qu’ a un foudroyé doit être traité comme un noyé. » Un accident arrivé récemment, accident dont les conditions ont pu être déterminées avec toute la rigueur d’une expérience de laboratoire, vient confirmer, sur l’homme, ce qui avait été vu chez les animaux. Il a fait l’objet d’une communication à l’Académie des sciences.
- Voici la relation qu’en donne M. d’Arsonval, d’après MM. Picou et Maurice Leblanc, témoins oculaires de l’accident et sauveteurs de 1’ « électrocuté. »
- « Lorsque l’accident de Saint-Denis s’est produit l’élec-tromètre d’Épinay, monté entre deux de nos trois fils, marquait 4500 volts, et l’ampèremètre intercalé dans l’un d'eux marquait 75o milli ampères.
- « A l’endroit où cet accident est arrivé, les trois fils sont portés par un potelet, scellé dans un mur, à 6 mètres environ au-dessus du sol. L’homme qui a été frappé était à cheval sur la barre de scellement inférieure, tenant d’une main l’un des conducteurs. Il avait monté avec lui un fil téléphonique qu’il était en train de poser. Ce fil s’appuyait sur la barre de scellement et a touché un autre des trois conducteurs.
- « Le courant s’est fermé à travers l’homme, entrant par une main et sortant par une fesse, en court circuit.
- a II a donc supporté directement toute la tension (4500 volts, fréquence 55 environ). Combien de temps? Il est difficile de le dire avec précision, mais certainement plusieurs minutes. Le court circuit qu’il a établi a déterminée la production d’étincelles au collecteur de l’appareil d’Épinay. L’agent qui le surveillait s’est douté d’un accident sur la ligne et a téléphoné à La Chapelle d’arrêter. Tout cela représente un temps assez long. ».
- Un quart d’heure environ après, MM. Picou et Leblanc arrivaient à Saint-Denis; cet homme était toujours à cheval sur la barre de scellement et ne donnait plus signe de vie. On a eu beaucoup de mal à le descendre, et cette opération a pris au moins une demi-heure. On a immédiatement pratiqué la respiration artificielle, en faisant manœuvrer les bras, d’abord sans résultat; on lui a ouvert la bouche de force et dégagé la langue, ses poumons ont fonctionné presque aussitôt. Il a pu parler après deux heures. Il était brûlé à la main droite et à la fesse; aujourd’hui il va bien. Aucun trouble particulier, dû au passage du courant à travers son corps, ne s’est inanifesté. On n’a eu qu’à se préoccuper de soigner les brûlures.
- Ajoutons qu’un des moyens les plus efficaces pour rétablir artificiellement la respiration consiste, d’après le DrLaborde, à exercer des tractions rythmées sur la langue.
- Mais que devient en face de pareils faits la prétendue
- instantanéité de la mort dans les électrocutions en usage en Amérique?
- M. Urbain Le Verrier a fait récemment devant la Société d’encouragement une conférence très intéressante sur l’état actuel de l’industrie de l’aluminium. D’après M. Le Verrier il n’est guère probable que le prix de vente de ce métal descende au-dessous de 4 francs le kilogramme avec les procédés électriques. Mais il est possible qu’on trouve de nouveaux procédés chimiques moins coûteux; ainsi, les recherches fondées sur la préparation et la réduction du sulfure d’aluminium ont des chances sérieuses d’aboutir.
- L’aluminium présente le double avantage d’être très léger et peu altérable. Il est mou et peu résistant quand il est pur, mais on peut le durcir par l’addition de faibles quantités d’autres métaux qui n’augmentent presque pas sa densité. Les alliages en cuivre bien laminés arrivent à une résistance de 20 à 25 kilogrammes.
- On a été longtemps embarrassé pour souder l'aluminium : il existe aujourd’hui un grand nombre de recettes. L’une des plus simples est celle de M. Roman il prépare la surface en Rétamant avec un alliage spécial fusible qui, seul parmi tous les métaux connus, possède la propriété de s’étendre sur l’aluminium à chaud et d’y adhérer spontanément; après l’application de cet enduit, on peut souder à l’étain, dorer, argenter ou plaquer l’aluminium sur un autre métal en laminant ensemble deux feuilles qui adhèrent parfaitement.
- En dehors des métaux, l’aluminium peut remplacer le bois et le papier : ainsi on a fait des malles, des caisses de voiture en planches d’aluminium, des cartes imprimées sur tôles très minces, etc.
- Parmi les métaux il peut remplacer avec avantage, dans presque tous les cas, ceux qui n’ont qu’une faible résistance, comme le zinc, de plomb, la fonte. Si l’aluminium ne coûtait que cinq fois le prix du zinc à poids égal, on pourrait faire toutes le's pièces quatre fois plus légères, tout en étant plus solides, sans que la dépense augmentât sensiblement. Dès aujourd’hui, là où l’on emploie le plomb à la couverture des édifices, on pourrait essayer l’aluminium; la différence de poids serait énorme, et ce métal jouit des mêmes avantages qui font préférer le plomb au zinc.
- Pour les métaux de moyenne résistance, cuivre, laiton, bronze, fer blanc, les alliages durs d’aluminium pourraient lutter avec eux. On a adopté dans l’armée allemande un alliage au cuivre phosphoreux; le wolframi^ nium est plus résistant et se prête également bien à toutes ces fabrications. Il n’est pas attaqué par les li-= quides organiques et peut servir sans étamage à contenir ou à préparer les aliments.
- On pourrait aussi employer ces alliages, qui ont une belle sonorité, à la fabrication des cloches. Pour la mon-, naie de billon, ils auraient, comme le nickel, l’avantage
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- d’être [inaltérables, et leur légèreté empêcherait de les confondre avec l’argent. S’il s’agit de remplacer le fer et l’acier dans la construction, la résistance des meilleurs alliages d’aluminium est encore insuffisante. Cependant, il y a, dans toute construction des parties qui font l’office de remplissage et ne supportent pas de grands efforts, comme les planches, les cloisons : là, l’aluminium peut suffire. Mais, avec les prix actuels, on n’y peut songer que dans la construction navale, où on peut payer cher une diminution de poids.
- D’après une communication de M. Dreyfus, directeur de la Société électrométallurgique, la production de l’aluminium a suivi dans ses usines la progression suivante :
- Nouliaitscn Froges
- 1890 3o.ooo k. 7.000 k.
- 1891 60.000— 20.000 —
- 1892 3oo.ooo — 60.000 —
- 1893 1 000.000 — 260 000 —.
- Les autorités de la ville de Bâle ont décidé de faire établir un tramway électrique entre la gare centrale et la gare badoise. Les frais, évalués à 700000 francs, seront supportés par la caisse cantonale.
- Un tramway électrique a été inauguré au commencement du mois dernier à Gotha.
- On sait que la compagnie américaine « Eurêka » fabrique, pour les appareils électriques, du cuivre trempé métal formé de cuivre pur sans aucun alliage et qui doit ses qualités au mode de fabrication que la compagnie tient secret.
- Dans un livre récent, M. de Rochas indique les procédés qu’employaient les anciens pour fabriquer un métal présentant des propriétés analogues.
- Aux temps antiques on fabriquait des ressorts de machines balistiques. C’est Ctésibius, d’Alexandrie, qui imagina de remplacer dans ces machines, par du métal, les nerfs d’animaux employés jusqu’à lui pour fournir par leur torsion la force nécessaire au lancement des projectiles. Les nouveaux engins s’appelèrent chalcotones, par opposition aux anciens, qu’on désignait sous le nom de neu.-rotones ; ils présentaient l’avantage de pouvoir être réglés beaucoup plus facilement que ces derniers, dont la tension variait avec le degré d’humidité de l’air.
- Philon, de Bysance, ingénieur qui a composé un traité d’artilleHe dans le II" siècle avant notre ère, dit qu’on obtenait ce bronze en alliant une mine (4.16,30 grammes), de cuivre à trois drachmes (i3,og grammes) d’étain. On battait ensuite le métal à froid, pendant longtemps et à très petits coups sur les rouleaux de bois de façon à ne
- durcir que la surface en conservant à l’intérieur sa densité naturelle. C’est ainsi que les Celtes et les Espagnols donnaient à leurs épées cette élasticité qui les a rendues si fameuses.
- Une touchante cérémonie a réuni le 26 mai, dans l’amphithéâtre de physique de l’Ecole polytechnique, un grand nombre d’élèves, d’amis et de confrères de M. Joseph Bertrand, professeur à cette école, membre de l’Académie française et secrétaire perpétuel de l’Académie des sciences. Il s’agissait de la remise à l’illustre savant de la belle médaille commémorative du cinquantenaire de son entrée dans l’enseignement, gravée à son effigie par M. Chaplain et frappée en son honneur.
- La séance était présidée par M. Maurice Loewy, président de l’Académie des sciences, ayant à sa droite : MM. le général André, commandant de l’Ecole polytechnique, Faye, Darboux et Cornu, membres de l’Institut, et à sa gauche MM. Gaston Boissier, membre de l'Académie française et administrateur du Collège de France ; Georges Perrot, directeur de l’Ecole normale et membre de l’Académie des inscriptions; Poincaré, membre de l’Académie des sciences, et Mercadier, directeur des études à l’Ecole polytechnique.
- Des discours ont été prononcés par MM. Mercadier, Darboux, Poincaré, Boissier, Loewy et par M. Bertrand. Nous regrettons que le manque de place ne nous permette pas de reproduire ces discours, dans lesquels élèves et collègues rendent hommage à l’éminent mathématicien. • Ces discours ont été reproduits dans son dernier numéro par notre confrère la Revue scientifique.
- Le Journal de l'électricité donne le récit d’un dîner électrique donné récemment par le Franklin Experimental Club de New-York, pour le premier anniversaire de sa fondation.
- La salle du banquet était naturellement éclairée à l’électricité ; le service des plats était fait par un petit chemin de fer électrique, et les plats eux-mêmes étaient cuits à l’électricité.
- A l’un des bouts de la table se trouvait un automate figurant Benjamin Franklin, qui a souhaité phonographi-quement la bienvenue à ses invités, et qui à pris également la parole après le premier service.
- Pendant le dîner, un appareil placé au plafond a fait entendre la Marseillaise, un discours de M. Eiffel, et des applaudissements entremêlés de : « Vive la France * Vive la République ! » Tout cela était la reproduction d’inscriptions phonographiques enregistrées près de cinq ans auparavant, à Paris, à l’Exposition universelle de 1889.
- A chaque plat une surprise nouvelle, généralement électrique, attendait les invités. C’est l’électricité qui avait ouvert les huîtres, fait bouillir les œufs, chauffé le punch, torréfié le café, etc. A la fin du dîner, une véfi-
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- table pluie de fleurs couvrit la table. Ces fleurs, montées sur des tiges en fer, avaient été maintenues en suspens pendant tout le dîner par des électro-aimants, et il avait suffi de rompre le circuit pour provoquer leur chute.
- On quitta la table au son d’une marche jouée au piano, dans une salle « Chicago », et transmise téléphoniquement avec une grande pureté et une grande intensité.
- Dans un de ses derniers numéros, le Journal des usines à gaz parlait des accidents causés par l’électricité, en Angleterre, accidents dus à des canalisations souterraines. Il paraît, d’après ce qui vient de se passer a Fécamp, que les fils électriques aériens présentent, eux aussi, quelques dangers d’incendie, ce qui prouve que les tribunaux ont été bien inspirés en reconnaissant aux propriétaires le droit de s’opposer au passage des câbles électriques au-dessus de leurs propriétés. On lit, en effet, dans une feuille locale qu’un fil électrique s’étant rompu, les étincelles avaient mis le feu à une partie du chéneau et fait fondre la gouttière. Heureusement, il n’était que 9 heures du soir, et des passants ont pu éteindre ce commencement d’incendie. Il appartient aux maires de prendre les mesures nécessaires pour la protection de leurs administrés, afin d’éviter les accidents qui peuvent survenir en laissant établir au-dessus de leurs maisons des fils électriques.
- Une réglementation s’impose, dit la Nature, pour les conducteurs aériens traversant des propriétés habitées; un arrêté municipal suffit à prévenir des accidents qui peuvent avoir des conséquences graves. Rappelons qu’en Italie le ministre de l'industrie a publié récemment un décret dont nous avons reproduit les principaux articles, qui obligent au contraire les propriétaires à laisser établir les fils électriques sur leurs propriétés, moyennant une indemmité.
- Le chauffage électrique des gaz présente un avantage très appréciable dans certaines opérations : ce mode de chauffage ne donne pas de produits de combustion; aussi a-t-on pu l’appliquer dans les conditions suivantes :
- MM. Lumière frères, bien connus par les perfectionnements pratiques qu’ils ont apportés à la méthode interfé-rentielle de M. Lippmann pour la photographie des couleurs, ont remarqué que l’état hygrométrique avait une notable influence sur la sensibilité des plaques destinées à la photographie interférentielle.
- Afin d’obtenir des résultats constants, les plaques sont séchées dans de l’air à 25” C., saturé d’humidité à i3 degrés, par un dispositif spécial. L’air est chauffé à une température constante par un fil métallique dont on élève la température par le passage d’un courant électrique convenable. De cette façon, aucun produit de combustion n’agit sur les préparations sensibles.
- Éclairage électrique.
- Les principales rues de Metz sont éclairées à l’électricité depuis une dizaine d’années déjà. Il y a quelque temps, on a également installé l’éclairage électrique à l’hôpital militaire. Actuellement on projette d’étendre l’éclairage public.
- Les câbles de suspension des lampes à arc seront fixés à des crochets de fer scellés de distance en distance aux endroits convenables dans les façades des maisons.
- M. J. Bourquin a exposé récemment à nos lecteurs, dans une étude très remarquée, les avantages que présentent les moteurs à gaz pour la production de l’énergie électrique. On sait que différentes compagnies gazières ont jugé ces avantages assez grands pour établir elles-mêmes des stations centrales d’électricité utilisant le gaz dans les moteurs au lieu de l’employer directement à l’éclairage.
- Un récent exemple en est signalé par la Nature ; c’est celui de la station centrale d’électricité à moteurs à gaz établie par la compagnie du gaz de Valparaiso, sous la direction de M. Salazar. Cette installation comprend deux moteurs à gaz de 6o chevaux, dépensant 760 litres de gaz par cheval-heure. Chaque moteur actionne deux dynamos accouplées directement ; deux d’entre elles appartiennent au type Siemens, et les deux autres au type Fritsche. A la vitesse angulaire de 140 tours par minute, elles produisent 125 volts et i5o ampères, soit 18,750 kilowatts ; mais pour la charge des accumulateurs elles peuvent donner 170 volts et 90 ampères. Les batteries d’accumulateurs sont au nombre de deux, formées chacune de 65 éléments d’une capacité de 75o ampères-heures.
- La distribution est effectuée par le système à trois fils, et s’étend sur une longueur d’yn kilomètre. La canalisation est souterraine; les câbles, positif et négatif, ont des sections variant de 60 à 95 millimètres carrés, et le fil neutre des sections de 25 à 35 millimètres carrés. La canalisation établie permet de desservir 2000 lampes de 16 bougies, ou 36i6 de 3o watts, ou 2200 de 5o watts.
- La puissance totale de l’installation est actuellement de 8o,5 kilowatts disponibles chez les abonnés, ce qui correspond à 16000 lampes de 5o watts allumées en même temps.
- Chaque lampe à incandescence de 16 bougies, brûlant pendant une heure chez Un consommateur, correspond à une dépense de 100 litres de gaz à la station centrale. En estimant la consommation d’une lampe de 16 bougies à 60 watts, on peut en déduire qu’un kilowatt-heure utile chez l’abonné dépense, toutes pertes comprises, 1,666 mètre cube de gaz.
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- La lumière de la lampe à arc supplée bien souvent avantageusement la lumière solaire. L’impression des tissus se fait, d’après un nouveau procédé, par la photographie. Mais comme pour une industrie régulière l’éclairage du jour est trop capricieux, on emploie, lorsque le temps est couvert, la ldmière électrique.
- Télégraphie et Téléphonie.
- Un journal quotidien annonce qu’il est question de remettre en service les appareils télégraphiques servant à transmettre des dessins. Il s’agit des appareils pantélé graphiques, la plupart électrochimiques, des systèmes Caselli, Bain, Meyer, etc. Ces télégraphes, qui sont actuellement sans emploi en France, seraient mis à la disposition du service anthropométrique et serviraient à la transmission des portraits des criminels.
- On parle de recommencer les expériences à longue distance, et si les résultats sont probants, ce qui est inévitable, un service de pantélégraphie s’ajouterait à ceux dont dispose déjà la police.
- Si Nice n’est pas encore relié, téléphoniquement à Paris, cela tiendrait, d’après le Journal de l'électricité, à ce que Toulon, qui a iooooo habitants, ne possède pas de réseau urbain.
- Dernièrement, à la demande de la municipalité, les commerçants toulonnais avaient souscrit un nombre d’abonnements suffisant pour que l’État pût établir ce réseau urbain, conformément aux règlements en vigueur. Seulement, ce réseau n’ayant pas une grande utilité pour les abonnés, attendu que Toulon est une ville agglomérée, quelques-uns d’entre eux ont mis à leur souscription cette condition que Toulon serait mis en communication avec Marseille.
- L’administration a répondu à cette juste demande qu’elle ne pouvait prendre aucun engagement de ce genre; les commerçants toulonnais ont annulé leurs souscriptions, et l’établissement du réseau Nice-Paris est renvoyé â des temps meilleurs.
- Par suite de la difficulté de trouver un point d’atterrissement [pour les câbles sous-marins, on s’est vu obligé parfois d’installer des stations télégraphiques dans des endroits fort éloignés des villes et même sur des rivages où n’existait aucune habitation. Pour loger leur personnel les compagnies ont dû édifier de nombreuses constructions à leurs frais et compléter le nécessaire par un certain bien-être matériel et moral afin de retenir ce personnel et lui faire paraître moins cruelle la séparation d’avec le monde et la société.
- La station dé ce genre la plus considérable est incontestablement celle du Canso (Nouvelle-Écosse) qui. appartient à la compagnie Mackay-Bennett (Commercial-Cable). D’après la description qu’en donne la Revue des Postes et Télégraphes ce petit village est organisé d’une façon très moderne et offre à ses habitants de nombreuses distractions.
- La même revue donne des détails sur le rôle joué par la télégraphie optique et la télégraphie électrique au Dahomey. Pendant la campagne, les relations de la colonne du général Dodds avec Kotonou ont été assurées au moyen de la télégraphie optique établie par les soins du génie. Une section de télégraphistes a été mise aux ordres du lieutenant Lacale. Il ne fallait pas compter installer le télégraphe électrique; la colonne ne possédait pas de câble de compagnie, et d’ailleurs la brousse est si touffue qu’il aurait fallu de grands travaux pour isoler la ligne; on résolut d’installer les appareils optiques envoyés de France.
- Le lieutenant avait déjà étudié la région dans laquelle on pouvait s’installer et avait reconnu la possibilité d’établir la ligne par Dogba, Kpomé et Khopa. Sur ces points il avait édifié pour la surveillance du pays des miradors élevés de i5 mètres, dont on pouvait se servir pour placer les appareils. C’est sur ces miradors qu’il fit disposer les postes; l’opération, commencée le 19octobre, fut assez longue, la pirogue qui portait le matériel s’étant échouée dans l’Ouémé.
- On commença par une ligne optique de Dogba à Co-topa à travers la brousse; elle fut rapidement conduite et achevée. Au-delà, le terrain devient d’une horizontalité si grande qu’on ne put trouver aucun point culminant pour installer des postes optiques jusqu’à Allahé ; on se vit donc obligé d’utiliser les fils sur ces vingt kilomètres. Au-delà d’Atlahé, vers la haute vallée du Zou, où rayonnaient les colonnes, le terrain s’élève rapidement et il redevint facile d’installer à proximité des bivouacs plusieurs postes optiques mettant en communication le quartier général et les détachements. A mesure qu’on avançait les postes étaient établis. Une ligne relia Allahé à Zaguanado; une autre, plus à l’est, avait pour extrémité Lélé; enfin, la plus longue, remontant la vallée du Zou par Bodoji jusqu’à Zouvei-Hono, sur 56 kilomètres, acheva le réseau optique.
- Quant à Abomey, dès son occupation, il fut relié à Cotopa par une ligne électrique.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique — Paris, 3i, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- À
- Journal universel d’Électricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XVI ANNÉE (TOME LII) SAMEDI 16 JUIN 1894 N3 24
- SOMMAIRE. — Transport d’énergie électrique entre La Chapelle et Épinay; F. Guilbert. — Pupillométrie et photo-métrie; Charles Henry. — Transformateurs et » convertisseurs »; A Blondel. — Chemins de fer et tramways électriques; Gustave Richard. — Chronique et revue de la presse industrielle : Tannage électrique d’Humy. — Turbine à vapeur Seger. — Théorie et calcul des moteurs à courants alternatifs asynchrones, par E. Arnold. — Revue des travaux récents en électricité ; Société internationale des électriciens (séance du 6 juin 1894). — Sur la déviation magnétique des rayons cathodiques, par Philipp Lenard. — Induction et mouvement des masses, par L. Baumgardt. — Quelques formes d’électrodes pour la détermination des résistances d’électrolytes, par M. F. Kohlrausch. — Faits divers.
- TRANSPORT D’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE
- ENTRE LA CHAPELLE ET ÉPINAY
- Un de nos plus distingués confrères, M. C. Hering, de VElectrical World, dans son intéressant digest, nous reprochait, à propos de notre article (*) sur les nouvelles machines à courant, continu de MM.LIutin et Leblanc, de ne donner dans cet article en particulier, et en général dans tous ceux que nous avons consacrés aux inventions de ces ingénieurs, que des indications schématiques et nullement des données pratiques.
- Nous savons qu’en Amérique on aime beaucoup les belles figures d’ensemble d’une machine qui en montrent d’une façon plus ou moins claire la vue extérieure, quitte à ne donner aucune idée ni sur son principe ni sur son fonctionnement. On peut même dire qu’une telle figure annexée à quelques lignes de considérations commerciales ou industrielles constitue le fond de la plupart des articles de certaines revues étrangères. Témoin le célèbre moteur Scott et Paris, dont tout le monde parlait comme devant révolutionner l’industrie électrique, sans que l’on sût même sur quel principe il reposait.
- En France nous préférons à ces séductions de - l’œil la description détaillée d’une machine nous montrant d’une façon intelligible les idées nou-
- (*) La Lumière Electrique, t. L, p. 375.
- velles qu’elle utilise et le mode de fonctionnement que lui a combiné l’inventeur. Ceci renseigne beaucoup plus utilement les électriciens et leur permet de se faire une opinion mieux éclairée sur la valeur de l’invention.
- Néanmoins il va sans dire que les renseignements pratiques et les données d’expériences seront les bienvenues un peu plus tard et viendront confirmer ou non cette opinion.
- C’est cette façon de procéder que nous croyons la bonne, aussi est-ce celle que nous employons.
- Le transformateur de courants alternatifs en courant continu de MM. Hutin et Leblanc, connu maintenant universellement sous le nom de panchahuteur (!), vient de recevoir une application des plus intéressantes, en petit il est vrai, mais qui montre, comme nous allons le voir plus loin, l’énorme intérêt que présente cet appareil et laisse présager la place qu’il ne va pas tarder à occuper dans les futurs transports d’énergie à longue distance et dans le développement des stations centrales.
- L’application dont il s’agit est un transport d’énergie entre La Chapelle et la gare d’Epinay.
- Le problème que MM. Hutin et Leblanc ont résolu pour la Compagnie du chemin de fer du Nord est le suivant :
- Etant donné un courant continu de basse tension (110 à 170 volts) fourni par une machine Edison située à l'usine génératrice de
- C) La Lumière Électrique, t.XLVII, p. 51, 1893.
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- La Chapelle et ne fonctionnant que quelques heures par jour, le transporter par un moyen quelconque à la gare d’Epinay et l’emmagasiner de façon à permettre l’éclairage de la gare. La distance des deux stations génératrice et réceptrice est de 8 kilomètres.
- L’emploi des feeders directs étant naturellement illusoire, l’emploi des hautes tensions et des courants alternatifs s’imposaient simultanément.
- La nécessité d’utiliser un courant continu au départ et de le transformer à l’arrivée pour permettre la charge d’accumulateurs destinés à un éclairage généralement effectué en dehors des heures de marche des machines rendait nécessaire l’emploi d’un transformateur de courants alternatifs en courant continu et vice versa.
- La solution est donc évidente : un panchahu-teur, ou, pour faire plaisir aux oreilles qui ne trouvent pas ce nom assez vertement académique un transformateur de fréquence et de tension transforme le courant continu de l’usine génératrice en courant alternatif triphasé de 45oo' à 6000 volts. Un appareil semblable placé à la station réceptrice retransforme ce courant alternatif triphasé en continu.
- Donnons tout d’abord quelques indications générales sur les deux stations.
- La station génératrice comprend une dynamo Edison modifiée de façon à pouvoir donner de 1 io à 200 volts avec un débit de 100 ampères. Le transformateur de départ est d’une puissance de i5 kilowatts.
- Un transformateur identique est placé à l’arrivée et fournit le courant à la batterie d’accumulateurs destinée à alimenter les 64 lampes à incandescence qui constituent l’éclairage de la gare.
- Pour la ligne de transmission on s’est servi de deux câbles utilisés dans les expériences de M. Deprez et d’un troisième qu’on leur a adjoint.
- La figure 1 représente le transformateur de fréquence et de tension sous la forme que lui ont donnée les inventeurs.
- La figure 2 montre un schéma complet du transport d’énergie. A gauche la station génératrice, et à droite la station réceptrice ; les enroulements seuls des moteurs faisant tourner les collecteurs n’ont pas été figurés, pour ne pas compliquer inutilement l’ensemble;
- La légende jointe â la figure explique suffi-
- samment la signification des différentes parties pour qu’il ne soit pas nécessaire de s’y étendre plus longuement.
- Passons maintenant à la description des appareils.
- Nous avons donné, dans notre article consacré aux procédés de MM. Hutin et Leblanc, pour la transformation des courants alternatifs quelconques, polyphasés ou non, en courant continu, et réciproquement, une description générale très complète du 'panchahuteur, et les principes sur lesquels il repose, ainsi que son fonctionnement. Nous ne reviendrons donc pas sur ces principes, mais nous ajouterons quelques explications sur l’appareil, non-seulement tel qu’il a été réalisé pour le transport d’Epinay, mais aussi tel qu’on le construit actuellement.
- Auparavant, nous ferons une remarque sur le procédé employé par M. Scott pour transformer un courant alternatif triphasé en deux courants ou deux flux alternatifs décalés d’un quart de période. On a fait à notre avis beaucoup trop de bruit sur cette invention, qu’on qualifie pour le moins de remarquable, quoique l’idée en soit, comme nous allons le montrer, tellement simple qu’il est fort probable qu’on avait jusqu'ici, pour cette simplicité même, dédaigné de la signaler.
- Le dispositif Scott repose , en effet, uniquement sur cette remarque que la différence géométrique de deux des vecteurs A, B, G (fig. 3) représentant les tensions d’un système triphasé est perpendiculaire au troisième et dans un rap-
- /q
- port égal à avec lui. N’est-ce pas là une propriété que beaucoup d'ingénieurs ont vue depuis trois ou quatre ans que l’on étudie les courants polyphasés, sans croire utile de la signaler comme une propriété merveilleuse ?
- MM. Hutin et Leblanc, et c’est là que nous voulions en venir, ont révélé un procédé quasi-général du problème de la transfoxmation en question, et dont le peu de popularité en France paraît être dû uniquement à ce qu’il y a pris naissance (*). Ce procédé a été mentionné par
- (*) Il paraît en Être ainsi du reste, de toutes les inventions de MM. Hutin et Leblanc, qui rencontrent dans certains milieux une froideur plus qu’exagérée.
- Le théorème de MM. Ilutin et Leblanc sur la décomposition d’un flux alternatif en deux flux tournants, énoncé
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- M. Ledeboer, dans son article sur les progrès de l’électricité en 1892, et décrit par nous peu de temps après. Il consiste, on se le rappelle sans doute, étant donnés les trois courants
- I, = I sin 2 it JJT
- I, = Isin2*(l+0
- I3 = I sin 2 n + 0
- et lesdeux noyaux A, B, A' B' (fig. 4) à faire faire :
- au premier courant y sin 2ita révolutions autour du premier noyau et y cos 2ir a autour du second; au second y sin 2 n (a + i/3) révolutions autour du premier noyau et y cos 2 n (a+ i/3) autour du second, et enfin au troisième, y sin 2n (a + 2/3) et y cos 2ir (a + 2/3), respectivement autour de chaque noyau. La figure se rapporte au cas où a == o. Disons néanmoins à l’avantage du procédé Scott qu’il ne rentre pas dans la solution précédente et qu’il ne comporte que trois bobines, tandis que celui de MM. Mutin et Leblanc en a cinq.
- Fig. 1. — Transformateur de courants triphasés en continu, système Hutin et Leblanc. Vue d’ensemble.
- Comme conclusion, nous rappellerons que c’est pour bénéficier de l’économie de cuivre des transports triphasés que MM. Hutin et Leblanc emploient ce procédé dans les transformateurs à deux noyaux au lieu de trois, comme cela existe dans ceux de La Chapelle et d’Epinav.
- Le transformateur de tension du panchahu-teur est donc un transformateur à courants poly-
- par M. Géraldy en 1892 et retrouvé en 1893 par M. Ferraris, vient en effet d’être rapporté dans une revue française avec le nom de ce dernier. Nous espérons que c’est là un simple oubli; néanmoins il paraît bien incompréhensible.
- phasés portant d’une part les trois séries de bobines dont les nombres de spires sont déterminés en faisant dans le tableau de la page 56 (vol. LXVII, 1893) a .= o, 2n = 18, et d’autre part les bobines des circuits secondaires. Quant au coefficient de proportionnalité y, il est déterminé, bien entendu, par le rapport de transformation. La carcasse magnétique, en tôle très douce, a la forme d’un cadre portant au milieu un montant vertical et elle occupe dans la partie inférieure de l’appareil la caisse en fonte que montre la figure 1 et les figures 5, 6, 7, représentant le transformateur Hutin et Leblanc, vu de face et debout, du côté du moteur
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- 5c>4
- et du côté du collecteur. La figure 8 est une vue en plan.
- L’ensemble de la partie tournante est mû par un moteur synchrone à courants alternatifs polyphasés , dont les différentes sections sont montées en dérivation sur les bagues. Le synchronisme étant de rigueur absolue, car si le moteur .se décrochait, les balais seraient, très
- rapidement détériorés; le moteur a été muni d’un circuit amortisseur synchroniseur, comme ceux que nous avons décrits précédemment (l).
- Dans notrearticlesurlanouvellemachineàcou-rant continu de MM. Hutin et Leblanc (2), les courants polyphasés obtenus sont redressés par un dispositif identique à celui employé dans le transformateur de fréquence et de tension, et
- Station génératrice
- Fig. 2. — Transport d’énergie d’Épinay. — Station génératrice.
- M, Machine génératrice Edison. — E ch, Rhéostat de champ magnétique de la génératrice (40 watts). — C ch, Commutateur de rhéostat de champ (20 plots). — A, Ampèremètre. — V, Voltmètre. — Rd, Rhéostat de mise en route (2 watts) pour i5o ampères. — C d. Commutateur de mise en route (7 plots). — T, Transformateur au départ. — Pr, Primaire. — Sr, Secondaire. — P, Moteur du collecteur. — c, Collecteur. — B, Bagues. — It, Induit du mo’ teur du collecteur. — If, Inducteur du moteur (8 pôles). — Rm, Rhéostat de champ magnétique du moteur du collecteur (entre 3 et i3 ampères). — Cm, Commutateur de rhéostat de champ du moteur du collecteur (10 plots). — L, Ligne de transport (3 fils).
- nous avons dit à ce propos que le calage automatique des balais se faisait tout naturellement. Gela tient uniquement à ce-qu’au moment d’une variation quelconque dans la charge.il se pro-
- duit des réactions qui augmentent ou diminuent
- (') La Lumière Electrique, t. XLV1, p, 601, 1892. (*) La Lumière Électrique, t. L, p. 375, 1893.
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- le décalage du moteur et donnent le calage correspondant à l’absence d’étincelles. C’est là une des propriétés les plus remarquables de l’emploi du collecteur séparé dans les machines à courant continu et qui assurera à ces machines un brillant avenir.
- Il nous reste à examiner maintenant la quesr tion des essais faits sur le transport d’énergie de La Chapelle à Épinay et les conclusions qu’on peut en tirer sur l’importance des résultats obtenus, au point de vue des futurs déver loppements qu’on est en droit d’espérer dans
- Station réceptrice
- Fig. 2. — Transport d’énergie d’Épinay. — Station réceptrice.
- A', Ampèremètre. — V', Voltmètre. — Rot', Rhéostat de champ magnétique du moteur du collecteur (entre 6 et 20 ampères). — Cm', Commutateur de rhéostat de champ du moteur du collecteur (10 plots). — P', Moteur du collecteur. — lr', Inducteur du moteur (8 pôles). — II', Induit du moteur du collecteur. — B', Bagues. — d, Collecteur. — T', Transformateur à l’arrivée. — Pr, Primaire. — Sr, Secondaire. — I, Interrupteur. — D, Disjoncteur.— L', Ligne de distribution.
- l’emploi des transformateurs de fréquence et de tension.
- Nous donnerons tout d’abord les renseignements avec chiffres à l’appui qu’a bien voulu nous communiquer M. Giles sur les expériences
- qu’il a effectuées sur les panchahuteurs de La Chapelle et d’Épinay, tant à l’usine de la Transmission de la Force qu’après l’installation définitive de ces appareils.
- Les enroulements des moteurs synchrones
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- avaient tout d’abord été prévus pour une marche sous potentiel variable à la station réceptrice entre iio et 180 volts, variation obtenue par le réglage de force électromotrice induite de la dynamo génératrice.
- Les expériences faites à l’usine sur ces pre-
- miers enroulements ont été très satisfaisants au point de vue du fonctionnement. L’appareil ne donnait aucune étincelle aux balais; le moteur de départ démarrait seul quand on lançait dans
- l’ensemble une intensité de ioo ampères et entraînait le moteur d’arrivée.
- La vitesse des moteurs augmentait avec la
- s
- a -X
- 4h H|*
- il
- s
- ü
- six
- +
- Ji flux sinus B' flux cosinus
- Fig. 4. — Schéma du dispositif Hutin et Leblanc permettant d’obtenir deux flux décalés d’un quart de période à l’aide de courants triphasés.
- puissance utilisable à l’arrivée. Bien que l'appareil fût construit pour supporter facilement une
- Fig. 6 et 6. — Vue de côté du moteur et du collecteur du convertisseur.
- intensité de too ampères, il ne fut pas possible de l’atteindre, même pour une. différence de poten-
- tiel bien inférieure au maximum prévu, par suite de la vitesse exagérée que prenaient les mo*
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- So%'
- teurs, qui atteignaient'une vitesse périphérique de 35 mètres par seconde, marche un peu dangereuse pour l’appareil. 11 ne fut pas possible de dépasser 85oo watts à la réception et à 140 volts, et ce chiffre descendit même jusqu’à 55oo pour la réception à 160 volts. Le rendement obtenu dans le premier cas était inférieur à 680/0, toutes dépenses d’excitation des moteurs comprises. Dans le second, il ne dépassait pas 56 0/0.
- Nous ne reproduirons pas les chiffres obtenus dans cette première série d’essais, nous nous contenterons de représenter sur les figures 9 à 14 les courbes de rendement obtenues pour les différents voltages à la station réceptrice.
- Il importait donc de diminuer la vitesse des moteurs, ceux-ci consommant d’autant moins qu’ils tournaient moins vite; on doubla alors les enroulements des moteurs.
- TABLEAU I
- Voltage Intensité Puissance Voltugo Intensité Puissance Excitation Travail Excltutton Travail Rendement tion compris 1 ^
- du moteur d’oxci- du moteur d’exoi- les a **• w
- Vitesse au départ au départ au départ à l’arrivée à. l’arrivée h l'urrivéo do départ tatlon d’arrivée tatlon excitations I. E, | 1^ +
- E, 1. w, Es 1. w. b »'a P„ 1* n i\ ïtë; Rend I.E w
- Réci ?ptien à 1 (0 volts :
- 5o6 141 34 4794 131 22 2882 12 l53 8,5 3o3 0,60 0,52
- 534 141 43,5 6i33 13 ï 52 4192 12 153 8,5 3o3 0,68 0,78 0,62
- 58o i43 84 1201 2 127 74 9398 12 i53 8,5 3o3 0,75
- 58o 147 88 12936 129 76 9804 12 153 8,5 3o3 0,77 0,73
- Réception à 140 volts :
- 58o 149,5 36 5312 141 26 3666 12 153 8,5 3o3 0,68 0,75 0,61
- 658 i53 58,5 8g5o 141 48 6768 12 i53 8,5 3o3 0,71
- 688 i56 74 II 044 140 65 9100 12 153 8,5 3o3 0,82 0,78
- 662 i5t> 82 12792 140 72 10080 12 153 8,5 3o3 | 0,79 0,75
- Réception à 15o volts : —
- 618 156,5 32 5oio i53 20 3o6o 12,5 i65 I 8,5 3o3 0,60 0,53
- 646 i57 35 55oo 152 25 38oo 12 i53 1 7 206 0,61 0,54
- 618 i65 75 I237o 152 65 9380 12 153 6,5 177 0,79 0,77 0,75
- 618 166 79 i3i 10 149 68 10132 12 i53 ' 6,5 177 0,77 0,76
- 618 168,8 93 l553o 148 80 11840 12 153 | 6,5 177 0,74
- Réception à 160 volts :
- 846 183 39,5 7268 173 3o 5igo 12 i53 8,5 3o3 1 0,72 0,66
- 858 182 47,5 84 8635 174 37 6327 12 i53 8,5 3o3 0,73 0,68
- 862 191 16044 168 74 12482 12 153 8,5 3o3 0,77 1 0,78 0,74
- 862 194 87 16878 168 78 13104 1 0 i53 8,5 3o3 0,75.
- Réception à 180 volts :
- 8 ï 2 '94 3o 5820 185 20 3700 i3 '79 9 340 0,62 0,56
- 812 192 41,5 7968 1S1 52 5792 12 153 8,5 3o3 0,73 0,67
- 812 196 52 IOI92 l83 40 7320 12 i53 8,5 3o3 0,72 0,68
- 814 202 5o,5 I020Ï 190 40 7600 12 153 8,5 3o3 0,74 0,70
- Le tableau 1 montre les résultats obtenus dans ces nouvelles conditions pour des voltages à la réception de i3oà 170 volts. Les résultats sont reportés sur les courbes des figures 15 à 20.
- Ces chiffres montrent qu’il a été possible d’ob-
- tenir des voltages variant entre i3o et 180 volts pour des puissances allant jusqu’à i375o watts. Quant au rendement, il semble osciller entre 45 0/0 au sixième de la charge et 75 à 78 0/0 pour une charge de i25co watts, résultat tout à
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- fait remarquable pour des premiers appareils et •une aussi faible puissance.
- Une difficulté surgit dans cette seconde série à propos du démarrage des moteurs, ceux-ci ne démarrant plus seuls. Gela tenait simplement à
- Fig. 7 et 8. — Élévation et plan.
- ce due le moteur et le transformateur sont branchés en dérivation aux bornes de la dynamo Edison ;
- Dans le premier cas, en effet, le moteur ayant une résistance R et le transformateur une résistance V, l’intensité du courant traversant le
- moteur était suffisante pour lé mettrp eh marche. Dans le second, au contraire, la résistance intérieure du moteur ayant doublée J’intensité du courant traversant le moteur était deux fois moindre et insuffisante pour le faire démarrer. Il suffisait de lui faire faire quelques tours par
- Fig. 9. — Rendement pour un voltage de iiq à la réception (1” série d’expèriencaS).
- Fig. 10. — Rendement pour un voltage de 120 à la réçeption.
- 66
- Vo
- Va li ? 1 /
- 1600 4400 6500 6i00 7750
- Watts
- Fig. 11.— Rendement pour un voltage de i3o à la réception.
- Fig. 12. — Rendement pour un voltage de 140 à la réception
- un procédé quelconque pour qu’il se mît immédiatement en marche.
- Cette difficulté pourra être vaincue facilement dans les appareils ultérieurs en leur donnant en même temps qu’un grand nombre de spires une résistance assez faible pour permettre le démarrage immédiat sans aucun artifice.
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- 5 09
- Les deux transformateurs ont été installés sans aucune modification l’un à La Chapelle l’autre à Epinay et fonctionnent depuis quelques mois avec la plus grande régularité.
- Nous avons réuni dans le tableau II quel-
- Fig. i3. — Rendement pour un voltage de i5o à la réception.
- WcUU
- Fig. 14. —Rendement pour un voltage de 160 à la réception.
- Fig. i5. — Rendement pour un voltage de i3o à la réception (2' série d’expériences).
- Fig. 16. —Rendement pour un voltage de 140 à la réception.
- ques-unes des séries de mesures faites sur l’installation complète et dans différentes conditions : marche à différence de potentiel constante à l’arrivée, marche à différence de potentiel constante au départ, et marche en régime
- variable pour la charge de la batterie d’accumulateurs.
- Les résultats obtenus dans ces premiers essais
- Fig. 17.— Rendement pour un voltage de i5o à la réception.
- Watts
- Fig. 18. — Rendement pour un voltage de 160 à la réception.
- Fig. 19. — Rendement pour un voltage de 170 à la réception.
- Fig.20.—Rendement pour un voltage dei8oà la réception.
- montrent l’importance qu’on doit attacher à ces expériences en somme préliminaires.
- Les auteurs en ont tiré d’utiles indications pour le perfectionnement de leurs appareils et l’amélioration de leur rendement.
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- Il est possible de simplifier considérablement ces transformateurs en réduisant le nombre de bobines de chaque enroulement, aussi les appareils actuellement en construction ne porteront plus que 6 sections au lieu de 18.
- D’autres perfectionnements aussi importants, mais sur lesquels nous ne pouvons nous étendre aujourd’hui seront également apportés aux panchahuteurs actuellement en construction.
- TABLEAU II
- Vi- tesse Voltage au départ E, Intonslté utt départ i« Puissance au départ w, Voltage il l’arrlvéo E. Inten- sité a l’arrlvéo 1. Puissance à l’arrlvéo w, Exci- tation du moteur de départ 1. Travail d'exci- tation Ta l’a Exci- tation du moteur d'ar- rivée L Tra- vail d’exci- tation rt V ili wlw * g s 5 s.*! g S * â * S c 0 c S H-1 1 W a î g | "" -Z w" « + W « Vo lu ton départ tugo À uto •ion arrivée lnte à hat tous départ islté lto ion arrivée
- 1” série . — Ma •che à voltage cons te mt à r arriv èe (ou marc ie en j ’eeder).
- 933 168 61,4 10 315 j 5 4 45,5 7 007 9,55 95,75 5,75 139 0,68 0,66 4 95o 4 85o 0,95 10,95
- 999 177,5 83 14 732 i5i 70 10 570 9,55 95,75 5,70 i36 0,72 0,70 4 800 4 700 1,40 1,40
- 2S série. — Marche à voltage constant au départ.
- 786 146,5 58,25 8 534J i36 40 5 440 9 85 5,7 i36 0,64 0,62 4 400 4 25o o,85 0,85
- 813 147,5 68,65 10 126 134 53 7 100 9 85 5,7 i36 0,70 0,68 4 400 4 200 1,08 1,08
- 831 146,5 79,05 11 58i 128 62 7 905 9 85 5,7 i36 0,68 0,67 4 5oo 4 100 1,23 1,23
- 3' série. — Marche à voltage variable pour charge d’accumulateurs.
- 675 144,5 58,26 8 417 132 40,5 5 346 9,7 98 7 206 0,63 0,61 4 200 4 100 0,82 0,82
- 720 i5o,5 68,25 IO 271 i36 53,5 7 276 9,6 96 7 206 0,70 0,68 4 400 4 3oo 1,10 1,10
- 75o 155 69,25 10 733 138,5 5l ,5 7 132 9,6 96 7 206 0,66 0,64 4 55o 4 400 1,10 1 ,10
- 780 158,5 6o,25 9 549 144 40 5.740 9,6 96 7,3 224 0,60 o,58 4 700 4 600 0,95 0,95
- 82S i63 60,25 9 820 j5i 40 6 040 9,6 96 7>5 236 0,61 0,59 4 àoo 4 7°o 0,90 0,90
- Quoi qu’il en soit, on peut tirer comme conclusion des expériences d’Epinay que lerendement d’un transport assez important par le procédé Hutin et Leblanc peut atteindre près de 90 0/0, dépense dans la ligne comprise, la seule dépense d’énergie importante étant celle consommée par les moteurs, perte qui du reste peut être réduite autant qu’on veut et ne croît que très;faiblement avec la puissance.
- Nous n’insisterons pasjpour le moment sur les avantages qu’on peut tirer des transformateurs de fréquence et de tension inventés par ces messieurs; nous dirons simplement qu’ils peuvent être employés avec un succès certain pour augmenter considérablement la portée des feeders.
- Nul doute donc que ces appareils n’apportent avant peu un développement considérable à l’extension des stations centrales à courant continu. Ils recevront du reste bientôt une
- application de ce genre- et nous aurons alors l’occasion d'y revenir.
- F. Guilbert.
- PUPILLOMÉTRIE ET PIIOTOMÉTRIE O
- 5. l’œil schématique de listing.
- L'œil schématique se compose de trois dioptres centrés : i° l’humeur aqueuse; 20 le cristallin supposé homogène; 3° l’humeur vitrée.
- La cornée, comme nous l’avons vu, n’a pas d’influence; elle ne doit pas entrer en compte.
- En comptant l’air extérieur, nous avons donc
- (') La Lumière Electrique du 9 juin, p. 451.
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- quatre dioptres que la lumière doit traverser avant d’atteindre la rétine.
- Toute la théorie de l’œil schématique réside dans cette propriété fondamentale : un système de quatre dioptres centrés possède deux foyers et
- deux PLANS PRINCIPAUX (1).
- Une fois connus et déterminés, ces quatre éléments, toute question relative à l’œil peut être résolue facilement.
- Définissons d’abord les foyers et les plans plans principaux.
- Le foyer antérieur F est le point du premier milieu (air) où il faudrait placer un point lumineux pour que les rayons issus de ce point fussent après la dernière réfraction parallèles à l’axe principal (axe optique).
- Le foyer postérieur F' est le point où convergent après la dernière réfraction les rayons qui, dans le premier milieu, se propagent parallèlement à l’axe.
- Les plans principaux P et P' (antérieur et postérieur) sont deux plans perpendiculaires à l’axe et tels que tout objet situé dans le premier P (considéré comme faisant partie du premier milieu) donne dans le second P' (c’est-à-dire comme faisant partie du dernier milieu, humeur vitrée) une image égale à lui-même et de même sens.
- Soient Cj la surface antérieure de l’œil, C2 la face antérieure du cristallin, C3 sa face postérieure; les distances focales fx,f\ deCj;/,,/^ de C2 ; /3, f \ de C3 peuvent être facilement calculées par les formules
- N' —N ‘ N
- et
- /•' = R
- N'— N N' ’
- quand on connaît les rayons de courbure de ces trois surfaces sphériques et les indices de réfraction des trois substances, humeur aqueuse, cristallin, corps vitré.
- Cela posé, un objet O situé dans l’air donne par rapport à Cj, une image Ij ; E donne par rapport à C2 une image I2, et enfin I2 donne par rapport à C3 une dernière image I3, la seule qui nous intéresse.
- Les formules
- i_
- O — u f'
- Cj Cette propriété est d’ailleurs commune à tous les systèmes de dioptres dont les centres sont en ligne droite, quel que soit le nombre de ces dioptres.
- appliquées successivement aux trois surfaces réfringentes C,, C2, C3 donnent
- h__/, L-_Z?
- o~ «"i,- i,~ JV
- d’où, en multipliant membre à membre, pour éliminer les images intermédiaires Ij, I2 :
- L _ _.A "j ft _ _ ,A 7c[a
- 0~ nt fi us tci /, JV ’
- Il faut se débarrasser des distances intermédiaires tt2, ti'2 et ne conserver que les distances extrêmes n,, ir'3.
- Pour cela, désignons par d1 la distance connue du foyerft au foyer(toujours comptée positivement à partir de J. dans le sens d’où vient la lumière), par c/3 la distance du foyer fj au foyer/3'.
- Un coup d’œil jeté sur la figure, qu’il est facile de restituer, et spécialement sur les deux images E> Is, montre que l’on a
- — li't dt, Pf = 7T3 -|— d a,
- et par suite
- V, = dt+J±k-,
- It, «J
- en vertu de la seconde formule des dioptres
- Tit'—ftft, 7l3 Hi'—fifi'.
- Substituant ces expressions de ir,, tt2' dans les deux expressions du rapport il vient
- ïi
- O
- IL f 3
- f.
- d,
- +
- A/Z-
- TU
- il
- TU
- di +
- Jifi’
- Ji ft'
- (I)
- De ces formules nous allons tout de suite déduire l’existence et la position des foyers et des plans principaux.
- Foyers. — En égalant les deux valeurs de /r
- nous trouvons
- rf,+
- , A//
- l + 7'7
- f
- (ii)
- En faisant dans cette formule t:'3 = co , nous trouvons une valeur de tt, qui nous donne la position du foyer antérieur F ; tc, + fx mesure la distance de ce foyer F à la cornée.
- En y faisant 7^ =oo, nous obtenons une valeur de it'3 qui nous donne la position du foyer
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- 512
- postérieur F'; 7t'3 -(- fi mesure la distance de ce foyer F' à la face postérieure du cristallin (1).
- On trouve ainsi que F est à i5 mm. en avant de la cornée, et F' à 12, i mm. en arrière de la deuxième faceducristallin,c’està-direà 20,1 mm. ên arrière de la cornée.
- Plans principaux. — On veut trouver un plan P où soit situé l’objet O, tel que l’image I3 (qui se fait dans le plan P') soit égale à l’objet et de même sens.
- 11 faut pour cela que q — + 1. On doit donc avoir
- | A «'3_________A
- n' L dt +AA
- ni
- a 1 A// A 3+ A
- Wi ./:( A'
- +1
- = +1
- Ce sont là deux équations du premier degré en tt,, ir'3, d’où l’on peut tirer les deux inconnues.
- La première 7^ est la distance du plan principal antérieur P au premier foyer ft de la surface sphérique C,. La seconde est la distance du plan principal postérieur P' au deuxième foyer ir3' de la surface sphérique C3. La distance de P à la cornée est 7^ + /, ; celle de P' à la seconde face du cristallin est tt'3 + /3 (2).
- En effectuant les calculs, on trouve que le premier plan (ou point P principal) est à 2,2 mm. et le second plan (ou point) principal P' à 2,6 mm. Tous deux tombent dans l’humeur aqueuse et ne sont séparés que par une distance de 0,4 mm.
- Voici maintenant en quoi consiste l’utilité des foyers et des plans principaux. La connaissance de ces éléments permet, comme on va le voir,
- (*) Si l’on désigne par w, la distance du foyer antérieur F au foyer par w'3, la distance du foyer postérieur F' au foyer ft, et si l’on pose
- A —dt d3,
- on trouve
- wt —
- d,AA’
- A 5
- A
- (*) vEn appelant -iu, la distance du point principal P au foyeret it3 celui du plan principal P' au foyer fA on trouve
- A {AL1 -A' A) ., _ A (A/7 -A' <*.)
- ** —--------a--------’ 713 ~--------Â--------’
- A ayant la mPème signification que dans la note précédente.
- étant donné un objet dans le premier milieu (l’air), de construire l’image qu’il donne dans le dernier milieu (l’humeur vitrée) sans se préoccuper de la marche des rayons dans les milieux intermédiaires.
- En effet, figurons l’objet O ou A B (fig. 1), les deux foyers principaux F et F', lesdeux plans principaux P et P'.
- Le rayon parallèle à l’axe issu de l’extrémité B de l’objet lumineux peut être considérécomme émanant du point B, où il perce le premier plan principal P. Mais si nous considérons la longueur de PB, comme un objet plongé dans le premier milieu, cet objet doit donner, dans le dernier milieu, une image P' S', située dans le second plan principal P' et égale à lui-même. On obtient donc le point B^ en prolongeant simplement le rayon issu du point B parallèlement à l’axe.
- D’ailleurs ce rayon, après sa dernière réfrac-
- Fig. 1
- tion, doit passer par le deuxième foyer principal F' ; sa direction finale est donc F' B'.
- Les plans principaux P et P' étant symétriques, ainsi que les foyers F et F', on montrerait de même que le foyer Gj B' qui arrive à l’extrémité de l’image parallèlement à l’axe, a passé, avant toute réfraction, par le premier foyer principal F.
- De là résulte la règle suivante pour construire l’image d’un objet O = A B :
- i° Mener par /’ extrémité B de l'objet le rayon parallèle à l'axe et prolonger jusqu'au point de rencontre B'l5 avec le second plan principal P', puis joindre B’, au deuxième foyer F';
- 2° Mener le rayon B F qui va de l'extrémité B de l'objet au premier foyer F principal et prolonger jusqu’au point de rencontre G, avec le premier plan principal P, puis mener par Cj la parallèle à l’axe.
- L’image B' du point B se trouve à l'intersection des deux rayons réfractés B',, F' et C'3 B'.
- Cette règle conduit à la formule générale et;
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- simplifiée des dioptres en nombre quelconque (quatre dans le cas actuel) dont les centres sont en ligne droite.
- Appelons x la distance de l’objet O au premier foyer F (comptée positivement dans le sens d’où vient la lumière); x’ la distance de l’image I au deuxième foyer If (comptée de même à partir de F'); F la distance du premier plan principal P au premier foyer F (comptée positivement à partir de P toujours dans le même sens); F' la distance du deuxième plan principal P' au foyer F' (comptée de même à partir de P'), la figure i fournit immédiatement les proportions
- £__—F____— x' _
- O x F' ’
- d’où
- X x' — F F'.
- Ces formules sont les mêmes que celles qui conviennent à une seule surface réfringente.
- Quoique la considération des deux foyers et des deux plans principaux suffise, comme on vient de le faire voir, pour résoudre tous les problèmes relatifs à une succession de dioptres centrés, et notamment à l’œil, il y a d’autres éléments intéressants, sinon indispensables, à considérer.
- Ce sont les plans antiprincipaux et les nœuds ou points nodaux.
- Plans antiprincipaux. — Ce sont deux plans Q et Q'(fig. 2) tels que tout objet placé dans l’un donne dans l’autre (après la dernière réfraction) une image égale à lui-même, mais renversée par rapport à lui.
- Portons à partir du premier foyer F une longueur FQ égale à la distance F P du même foyer au premier plan principal, mais en sens contraire de F P. De même portons F' Q' égal, mais de sens contraire à F' P'. Puis menons par les points Q et Q' les plans perpendiculaires à l’axe; je dis que ce sont les plans anliprincipaux.
- En effet, dans le premier de ces plans traçons un objet Q B, et appliquons-lui la construction générale qui doit donner l’image.
- Si l’on mène le rayon B B1!, parallèle à l’axe, qu’on joigne B^F'; puis qu’on mène le rayon B F Cx et qu’on mène la parallèle à l’axe Gt B', on voit facilement que le point de rencontre B' des deux rayons réfractés est dans le plan Q' et
- donne une image Q' B' égale à l’objet Q B, mais renversée.
- Les plans antiprincipaux vont nous servir à trouver facilement les nœuds ou points nodaux.
- Nœuds. — On appelle nœuds deux points fixes N N' situés sur l’axe et tels que tout rayon se propageant dans le premier milieu et passant par l’un d’eux N, se réfracte dans le dernier milieu, en passant par l’autre N', parallèlement à sa direction d’incidence.
- Marquons ces deux points N, N'. Nous allons démontrer leur existence.
- Nous pouvons toujours supposer que le rayon incident B N émane d’un point B du premier plan antiprincipal Q.
- Par hypothèse le rayon réfracté B' N est parallèle à B N.
- De ce parallélisme résulte (puisque Q B
- Fig. 2
- = Q'B') l’égalité des triangles Q B N, Q' B' N, et par suite
- QN = Q'N\ (1)
- D’autre part, soient L! L' les intersections respectives des deux rayons incident et réfracté avec les plans principaux P et P'. Si l’on considérait PL comme un objet, son image serait P'L', et P' L' devrait être égale à PL. De là découle l’égalitédes deux triangles P LN,P'L'N', et par conséquent
- PN = P'N'. (2)
- On peut maintenant démontrer que les points N, N' sont fixes en prouvant que les distances F N, F'N' sont constantes. En effet, on a
- QN = (QF + FN) = PF + FN Q'N' = P'F'4 F'N'
- PN = FN-PF P' N' = P' F' — F' N'
- En portant ces valeurs de Q N, Q'N', P N, P'N' dans les équations (1) et (2) et en comparant les deux égalités ainsi obtenues, on voit tout de suite que
- FN = P'F' et F'N' = PF.
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- 514 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Ainsi on obtient le premier nœud en portant à partir du premier foyer et du côté du premier plan principal une distance égale à la première distance focale.
- On obtient le second nœud par une construction analogue.
- Les nœuds sont donc des points fixes, c’est-à-dire indépendants de la direction des rayons, et c’est ce qu’il fallait démontrer.
- Remarquons que, par construction, la distance mutuelle des nœuds est égale à la distance mutuelle des plans principaux
- NN'=PP',.
- Si donc, pour simplifier, on suppose que les plans principaux coïncident (ils ne sont distants, que de 0,4 mm.), les deux points nodaux se confondent eux-mêmes nécessairement. Le point nodal unique qui résulte de leur fusion joue le rôle de centre optique, c’est-à-dire qu’un rayon incident passant par ce point ne sera pas dévié par les réfractions successives qu’il subit.
- On retombe ainsi de l’œil schématique à l’œil réduit de Listing.
- 6. ACTION DIRECTE DE..LA LUMIERE SUR l’iRIS.
- En 1847 Q-) Brown-Séquard a publié quelques faits qui démontrent l’action directe de la lumière sur l’iris de batraciens et de poissons.
- Il voyait la pupille d’yeux récemment extraits de leurs orbites se contracter à l’approche d’une bougie et se dilater dans l’obscurité : ce fait pouvait se reproduire de 5o à 100 fois en une heure.
- Pour prouver qu’il n’y avait pas là une action calorifique, il interposa entre la source lumineuse et l’œil une plaque d’alun : la contraction se produisait comme à l’ordinaire. Il constata que l’abaissement ou l’élévation de température peut d’ailleurs produire suivant lescirconstances un resserrement ou une dilatation de la pupille.
- Pour prouver qu’il n’y avait aucune action du ganglion ophtalmique, en supposant que ce ganglion existe chez les animaux considérés, il enlevait tous les tissus étrangers à l'œil; en vue (*)
- (*) Comptes rendus des séances de l'Académie des Sciences. — Journal de Physiologie, i85g.
- d’éliminer l’influence plus ou moins problématique de la rétine, il attendait, pour instaurer son expérience, la putréfaction de la rétine ou séparait de l’iris la moitié postérieure de l’œil ou bien, dirigeant des faisceaux lumineux sur la rétine encore saine, à l’exclusion de l’iris, il n’enregistrait dans ce cas aucun phénomène pupillaire.
- D’autre part un fait semblait prouver aux yeux de l’éminent physiologiste qu’il y a action prépondérante et peut-être unique de la lumière sur les éléments musculaires et non sur les éléments nerveux de l’iris : c’était la persistance des mouvements pupillaires lorsque les nerfs avaient depuis longtemps perdu toute irritabilité.
- Depuis, d’Arsonval a enregistré avec un microphone l’action directe de la lumière sur le igastro-cnémien de la grenouille.
- Sur des yeux intacts de mammifères et d’oi-; seaux et sur lui-même, Brown-Sequard n’a constaté que des changements peu considérables de la pupille(un rétrécissement) sous l’influence de l’excitation causée par le froid ou la chaleur.
- Enfin, il a prouvé que les rayons éclairants du spectre sont les seuls actifs : utilisant la propriété découverte par Brücke qu’ont la cornée et le cristallin du bœuf, du lapin, etc. d’absorber les rayons violets et ultra-violets, il faisait parvenir sur l’iris d’une grenouille un faisceau tamisé préalablement par une cornée et un cristallin de lapin; la contraction pupillaire a lieu comme lorsque la lumière arrive directement.
- Il serait très intéressant de reprendre ces expériences sur des yeux humains extirpés de leurs orbites aussitôt que possible après la mort et de chercher à déterminer une relation entre la contraction pupillaire et les variations de l’intensité lumineuse à des intervalles de temps plus ou moins longs.
- Cette étude ne conduirait pas seulement à des résultats précieux sur une loi de déperdition de l’irritabilité musculaire après la mort; elle pourrait permettre de calculer une correction photométrique qui n’a jamais été indiquée et dont il serait bien difficile de réunir directement les éléments sur l’œil vivant, fonctionnant normalement : la loi des variations propres du diaphragme de notre objectif suivant les variations de l’éclairage, loi indépendante de ses variations
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- réflexes à la suite de l’excitation de la rétine et qui nous fait voir trop faibles les éclairages plus forts.
- On pourrait encore obtenir une autre mesure approchée de cette correction par la méthode suivante :
- On sait que l’on se trompe en général d’une certaine fraction dans l’appréciation de l’égalité de deux éclairements avec les photomètres. Si l’on admet que les plantes réagissent comme notre œil aux variations d’intensité lumineuse, cette fraction peut être évaluée. En général, lorsqu’on place une plante héliotropique, comme la vesce, à égale distance de deux sources estimées égales par notre œil, elle s’infléchit vers l’une des sources et il faut rapprocher la plante d’environ 5 millimètres d’une des sources pour obtenir sa parfaite verticalité, c’est-à-dire l’égalité des intensités pour ce photomètre particulier. Nous identifions donc des éclairements qui sont dans le rapport de 99/101 ou de 49/50 environ. Il s’agirait dans une série d'expériences de paralyser l’iris par l’atropine et de rechercher si l’appréciation avec notre œil serait, dans ces conditions, plus exacte et identique avec les données du photomètre végétal. S’il y avait concordance entre les deux ordres de résultats, on pourrait attribuer l’erreur de notre œil à l’action propre de la lumière sur l’iris et en déduire la contraction pupillaire nécessaire pour produire l’égalité des deux intensités sur la rétine.
- 7. LE PROBLÈME DE LAMBERT.
- Un géomètre célèbre de l’autre siècle, J. II. Lambert, a, dans son livre sur la photométrie^), cherché à déterminer la relation qui existe entre l’ouverture de la pupille, l’illumination rétinienne et la grandeur apparente de l’objet. Son travail remarquable n’a jamais été résumé à ma connaissance, et, l’ouvrage de Lambert étant devenu rare, je dois en présenter une analyse critique.
- Lambert établit d’abord quelques propositions :
- (') Pholometria sive de mensura et gradibus luminis colorum et umbrae. Augustae Vindelicorum, MDCCLX. (Bibl. Nat. V. 20592).
- Théorème XLIV. — Si nous nous approchons ou nous éloignons d’une lumière constante, l’ouverture de la pupille est constamment proportionnelle à l’intensité de la lumière qùi frappe la rétine.
- Théorème XLV. — Si nous nous éloignons continûment d’une lumière ou d’un objet de clarté constante, sa clarté apparente est augmentée continûment. Si nous nous en rapprochons, sa clarté apparente est diminuée.
- Théorème XLVI. — L’intensité lumineuse totale tombant sur l’œil est le produit de l’aire de l'image par l’aire de la pupille, si on considère une même source.
- Lambert remarque qu’il y a deux restriction» à faire à ces théorèmes. Si la grandeur apparente de la source est telle que son image recouvre la rétine sur une grande étendue, la lumière tom--bant obliquement est moins intense et alors il faut recourir au calcul différentiel pour avoir la somme des intensités lumineuses. Si la dimension de la source est très petite et si l’image ne se forme pas sur la rétine, les rayons qui devraient donner un point donnent un cercle de diffusion, qu’il faut calculer. Il y a, comme on le verra, d’autres restrictions encore.
- Théorème XLVII. — Une lumière double, triple, etc., 11 fois plus grande ne contractera pas la pupille de manière à ce que son ouverture
- soit égale au^, au etc., au de la première
- ouverture; mais cette nouvelle ouverture sera plus grande que ces fractions.
- Si la clarté de l’image était constante, celle ci étant le produit de ia clarté, de l’objet par l'ouverture de la pupille, en appelant n la clarté de
- l’objet, — l’ouverture de la pupille, on aurait
- pour la clarté de l’image n ^ = 1. Mais la contraction de la pupille dépendant de la clarté de l’image, celle-ci augmente quand la clarté de l’objet augmente, donc en appelant n la clarté de l’objet, on doit avoir pour l’ouverture de la
- pupille un nombre plus grand que j .
- Lambert admet, ce qui n’est pas exact, que les parties de la rétine traversées par l’axe visuel sont aussi sensibles que les parties excentriques (ce sont celles-ci qui jouissent de la plus grande sensibilité lumineuse) et considère que les
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- mêmes excitations sur les diverses parties déterminent une contraction égale de la pupille, la contraction totale de la pupille étant la somme de ces contractions partielles : nous verrons si l’expérience confirme cette hypothèse simple.
- Soient K l’éclat propre de l’objet, Y| l’aire de l’image sur la rétine, x l’aire correspondante de la pupille, y la clarté de l’image; on a y — K# et a — x pour la contraction totale de la pupille.
- Chaque contraction partielle de la pupille est une fonction à déterminer de l’intensité lumineuse y qui frappe la rétine; portons cette quantité en abscisse et faisons AP = y (fig. 3): portons la contraction correspondante due à chaque élément rétinien sur l’ordonnée correspondante PM; appelons dr\ l’aire de l’élément
- Fig, 3
- rétinien, la contraction correspondante est — dx\ d’où :
- — dxz= P M dry,
- par conséquent
- Mais
- donc
- a — .v = r, P M.
- A P —y = K .v ;
- x —
- A P K ’
- et par conséquent
- A P
- a — -jç- - -O P M.
- Portons en abscisse a K et posons A Q — a K : on a
- a = A Q : K,
- AQ-ÀP
- R
- = O P M,
- par conséquent
- f§=^K = cot.MQP:
- Une fois la courbe construite, on trouve facilement l’ouverture de la pupille correspondant à une clarté donnée. Faisant A Q = a K, il faut prendre l’angle MQA de façon que sa cotangente soit égale à v; K ; traçant QM on abaisse de M la perpendiculaire MP et l’aire de la pu-
- ... . AP
- pille est x = -jç- .
- Si la clarté de l’objet K est constante, AQ est constante puisqu’elle est —aK; donc pour toute aire de l’image v| il y aura des angles MQA dont les cotangentes = K et des ouvertures correspondantes, a = A P : K.
- Lambert mesure sa pupille en regardant son œil dans un miroir : le diamètre de la pupille mesurée au compas sur la surface du.miroir est, comme on le voit aisément, la moitié du diamètre véritable.
- Il découpe dans le volet d’une chambre une ouverture circulaire de o,3o2 pied et laisse pénétrer la lumière d’un beau ciel, mais du côté opposé au soleil. Il s’éloigne du volet à des distances variant de i à io pieds, et, après avoir considéré l’ouverture circulaire, mesure le diamètre de sa pupille le plus vite possible. Il répète chaque expérience plusieurs fois et prend la moyenne des mesures en en éliminant presque un tiers, qui présentaient des valeurs trop fortes : il fallait éviter la dilatation de la pupille qui pouvait se produire sous l’influence de l’obscurité relative de l’image de l’œil dans le miroir et par suite de l’accommodation.
- Distances Angles visuels Diamètres observés Diamètres corrigés
- ligne
- I 8»,36' 1,14 1, l3
- 2 4,20 i,5o 1,44
- 3 2,53 1,70 1,70 1,93
- 4 2, IO 1,89
- 5 1 >44 2,08 2, i5
- 6 1,26 1/2 2,3l 2,36
- 7 1,14 2,53 2,78 2,56
- 8 i ,05 2,75
- 9 0,58 2,89 2,93
- 10 0,52 3,15 3,io
- d’où
- Les demi-diamètres observés sont comptés par Lambert en lignes du doigt parisien et en par-
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- ties décimales de ces lignes. Le diamètre de son iris est 4,70 lignes. Le tableau suivant résume les observations : les valeurs corrigées de la dernière colonne sont des moyennes obtenues par les méthodes suivies d’ordinaire quand on cherche à représenter par une courbe la loi d’un phénomène naturel sur lequel on a recueilli un grand nombre d’observations.
- La figure de la pupille, de l’image et de l’iris étant circulaire, le diamètre de l’image étant dans un rapport constant avec le diamètre apparent de l’objet, on peut exprimer ces aires par les carrés des diamètres, puisqu’on ne cherche que le rapport e«tre les aires de la pupille et de l’image correspondante. En posant a = 4,7o2, on tire de la précédente table la suivante, dans laquelle on a utilisé les diamètres corrigés de la pupille :
- Distances .V •4 a — x PM
- I 12,769 2663,56 2071,3i 0,777
- 2 20,736 676,1» 2001,b4 2,961
- i 28,900 299,29 1920,00 6,41a
- 4 37,249 169,00 1836,5i 10,866
- 5 46,225 108,16 1746,75 16,i5o
- 6 55,696 74,82 1652,04 22,080
- 7 65,536 54,74 1553,64 28,371
- 8 75,625 42,25 1452,75 34,384
- 9 85,849 33,64 i35o,5i 40,146
- IO 9&, 100 27,04 1248,00 46,154
- Comme dans ce cas la clarté K de l’objet est constante, nous poserons :
- K = I ; AQ = Ur: 2209,00;
- AP=.r, PQ = d- .r;
- d’où
- PMrPQ: r,.
- On a ainsi une relation entre l’intensité de la lumière qui frappe la rétine et la contraction due à l’excitation d’un élément rétinien quelconque. La contraction est en effet PM, et à cause de K = 1, la clarté y — x K devient y = x.
- Pour ramener les nombres de la table précédente à des unités définies, posons, dit Lambert,
- la clarté du ciel AQ = 1, l’aire de l’iris =1,
- et appelons
- l’aire de la pupille =: x,
- une autre clarté quelconque d’un objet A q = K, le demi-diamètre apparent de l’objet = S, d’où l’aire de l’image ri =n m sin2 S.
- Comme dans la courbe A M N les abscisses A P sont y = x K, les ordonnées correspondantes P M représentent la contraction due à chaque élément rétinien, on aura
- P M = « (1 — .v) : r,,
- ou plus brièvement
- et
- d’où
- PM =
- (» — x) ». sin* S ’
- AP A q'
- PM =
- P g v-
- A q sina S’
- par conséquent
- —— t*- cosec2 S = n2 S
- Aq PM Pq
- = AP-
- (1)
- Le coefficient p. est déterminé par une seule observation et par l’échelle adoptée pour con-
- struire la courbe A M N. Cela fait, les demi-diamètres apparents de l’objet pourront être marqués sur A p, et on résoudra par une construction facile tous les cas qui pourront se présenter.
- Soit par exemple le demi-diamètre Ap — 6o'. la clarté de l’objet = A q (fig. 4) ; ayant tracé pMq et abaissé de M la normale MP, l’ouverture de la pupille sera AP : A q. C’est ainsi qu’est construite la courbe de la figure : sur la droite A p sont marqués les demi-diamètres apparents de l’objet dans les limites des obser-
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- vations de la table précédente qui est reproduite ci-dessous dans les nouvelles unités qui viennent d’être définies.
- Distances X S *) P M
- I 0,0578 8°, 36 0,07025 13,43
- 2 0,0938 4 >20 0,01794 ?o,5i
- 3 0,i3o8 2 ,53 0,007954 11.3,96
- 4 0,1686 2 , IO 0,004492 193,52
- 5 0,2092 1 ,44 0,002875 289,17
- 0,2525 1 ,265 0,00201I 39.3,10
- 7 0,2962 1 ,14 0,001456 Si3,52
- 8 0,3423 1 ,o5 0,001123 626,81
- 9 0,3886 0 ,58 0,0008942 735,50
- 10 o,435o 0 ,52 0,0007188 85o,58
- Les ordonnées de la courbe A M, c’est-à-dire les contractions pupillaires, croissent au début comme les carrés des abscisses, c’est-à-dire les clartés de l’image, puis comme les abscisses, et enfin moins vite que les abscisses.
- Si le diamètre apparent de l’objet est infiniment petit,
- A p = (j. cosec. 2 s — os
- Connaissant A?, P?, PM, S, on a en vertu de l’équation (i) par une seule expérience le coefficient g, pour tous les cas possibles.
- Quoique la courbe ne soit pas prolongée au delà du point N, on a pourtant les ouvertures de la pupille pour toutes les clartés de l’objet, pourvu que le diamètre apparent de l’objet ne soit pas plus petit que 69'. En effet A q est la clarté de l’objet : si elle devient infinie, q N devient parallèle à l’axe et sera N R, mais le point R correspond à 69' le demi-diamètre minimum de l’objet; celui-ci subsistant, on pourra définir l’ouverture pupillaire pour chaque clarté de l’objet. Si on choisit un demi-diamètre pius petit, la plus grande clarté de l’objet à laquelle satisfait la courbe A MN est finie.
- La courbe A N est infinie ; en effet, si le demi-diamètre apparent de l'objet est infiniment petit, A p = co , donc qp est parallèle à. A p, d’où le point M est sur la normale au point q ; mais comme A q est la clarté de l’objet, cette ligne est infinie : donc la courbe elle-même a une branche infinie.
- La courbe A N converge vers une asymptote parallèle à l’axe A q. En effet A P est la clarté de l’image, PM, la contraction due à chaque élément rétinien ; comme celle-ci ne peut croî-
- tre à l’infini, il est évident que P M ne dépassera pas une certaine limite dont elle s’approchera de plus en plus : comme la courbe s’étend à l’infini, elle convergera vers une asymptote à l’axe.
- Voici l’équation qui, d’après Lambert, représente d’une manière satisfaisante les nombres de la derniere table. Posons P M = z, à cause de A P=j = A-;elle sera approximativement
- _>yl _ v -v3 (3)
- a f y'1 a -+ a-8'
- Les coefficients v et a ont été calculés par les observations correspondant aux distances de 6 et 10 pieds de manière à faire PM = 10002. On a ainsi
- o,85o58 (o,435o)s + o,85o58 a = (0,4350)“ v, o,393io (o,2525)“ -)- o,393ioa — (0,2525)2 v;
- d’où
- a = 0,27387,
- v = 2,08146,
- Par exemple on a y
- 0,1................
- 0,2................
- 0,3................
- 0,4................
- 0,5................
- 0,073
- 0,265
- o,5i5
- 0,767
- 0,993
- La formule (2), observe l’auteur, reproduit moins bien au début les résultats de l'expérience, sans doute, dit-il, parce qu’on ne peut pas mesurer les petits diamètres de la pupille avec la même exactitude que les diamètres plus grands.
- Nous allons rechercher si cette formule, qui est très simple, est exacte, et si la part contributive moyenne de chaque élément rétinien à la contraction pupillaire totale est la même suivant la. situation de ces éléments. Lambert a été conduit à des simplifications qui a priori nous semblent excessives par l’hypothèse contraire, laquelle était plausible à une époque où l’on ne connaissait pas l’extrême différentiation artato-mique des différentes zones rétiniennes, et où l’on était conduit naturellement à supposer des uniformités fonctionnelles pour tous les éléments de la rétine : Leuwenhoeck avait bien découvert en 1722 les bâtonnets; mais les dimensions très réduites du segment externe des cônes sur la rétine de grenouille ne lui avaient pas permis de découvrir les cônes.
- Charles IIenry.
- {A suivre).
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- big
- TRANSFORMATEURS ET « CONVERTISSEURS »
- Le nombre toujours croissant et la variété des appareils à courants alternatifs imaginés dans le cours de ces dernières années rendant aujourd’hui nécessaire une classification plus complète et plus précise que celles qui ont été adoptées jusqu’ici, et qui conduisent souvent à des confusions. Il me semble, par exemple, fâcheux que parmi les transformateurs, on soit obligé de ranger des redresseurs tels que le redresseur Pollak, en même temps que des appareils destinés à convertir les courants, tels que le « panchahuteur » de MM. Leblanc et Hutin. Si les auteurs ont eu l’idée originale d’adopter pour celui-ci une dénomination tirée de la langue verte, c’est précisément, je crois, pour le différencier des transformateurs ordinaires.
- En électricité, comme dans toutes les sciences, une classification doit avoir pour base la fonction même et la constitution des machines auxquelles elle s’applique, et non quelque caractère extérieur purement superficiel. Classer, par exemple, les appareils de transformation de l’énergie électrique seulement d’après la nature des courants qu’ils reçoivent et fournissent serait un procédé simple et facile, mais aussi peu satisfaisant que si en botanique on cataloguait les fleurs d’après leurs couleurs, en mettant toutes les fleurs blanches dans une première catégorie, les rouges dans une seconde, et ainsi de suite. Une nomenclature rationnelle doit rappeler, au contraire, à ceux qui l’emploient les caractères généraux qui constituent le principe ou le but de chaque appareil. Voyons comment on peut arriver à ce résultat aussi bien pour les appareils de production que pour les appareils de transformation de l’énergie électrique.
- I. Générateurs.
- La distinction ancienne entre machines à courants continus et alternateurs est trop pratique pour qu’il y ait lieu de l’abandonner; mais elle ne va pas tout à fait au fond des choses et elle fait croire trop souvent aux commeitçants qu’il y a toujours une différence constitutive entre ces deux types de machines. L’entrée en
- scène des courants polyphasés, qui a modifié les notions anciennes sur bien des points, doit avoir aussi pour résultat de faire définitivement comprendre que la machine à courants continus n’est qu’un alternateur polyphasé muni d’un commutateur; la meilleure preuve en sera donnée bientôt par la mise en service des machines à collecteur séparé de MM. Leblanc et Hutin.
- Pour ma part, je ne vois dans les machines génératrices ordinaires (’) que deux classes fondamentales, qui se reproduisent partiellement dans les types à anneau, tambour ou disque, à inducteurs intérieurs ou extérieurs :
- i ° Les machines à enroulement discontinu, dont l’induit porte un certain nombre de bobines séparées les unes des autres par des espaces vides ou du fer (2), etc.
- Ces machines constituent des alternateurs simples ou polyphasés, suivant que le nombre des bobines est un ou davantage par champ inducteur. Quand on multiplie indéfiniment le nombre de phases on retombe sur le type suivant.
- 2° Les machines à enroulement continu, dans lesquelles l’induit est recouvert entièrement d’un bobinage uniforme. Ces machines, lorsqu’on divise l’induit en un certain nombre de sections, donnent des courants monophasés (d’Arsonval, Thomson, Labour), ou polyphasés (Schuckert, Westinghouse, etc.); si on leur ajoute un collecteur, elles donnent du courant continu; enfin, elles peuvent débiter en.même temps le courant continu et les courants alternatifs simples ou polyphasés.
- Dans ce dernier cas, on-peut admettre pour les qualifier l’épithète de générateurs polymorphes (3), analogue à celle proposée récemment par M. Hospitalier, car elle est de nature à indiquer la coexistence de courants d’espèces différentes dans un seul et même induit. Mais il serait fâcheux, je crois, de l’étendre à d’autres cas, en particulier à celui de plusieurs alternateurs semblables calés sur un même arbre, tels
- (‘) C’est-à-dire autres que les machines unipolaires, les oscillateurs Tesla, les alternateurs générateurs asynchrones, etc.
- (2j Les machines à pignon (Zipernowsky) ne sont autre chose que des alternateurs à tambour, à inducteurs intérieurs et à enroulement discontinu.
- (3) La terminaison « morphe » est adoptée ici conformément aux régies ordinaires de l’étymologie.
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- LA L UM 1ERE ELEC TRI Q UE
- que les alternateurs jumelés Tesla-Westing-house ou Zipernowsky-Creusot, destinés à la production séparée de courants alternatifs déphasés, car il n’y a plus alors aucun mélange des courants et chaque machine agit pour son compte. On pourrait seulement admettre pour un ensemble de ce genre les noms abrégés de « di-alternàteur » ou « tri-alternateur », ou aussi d’alternateurs duplex et triplex.
- II. — Appareils de transformation
- Quand ceux-ci sont réversibles (ce qui est le cas le plus fréquent), on ne doit pas se préoccuper du sens dans lequel a lieu la transformation; par exemple, le « panchahuteur », qui convertit les courants polyphasés en courants continus ou inversement, ne saurait passer d’une classe à une autre par le simple fait qu’on intervertit son rôle.
- Gela posé, les appareils de transformation se séparent très nettement en trois groupes, d’après leur fonction :
- r Les redresseurs, appareils construits sur le principe des commutateurs et dans lesquels n’intervient, du moins directement, aucun phénomène d’induction; il n’y a qu’un simple redressement du courant fourni à l’appareil. Si l’on ajoute à celui-ci un transformateur, cela n’en modifie pas la fonction, de sorte qu’on peut considérer l’un comme indépendant de l’autre.
- 2° Les transformateurs proprement dits, appareils qui transforment par induction un courant; primaire en un courant secondaire de même nature.
- Il y a trois espèces de transformateurs, suivant qu’il s'agit de courants continus, de courants alternatifs simples ou de courants polyphasés; ils peuvent être fixes ou tournants. Ils sont trop connus pour qu’il y ait lieu d’insister.
- 3° Les convertisseurs, appareils qui convertissent par induction un courant primaire ou un secondaire de nature différente. Il y a actuellement plusieurs classes de ces convertisseurs; les deux plus connues jusqu’à ce jour sonl les suivantes :
- Convertisseurs tournants à enroulement continu. (Lahmeyer, Schuckert, etc.). — Ces- appareils profitent des propriétés de l’enroulement continu pour transformer du courant continu en
- courants polyphasés d’un nombre quelconque de phases ou inversement. Ils peuvent aussi être employés, à transformer du continu en alternatif monophasé (Thomson), mais la réaction d’induit ne donne plus comme dans le premier cas un flux constant et fixe, mais un flux alternatif qui peut amener des étincelles aux balais, et l’appareil ne peut servir à la transformation inverse.
- Convertisseurs à flux fixe, réalisés par combinaison de transformateurs et comprenant deux types connus :
- Convertisseur de diphasé en triphasé ou inversement (Scott).
- Convertisseur de polyphasé en continu ou inversement (Hutin-Leblanc).
- Il faudrait ajouter l’ingénieux convertisseur récemment indiqué par M. Potier, ainsi que d'autres dispositifs sur lesquels j’aurai peut-être un jour occasion de revenir.
- On voit que la classification précédente est extrêmement simple ; elle ne saurait avoir d’autre prétention, et je ne l’indique ici que pour essayer de convertir quelques lecteurs aux « convertisseurs ». Mais j’allais oublier de dire que le mot converter a déjà été employé en Angleterre et en Amérique (toutefois sans acception spéciale, je crois), concurremment avec le mot transformer \ c’eût été un tort, car chacun sait que dans notre beau pays de France, une origine exotique constitue une recommandation non moins précieuse en électricité qu’en littérature.
- A. Blondel.
- CHEMINS DE FER ET TRAMWAYS
- ÉLECTRIQUES (!).
- M. Heilmann a récemment proposé pour augmenter le rendement de son système de locomotion électrique le procédé suivant.
- Afin de proportionner à chaque instant la puissance de la machine à vapeur locomotrice à la résistance forcément variable du train, et cela sans faire varier ni la pression d’admission
- (') La Lumière Électrique, du 12 mai 1891, p. 263.
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- ni la détente de. la vapeur, M. Heilmann fait exciter les inducteurs de sa génératrice par une dynamo excitatrice commandée par un moteur séparé, et il règle, au moyen d’un rhéostat, l’intensité de ce courant excitateur.
- « Si, dit M. Heilmann, l’excitation diminue, ainsi que l’intensité du champ magnétique, l’intensité de l’armature augmente jusqu’à ce que le torque ait repris sa valeur primitive. En conséquence, la vitesse de la machine à vapeur a
- augmenté automatiquement du fait seul de la diminution de l’excitation, et sa puissance a augmenté, la détente restant invariable. L’inverse a lieu si l’excitation augmente. »
- En dehors de la difficulté d’établir économiquement une génératrice dans de pareilles conditions, il faut remarquer que les machines à vapeur ne peuvent pas fonctionner économiquement à toutes vitesses avec la même détente : les variations de la compression et de la contre-
- Fig. i. — Locomotive Heilmann (1894). Réglage par excitation séparée.
- pression avec la vitesse du moteur exigent que la détente augmente avec cette vitesse, de sorte que l’on doit faire, sur la thèse de M. Heilmann, quelques réserves.
- La figure 1 représente schématiquement la disposition générale des circuits dans un train Heilmann avec excitatrice séparée E, à voltmètre v et rhéostat r. Le courant de cette excitatrice traverse, avantd’arriveraux inducteursde la génératrice G, le rhéostat R, et l’ampèremètre c:. Le courant de cette génératrice, va ensuite, par l'ampèremètre A, aux circuits dérivés des
- réceptrices I Ri/2Rs;--- placées sous les voitures du train, circuits pourvus chacun d’un ampèremètre A, A,... et d’un interrupteur If2..., et commandés par un commutateur inverseur commun C.
- Enfin, au démarrage, si le moteur de ia génératrice G est au point mort, on n’a qu’à envoyer, par I, le courant de E dans l’armature de G, pour la transformer en un dynamoteur, qui met en train sa machine à vapeur.
- La mise en train électro-magnétique de De-
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- wey fonctionne comme il suit (fig. 2). Après avoir lancé l’armature b, folle sur l’essieu moteur A du tramway, à sa vitesse normale, on envoie, par le double commutateur p un courant dans les électro-aimants g, entraînés par b, de chaque côté d’un disque de cuivre c', fixé sur
- Fig. 2. — Mise en train électromagnétique Dewey (1894).
- l’essieu moteur, qui se trouve ainsi entraîné graduellement; puis, quand cet essieu a pris à peu près sa vitesse, on supprime par p, le courant a' g, et on l’envoie aux électros n de l’embrayage à. friction D, dont le serrage entraîne l’essieu à
- la vitesse même du moteur. Pour, arrêter on débraye D, et l’on excite de nouveau les électros g.
- La roue électrique F F d'Anderson tourne au-
- Fig. 5. — Trolly à billes Mackensie (1894).
- tour des axes B B, auxquels est fixé l’inducteur D de la dynamo D E, dont l’armature E commande, par eef la jante de la roue. Le tout est enveloppé d’une tôle/qui préserve le mécanisme
- Fig. 3 et 4. — Roue électrique Anderson.
- de la poussière, et le véhicule : vélocipède, etc., repose sur B B par son cadre A C1).
- \
- Le trolly de G.-W. Mackensie est (fig. 5) constitué par deux cônes de bronze 11, montés
- C) La Lumière Electrique du 3i octobre iS85, p. 195. La roue d’/l daniSi
- sur bielles 6 et galets 8, faciles à remplacer, et entre lesquels le conducteur passe sans danger de les quitter dans les courbes.
- Le mât G du trolly de Valley est (fig. 6) porté par une plaque E, suspendue librement, par ses quatre coins, aux chaînes e e', tirées, par le croisillon B, avec une force égale à la tension du ressort Dt réglée par l’écran d. Cette liberté du
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- bras permet au trolly de suivre facilement toutes les courbes du conducteur.
- La jonction sur rails de la Ohio Brass C° se
- Fig. 6 et 7. — Trolly Valley (1894).
- fait (fig. 8) très simplement, au moyen d’une douille en acier que l’on force sur le fil, dans un trou du rail plus petit d’un millimètre que le
- Fig. 8 et 9. — Jotiction sur rails de la Ohio Brass C°.
- diamètre de la douille, qui se trouve ainsi serrée à la fois sur le rail et sur le fil.
- M. Keilley force (fig. 10), au contraire, des
- A
- Fig. 10. — Jonction ICeitley (1894).
- de dessouder pour pouvoir remplacer un rail sans rompre complètement la continuité du retour. ,
- Fig. 11 à i3. — Fil de retour Green (1894)-
- goujons D dans les douilles G, creusées aux extrémités du raccord B.
- Quant au conducteur de retour de M. Green, il est constitué (fig. 11) à la fois par le rail et par un fil G, soudé aux attaches B, et qu’il suffit
- Fig. i5 et 16. — Tramway à contact Brown (1894).
- La figure schématique 14 permettra de comprendre facilement la marche du tramway à contacts Lawrence au sujet duquel on fait en ce
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- moment une certaine réclame dans la presse américaine. Le conducteur isolé A est raccordé en a, aux contacts fixes a" de boîtes B, dont les contacts mobiles b" sont normalement séparés de a" par des contrepoids b, qui soulèvent en ! même temps, parles tiges d, les sections corres- _
- pondantes du conducteur G, parcouru par le trolly ce. K mesure que le trolly passe sur ces sections, d’environ io mètres de long, il les abaisse et ferme leurs contacts, comme on le voit sur la boîte B du 'milieu (fig. 14). On voit que le courant ne passe jamais que dans une
- Fig. 14. — Tramway à contacts i5 (1894)
- section par voiture, excepté pendant le temps ; très court que le trolly met à franchir la sépara- . tion de deux sections consécutives : on pourrait éviter cette perte par l’emploi d’un trolly à une seule roue, mais en provoquant des étincelles à chaque passage.
- D’après le Scienlific American du 19 mai dernier, ce système de tramways serait actuellement en essai à Wilmington, où il aurait fonctionné, avec un plein succès, même sur des voies complètement noyées. Son établissement serait peu coûteux, puisque son caniveau n’a que
- 25 mm. de profondeur sur i5o de large. Quoi, qu’il en soit, il est certain que ce système paraît plusvsimple et plus robuste que la plupart des systèmes à contacts antérieurs. Il ale grand mérite de fermer les contacts par une action méca-ninue à peu près certaine, qui ne coûte aucun travail, et dont on peut facilement atténuer les chocs par la flexibilité du trolly.
- Les boîtes de contact D, de Brown, sont (fig. i5 et 16) espacées dans l’entre-rails, à fleur du sol, et leur contact consiste en une barre h, posée sur la partie isolante de la boîte D,'et reliée au conducteur A par des dérivations b. Quand le locomoteur arrive sur une boîte, l’électro-aimant P, excité en s par une pile N, et en T par une dérivation e d du courant de ligne,
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- attire h sur la plaquette en bronze i de D, à laquelle les balais E prennent ainsi le courant, et l’amènent au moteur M.
- On retrouve ce même caractère mécanique dans le système Mac Near, où le conducteur principal li est (fig. 17 et 18) relié par des déri-
- Fij;. 19. — Tramway à contacts Date (1893). Ensemble du système.
- Fig-. 20. (n” 1 à 6). - Tramway Date. Détail des boîtes de conctact.
- Fig. 21 à 22. — Chemin de fer monorail Behr (1893). Ensemble du locomoteur et d’un wagon.
- vations h aux conducteurs sectionnés F, isolés sur des pièces de bois E, et enfermés dans des poches de caoutchouc E', garnis de contacts G,
- que le trolly Iv vient successivement appuyer sur F, au passage des locomoteurs. Un tuyau I maintient constamment dans les poches E' une
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- Fîg. ^3 à 27. — MonoraU Behr, Détail de la suspension et du guidage d’une voiture.
- ' 1 —é—tï7.. , ^,-----------— ------r"~rw li.uu mXiTliiu^'jHx'Tjim:j-i.au--.
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- pression d’air chaud suffisante pour séparer à coup sûr les contacts après le passage du trolly. Il suffit de déboulonner les tuiles D pour accéder facilement aux poches E'.
- Les boîtes à contacts de J. II. Dala fonctionnent aussi (fig. 19 et 20, n0> 1 à 6) d’une façon entièrement mécanique et très simple. Le conducteur X traverse ces boîtes à leur partie in-
- Fig-, 28. — Monorail Behr. Détail du locomoteur.
- fèrieure, en deux pièces A et B, où il est dénudé
- Fig'.- 89* Monorail Behr. Détail du locomoteur.
- et pincé entre deux mâchoires E et F, noyées ensuite dans une masse d’isolant fondu X3 (fig. 20
- n° 3), et pourvues de contact I', fixé à la tige I, qui est toujours ramenée, par le ressort L (fig. 1), dans la position neutre, c’est-à-dire dans celle où le balai ne touche aucun des deux contacts E' ou F'. Cet arbre porte un bras Y à contact 1, poussé en avant par le ressort V', et qui est relié à la tige ï par une lame de prise de courant T, qu’il suffit de détacher en 1 pour enlever le contact i.
- D’après le diagramme (fig. 19), à mesure que le balai 3 du locomoteur passe entre ces boîtes, accrochées en B2 aux parois du caniveau, il en fait pivoter les bras, de manière que le circuit XX' de la génératrice C2 soit toujours fermé par deux contacts au moins sur son. moteur M. On remarquera que le contact 3 aborde les contacts 1 par des extrémités isolées* 7,8, de manière à éviter les étincelles, en ne fermant ces contacts que sur une pression assez énergique pour en assurer l’efficacité. Enfin, pour assurer d’achever l’isolement des boîtes, on les remplit d’huile sous pression fournie, du réservoir 11, par une circulation 12, à branchements 5, 10.
- Comme le savent nos lecteurs, on se préoccupe beaucoup actuellement, surtout eu Aller magne et aux Etats-Unis, dans l’espoir de réaliser, au moyen de l’électrieité, de très grandes vi-
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- tesses, de remplacer en partie les voies actuelles des chemins de fer par des voies aériennes, en général plus ou moins dérivées des solutions proposées, il y a longtemps déjà, par Danchel et Lartigue (1). Nous croyons, à ce propos, intéressant de décrire le système récemment proposé par M. Behr, et qui nous a paru bien étudié.
- Les véhicules sont portés (fig. 21 à 27) sur le rail central unique R, par des boggies à roues W W, guidés, au moyen de galets G G, par des rails latéraux g g. A cet effet, les flaques b b d\i boggy sont reliées à des sellettes b2b2, dont les
- Fig. 3o à 32. — Monorail Behr. Détail de la prise de courant.
- tourillons g% servent (fig. 26 et 27) de pivotement aux leviers coudés g g3, qui appuient, par le renvoi à ressort g4 gs, les galets G sur les rails-guides g. Quant aux caisses des voitures, elles pivotent par leurs patins c,, autour de leur boulons G d’assemblage avec bx b2, sur le ressort c à pivot c,, au milieu du boggy.
- La construction du locomoteur est analogue à celle des voitures, comme on le voit sur les figures 28 et 29, affectées, dans leurs parties semblables, des mêmes lettres que les figures 23 à 27, mais chacune des roues W du boggy est rendue motrice, en la transformant en une dynamo à deux inducteurs M, M, fixés aux boîtes à graisse de l’essieu, et à deux armatures L, fixées à la roue, avec commutateur radial l.
- (') La Lumière Electrique, 27, sept 1884, p. 497,
- Ces dynamos reçcivent leur courant soit d’accumulateurs portés par le train, soit d’un câble H (fig. 3o à 32), posé, comme en H;, sur des treillis, dans des encorbellements isolants h3 hu fixés à des poteaux le long de la voie, et qui l’enferment presque totalement, sauf pour je passage du bras kx, à galets ka, qui porte le cqntact k-, du lo* comoteur. Ce contact est relié au >train par deux supports à ressort k, et on le raffrjaîchit par une circulation d’eau k3, car il est en charbon, et l’on désire qu’il ne s’use pas trop. Il Semble qu’un galet ferait beaucoup mieux l’affàffe.
- Gustave R^hard.
- - ...... ----------------
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Tannage électrique d’Humÿ (18ip4).
- Les peaux brutes, pincées dans lairainure B2 (fig. 4) de l’arbre B, par les vis fraisées c', sont
- 1
- Fig. 1 et 2. — Tannage Humy
- enroulées, par la rotation de cet arbre, sous la forme d’un cylindre tangent aux rouleaux G, et chargé par le plateau B3 de la douille B'. L’élec-
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- JOURNAL UN/rURS!-:/. irUIJCCTRICn’Ù
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- tricité arrive aux peaux par les rouleaux isolés C, les traverse, et en sort par le plateau B3 et sa tige creuse isolée B'.
- La rotation de l'arbre G est commandée par une courroie et trois poulies : l’une II, calée sur l’arbre F, l’autre folle H', et la troisième H2, solidaire du pignon E', fou aussi sur F. L’arbre C est tourné d’abord dans un sens, par exemple, par H, F, F' E2 d! D; mais, pendant cette rotation, la vis d-i fait, par son écrou D3, basculer le levier G de la position figurée en traits pleins à la position pointillée, de manière qu’il fait passer, par sa fourche e, la courroie d’abord de H sur H', puis sur Ii2, et renverse ainsi le sens de l’arbre G, commandée alors par H2, F, E, d'D. La rotation de l’arbre C se trouve ainsi périodiquement renversée, de manière à soumettre
- g I mjusm
- Fig-. 3 et 4. — Tannage Humy.
- les peaux à une sorte de pétrissage, qui joint à l’action électrothermique du courant, aurait d’après l’inventeur, pour résultat de défibriner les peaux, de faciliter la pénétration et l’action subséquente du tannin, et, ce qui serait peut être moins apprécié des consommateurs, l’absorption de substances destinées à en augmenter le poids.
- Turbine à vapeur Seger (‘) (1894)
- G’est une turbine du genre de Laval (2) dont les aubes sont formées de lames d’acier a, à pans coupés x x, que l’on insère après courbure, comme en a (fig. 8) dans les entailles d d de la
- jante c des roues ; puis on rabat, comme en figure 6, la partie saillante de ces pans x sur l’intérieur de la jante, dans laquelle on force à chaud une frette /. Quand la turbine est compound, comme en figure 2, il faut donner aux aubes de la petite roue une courbure plus prononcée qu’à celles de la grande. Enfin, on peut aussi, comme
- Fig. 1 à 8. — Turbine à vapeur Seger.
- l’indique la figure 8, fixer les aubes par refoulement ou rivure dans lés encoches d.
- Théorie et calcul des moteurs à courants alternatifs asynchrones, par Ei Arnold (')•
- Influence de champs magnétiques fixes.
- Jusqu’à présent nous avons supposé, comme on le fait d’habitude, que les lignes de force du champ se composent en un champ tournant d’intensité constante. Les équations développées ne peuvent donc déterminer les conditions de fonctionnement du moteur que si cette supposition est justifiée. Dans ce qui suit nous allons montrer que la production du couple et le démarrage du moteur peuvent être expliqués aussi sans considérer le champ tournant.
- Dans la figure i3 on a indiqué le parcours
- (l) La Lumière Électrique du 7 oct. 1893, p. 3i.
- (‘•) La Lumière Electrique du 28 avril 1894 p. 170.
- (') La Lumière Electrique du 9 juin 1894, p. 477.
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- des lignes de force dues au courant instantané. Nous nous trouvons en présence de six champs périodiques, dont les lignes de force réunissent deux à deux les bobines primaires et secondaires ; une partie des lignes de force seulement se réunissent pour former un champ tournant.
- Plusieurs phénomènes indiquent que les champs périodiques peuvent devenir très importants. Dans certaines dispositions des enroulements primaire et secondaire, le couple de démarrage, par exemple, dépend des positions relatives des ces enroulements ; on trouve qu’il y a des positions dans lesquelles le moteur non seulement ne tend pas à tourner, mais où il est même maintenu fixe: Pour un moteur dont le j nombre et la position des bobines correspondent
- Fi g. i3.
- aux schémas figure i3 et figure 16, le couple est presque nul ; lorsque, au contraire, les bobines de l’induit A occupent une position intermédiaire entre celle de l’inducteur sur le diamètre ;»2, par exemple, elles exercent le minimum d’action, et l’armature est maintenue dans cette position ou n’est soumise qu’à un couple très faible.
- Le couple de démarrage de même que le glissement sous charge dépendent essentiellement de la disposition magnétique du moteur ainsi que de la position et du nombre des bobines- inductrices et induites et de leur résistance.
- L’existence de positions à couples minima ou opposés.à la rotation ne s’explique que par la présence de champs périodiques fixes.
- Mais lorsque les bobines sont disposées judicieusement les champs périodiques coopèrent à la production d’un certain couple de rotation au démarrage. Les figures 14 et i5 permettent de s’en rendre compte. Les bobines I, II et III correspondent à trois phases différentes. Nous admettons qu'il ne se produit pas de champ tournant, mais que chaque bobine engendre un champ périodique fixe. L’espace occupé par les lignes de force de chacun de ces champs aug-
- Fig. 14.
- mente avec l’intensité du champ, et le champ dont l’intensité croît repousse le champ décroissant. Une grande partie des spires de l’induit se trouvent ainsi soumises alternativement à l’action de champs voisins, et de cette induction résulte un couple de rotation.
- Pour la figure 14, on a admis que le courant
- CL
- d’excitation dans la bobine II est à son maximum I,, que son intensité augmente en III, et diminue en I, dans ces deux dernières bobines l’intensité est i = It sin 3o°. C’est donc le champ II qui occupe pour le moment l’espace le plus considérable.
- Il y a attraction entre les courants induits dans les spires a a a par le champ décroissant I,
- et qui sont retardés de ^ -j- <p2 sur le champ,
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- d’une part, et le champ II d’autre part. Après un douzième de période, l’intensité du courant de la phase I passe par zéro, tandis que dans II et III, elle a la valeur it — Ix sin 6o°. Les courants induits dans les spires b b par le champ décroissant II sont maintenant attirés par le champ III, tandis qu’il y a- répulsion entre le champ I qui change de sens et dont l’intensité croît, et les courants induits par le champ II. Le résultat de ces actions est la création d’un couple de rotation qui tend à faire mouvoir l’induit dans le sens indiqué par la flèche.
- Il n’est pas nécessaire d'examiner ici les actions mutuelles entre un champ périodique fixe et les courants qu’il induit; les forces attractives et répulsives se compensent et le couple dû à ces actions est nul.
- Si les courants induits sont sinusoïdaux, nous pouvons aussi représenter les intensités de champ par des sinusoïdes, en admettant que le fer est loin de la saturation. Dans la figure 15, les courbes I, II et III correspondent aux trois phases du courant d’excitation : elles représentent la variation des intensités de champ. La figure 14 correspond au moment a de la figure i5. En comparant ces figures, on trouve que poulies différentes valeurs des intensités de champ il y a attraction ou répulsion, selon les cas; c’est ainsi que nous avons, par exemple,
- Entre 5-7 et 3-g attraction
- — 6-8 — 4-10 répulsion
- — 9-11 — 7-13 attraction
- — 10-12 — 8-14 répulsion
- — i3-i5 — 11-17 attraction
- La résultante de ces actions donne un couple à peu près constant.
- Les réactions entre les champs magnétiques alternatifs avec un maximum se déplaçant dans un certain sens suffisent donc à expliquer l'existence d’un couple de démarrage.
- Cette explication n’exclut pas la formation d’un champ tournant par la composition d’une partie des lignes de force. L’intensité de ce champ tournant dépend du mode de construction du moteur et de la disposition de l’enroulement excitateur. L’enroulement à six ou à douze bobines indiqué par Dobrowolski favorise la production d’un champ tournant. Mais il est encore plus essentiel d’établir le moteur de façon que les champs périodiques soient enchevêtrés
- le plus intimement possible les uns dans les autres. Cette dernière condition est mal observée dans certaines dispositions des dents de l’induit et de l’inducteur.
- Dans la figure 16, par exemple, inducteur et induit sont munis de 6 dents. Dans la position représentée, le moteur ne développe presque pas de couple de rotation, il se comporte comme un moteur monophasé. Si nous tournons l’induit de la quantité mv w2, de façon que les dents de l’induit viennent se placer entre celles de l’inducteur, l’enroulement induit se trouve dans la position d'induction minima, et tend à rester dans cette position en agissant comme un frein. Cette action de freinage est d’autant plus accusée que la résistance de l’enroulement induit est plus petite, les courants induits étant alors plus intenses et la dispersion magnétique plus forte.
- Si l’on donne une petite impulsion au moteur, il atteint très rapidement la vitesse normale et les champs périodiques produisent alors un couple, comme dans un moteur monophasé.
- Mais en choisissant judicieusement le nombre des dents et des bobines sur les deux parties, on peut obtenir un moteur développant dans toutes les positions le même couple de démarrage.
- En supposant qu'il ne se produise pas de champ tournant, et que des champs périodiques ou locaux entrent seuls en jeu, on peut déterminer, d’après la figure 17, le couple possible (C') dans le cas le plus favorable.
- Les sinusoïdes hu ht et h3 à différence de phase de 60° représentent les champs périodiques des phases primaires I, II et III en fonction du temps. La force électromotrice induite dans les spires primaires est maxima lorsque l’intensité du champ correspondant passe par zéro, et
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- elle est nulle lorsque le champ est d’intensité maxima. Le courant induit par le champ h, dans l’enroulement induit présente donc par rapport à hs une différence de phase de 90 + <j>s. Les réactions entre les champs voisins hl et //;t et le courant ia produisent un certain couple, qui est proportionnel au produit des valeurs maxima de hu h3, par fs et par le cosinus de l’angle de décalage entre ht et et entre h.} et Si nous appelons donc
- I, la valeur maxima de i.
- H, - - h,
- H, - - h3
- nous obtenons les couples
- ” la II| 6g COS J
- i I. H, cos (= + ,.),
- et comme H, — II3, la somme de ces couples est
- i,«sj H2 la cos
- Or,
- Ej = Pi sz H„
- de sorte que, si m3 est le nombre de phases secondaires,
- VI*
- C' = ~ Es h COS <f, (91)
- 2. p j
- Le couple de démarrage le plus grand qui puisse être obtenu serait donc encore égal à la puissance induite dans l’armature divisée pai la vitesse angulaire pt.
- Si l’on évite, dans la construction des moteurs polyphasés des projections polaires trop saillantes, et si l’on favorise de toute manière la formation d’un champ tournant, les champs pé-
- riodiques fixes n’auront que peu d’importance pendant la marche du moteur. C’est ce qu’indique aussi le fait que le courant absorbé à vide est presque égal au courant d’excitation, tandis que ce n’est pas le cas dans les moteurs monophasés à champ périodique fixe. Mais au démarrage, lorsque les intensités de courant sont élevées et le champ saturé, les champs périodiques ont une certaine influence; il était donc intéressant d’en étudier les effets.
- 11. — Moteurs asynchrones monophasés. — La théorie des moteurs polyphasés s’est simplifiée par l’introduction de la notion des champs tournants, et elle a conduit à des résultats qui concordent avec ceux de la pratique. Dans un précédent article f1), j’ai montré que dans les moteurs monophasés il existe également un
- Fig. 18.
- champ tournant secondaire. Si nous partons de ce champ tournant, dont nous démontrerons l’existence, la théorie des moteurs monophasés devient aussi simple que celle des moteurs polyphasés.
- Considérons un champ bipolaire alternatif obtenu, par exemple, en reliant deux points diamétralement opposés d’un anneau Gramme avec la source de courants alternatifs. A l’intérieur de cet anneau supposé fixe (fig. 18) tournent plusieurs spires ou bobines fermées sur elles-mêmes et fixées sur l’armature. Nous allons examiner comment varie la force électro-motrice induite d’une des bobines, lorsqu’elle tourne dans le champ magnétique inducteur.
- 1 (') Elehlrolechnische Zeitschrift, n° 18, i8g3.
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- Au' moment où le courant Ix passe par zéro, c’est-à-diré à l’instant t = o, la bobine A B fait avec l’axe O Y l’angle a.
- . Nous emploierons les mêmes notations que dans la théorie des moteurs polyphasés, et nous appellerons en particulier :
- H, l’intensité maxima du champ supposé homogène ;
- s, la suriace de la spire A B, en centimètres carrés ;
- <I>, le nombre de lignes de force passant dans la spire A B, à l’instant/;
- M, la valeur maxima du coefficient d’induction mutuelle entre l'enroulement primaire et une phase de l’armature ;
- L,, le coefficient de self-induction de l’enroulement primaire ;
- Ls, le coefficient de self-induction d’une phase de l’armature;
- pi = 2 ttm,, où », est la fréquence du courant primaire ;
- 7Z H ,
- Pi~ ou n-2 est la vitesse angulaire du
- moteur en tours par minute ;
- e.,, la force électromotrice induite à l’instant l dans A B.
- Ün a alors les relations
- <I> = Il s sin P, L sin (p2 1+ a),
- d<i> TT r . / \
- e» = — = — H s p, cos p, t s:n ( p3t + a \
- H- Pi sin p, t cos (Pi l + a).
- Comme
- 2 sin a cos fl = sin (a f p) + sin (a — p),
- il vient
- e°- = — “ H s J^p, -f Pi J sin (p, -f- p.^ I -f a J - (fi — sin ^p, -pj\ l - a] |
- Nous supposerons d’abord
- Pi=P„
- c’est-à-dire que l’armature tourne synchroniquement avec les pulsations du champ. Cette condition est à peu près celle de la marche à vide d’un moteur alternatif.
- Dans ce cas
- Le nombre des bobines de l’armature ou des phases secondaires est et l’angle entre deux
- bobines successives —- .
- nii
- Si au temps 1= o la bobine A B passe par la direction O Y, on a pour cette bobine a = o, pour
- la suivante a= —-, pour la troisième a = —, etc.
- m. Pii
- Dans la bobine A B,
- TC 3
- Ci — o pour p, l — o, -, 7c, - tc,
- j tt , i 3 5 7
- c’« = ±p, H s pour pi t — ~ TC, - ic, - TC, - TC.
- 4404
- Dans la bobine voisine les changements de sens et les maxima de la force électromotrice induite se produisent avec la même fréquence,
- mais avec une différence de phase de /.=-.—,
- mi
- 2 7T
- —, etc. Le résultat est celui-ci : ma_
- Lorsque Varpialure tourne synchroniquement avec le champ magnétique inducteur, des courants sont induits dans Varmature dont la fréquence est double de celle du courant d'excitation, dont les forces éleclromolrices maxima sont égales, mais dont les phases sont décalées les unes par rapport aux autres d’un angle égal à celui compris entre deux bobines successives.
- La production d’un courant de fréquence double par une spire tournant synchroniquement dans un champ magnétique périodique peut être représentée graphiquement. L’induction du champ périodique produit tout d’abord une force électromotrice représentée dans la figure 19 par la sinusoïde e,-.
- Gomme la spire a tourné de 180° au moment où le champ change de sens, la force électromotrice conserve toujours le même sens, elle donne un courant redressé. Par la rotation de la spire, une seconde force électromotrice est induite, représentée dans la figure par la courbe em. Cette force électromotrice conserve comme la précédente toujours le même sens, mais opposé
- à celui de e-, et elle est décalée de ^ par rapport
- à e,. Comme résultante, nous obtenons la force électromotrice e., de fréquence double, mais d’égale amplitude.
- St l'on couplait deux alternateurs d'égal nombre de pôles, mais en excitant le champ de l’un
- e, — — p, Il ,v sin (2p, l 4- a,)
- (03)
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- avec le courant produit par l’autre, le premier engendrerait un courant alternatif dont la fréquence serait double de celle du second. En mon-
- ,A____V.___/
- tant ainsi un certain nombre de machines en série, il est possible d’obtenir de très grandes fréquences.
- L’armature étant pourvue de plusieurs bobines fermées à phases différentes, les courants induits dans les spires produisent un champ tournant, comme dans les moteurs polyphasés. Ce champ tourne avec la vitesse angulaire px en sens opposé à celui de la rotation de l’armature. La figure 20 représente ces conditions pour cinq positions différentes de l’armature, sans tenir compte'du décalage de phase secondaire. On a supposé deux spires A B et CD, et l’on a indiqué les intensités de champ momentanées lli du champ primaire pour les cinq positions; la direction de ce champ coïncide avec O Y.
- L’armature tourne de gauche à droite, le champ tournant de droite à gauche. En partant du sens de rotation du champ secondaire, et en
- v
- tenant compte du décalage de phase secondaire <p2, le champ tournant IL présente par rapport au champ primaire llj une différence de phase
- de - + cp2, c est-à-dire que la force conlre-électro-
- molrice induite par IL dans Venroulement pri-
- 7T
- maire est en retard de - -f- o sur la self-induction de cet enroulement.
- En désignant par h l’intensité maxima du champ d’une bobine secondaire, on voit que le champ tournant présente Y intensité constante
- 2
- comme on a, en outre,
- .v h = M L,
- le flux d’induction du champ tournant est
- .v I L = M L. (04)
- Le champ tournant ayant par rapport aux spires primaires la vitesse angulaire p,, l’amplitude de la force contre-électromotrice induite est
- „ VU
- = 7 P, ML. (05)
- Dans le circuit primaire agissent trois forces électromotrices :
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ELECTRICITE
- 535
- i° La force électromotrice dépensée dans le circuit primaire, dont l’amplitude est R. i. ;
- 2° La force électromotrice de self-induction, égale à
- Pt V ii ;
- 3" La force contre-électromotrice induite par le champ tournant 1I2, à amplitude égale à
- Si, pour abréger, on pose
- r, - y/lV + "'4?i (g. + P=) W. on voit encore dans cette figure que
- R.
- cos 9, =
- sin 9. = ^
- ~~ •> »*_
- et, de plus,
- E, = U =
- MI ,/v M I, p,
- (97)
- (93)
- (99)
- (100)
- (101)
- Si nous substituons ces valeurs dans l’équation (96), il vient, tous calculs faits, pour pt = P-i,
- I,2 = E,2(R.- + vu- p,- Lj'-) divisé par R,2R 28 4- pgLpR.- + mpp,vuppM-R,R,
- + —— P,1 f2 L, L. — M“V,
- 4 \ /
- A la force électromotrice E2 induite dans les spires secondaires s’opposent deux forces électromotrices :
- i° Celle dont l’amplitude est R2 I2;
- 20 La force électromotrice induite par le champ tournant dans l’armature.
- La vitesse relative de II., par rapport à l’arma-
- B
- m If
- ture est jr>, —{- ; l’amplitude de cette force élec-
- tromotrice est donc
- q- (p. + P3) b V,
- faisant un angle de 90° avec R„ I.,.
- Dans les figures 21 et 22 ces forces électromotrices sont représentées en grandeur et en direction.
- On voit d’après la figure 21 que
- E,a= (r, I, + M L pt cos ç.Y j
- [• (90)
- + [Pi Li h — Pt M b sin cf2J \
- Pour tenir compte de la dispersion des lignes de force, nous posons comme plus haut :
- M2 = b- L, La. (io3)
- Nous pouvons alors calculer le courant absorbé par le moteur lorsqu’il marche à vide, courant que nous désignerons par I0.
- Calcul du courant à vide et du courant d'excitation. — En négligeant le terme Rx2 R22 l’équation (102) nous donne
- lu2 = E,2 (Rs2-|- viJp,2 Le8) divisé par p,8L,2 R2- + vu-ppLo2 R,8 f vu k’-Pi2 L, L2 R, R2
- Dans la pratique, surtout pour une fréquence élevée, on peut négliger R2 devant m.,pl L„, ce qui réduit (104) à
- 10= =
- E,2
- (io5)
- Enfin, lorsque les résistances R, et R, sont petites, les trois premiers termes du numérateur peuvent disparaître devant le dernier, et l’on a, avec une approximation suffisante pour la pratique,
- Cette formule est en bonne concordance avec
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- les résultats d’expériences. Si l’on détermine I0 expérimentalement, on peut calculer le coefficient de dispersion b pour la marche à vide.
- Le courant d'excitation est le courant qu'absorberait le moteur à spires d’induit ouvertes. Comme la self-induction de l’inducteur est Lx, ce courant a pour valeur
- et pour b = i, il en résulte
- I„ = 3l,, (108)
- c’est-à-dire que sans dispersion magnétique le courant à vide a une intensité double de celle du courant d’excitation. Ce fait résulte également des expériences.
- Pour les moteurs polyphasés nous avons trouvé que ces deux courants ont presque une égale intensité. Les moteurs monophasés présentent donc sous ce rapport un désavantage.
- Décalage de phase en synchronisme. — La ligure 21 montre que
- cos ï0 = L (r, I„ -t- p, M L cos ,
- ou
- COS f
- =k(«
- m- p,2M2R„ + T ---,
- )•
- (109)
- La puissance absorbée par le moteur est donnée, si l’on ne tient pas compte de l’hystérèsis et des courants de Foucault, par
- P„ = i E, I0 cos ç„,
- ou
- P w.*,,2M,I°‘R!. (m)
- 2
- Pour p. différent d e f], on a, d’une manière générale, comme nous le verrons plus loin,
- w. (p. + P*)* It2 R» 8 rt*
- (112)
- Il résulte de l’équation iio que la puissance induite dans l’armature par le courant primaire n’est que de
- m, p,* M* I„2 R* 4 rs*
- watts,
- tandis que d’après l’équation (111) la puissance absorbée est double de la précédente.
- Le moteur ne peut , donc être maintenu en marche synchrone que par l’emploi d’un couple extérieur agissant sur l’arbre. Ce couple, auquel nous donnons le signe —, est
- • C„ =
- p2
- 2 Pt
- (A suivre).
- nu p, M8 y R,
- 4 r:1
- A. H.
- (Il3)
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- SOCIÉTÉ INTERNATIONALE DES ÉLECTRICIENS Séance du G -uin 1894.
- Le premier terme représente la perte par échauffement du cuivre primaire, le second est la puissance nécessitée par la rotation de l'induit.
- La puissance qu’il faut fournir au moteur pour le faire tourner synchroniquement est évidemment celle qui est nécessaire pour induire dans l’armature un courant alternatif de fréquence double et d’amplitude I2. Elle correspond à la rotation de l’induit avec une vitesse angulaire (Pi+Pi) dans un champ d’intensité
- constante ^ s IL Par conséquent
- p _ m. R (P. +P.É V- H8 1 2 * r2“ 4 ’
- M. J. Rey présente les résultats de mesure du rendement d’un moteur de 720 chevaux destiné à des essais de propulsion sous-marine.
- Le moteur est à six pôles et à deux induits clavetés sur le même arbre. Chaque induit a son collecteur distinct et les deux induits sont mis en quantité pour la marche normale.
- L’auteur, après avoir énuméré les procédés bien connus employés pour mesurer le rendement des moteurs, indique une méthode due à M. Potier, méthode qui est une modification de celle dTIopkinson, laissée de côté dans le cas actuel pour sejrapprocher, dit l’auteur, le plus possible de la marche en régime normal.
- Cette méthode consiste à substituer au moteur électrique équilibrant les pertes une dynamo placée en série avec les deux moitiés de l’induit,
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- fonctionnant l’un comme moteur, l’autre comme générateur, et destinée à fournir l’énergie nécessaire pour compenser les pertes. On évite ainsi le tarage du moteur, mais l'on est obligé d'employer une machine d’un faible voltage et d’un ampérage très grand, puisqu’elle doit pouvoir supporter la totalité de l’intensité correspondant au régime normal de marche de la machine à essayer.
- M. Rey détermine ainsi le rendement en régime normal de deux manières différentes :
- i° En supposant que les pertes sont les mêmes dans les conditions actuelles que dans les conditions normales.
- 20 Que le rendement de la partie motrice et celui de la partie génératrice sont égaux entre eux et les mêmes que dans la marche normale.
- Les calculs, très simples d’ailleurs, sont basés sur l’hypothèse que le voltage et l’excitation en régime normal sont les moyennes arithmétiques des voltages et des excitations de la partie génératrice et de la partie motrice. Ces hypothèses, dans le cas actuel, n’ont pu être vérifiées par suite des difficultés expérimentales que l’on rencontre dans les essais de ce genre sur des moteurs aussi puissants.
- L’auteur a indiqué ensuite une formule complète sans hypothèse préalable et ne faisant entrer en ligne de compte que des coefficients expérimentaux.
- Le rendement ainsi mesuré du moteur de 720 chevaux est de 92,44 0/0. Le rendement déterminé par le calcul, en évaluant séparément par les formules de Fleming et de Steinmetz, les pertes par hystérésis et courants de Foucault dans le fer et en prenant 5 0/0 comme coefficient de frottement a été trouvé le mêmeà 1/2 0/0 près. Dans les conditions des essais, c’est-à-dire avec la charge maxima, il n’y avait pas de pertes appréciables par courants de Foucault dans les conducteurs par suite de la construction spéciale des induits.
- M. Hospitalier présente le compteur ou am-pcre-heure-mètre de M. Grassot, dont cette revue a déjà parlé à propos de l’exposition de la Société française de Physique.
- Cet appareil est basé sur la dissolution d'une tige d’argent dans un bain électrolytique sous l’influence d’un courant très faible dérivé sur le courant des lampes dont on mesure la consommation,,
- La tige d’argent s’appuie par une de ses extrémités sur une petite plaque de verre plongeant dans la dissolution et est sollicitée vers le bas par son propre poids et par un poids additionnel.
- Cette tige, dans son mouvement, fait tourner un petit galet dont l’axe est un système de roues dentées dont la dernière porte l’aiguille.
- Cet appareil qui est, comme on le voit, excessivement simple, et par suite très bon marché, paraît destiné à rendre quelques services dans les petites installations ne dépassant pas une consommation de cinq à six ampères.
- Les premiers types ont été construits par M. Margaine, et c’est là maison Ducretet et Lejeune qui les établit actuellement.
- M. Larnaude fait une Lrès intéressante communication sur la lampe à incandescence et l’état actuel de sa fabrication.
- L’auteur, après avoir rappelé les différents procédés de fabrication employés il y a quelques années, énumère très longuement ceux mis en œuvre par la Compagnie générale des lampes à incandescence pour assurer, en même temps qu’une parfaite homogénéité du filament, la durée moyenne de 5 à 600 heures avec une consommation partant de 2,fi watts par bougie et ne montant pas au-dessus de 3 watts.
- Il montre ensuite à la Société un grand nombre de types de lampes à grande intensité lumineuse, c’est-à-dire à 100, 5oo et 1000 bougies.
- Sur la déviation magnétique des rayons cathodiques, par Philipp "Lenard (*)•
- 1. Lorsque des rayons cathodiques traversent un champ magnétique, leur parcours, habituellement rectiligne, est en général modifié; ils sont déviés par l’aimant. La dérivation n’est pas toujours la même dans un même champ ; on la trouve d’autant plus considérable, dans un tube de décharge ordinaire, que la pression du gaz est plus grande.
- Les rayons cathodiques se comportent sous ce rapport comme un courant de particules inertes, chargées négativement, projetées par la cathode. Le chemin suivi par ces particules serait en effet curviligne dans le champ magnétique, et cela d’autant plus que leur vitesse
- (*) Wiedemann’s Annalen, t. LU, p. 23.
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- est plus petite (*) tout comme les rayons cathodiques sont courbés plus fortement dans les gaz plus denses et plus résistants, que dans les gaz moins denses.
- Cette concordance entre les rayons cathodiques et la matière radiante, que l’on rencontre encore dans d’autres propriétés de ces rayons, et qui depuis les expériences de Crookes est considérée comme un fait général par beaucoup de physiciens, peut n’être que superficielle, si la conclusion à laquelle je suis arrivé dans mon précédent mémoire (2), que les rayons cathodiques ont leur siège dans l’éther, est correcte. En fait, cette concordance n’est que superficielle, à en juger par les expériences suivantes dans lesquelles des circonstances qui auraient la plus grande influence sur la vitesse de la matière radiante, sont absolument sans action sur la grandeur de la déviation magnétique des rayons cathodiques.
- Les expériences montrent que la grandeur de la déviation magnétique n’est nullement affectée par le milieu dans lequel on observe les rayons; qu’au contraire, la déviation d’un mêmë genre de rayons cathodiques est toujours invariablement la même, dans tous les gaz, à toutes les pressions, pour toutes les intensités des rayons, et même lorsque les rayons ont à traverser une paroi métallique; mais que d’autre part, les rayons produits à des pressions différentes, sont de nature différente, et sont diversement déviés.
- 2. Nous produisons les rayons cathodiques dans le tube de décharge déjà décrit (J) E E, (fig. i), d’où ils sortent dans le champ d’observation par la fenêtre en aluminium F. Ce champ est entouré par le tube de verre Bî-, fixé à la paroi mm de la fenêtre, et relié à une pompe à mercure. Le champ d’observation peut donc recevoir des gaz quelconques à diverses près-
- ÔcnP^—tOcnt—*
- Fig. i et i a.
- sions. Une seconde pompe à mercure fait le vide dans le tube de décharge.
- Dans le champ d’observation un diaphragme mobile D à ouverture centrale de 1,9 mm. isole un faisceau de rayons, qui se projette sous forme de tache lumineuse sur l’écran S phosphorescent. La position de cette tache est indiquée par une échelle divisée que porte l’écran même. Lorsqu’on approche dans ces conditions du tube un aimant en fer à cheval M N, petit mais puissant, et que l’on observe dans la nouvelle position de la tache, la différence des deux-lectures mesure la déviation magnétique des rayons.
- L’aimant est toujours amené au tube d’observation de telle manière, que ses branches se
- (*) Slokes, Proc. Poy. Soc. t. XXIV, p. 405, 1876; Riecke, Wied. Ann. t XIII, p. 191, 1881 ; Schuster, Proc. Roy. Soc., t. XXXVII, p. 33a, 1884.
- (2j La Lumière Électrique, 12 mai 1894, p. 291.
- placent des deux côtés du tube comme l’indique la figure 1 (vue de dessus), et le pôle nord de l’aimant est toujours au-dessus du tube, le pôle sud en dessous.
- Les rayons dévient alors vers l’aimant, dans la position <l>; la déviation en sens opposé produite par les pôles renversés serait à peu près de même grandeur.
- L’aimant peut toujours être replacé aisément et sûrement dans la même position, car la distance entre ses pôles est plus petite que le diamètre du tube d’observation; les deux pôles touchent donc le tube en des points définis. Un petit déplacement ou une petite rotation de l’aimant ne modifie d’ailleurs pas sensiblement la grandeur de la déviation. De grands déplacements ont, naturellement, des effets appréciables. Si,nous déplaçons l’aimant en le faisant glisser le long du tube jusqu’à la paroi, la dé-
- (*) La Lumière Electrique du 12 niai 1894, p. ag3.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- viation augmente d’abord lentement, jusqu’au moment où l’aimant passe devant le diaphragme D, ensuite elle diminue; elle est très petite quand l’aimant a atteint la paroi de la fenêtre. Ce fait s’explique lorsqu’on admet que le champ puissant de l’aimant est restreint à un petit espace et que les rayons, qui partent de la fenêtres dans toutes les directions ne sont déviés d’un certain angle qu’à leur passage devant l’aimant, et continuent ainsi leur parcours en ligne droite.
- Les distances entre le diaphragme, l’aimant, l’écran et la fenêtre employées généralement dans les expériences qui suivent sont celles indiquées sur la figure. Dans tous les déplacements, le diaphragme, l’aimant et l’écran sont toujours déplacés de la même quantité et leur position relative n’est pas changée. Entre la fenêtre et le diaphragme était intercalée dans la majorité des cas un obturateur B à ouverture de 17 millimètres. Cet obturateur n’a aucune influence sur la tache phosphorescente, il ne sert qu’a éliminer le faible éclairement diffus de l'écran qui se produirait, parce que le diaphragme ne touche pas complètement la paroi du tube de verre.
- 3. Tout d’abord, nous supposerons que toutes les conditions de production des rayons restent constantes, en particulier, la pression du gaz dans le tube de décharge est réglée de façon que la longueur d’étincelle qui la mesure soit de 2,8cm. (!).
- Pendant que nous mesurons la grandeur de la déviation de la tache phosphorescente dans le champ d’observation, nous y abaissons la pression de l’air depuis 33 millimètres jusqu’à 0,021 mm. Cette grande variation de pression, qui est presque cent fois plus grande que la différence des pressions entre lesquelles la déviation des rayons cathodiques avait pu être observée, ne produit pas le moindre changement nettement appréciable dans,la position de la tache déviée. La raréfaction a été effectuée en i3 échelons, et chaque fois la grandeur de la déviation a été mesurée. Elle oscillait irrégulièrement, d’une décharge à l’autre, entre 9,5 et io,5 mm.; les mêmes oscillations se produisaient aussi lorsque la pression dans le champ
- (') Comme dans les expériences décrites récemment dans ce journal.
- d’observation était constante. On ne pouvait se servir de pressions supérieures à 33 millimètres, parce qu’alors la tache phosphorescente est trop vaguement délimitée et trop grande, et sa position ne peut être indiquée exactement.
- 4. Si, d’autre part, nous conservons la même pression dans le champ d’observation en faisant varier la pression dans le tube de décharge, la position de la tache déviée est nettement affectée. La moindre variation se fait sentir; il suffit d’élever ou d’abaisser de quelques centimètres le niveau du mercure dans la pompe pour déplacer la tache. La même petite variation de pression se manifeste encore par la variation de la distance explosive qui mesure cette pression. A une variation de la distance explosive entre r et 4 centimètres correspond une variation de déviation entre 12,2 millimètres et 8,5 millimètres. Une augmentation de la pression dans le tube de décharge entraine donc une augmentation de la déviation, et le sens de la variation concorde avec celui observé dans les tubes de décharge ordinaires.
- Nous apprenons ainsi que les déviations différentes observées dans les tubes de décharge ordinaires à des pressions différentes ont pour cause non la différence de la nature du milieu, mais bien la modification de la nature même des rayons produits à des pressions variables.
- 5. Pour mieux démontrer l’indépendance des déviations du milieu que renferme le champ d’observation, nous maintenons constantes les conditions de production, comme précédemment (3), mais nous remplaçons l’air atmosphérique dans le tube d’observation par de l’hydrogène. A 422 millimètres ce gaz est juste assez limpide pour permettre d’effectuer les observations. La déviation est encore de 10 millimètres (± o,5 millimètres), comme dans l’air. Elle reste aussi invariablement la même quand on raréfie pas à pas le gaz jusqu’à 0,012 millimètre de pression ; 20 pressions intermédiaires ont été essayées.
- De même, dans l’oxygène et dans l’acide carbonique la déviation est constante à 10 millimètres, à toutes les pressions étudiées (3,3 à 0,034 millimètres dans l’oxygène et 10 à 3 millimètres dans l’acide carbonique).
- 6. Les rayons conservent le même degré de sensibilité à l’action de l’aimant sur toute leur longueur. C’est ce que nous vérifions en éloi-
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- 5'I|0
- gnant progressivement et simultanément de la fenêtre le diaphragme, l’aimant et l’écran. Cette expérience a été faite dans l’hydrogène à 37,5 .millimètres de pression entre 5 et io centimètres d’éloignement entre la fenêtre et le diaphragme; à 12 millimètres de pression et 5, io, 15, 3o centimètres de distance; enfin à i,5 millimètres de pression et 5, i5, 3o centimètres de distance. La déviation a toujours été de io millimètres.
- • 7. Les expériences précédentes montrent déjà
- que la déviation est également indépendante de l’intensité des rayons. Car cette intensité est très variable dans les différents milieux et aux diverses distances de la fenêtre, à en juger par
- les différences de perméabilité des milieux, et par l’éclat variable de la tache phosphorescente.
- Pour vérifier cette indépendance, l’écran d’aluminium a été intercalé dans le champ d’observation, tout près de la fenêtre. Cet écran pouvait être à volonté placé sur le parcours des rayons ou en dehors. Dans le premier cas les rayons émanant de la fenêtre avaient donc à traverser une couche d’aluminium de o,oo5 mm., ce qui en affaiblissait sensiblement l’intensité; dans le second cas ils conservaient leur intensité primitive. En observant la position de la tache pendant que l'écran était alternativement intercalé et retiré, on ne put noter aucun déplacement. L’expérience a été effectuée dans l’air à 0,024 mm. de pression, dans l’hydrogène cà 20 mm. de pression et dans l’oxygène à o,o3 mm,
- La figuré 1 a indique là disposition de l’écràn d’aluminium, ce est une bande de tôle, dg un fil soudé en travers de cette bande; ces deux parties sont courbées comme la paroi intérieure du tube d’observation. Le fil porte d’une part l’écran opaque dd avec l’ouvet'türe/, de 1,7 mm., d’autre part, le contrepoids g. L’ouverture/est recouverte sur la face postérieure de la feuille d’aluminium de l’épaisseur indiquée; elle est exactement au niveau de la fenêtre , lorsque l’écran est amené jusque devant celle-ci à l’aide d’un aimant. C’est la position dans laquelle l’écran est interposé sur le parcours des rayons; pour l’en faire sortir on le fait tourner de 900 autour de l’axe xx. Quand on se servait de cet écran, l’obturateur B (fig 1) était enlevé.
- Il a donc été impossible, en opérant toutes sortes de changements dans le champ d’observation, de changer la déviation des rayons, ou la grandeur de leur courbure.
- 8. Plus rigoureusement encore, la constance des déviations a été vérifiée de la manière suivante. Le petit aimant a été remplacé par un aimant plus grand et plus puissant placé près du tube d’observation et prenant ce dernier entre ses pôles (fig. 2). Les rayons se trouvent alors courbés beaucoup plus fortement qu’aupa-ravant; la tache ne tomberait plus sur l’écran employé jusqu’ici, mais se perdrait sur la paroi du tube. On se sert donc dans ces nouvelles conditions d’un écran formé d'une bande de papier au pentadécylparatolylkétone S S, appliquée longitudinalement contre la paroi interne et recevant la tache en <ï>. Parallèlement à cet écran, mais un peu au-dessous, est fixée extérieurement au tube une échelle millimétrique a dont le zéro se trouve dans le plan du diaphragme D. Un fil vertical dd peut être glissé le long de l’échelle ; il permet la lecture sur l’échelle de la position de la tache phosphorescente. Pendant la mise en place de ce fil au centre de la tache, on dirige l’œil, pour éviter l’erreur de parallaxe, sur un point fixe éloigné. Ce réglage se fait dans l’obscurité; on n’éclaire l’échelle qu’après l’avoir effectué. Ce procédé de lecture présente sur ceux employés précédemment l’avantage qu’il ne saurait être influencé par le préjugé de l’observateur.
- Pour assurer la constance des conditions de production on procédait comme suit : Avant chaque lecture la pression du gaz dans le tube
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- de décharge était rendue un peu trop forte pour permettre aux étincelles de se produire entre les boules de l’excitateur distantes de 2,8 cm. Quand on baissait alors le niveau du mercure dans la pompe, la pression diminuait peu à peu, et la tache phosphorescente se déplaçait vers des positions moins deviées, dans la plupart des cas d’environ 8 millimètres. Pendant ce déplacement on faisait suivre lé fil mobile dd jusqu’à ce que les étincelles se fissent entendre en indiquant que la raréfaction dans le tube de décharge avait atteint le degré voulu. La position alors occupée par la tache fut ensuite lue sur l’échelle.
- On a obtenu ainsi les nombres du tableau suivant dans lequel les déviations indiquées sont les moyennes de trois lectures.
- Gaz Pression en mm. Position de la tache mm. de l'échelle Ecarts de la moyenne tn mm.
- 3i 33,9 + 0,2
- i5,4 33,5 — 0,3
- \ 6,4 33,3 — 0,4
- Air ) 3,5 33,7 0
- atmosphérique ) *>' 33,5 — 0,2
- 1 0, 16 33,8 + 0,1
- O, 10 33,7 0
- 0,022 33,6 — 0, !
- 322 33,1 — 0,6
- 220 33,4 — 0,3
- l 149 34,1 + 0,4
- 1 108 33,9 + 0,2
- Hydrbg-ène < 5o,5 33,6 — 0, •
- ) 23,5 34,1 + 0,4
- 1 4.3 33,8 •+ 0,1
- 0,48 33; 6 — 0.1
- y 0,020 33,8 + 0,1
- Moyenne.... 33,67
- Par ces nombres se trouve démontrée avec toute la précision voulue la constance des déviations pour des pressions et dans des gaz si différents. L’écart entre les divers nombres et la moyenne ne dépasse 1/2 mm. que dans un seul cas, où la pression est très élevée, et où les dixièmes de millimètre sont difficiles à évaluera cause du peu de netteté des taches. On ne reconnaît en aucune façon une variabilité des déviations avec la pression ou la nature du gaz dans le champ d’observation.
- 9. Des expériences antérieures (') ont montré que les rayons cathodiques produits à des raré-
- (*) La .Lumière Électrique, 12 mai 1894.
- factions moindres ont dans les gaz un parcours plus diffus que ceux obtenus à de plus grandes raréfactions.
- Nous venons de trouver (4) une nouvelle différence entre ces deux genres de rayons : les premiers sont déviés plus fortement par l’aimant que les seconds.
- De même que le genre de rayons cathodiques étudiés ici principalement et produits dans des conditions définies conserve, dans toute circonstance, comme propriété caractéristique la même sensibilité à l'action déviatrice de l’aimant, il est permis de croire que tout autre genre des rayons produits à un autre degré de réfraction et avec un appareil différent subit sa déviation particulière dans toutes les conditions. Ceci étant admis, les rayons cathodiques d’un genre particulier seront mieux définis par l’indication de leur degré de déviabilité, que par l’indication des conditions dans lesquelles ils sont produits. On énoncera donc les deux précédents résultats, en disant que des rayons plus déviables ont un parcours plus diffus dans les gaz que les rayons moins sensibles.
- 10. Il nous reste à parler des déformations singulières qu’éprouvent les taches phosphorescentes déviées.
- Les taches non déviées étaient, comme dans les premières expériences, toujours circulaires; la distribution de la lumière y dépendait du degré de limpidité du gaz dans le champ d’observation : dans les milieux très troubles (denses) les bords des taches sont flous; quand le gaz devient plus limpide (plus raréfié), le centre de la tache est occupé par" un noyau brillant plus ou moins nettement délimité, entouré d’un halo moins brillant; enfin, lorsque le gaz a complètement disparu du champ d’observation, le halo s’est évanoui.
- Après la déviation, les taches conservaient cet aspect général déterminé par le trouble du milieu; mais il y a lieu de noter les détails suivants. Tout d abord les taches déviées apparaissent toujours de forme elliptique, avec le grand axe de l’ellipse dans la direction de la déviation. Gela s’explique peut-être par le fait que le faisceau dévié ne tombe plus normalement sur l’écran. Dans les gaz très troubles on n’observe aucune autre déformation. Pour la mesure de la déviation, c’est toujours le centre de l’ellipse qui a été observé.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 5-12
- Mais dans le gaz plus limpide, où la tache est formée d’un noyau et d’un halo, l’aspect de la tache déviée varie d'une façon intermittente d’une décharge à la suivante. La figure 3 (n“ i à 5) donne quelques formes typiques observées dans ce cas. La série de gauche montre la forme invariable des taches non déviées, la série de droite indique les formes variables des taches déviées ; la déviation est donc supposée se produire de gauche à droite. La partie qui ne change pas pendant les variations est constituée par le noyau de l’image; c’est pour cette raison que les mesures ont toujours été faites sur le centre du noyau.
- La position et la forme du halo subissent
- Taches
- non dévie a dcviccs
- Fig. 3
- seules des modifications. Assez souvent le halo entourait le noyau concentriquement après la déviation (n° i), mais il n’était pas rare de le voir déplacé excentriquement (nos 2,3,5), quelque fois assez loin pour qu’il fût complètement séparé du noyau (n° 4). Le déplacement du halo est toujours dirigé dans le sens des plus fortes déviations, jamais il n’est moins dévié que le noyau. Il est donc évident que le halo contient fréquemment des rayons de plus grande dévia-biîité que le noyau, mais jamais des rayons moins sensibles. C'est en effet ce qui doit se produire, si, à côté de la partie principale des rayons rassemblés dans le noyau, et dont la déviation-ne varie pas d’une décharge à l’autre, il se forme d’autres rayons en quantité variable de décharge à décharge, et de- sensibilité va-
- riable, mais jamais moindre. Ces derniers rayons doivent, en effet, se trouver dans le halo, puisque les rayons plus faciles à dévier ont une marche plus diffuse que les autres.
- Lorsque la pression du gaz dans le champ d’observation est très petite, la diffusion ne peut plus provoquer cette séparation; elle est alors produite uniquement par l’aimant. Il en résulte des phénomènes comme ceux que montre la figure 3 (n°* 6 et 7) et que l’on pourrait appeler spectres magnétiques des rayons cathodiques. De même que le spectre optique est formé par des rayons lumineux de réfrangibilité différente, nous trouvons ici séparés et étalés des rayons cathodiques de déviabilité différente.
- ] 1. D’après les expériences de Hertz, la déviation des rayons cathodiques n’est pas due à une action de l'aimant sur les rayons eux-mêmes, mais à l’action qu’il exerce sur le milieu; les rayons se propagent autrement dans le milieu aimanté que dans le milieu non aimanté. Car si des forces agissaient entre l’aimant et les rayons mêmes, l’aimant, rendu mobile, devrait aussi être dévié par les rayons cathodiques, ce qui n’est pas le cas (1). Mais le milieu dont l’état magnétique est indiqué par la courbure des rayons est, d’après nos expériences, l’éther lui-même. Car la courbure a été trouvée entièrement indépendante de la nature et de la densité du milieu matériel; on l’observe, en_ particulier, dans le vide extrême.
- Par leur courbure, les rayons cathodiques indiquent donc immédiatement que l’état de l’éther entre des pôles d’aimant est modifié, comme l’exige la théorie des actions propagées à distance par son intermédiaire. La rotation magnétique du plan de polarisation de la lumière ne fournit pas cette preuve; car elle ne peut être produite qu’en présence de la matière; elle diffère d’un milieu à l’autre, et ne s’observe pas dans le vide.
- A. IL
- Induction et mouvement des masses, par L. Baumgardt (2).
- L’inertie des masses a été fréquemment mise en parallèle, au point de vue qualitatif, avec la self-induction.
- (*) Hertz, Wied. Ann., t. XIX, p. 799, i883.
- (•) Elektrolechnische Zeitschrift, 26 avril 1894.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- ,543
- La proposition suivante relative à une expérience simple permettant de démontrer .'l’analogie entre les deux phénomènes également au point de vue des lois qui les régissent, ne saurait, il est vrai, nous apprendre quelque chose de nouveau sur le domaine de l’induction, mais elle permet d’en faciliter la compréhension à l’étudiant. Ce qui est vrai pour la self-induction l’est aussi pour l’induction mutuelle; car l’induction entre deux bobines peut être considérée comme si l’accumulation d’énergie accompagnant l’établissement ou la disparition du courant dans une des bobines était transmise en totalité ou partiellement à la seconde bobine.
- La démonstration de ce théorème servant de base au principe utilisé dans cette étude, nous commencerons par en donner l’exposé.
- Sur un tore de fer sont enroulées en couche unique deux bobines I et II. La bobine 1 possède le coefficient de self-induction LH la bobine II, le coefficient L2, et l’induction mutuelle entre I et II est L1i2. Dans les limites d’aimantation où la perméabilité magnétique du fer est constante, on peut poser :
- Li =an,a- )
- L. =z a > (1)
- Li,-> r= a n, w„ )
- en appelant «t etn2les nombres de tours respectifs des deux bobines, et a la constante magnétique du fer comprenant une fonction des dimensions des bobines.
- Si l’on interrompt brusquement le courant constant I circulant en I, la bobine II devient le siège d’un courant d’induction dont l’intensité est donnée par la formule de Helmholtz
- dans laquelle R2représente la résistance de II et l le temps compté à partir du moment de rupture du courant en I. On obtient donc pour l’énergie totale du courant
- Dans notre disposition (d’après 1) on a
- Par conséquent
- w = - I4 L,,
- c’est-à-dire égal à l’énergie accumulée dans la bobine I lors de l’établissement du courant I.
- L'énergie de la self-induction de fermeture est donc transmise à la bobine II au moment de l’ouverture. C’est ce, qui peut être représenté mécaniquement de la façon suivante :
- Un volant S muni d’une saillie n est en rotation continue. Si l’on arrête brusquement l’afflux d’énergie en approchant rapidement un second volant S, portant une saillie nt, le volant S communique sa force vive sous forme de choc au volant S! qui entre à son tour en rotation.
- Nous allons maintenant examiner l’équivalence qualitative et quantitative entre l’inertie et la self-induction.
- Principe de la méthode.
- Lorsqu’on intercale dans un circuit une force électromotrice constante E, l’intensité du courant qui s’établit augmente d’après la loi
- R étant la résistance, L le coefficient de self-induction du circuit et / le temps compté à partir de la fermeture du circuit.
- La présence de la self-induction fait donc agir dans la résistance R non une forcé électro-motrice constante, mais la force élect'romotricê variable
- (E) r=E ^1 -c (2C7)
- L’auteur se sert de l’inertie mécanique pour engendrer dans un circuit (pratiquement) non inductif cette force électromotrice (E), et pour démontrer ainsi l’équivalence de l’inertie mécanique et de l’induction.
- ^ La partie mobile de tout appareil électrouia-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- gnétique tournant possède — comme on va le voir — une vitesse
- a et b étant des constantes et l le temps compté à partir de la mise en rotation. Si l’on couple la partie mobile d'un appareil de ce genre avec la partie mobile d’un générateur magnéto-électrique (à courant continu), celui-ci développe (à champ magnétique constant) une force électromotrice.
- = v=a(i-e~btÿ (4)
- On voit que (E) et (E,) ont la même forme, ce qui démontre l’équivalence des deux phénomènes.
- Disposition de l'expérience.
- 11 suffit de disposer d’un barreau cylindrique
- Fig. 1
- aimanté et d’un accumulateur. La figure 1 est un schéma de l’appareil qui comprend à la fois le mobile en rotation et le générateur de courant.
- Un aimant cylindrique m, mobile autour de l’axe de ses pôles, porte un volant S. Les lames ressorts / et f sont reliés à l’accumulateur Ea, les lames/et/2 au galvanomètre G.
- Sous l’action du courant fourni par l’accumulateur le barreau aimanté se met à tourner et induit dans le circuit du galvanomètre un cou-qui croît, comme si ce circuit G sans induction contenait une certaine self-induction.
- 2° Frottement de l’air;
- 3° Accumulation de force vive par les masses en mouvement ;
- 4° Puissance du courant induit en G.
- Le travail de frottement par seconde peut être posé égal
- a v,
- si l’on désigne par v la vitesse au temps t et par a une constante.
- Le frottement de l’air (de très petite importance) peut être représenté par
- bv\
- (b une constante).
- L’accroissement de la force vive par seconde est donné par
- Enfin, la puissance du courant induit dans le circuit G, la résistance étant R„ et la force électromotrice induite s, est
- t*-
- R,*
- ou bien, s étant proportionnel à v, d3 v2
- ~rT’
- 11 en résulte que la puissance à fournir à l’aimant m au temps l pour sa rotation est
- / d2\ dv
- P = av + [b +^J v* + cv (5)
- Cette puissance doit naturellement être égale au produit de l’intensité de courant dans le circuit E0 par la force contre-électromotrice e du système mobile.
- Pour e nous avions déjà posé
- d v.
- Pour i nous obtenons
- Théorie
- E0 — e _ E„ — dv
- r, ~ r; ’
- I. Self-induction de fermeture.
- La puissance nécessitée pour la rotation de l’aimant m se compose des parties suivantes : r Frottements aux coussinets et aux ressorts;
- R, étant la résistance totale du circuit E0. Il vient donc finalement
- , /. , d*\ . , dv
- a v + +ujv+ cv--,7:
- dt
- : dv
- E 0 — dv
- (G)
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- JOURNAL
- UNIVERSEL
- D’ELECTRICITE
- ou
- , ds d-\ dv d E0
- '’ + ri + ePs^tc “•
- #
- ou, plus brièvement,
- , „ dv
- aV+^di = ^
- (7)
- (7 a)
- de sorte que, si vt est la vitesse normale de m, à laquelle le circuit E0 est rompu,
- _ ri + «< Vi
- (14)
- La force électromotrice induite en G est donc
- L’intégration de cette équation donne comme on sait
- si le temps est compté à partir du commencement de la rotation.
- La force électromotrice induite est par suite
- E = dD = B|i-e-Sij, (9)
- et le courant induit
- 1 = {9a)
- c’est-à-dire qu’il est identique à celui exprimé par la relation (2) si on remplace B par E et 0
- R.
- par r.
- dv=(E' + E) e
- (15)
- si l’on remplace d courant induit
- Yi
- par E' et ~ par et le
- Pi E
- r =
- E' +E R ‘
- -ê<
- E'
- R’
- (10)
- identique avec celui représenté par l’équation (11).
- Le courant de rupture est donc également imité fidèlement à l’aide de l’inertie du volant.
- En faisant varier la masse du volant et la résistance du circuit G on peut faire durer le courant d’induction plus ou moins longtemps.
- Quelques formes d’électrodes pour la détermination des résistances d’électrolytes, par M. F. Kohl-rausch (*).
- II. Self-induction de rupture.
- Si l’on retire brusquement d’un circuit de résistance R et de self-induction L la force électromotrice E0, en remplaçant celle-ci, sans changer R, par un accumulateur fournissant la force contre électromotrice E', on obtient pour le courant d’induction de rupture I' la relation
- I*
- R + E' + LS' = 0’
- d’où résulte
- »_e + e»
- ~ R
- e
- îit
- L
- V
- R’
- (10)
- (n)
- le temps étant compté à partir de la rupture.
- Si, dans notre appareil, on rompt brusquement au temps l = o le circuit E0, l’inertie du volant fait persister la rotation de m.
- D’après la relation (6) nous avons alors
- ", d1 \ , dv b + Wjvl + cvTt =0’ (12)
- , „ dv + P. gp = —ïd (.3)
- Il peut être avantageux de déterminer la conductibilité de liquides sans avoir à changer ces derniers de récipient.
- Les formes suivantes d’électrodes qu’il suffit de plonger dans le vase contenant le liquide, utilisent le fait d’observation que les électrodes platinées peuvent être employées plus petites que d’ordinaire, sans qu’il y ait à craindre d’erreur due à la polarisation.
- Pour amener le courant aux électrodes, l’auteur a trouvé avantageux de se servir de tubes capillaires, dont le diamètre intérieur doit être d’environ 1,5 mm.
- 1. Electrodes planes pour liquides mauvais conducteurs.
- Le figure 1 en montre la disposition. Deux fils de platine longs de i5 millimètres et de 3/4 de millimètre de diamètre soudés à des électrodes d’un centimètre carré environ et de 1/4 de millimètre d’épaisseur sont soudés dans les extrémités inférieures des tubes à double canal capillaire. Les électrodes sont protégées par une
- (U Wiedemann’s Anitalen, t. LI, p. 347, 1894.
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- LA LUMIÈRE
- ÉLECTRIQUE
- enveloppe de verre ouverte en bas et pourvue dans le haut d’une petite ouverture; cette enveloppe a également pour but d’empê,cher la formation de courants dépendant de la profondeur du liquide ou de l’étendue du vase.
- Le courant est amené aux électrodes comme dans les dispositifs. d’Arrhénius, par le mercure introduit dans les tubes capillaires.
- Des électrodes bien platinées écartées de i millimètre peuvent servir pour l'eau pure (iooooo ohms environ) jusqu’aux solutions salines centi-normales (100 ohms environ). Le minimum du son au téléphone est ua peu moins net dans ce dernier cas, mais permet encore, dès mesures au millième près. Les électrodes écartées de io millimètres s’emploient jusqu’aux.solutions déci-normales. Dans ce dernier cas, on allonge et on rétrécit un peu l’enveloppe protectrice.
- On pourrait aussi boucher la petite ouverture supérieure, renverser le dispositif et s’en servir comme récipient.
- i. Electrodes cylindriques pour liquides 1res mauvais conducteurs, comme l'eau (fig. 2).
- Les électrodes précédentes donnent dans l’eau des résistances d’environ 100000 ohms qu'il est peu commode de mesurer. De grandes électrodes planes à 1 millimètre d'écart peuvent facilement se déformer. On remédie à ces inconvénients par l’emploi d’électrodes concentriques.
- Le double tube capillaire reçoit à cet effet un bourrelet d’un millimètre d’épaisseur. On enfile sur la partie inférieure du tube jusqu’au dessous de ce bourrelet un cylindre de platine mince soudé à l’or. Le til conducteur de ce cylindre est soudé à la partie inférieure latéralement dans un des canaux capillaires, dont on épaissit le tube au-dessous du cylindre.
- Puis on confectionne un cylindre plus longde i5 millimètres, percé de quelques ouvertures pour la circulation du liquide, que l’on glisse sur le tout et dont on soude le fil de communication dans l’autre canal du tube capillaire. Finalement, on peut souffler autour de l’ensemble un tube en verre pour protéger les électrodes des chocs.
- Des électrodes ainsi disposées, celle intérieure ayant 3 centimètres de longueur, donnent avec
- l’eau au plus 10000 ohms. Il est vrai qu’aprèS emploi ces électrodes doivent être soigneusement nettoyées'. ' -,
- 3. Electrodes pour liquides bons conducteurs „ ' {fig- 3)- ' 2
- On fixe simplement sur le tube à double capillaire deux feuilles minces de 2 centimètres de longueur, distantes entre elles de 5 à 10 centi-
- mètres; il suffit d’en entourer le tube et de les fixer avec du fil de platine.
- La résistance est déterminée par la distance des électrodes et par la largeur du tube protecteur extérieur. L’ouverture supérieure de ce dernier ne doit naturellement pas plonger dans le liquide. Dans le cas de liquides très bons conducteurs, le tube extérieur peut être rétréci entre les électrodes, comme le montre la figure, mais non près d’elles.
- Il est vrai que la surface des électrodes n’est pas uniformément utilisée, mais l’expérience montre que les dimensions indiquées suffisent pour combattre la polarisation.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- S 4 7
- «
- FAITS DIVERS
- La voiture électrique que M. Cummings fait circuler dans les rues de Chicago semble bien répondre aux conditions que Ton exige de ces sortes de véhicules. C’est une batterie d’accumulateurs de 200 ampères-heure placée sur le siège, qui fournit l’énergie Le moteur est une dynamo série de deux chevaux, 24 volts. L’arbre de ce moteur porte une roue à dents de cuir, engrenant avec un pignon calé sur un arbre intermédiaire qui attaque l’essieu par l’intermédiaire d’une chaîne. L’essieu-moteur est celui des roues de derrière, chacune de ces roues peut être rendue folle à frottement dur sur cet essieu, ce qui permet de diriger aisément le véhicule en freinant une des roues ou l’autre. L’essieu de devant est en bronze d’aluminium.
- Il paraît que l'on a atteint en palier, dans les rues de Chicago, avec ce véhicule, qui est à quatre places, des vitesses de i5 à 20 kilomètres à l’heure.
- On sait combien est attendue par les petits industriels et les très nombreux amateurs la solution de la question du véritable moteur domestique, simple et économique. Les moteurs à pétrole sont parmi ceux qui paraissent promettre cette solution. Dans ces dernières années, les constructeurs ont établi de nombreux modèles, et l’on a eu l’idée, pour en apprécier les mérites respectifs, d’organiser entre eux un concours qui a été ouvert récemment à Meaux.
- Les concurrents étaient au nombre de treize :
- i. Hornsby-Alroyd, mi-fixe, horizontal; 2. Niel, mi-fixe, horizontal; 3. Niel, locomobile, horizontal; 4. Grob, mi-fixe, vertical; 5. Grob, locomobile, vertical; 6. Société de Winterthur, mi-fixe, vertical; 7. Griffin, mi-fixé, vertical; 8. Merlin, locomobile, vertical; 9. Rootî 10. L’Aigle; 11. Otto, mi-fixe, horizontal ; 12. Levasseur, mi-fixe, horizontal; i3. Priestman, mi-fixe, vertical.
- Des essais très sérieux ont été effectués et des expériences de mesures ont été faites à la Station d’essais des machines agricoles à Paris, sous lad meclion de M. Rin-gelmann. D’après la Chronique u. dustrielle, chacune des machines présentées subit quatre séries d’essais :
- i° A vide;
- 2“ Pour développer une puissancé de deux chevaux;
- 3° Pour une puissance de quatre chevaux;
- 4° Pour la puissance maxima que pe*t développer le moteur.
- Toutes les machines, sans exception, sont essayées avec la même matière : du pétrole russe de Bakou pesant 817 kilogrammes au mètre cube. Chacun de ces essais dure trois à quatre heures environ; la durée moyenne est donc de 12 à 16 heures par moteur.
- Les observations portent sur un ensemble de renseignements très étendu :
- r Pétrole consommé par les explosions derrière le piston, et par la lampe;
- 2® Eau nécessaire au refroidissement, sa quantité et sa température prise à l’entrée et à la sortie;
- 3" Air contribuant au mélange détonant; sa température et sa pression barométrique;
- 4“ Gaz brûlés, leur température de sortie;
- 5° Nombre de tours par minute, variations de vitesse observées au tachymètre;
- 6° Explosions, leur nombre en deux minutes' ;
- 7° Puissance produite, observée au frein de Prony.
- Le jury du concours est formé de MM. Gatellier, Laurent. Liébant, Linder, Papillon-Bardin, Ringelmann, Tresca.
- Les résultats des expériences entreprises ont permis d’établir une comparaison des plus intéressantes de ces divers moteurs, qui ont été classés dans l’ordre suivant :
- 1. Merlin, locomobile; 2. Grob, mi-fixe; 3. Griffin, mi-fixe; 4. Niel, mi-fixe; 5. Winterthur, mi-fixe; 6. Hofnsby, mi-fixe; 7. Niel, locomobile; 8. Grob, locomobile.
- La première médaille d’or a été attribuée à MM. Merlin et C°, constructeurs à Yierzon.
- L’une des premières locomotives électriques, de petites dimensions, il est vrai, a fonctionné il y a une dizaine d’années, à Milan, dans les conditions suivantes, que rappelé la Revue universelle, d’après Cassier’s Magazine.
- La galerie Victor-Emmanuel, couverte par un vitrage, et le dôme qui en fait partie étaient éclairés au moyen de très nombreux becs de gaz assez difficiles à allumer. On eut l’idée d’installer tout le long de la rangée de becs une petite voie sur laquelle courait une locomotive électrique minuscule portant une lampe à alcool. Tous les becs étant ouverts, on mettait la locomotive en marche et l’allumage se faisait en quelques minutes.
- A partir du mois prochain sera publié à Vienne un Index universel de la littérature scientifique et technique dont chaque numéro contiendra une liste des publications périodiques classées par matières et indiquant les lieux et modes de publication, les titres, tables des matières et le prix d’abonnement.
- Il y a six mois déjà que nous avons décrit le dispositif qu’emploie la Compagnie de Fives-Lille pour alimenter une canalisation à trois fils à l’aide d’une seule dynamo, au lieu de deux (voir notre numéro du 6 janvier dernier). Nous avions indiqué le nom de l’inventeur, qui est M. Dolivo-Dobrowolsky. Dans la communication qu’il vient de faire sur son invention devant l’Association
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 548
- des électriciens d’Allemagne réunie à Leipzig du 7 au 9 de ce mois, M. Dobrowolsky fait remarquer que la Compagnie de Fives-Lille, en appliquant ce dispositif en France, exploite une licence que lui a concédée la Société générale d’électricité de Berlin, et que c’est par erreur que les différentes revues qui ont publié la description après nous n’ont cité ni son nom celui de la Société de Berlin.
- Pour obtenir l’arrêt aussi rapide que possible d’une machine, le procédé le plus sûr est évidemment d’appliquer un frein puissant sur la jante du volant, qui, en raison de son poids, possède une puissance vive énorme qu’il s’agit d’immobiliser. Malheureusement, les freins à sabots ordinaires ont l’inconvénient de produire des chocs nuisibles lorsqu’ils viennent au contact de la surace à freiner. De plus, leur action ne peut pas être commandée de tous les points d’un atelier comme on cherche à le faire aujourd’hui. M. L. Luckhard, à Cassel, a imaginé un système de frein à ruban commandé électriquement et qui permet, d’après la Revue universelle> d’arriver au résultat.
- L’installation comprend en réalité deux freins,sembla* blables, enveloppant complètement la jante, et qui sont mis en action par de forts électro-aimants. Dans les diverses parties de l’atelier sont disposés des avertisseurs qui ont quelque analogie avec les avertisseurs d’incendie que tout le monde connaît. Un accident vient-il à se produire, l’ouvrier qui en est témoin donne un coup de poing dans la glace de l’avertisseur. Cela suffit pour lancer le courant dans les électros et faire fonctionner les freins. On peut ainsi arrêter dans l’intervalle d’une demi-seconde à une seconde des machines de force moyenne et en deux ou trois secondes des machines très puissantes.
- Il a été question, assez vaguement il est vrai, du gigantesque projet consistant à actionner des dynamos par les vagues du Bosphore pour éclairer Constantinople à l’électricité.
- Une application beaucoup plus modeste, et dont nous avons déjà parlé autrefois (t. XXXIV, p. 341, 1889, et t. XLIV, p. 3o8, 1892), a été tentée avec succès sur la côte du New-Jersey (États-Unis).
- A cet effet, on a placé une planche épaisse en bois, suspendue à des pivots entre deux pieux du dock, et qui est mise en mouvement oscillant par les vagues. Cette planche a une largeur de i,5 m. et une longueur de 3,3 m. A l’un de ses bouts, on a fixé une tige qui actionne une pompe d’alimentation d’un réservoir d’oü l’eau est distribuée dans des tonneaux d’arrosage des rues de la ville.
- Malgré sa rusticité, cet appareil a donné, d’après le Génie civil, des résultats assez bons pour qu’on en ait établi depuis un deuxième, mais dans lequel le mouve-
- ment est opéré par le soulèvement et par rabaissement d’un flotteur sur lequel agissent les vagues. Un bâti en bois est fixé â articulation entre les pieux d’un dock, et un câble en fil de fer, attaché au flotteur, passe sur deux poulies à gorge et porte à son extrémité libre un poids. Avec ce câble, on en a relié un autre, qui s’enroule également autour d’une poulie à gorge et arrive au piston plongeur de la pompe qui refoule l’eau dans le réservoir surmontant la plateforme de l’appareil. Le flotteur pèse environ u3o kilogrammes, et le contrepoids 900 kilogrammes. Lorsque le flotteur est soulevé par une vague, le contrepoids descend et fait monter le piston plongeur de la pompe, qui retombe ensuite par l’action de son propre poids au moment où le contrepoids est soulevé par la descente du flotteur. On peut tenir compte de l’amplitude des marées en modifiant la longueur du câble qui relie le contrepoids avec le piston plongeur, et on a pris également des dispositions pour pouvoir retirer le flotteur complètement de l’eau- lorsque les vagues atteignent une hauteur exceptionnelle.
- Le cylindre de la pompe dont on fait usage dans cet appareil a un diamètre de i5o millimètres et une course de piston de 1,80 m.; elfe refoule, dans les conditions ordinaires, 54000 litres d’eau par 7 heures de travail.
- L’utilisation de la force motrice des vagues peut être ainsi effectuée dans des conditions économiques.
- Pour faire l’essai de résistance à la rupture des fibres en général, et en particulier des différents textiles employés pour les guipages de câbles électriques, MM. G. Thomas et G° construisent un petit appareil formé de deux mâchoires dont l’une est reliée à un piston accouplé à un ressort et à un index tournant sur un cadran placé, sur le couvercle de la boîte qui renferme ce mécanisme. La seconde mâchoire est réunie par une corde à une petite poulie à gorge mise en jeu au moyen d’une manivelle. Les mâchoires peuvent être amenées près l’une de l’autre, ce qui permet d’essayer les fibres avec un échantillon très court. L’effort maximum de rupture est indiqué sur le cadran, où, grâce à un arrêt pneumatique, l’index reste sur la plus haute indication donnée jusqu’à ce qu’on le ramène à zéro. L’instrument est simple et facile à enployer; pour obtenir des indications comparables entre elles sur diverses matières, on emploie un calibre qui ne peut contenir qu’une section déterminée de fibre.
- Le 14 mai dernier a eu lieu la sixième électrocution à la prison - d’Aubqrn. A notre connaissance, il y en a eu juste autant à Sin-sin.
- La mort fu: infligée avec une dynamo de 1800 volts; une des deux électrodes était le masque couvrant le . front et les tempes. L’autre avait été attachée au mollet ! droit.
- Comme toutes les dernières, l’exécution ne donna lieu
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- JO URNAL UNI VERSET D’ÉLEC T RI CI TÉ
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- Au bout d'une minute la pression était réduite à i5o volts. Le visage était livide, les yeux fermés, les ailes du nez abaissées, il n’y avait aucune trace de mouvement du cœur.
- Les médecins et les témoins furent unanimes pour signer le constat de mort. Le seul mouvement visible avait été la contraction du corps au moment de la fermeture du courant. Elle avait diminué à mesure qu’on réduisait la tension du courant. Toutefois, d’après les récentes constatations relatives à des accidents que nous avons relatés, on. peut douter que l’emploi d’une tension de 1800 volts suffise à amener Ja mort instantanée.
- Il y a dix jours a eu lieu, G, rue Chauchat, l’ouverture de l’Exposition des projets provenant du concours ouvert par la Société nationale d’initiative et de propagande pour l’exécution du Canal des Deux-Mers et auquel un grand nombre d’ingénieurs français ont pris part.
- L’Exposition restera ouverte, à Paris, jusqu’au 3o juin et sera, ensuite, transférée à Toulouse, et successivement dans les principales villes du sud-ouest.
- Éclairage électrique.
- Le Conseil de préfecture du Gers a rendu le jugement suivant relatif à.la substitution de l’éclairage électrique à l'éclairage au gaz demandée par le conseil municipal de la ville de Fleurance et refusée par la compagnie du gaz de cette ville :
- Considérant que l’article 3i du cahier des charges expose formellement que si, durant le cours de la concession, une découverte se produit dans la fabrication du gaz ou de l’éclairage par une autre substance, découverte susceptible de produire une économie de 200/0 sur le prix de revient, le concessionnaire devra se l’approprier et le pratiquer jusqu’au terme de ladite concession, en procurant à la ville et aux particuliers des avantages égaux à ceux qui seraient reconnus devoir résulter de la découverte ;
- Que ledit article ajoute que, pour donner ouverture à ce droit, il devra être constaté que le mode nouveau d’éclairage est mis en pratique depuis trois ans au moins dans une ville de France de même importance que Fleurance ;
- Considérant que la partie demanderesse déclare que le cas prévu par l’article 3i se trouve aujourd’hui réalisé ; qu’en conséquence, il y a lieu de recourir à une expertise indispensable pour connaître le bien fondé de cette déclaration, et que c’est avec raison que M. le maire de Fleurance s’adresse au conseil de préfecture pour prescrire cette expertise et estime qu’elle doit s’opérer dans les formes .et les conditions définies par la loi du 22 juillet 1889, qu’aucune convention particulière ne saurait infirmer ;
- Considérant, qu’autre part, en présence du désaccord
- à aucun incident. On garda le courant de 1800 volts pendant une seconde, et le courant décroissant pendant 59. des parties, sur le sens et l’application de l’article 3j ; qu’il appartient au conseil d’interpréter ledit article et de déclarer, par suite, que pour donner ouverture au droit qu’il mentionne, c’est-à-dire, en l’espèce, pour que la compagnie nouvelle soit obligé à substituer l’électricité au gaz ou à résilier, il ne suffit de prouver que ce nouveau mode d’éclairage est employé depuis trois ans, au moins, dans une ville de France, de même importance que Fleurance, et y procure une économie de 20 0/0 sur le prix de revient, mais encore, qu’appliqué dans la ville de Fleurance, il est susceptible d’y produire la même économie ;
- Qu’en outre, cette économie de 20 0/0 ne peut et ne doit s’entendre qu’en tenant compte de toutes les dépenses à effectuer pour l’installation du nouveau mode d'éclairage, mais non pas en y faisant entrer l’amortisse-men des capitaux déjà engagés par la compagnie nouvelle, ces capitaux pouvant aussi bien être amortis par les bénéfices que lui procurera le fonctionnement de l’éclairage à l’électricité que par ceux que lui procure l’emploi du système actuel. Par ces motifs ;
- Arrête :
- Article premier. — Il est prescrit une expertise contradictoire à l’effet de constater :
- ï* Si dans une ville de France, de même importance que Fleurance, l’éclairage à l’électricité substitué à l’éclairage au gaz produit une économie de 20 0/0 sur le prix de revient ;
- 20 Si l’éclairage à l’électricité appliqué dans la ville de Fleurance, à la place de l’éclairage au gaz, est susceptible d’y produire la même économie, en tenant compte, bien entendu, de toutes les dépenses à effectuer pour l’installation du nouveau système.
- L’expertise devra également déterminer les avantages devant résulter pour la ville et les particuliers du nouveau mode d’éclairage.
- Art. 2. — Les parties sont mises en demeure d’avoir à désigner chacune leur expert dans un délai de huit jours à partir de la notification du présent arrêté.
- La ville de Gahors a mis en demeure la Compagnie du gaz d’avoir à installer l’électricité; dans le cas de refus de la Compagnie d’obtempérer à cette injonction, la ville à l’intention de donner la concession de l’éclairage électrique à un entrepreneur électricien dés le mois de mars prochain.
- Voici le texte du cahier des charges imposé.
- Article premier. — La Compagnie concessionnaire de l’éclairage au gaz est autorisée à placer sur le domaine de la petite voirie et sur les autres dépendances du domaine municipal, les conduites, câbles,fils, etc.,desti* nés à la transmission des courants électriques nécessaires à la production de la lumière.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Dans le cas où il serait nécessaire de placer des conducteurs sur des propriétés privées, la Compagrnie s’en-' tendra directement avec les propriétaires intéressés pour la pose des conducteurs dans les propriétés privées, sur les toits, murs, poteaux, etc.
- La Compagnie devra se pourvoir auprès de l’autorité compétente, à l’effet d’obtenir toutes les autorisations nécessaires pour canaliser la grande voirie.
- Art. 2, — La canalisation sera établie suivant les prescriptions indiquées dans le modèle d’arrêté joint à la décision ministérielle du 18 octobre 1892.
- Art. 3. — La présente autorisation aura la même durée que la concesssion de l’éclairage au gaz.
- Art. — 4. — La Compagnie sera entièrement et exclusivement responsable, tant envers la ville qu’envers les tiers, de toutes les conséquences dommageables que pourrait entraîner l’exploitation du réseau.
- Art. 5. — Eclairage public. — La Compagnie sera tenue de fournir l’éclairage public aux conditions ci-après :
- Francs
- La lampe de 10 bougies sera payée à l'ii.ure 0,017
- — 12 — — — 0,020
- — 16 — — — 0,025
- — 32 — — — 0,045
- Les consoles, colonnes et réverbères destinés à supporter les appareils d’éclairage seront achetés et aménagés aux frais de la ville. La Compagnie soumettra au Conseil municipal un devis à ce sujet.
- Elle fournira aussi un tarif pour les objets précités qui seraient susceptibles d’être renouvelés plus tard. La révision de ce tarif pourra être faite tous les cinq ans par le Conseil municipal et contradictoirement avec la Compagnie.
- Dans les établissements communaux, la lumière sera fournie, soit à forfait, soit au compteur, avec un tiers de rabais sur les tarifs de l’éclairage privé.
- L’abonnement annuel pour le remplacement des lampes est convenu au prix de 2 francs par an pour cette catégorie d’éclairage.
- La consommation est au maximum de 4 watts par bougie et la durée de la lampe et d’environ 600 heures.
- Les appareils d’éclairage et tous les objets servant à la canalisation, à l’intérieur des locaux et immeubles municipaux, seront achetés et aménagés aux frais de la commune.
- Art. 10. — Eclairage privé. — L’éclairage sera fourni aux particuliers, soit au compteur, soit au forfait.
- (A). — Les forfaits annuels sont établis comme suit:
- 'Pour la lampe de 10 bougies, brûlant depuis 5 heures du matin jusqu’à l’aube et depuis le coucher du soleil jusqu’à 9 heures, 24 francs, si elle brûle jusqu’à 10 heures, 3o francs; si elle brûle jusqu’à 11 heures, 36 francs; si elle brûle jusqu’à minuit, 42 francs.
- Pour la lampe de 12 bougies et dans les mêmes condi-
- tions de durée, les prix seront respectivement de 38francs, 47,5o fr , 57 francs, et 66,5o fr.
- (B) Le tarif au compteur est fixé (par hectowatt-heure) à 10 centimes pour la lampe brûlant de 60 à 100 heures par mois, à 9 centimes pour celle brûlant 200 heures et au-dessus.
- Les lampes usées seront remplacée par la Compagnie au prix .de 2,10 fr.
- La fourniture des branchements, conduites et appareils sera faite, jusques et y compris le compteur, par la Com pagnie, mais la partie à l’intérieur de l’immeuble sera établie au frais des abonnés.
- Art 11. — Le courant sera mis sur la ligne tous les jours de 5 heures du matin au lever et du coucher du soleil à minuit.
- Les jours de fêtes locales, fête nationale, carnaval, élections et autres, des prolongations d’éélairage seront données à titre gracieux par la Compagnie sur la demande du maire.
- Art. 12. — Révision des tarifs. — Dans le cas où la prospérité de la Compagnie le permettrait, des révisions de tarif seront faites au bout de la io\ de la i5° et de la 3o° année.
- Art. i3 — La Compagnie devra toujours maintenir son exploitation au courant des progrès réalisés dans l’appli-catiort des procédés mis en œuvre par elle.
- A la suite d’une observation de M. Brunies, le Conseil adopte les conclusions de ce rapport et donne à la Compagnie du gaz, pour y faire réponse, un délai de deux mois à partir de la signification du dit cahier des charges.
- Télégraphie et Téléphonie.
- Pour réaliser la téléphonie transatlantique, il faudrait employer un câble de très grand diamètre, présentant la plus petite capacité possible. M. Carty, un téléphoniste américain bien connu, pense pouvoir indiquer une autre solution. La parole serait enregistrée, par un phonographe, que l’on ferait ensuite parler très lentement devant le transmetteur. A la réception un autre phonographe marchant avec la même lenteur inscrirait les ondulations sonores du récepteur, pour les traduire ensuite à plus grande vitesse et reconstituer la conversation première. Les ondulations électriques seraient ainsi moins rapides et par conséquent plus faciles à transmettre par câble. Reste à savoir si les déformations, qu’elles subiraient ne rendraient pas la parole reçue inintelligible. En tout cas, l’essai ne serait pas bien difficile à effectuer.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique. — Paris, 3i. boulevard des Italiens.
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- La Lumière
- Journal universel
- ue
- d’Électricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XVI’ ANNÉE (TOME LU) SAMEDI 23 JUIN 1894 N3 25
- SOMMAIRE. — Instruments pour l’analyse des fonctions périodiques; A. Hess. — Note sur la flexion des poteaux d’une ligne aérienne; Ose. Colard. — Les lampes à arc; Gustave Richard. — L’éclairage électrique par les piles; E. Barruet. — Théorie tourbillonnaire de l’électrodynamique; J. Blondin. — Chronique et revue de la presse industrielle : Transmission de force par courants continus à haute tension, par E. Schulz. — Un nouveau moteur synchrone, par M. G. Ferraris. — Block-système automatique Seaton. — Commutateur Dorman. — Commutateur de sûreté pour block-system Tyer. — Théorie et calcul des moteurs à courants alternatifs asynchrones, par E. Arnold. — Revue des travaux récents en électricité : Sur les électro-aimants à courants alternatifs, par Silvanus P. Thompson et Miles Walker. — Sur l’aimantation produite par des courants hertziens. Un diélectrique magnétique, par M. Birkeland. — Influence de la pression sur la constante diélectrique de l’eau et de l’alcool éthylique, par W.-C. Rœntgen. — Sur l’aimantation de fils de fer et de nickel par des oscillations électriques rapides, par J. Klemencic. — Bibliographie; Magnetische Kreise, deren Théorie und Anwendung (Circuits magnétiques, théorie et application), par le Dr H. du Bois. — Petit Dictionnaire pratique de mécanique et d’électricité, par Charles Barbat — L’aluminium, par A. Lejeal, avec introduction par A. Le Verrier. — Faits divers.
- INSTRUMENTS POUR L’ANALYSE
- DES FONCTIONS PÉRIODIQUES
- Dvaprès Fourier, toute fonction périodique de fréquence 1 peut être décomposée en une série de fonctions périodiques simples de fréquence 1, 2, 3,,... Ces fonctions périodiques simples ne sont autres que des sinus, de sorte que y=f(x) peut être représenté par
- y = A0 + A, sin x + A2 sin 2 x +... + A„ sin 11 x +...
- + B, cos x + B2 cos 2X +... + B„ cos n x +. •
- Cette série est entièrement déterminée dès qu’on connaît les coefficients A0, Aj, A2..., B,. B2... Cauchy à montré que les coefficients A„ et B„ par exemple sont donnés par les intégrales
- 1 n*
- A„ = - / y sin nx dx,
- *1/0
- I f'2*
- B„ = - / y cos nx dx,
- II i/O
- et le coefficient A0 par
- 1 f27t
- A0 — — / v dx.
- En électricité on rencontre de nombreux exemples de fonctions périodiques très variées,
- notamment dans les courants alternatifs de l’industrie, et il serait assurément très intéressant d’analyser les formes particulières qu’affectent les courbes de ces courants dans les divers cas. Au point de vue industriel comme au point de vue scientifique, cette analyse fournirait bien des renseignements.
- Les formules de Cauchy indiquent la méthode à suivre pour déterminer tous les éléments d’une courbe périodique donnée : on multiplie les ordonnées de la courbe successivement par celles des sinus et cosinus de fréquence 1, 2,3..., puis on intègre chacune des nouvelles courbes entre les limites d’une période; en multipliant
- ensuite les intégrales par — on a les valeurs des « indifférents coefficients.
- Mais ces opérations sont, on le conçoit, très laborieuses et très longues; aussi a-t-on cherché à les effectuer mécaniquement et simultanément à l’aide de divers instruments dont l’emploi est d’autant mieux justifié que les multiples intégrations à faire quand on procède par la voie du calcul suppose déjà l’emploi d’un instrument, le planimètre.
- Les appareils dont il s’agit, et que suivant l’exemple donné par lord Kelvin on appelle des analyseurs harmoniques, donnent dans une seule opération soit un des coefficients à déterminer, soit plusieurs. On ne peut naturellement se proposer de déterminer tous les coefficients, ce qui rendrait les appareils trop compliqués;
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 5 >2 ~
- en général, on se contente de la détermination des trois premiers coefficients de la série, quoique avec certains instruments on puisse aller plus loin.
- Nous rappellerons ici que sans connaître aucun des instruments que nous allons décrire, M. P. Boucherot a imaginé l’année dernière un intégrateur très simple qu’il a publié dans La Lumière Électrique du 12 août 1893, p. 25i. Nous n’y reviendrons pas et nous renvoyons à cet article.
- A la dernière exposition organisée par l’Association des mathématiciens allemands, plusieurs analyseurs harmoniques étaient représentés. Leur description a paru dans un recueil que M. G. Goradi, constructeur à Zurich, a eu l’amabilité de mettre à notre disposition et qui nous a fourni en grande partie la matière des descriptions suivantes.
- Analyseur harmonique de lord Kelvin.
- C’est le premier instrument de ce genre qui ait été réalisé. Le Meteorological Office de Londres s’en sert pour rechercher les facteurs périodiques dans les variations des différents éléments météorologiques.
- La courbe à analyser est dessinée sur un cylindre. Pendant que l’on fait tourner ce cylindre, une crémaillère est mise en mouvement périodique par un mécanisme approprié. Ce mouvement est transmis à un disque qui décrit pendant une révolution du cylindre n oscillations harmoniques autour de son centre. Il y a autant de disques que de coefficients à déterminer; dans l’instrument employé à Londres, n a les valeurs o, 1,2, 3.
- Les axes des disques sont perpendiculaires à celui du cylindre et font avec l’horizontale un angle de 45°. Devant chaque disque est un cylindre enregistreur dont la rotation donne les valeurs des intégrales. Entre ce cylindre et le disque, enfin, se trouve une sphère, mobile dans tous les sens, à laquelle une fourche permet de donner un mouvement de translation. Dans ce mouvement, le point de contact avec le cylindre se déplace le long d’une génératrice, et le point de contact avec le disque suit le diamètre horizontal de ce dernier.
- Lorsqu’on tourne le disque, pendant que la sphère en touche le centre, le cylindre reste im-
- mobile, Mais si la sphère se trouve à une distance y du centre du disque, la rotation du disque d’un angle d<.p communique, par l’intermédiaire de la sphère, au cylindre une rotation telle que le point de contact soit déplacé de ydy,
- et que le cylindre tourne de l’angle d'\ — ~c dy,
- en appelant c son rayon.
- La machine fonctionne ainsi. Tandis qu’avec une main on fait tourner le cylindre portant la courbe, on guide avec l’autre une pointe de telle façon qu’elle soit toujours sur le point d’intersection de la courbe avec la génératrice supérieure du cylindre. Cette pointe est solidaire d’une règle qui porte les fourches faisant mouvoir les sphères. Si la pointe est donc déplacée d’une distance j, toutes les sphères se trouvent éloignées d’autant des centres de leurs disques et pendant que le cylindre tourne d’un angle S, une des crémaillères s’est déplacée de asinnS, une autre de acosnS. Le disque correspondant à cette dernière, et dont le diamètre est b, a donc tourné de l’angle <p, de sorte que — b? = acosn<î et b d y = na sin n 8 d&.
- La rotation du cylindre enregistreur correspondant à une rotation do du cylindre à courbe est donc
- . . na . „ , „
- d <li — -— y sin nSaS,
- T b c
- et pour une révolution entière du cylindre portant la courbe, on a
- où ,C est une constante dépendant des dimensions de l’instrument.
- La transmission du mouvement à l’aide d’une sphère a été imaginée par le frère de lord Kelvin, le professeur James Thomson. Dans cette application, elle présente toutefois, semble-t-il, cet inconvénient que son contact avec d’autres corps ne se fait pas en un seul'point géométrique, mais en plusieurs. Il en résulte de petites erreurs dans les indications de l’instrument, qui est d'ailleurs d’une construction coûteuse.
- Analyseur de MM. A. Sommerfeld cl E. Wiechert.
- Dans cet instrument comme dans le précédent, la courbe à étudier doit être dessinée sur
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- un cylindre, l’axe des y coïncidant avec une génératrice. Les coefficients se déterminent successivement.
- L’analyse a lieu en deux parties qui dans la pratique s’effectuent simultanément :
- r La construction de la courbe z — f(x) sin nx ou z—f(x)cosnx en partant de la courbé donnée y = f(x)\
- •2e L'intégration de la nouvelle courbe, c’est-à-dire le calcul de
- Jo ZdX-
- Les organes affectés à la première phase de
- Fig., i. — Analyseur Sommerfeld et Wiechert.
- l’opération se groupent autour d’un axe vertical nommé l’axe de construction, tandis que les organes intégrateurs sont rattachés à l’a.ve d’intégration. La transmission entre les deux parties est effectuée par un chariot mobile à la partie supérieure de l’appareil.
- Dans la figure i, C et J sont les points d’intersection de ces deux axes principaux avec le plan du papier. L’axe du cylindre abcd qui porte la courbe donnée se meut dans un plan horizontal et rencontre l’axe de •onstruction en C. La courbe est rapportée à des axes de coordonnées rectangulaires, dont l’axe des y, en e/, est sur une génératrice du cylindre, et dont l’axe des x décrit autour de ce dernier un
- cercle contenant dans son plan le point G. Un fil ef marque la génératrice supérieure du cylindre, dont le point d’intersection P avec la courbe détermine à chaque instant l’ordonnée l'=CP.
- Un second fil gh est tendu immédiatement au-dessus du premier entre les branches du chariot ghik qui n’est mobile que dans la direction G J, indiquant l’axe des z de la courbe à construire. Au point G l’ordonnée z est nulle.
- Si l’angle <p que font entre eux l’axe du cylindre et celui des z est à chaque instant égal à nx
- ou a nx — -, n étant l’indice du coefficient cher-2
- ché, on voit que CQ=/(.v) cos nx = z dans le premier cas, et CQ=/(.v)sin 7ZA=zdans le second cas. L’ordonnée de la courbe à construire est donc donnée par le déplacement qu’il faut faire subir au fil g h, à partir de sa position initiale gf h\ pour qu’il passe par le point P de la courbe.
- Pour donner à l’angle <j> la valeur voulue, le cylindre est mobile en deux sens; en premier lieu, il tourne autour de son axe, et fait donc varier x avec la vitesse V; en second lieu, son axe tourne autour de l’axe de construction G avec la vitesse angulaire W = n V. La vitesse V est proportionnelle à V', vitesse angulaire de rotation du cylindre autour de son axe. Le rapport de Y à V' dépend de l’échelle à laquelle est dessinée l’axe des x de la courbe. La position initialedu cylindre est parallèle ou perpendiculaire à l’axe des z, selon qu’il s’agit de déterminer un terme cosinus ou un terme sinus.
- L’intégration pourrait s’effectuer en fixant au chariot un crayon qui tracerait sur une bande de papier se mouvant avec la vitesse V la courbe z—f(x) sin nx, dont on n’aurait plus qu’à évaluer la surface. Les auteurs ont préféré assujettir l’appareil lui-même à effectuer cette opération, ce qui s’obtient très simplement en remplaçant le crayon par une petite roulette d’intégration r, semblable à celle du planimètre bien connu d’Amsler.
- Cette roulette, mobile autour de l’axe des z, roule sur un disque en verre tournant avec la vitesse angulaire U autour de l’axe d’intégration. Les vitesses U et V sont proportionnelles entre elles. Lorsque _v varie de dx le disque tourne
- de l’angle y dx, et communique à la roulette
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- une rotation proportionnelle d’une part à dx, d’autre part à J r, distance de la roulette du centre du disque. Admettons que r se trouve en J lorsque le fil g h passe par C ; alors J r=CQ = 2( la rotation de la roulette est proportionnelle à zdx, et la rotation totale qu’elle enregistre pendant que x varie de 2r. est proportionnelle à
- dx.
- Le coefficient cherché se lit donc
- directement, à un facteur constant près, sur le système enregistreur qui accompagne la roulette.
- Nous n’insisterons pas sur les parties de l’appareil qui servent à régler les rapport entre U, V et W. Ajoutons seulement que le cylindre est mis en rotation dans les deux sens par un mouvement d’horlogerie que l’opérateur peut à volonté accélérer ou ralentir. La position du fil s’observe à trois mètres de distance dans une lunette, et l’opérateur déplace le chariot à la main en agissant sur une manivelle qui se trouve à sa portée.
- Avec cette machine on a, en outre, l’avantage de pouvoir faire dessiner la courbe par la machine elle-même avec la plus grande exactitude. En choisissant une échelle convenable, on arrive à réduire l’erreur dans la détermination des coefficients à mojns d’un millième.
- Analyseur Henrici.
- Les deux machines que nous venons de décrire ont pour but de multiplier y par sin x dx ou par cos x dx et d’intégrer la nouvelle fonction. A cette catégorie appartient également l’instrument déjà mentionné de P. Boucherot.
- Le professeur O. Henrici a eu l’idée de transformer les intégrales exprimant le coefficient de la courbe donnée, pour obtenir une nouvelle fonction plus aisée à reproduire mécaniquement. Voici les considérations qui l’ont amené à construire un premier modèle de son analyseur dont nous décrirons plus loin la forme laplusrécente.
- On donne une courbe quelconque comprise entre les points A et B de l’axe des x (fig. 2); on cherche l’équation de cette courbe sous forme d’une série de Fourier.
- Si nous prenons pour origine des coordonnées rectangulaires le point A, nous pouvons écrire la fonction y sous la forme :
- y = A0 +JA., s.in 0 + As sin 2 0 +.+ A„ sin «6+.
- + B, cos O + Bj cos 20+.....+ B„ cos «0+.
- dans laquelle 0= et c = A B. Les coeffi-
- cients ont pour valeur A,
- y d x, que
- l’on peut évaluer facilement à l’aide du plani-mètre. Les autres coefficients ont, comme nous l’avons vu, pour valeur
- -if
- -ijf
- y sin « 0 dx,
- B„ — - I y cos nO dx.
- Intégrons par parties :
- - (y sin n 0 dx =--—y cos «0 -i—- / cos n 0 dy,
- c J nu nu J
- 2 (* 1 J /'*
- - / y cos n 0 dx = —y sin n 0---, sin n 0 dy.
- c J nu . nu J
- Si l’intégration est faite entre les limites o et
- Fig. 2
- c, le premier terme de chaque équation disparaît, si les valeurs limites de y sont égales, c’est-à-dire si A A' — B B'. Au cas contraire, comme dans la figure 3, il faut ajouter à la courbe A' B' la partie supplémentaire B' B" de la dernière ordonnée. De même, dans le cas où la courbe est discontinue, comme dans la figure 3, il faut rétablir la continuité à l’aide de la droite G G'.
- Dans ces conditions, les coefficients prennent la forme
- A„ =
- B„ =
- , r
- — / cos n
- ^ r0.
- -----I SI
- 0 dy,
- sin 110 dy.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ *
- 555
- L’instrument de M. Henrici effectue ces intégrales.
- La courbe est inscrite sur un cylindre. Pour multiplier dy par sin n 0 ou par cos n 0, nous le décomposons en deux composantes rectangulaires dont l’une fait avec dy l’angle n 0.
- Si l’on meut en ligne droite la roulette d’un planimètre Amsler, en faisant faire à son axe un angle 8 avec la droite, l'instrument enregistre la longueur / sin 8, tandis que l est la vraie longueur. Une roulette dont l’axe serait perpendiculaire à celui de la précédente enregistrerait la longueur rh l cos 8.
- C’est ce principe qui est utilisé dans l’appareil dont la figure 4 donne le schéma. Un chariot W, mobile parallèlement à l’axe du cylindre C sur la règle S, et soutenu en outre par le galet L, porte une pointe T, en contact avec la géné-
- Pig. 3
- ratrice supérieure du cylindre. Pendant que d’une main on fait tourner le cylindre, on guide de l’autre la pointe le long de la courbe en entraînant le chariot. Celui-ci porte encore, fixés à l’axe e, les axes perpendiculaires l’un à l’autre de deux roulettes d’intégration R, et R2, qui courent sur un plan horizontal P.
- Lorsqu’on fait tourner le cylindre d’un angle 0, l’axe s est mis à tourner, par un dispositif particulier, d’un angle n 0. Pour une petite rotation dQ du cylindre, la pointe se déplace de dy le long du cylindre. Les roulettes d’intégration tournent donc, l’une d'un angle dy cos n 0, l’autre de dy sin n 0. Elles fournissent donc pendant une révolution du cylindre, les intégrales cherchées
- J~C dy cos n 0 et J'c dy sin n 0.
- En faisant un tour complet, l’axe e fait enre-
- gistrer aux roulettes la quantité C, qu’il est facile de déterminer. Après avoir suivi la courbe pendant un tour complet du cylindre, il faut donc retrancher de la lecture la quantité n C.
- Dans un des modèles réalisés, la transmission de la rotation du cylindre à l’axe s a lieu comme suit : Sur le prolongement de l’axe du cylindre est monté un disque V reposant par son bord sur un disque horizontal H. L’axe de ce disque est relié à l’axe e par deux bielles A A articulées en B. Ces bielles portent des poulies reliées entre elles par des rubans d’acier qui transmettent le mouvement de H en e.
- On peut changer le rapport n de la vitesse angulaire de l’axe e à celle du cylindre en déplaçant le disque V le long de son axe, de façon à le faire rouler sur un cercle de diamètre plus ou moins grand.
- Fig. 4. — Analyseur Henrici.
- Nouvel analyseur harmonique de M. O. Henrici.
- L’instrument précédent a subi récemment de profondes modifications qui l’ont entièrement transformé. Le nouvel analyseur que construit M. G. Coradi, de Zurich, et qui a été présenté récemment par son auteur à la Société de physique de Londres, est représenté par la figure 5.
- Une des modifications principales consiste en ce que la courbe n’est plus dessinée sur un cylindre; on la trace sur un plan, et il suffit d’en suivre les contours avec la pointe de l’appareil pour déterminer simultanément jusqu’à six coefficients et plus. Un long cadre rectangulaire porte un axe longitudinal sur lequel sont fixés deux galets EE; un troisième galet D est disposé en avant du cadre. L’instrument repose par ces trois galets sur le plan du dessin, l’axe E E étant parallèle à l’axe des x. Le cadre peut donc être déplacé parallèlement à l’axe des y. ’
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Sur sa face antérieure, le cadre porte une règle qui sert de guide à un chariot W se déplaçant parallèlement à l’axe des .v. C’est à ce chariot qu’est fixée la pointe de guidage F.
- Lorsqu’on déplace cette pointe dans le sens des x,-elle entraîne simplement le chariot sans faire avancer le cadre; au contraire, en se^dépla-çant parallèlement à j, le cadre seul change de position. Enfin, les deux mouvements se combinent lorsque la pointe suit une courbe. Comme le parcours du chariot est limité par la longueur c du cadre, la courbe à analyser doit avoir pour base A B cette longueur c.
- L’axe E E porte plusieurs cylindres en celluloïd C, au-dessus de chacun desquels se trouve
- un axe vertical S, portant à son extrémité supérieure une poulie H qui le met en rotation. A sa partie inférieure cet axe porte l’appareil intégrateur proprement dit disposé de la manière suivante.
- Un cadre carré KLMN (fig. 6) est fixé à l’arbre vertical par l’intermédiaire des colon-nettes K et M ; deux axes horizontaux portent chacun une roulette d’intégration R, et R2. Au centre du cadre est disposée une sphère en verre G, qui repose à sa partie inférieure sur le cylindre D et dont le grand cercle horizontal est en contact avec les deux roulettes de mesure, et avec le galet r monté sur ressorts et pressant la sphère sur Rt et R2. Les plans des roulettes R
- Fig-. 5. — Nouvel analyseur harmonique de O. Henrici.
- et Ro sont normaux l’un à l’autre et se coupent au centre de la sphère.
- Autour des poulies H des axes verticaux S est mené un fil d’argent tendu entre une bobine v fixé sur le chariot W et la vis de tension d. Lorsqu’on déplace la pointe de A (fig. 2) en P, c’est-à-dire de la distance AP = x, tous les axes verticaux tournent de certains angles proportionnels à x. Si l’un des axes fait n tours pendant que la pointe parcourt la base A B = c, il
- tournera d’un angle n 0 = 2 ^ x, pendant que
- la pointe fera le chemin x.
- D’autre part, en déplaçant la pointe le long d'une ordonnée de la quantité d y, le cadre avance de la même quantité; l’axe E E et avec elle le cylindre C décrivent alors un angle proportionnel à dy. Par suite, la sphère tournera du même angle autour du diamètre parallèle à a-.
- Si, dans la figure 6, x x est ce diamètre, on voit que la roulette Rt décrira un angle proportion-
- ^ 7C II OC
- nel à sin ----— dv. Pour la courbe entière, la
- c
- quantité enregistrée par la roulette Rj sera donc
- a=p, J~C sin «9 dy ,
- et la roulette R2 donnera la lecture
- fi —P, fC cosnOdy,
- pt et p2 étant des constantes dépendant des dimensions de l’appareil.
- Finalement on a
- " n Psir
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ •
- 557
- Les dimensions sont choisies de telle façon que
- Pi TZ = — I et p. 71 = 1,
- donc
- Les deux termes sinus et cosinus de môme fréquence forment une sinusoïde unique A. sin n 0 + B„ cos 11 0 = an sin (n 0 + ©„)> dont on détermine l’amplitude et la phase par l’emploi des formules
- d'n = A*„ + B2» et të fn — ^
- Il suffit de composer les différentes sinusoïdes
- Fig. g
- ainsi obtenues pour avoir l’expression de la fonction cherchée :
- r=fl0 4- a, sin (0+ f,) + et. sin (20 + ?.)
- + .... + a. sin (n 0 + ç.). . .
- Dans cette théorie de l’instrument on suppose que le centre de la sphère G tombe exactement sur l’axe géométrique de l’arbre S. S’il n’en est pas ainsi, et il est très difficile de réaliser cette condition dans la pratique, la lecture est entachée d’une erreur. Mais cette erreur peut être éliminée : le point de contact entre la sphère et le cylindre C décrit dans ce cas un petit cercle, ce qui imprime à la sphère une légère rotation autour d’un diamètre horizontal, rotation qui se communique aux roulettes de mesure R, et R2. Mais si, après avoir parcouru la courbe entière, on fait revenir la pointe parallèlement à l’axe des x, du point B' au point de départ A', tous ces petits cercles sont décrits à nouveau, mais en
- sens contraire, de sorte que leurs effets s’annulent.
- La règle P' porte une division en millimètres, le chariot W est muni d’un vernier pour o, 1 mm. En donnant à l’instrument une base de 36o mm., un millimètre de la division correspond à un degré d’angle. Cette division de la règle peut servir à contrôler le quadrillage du papier à courbes, de même que le fonctionnement des roulettes à sinus et à cosinus.
- Cette graduation peut encore être employée lorsqu’il s’agit de déterminer les intégrales entre d’autres limites, pourvu que celles-ci soient comprises entre x — o et „r = c, ou entre 0 = o et 0 = 2 tt.
- L’analyseur permet aussi de développer une fonction quelconque y—f (x), en une série de cosinus ou de sinus; ces deux opérations se font simultanément.
- On voit que l’appareil du professeur Henrici peut rendre bien des services dans l’étude des fonctions périodiques, et à ce titre il trouvera son application dans les laboratoires où l’on s’occupe de recherches de cet ordre.
- A. Hess.
- NOTE SUR LA FLEXION DES POTEAUX d’une ligne aérienne
- 1. Enoncé du problème.
- r Nous supposerons que la ligne est en alignement droit, tant en plan qu’en profil, et constituée par des poteaux équidistants et de même hauteur; nous admettrons en outre que les fils sont arrêtés à chacun des poteaux.
- Si dans ces conditions la ligne vient à se rompre dans une certaine portée, les poteaux situés de part et d’autre de la rupture vont fléchir, et leur flexion sera d’autant plus faible qu’ils seront plus éloignés du point de rupture. La différence des flèches des deux poteaux consécutifs constituera pour le système des fils intermédiaires une diminution virtuelle de la portée. 11 en résultera des variations dans les tensions et dans les flèches des diverses portées.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Ce sont ces divers éléments de la ligne après la rupture que je me propose de calculer.
- 2° Le poteau ne doit donc pas être calculé pour résister à la tension de pose, mais bien pour résister à la tension maxima après la rupture. Il va de soi que le poteau le plus fatigué est celui qui est le plus voisin de la rupture; il est soumis à la tension des fils de la première portée.
- Supposons que l’on s’impose une condition que la ligne doit remplir après la rupture; par exemple, que la flèche ne doive pas dépasser un certain maximum. En introduisant cette condition dans nos équations, nous pourrons en déduire la flexibilité des poteaux et la tension maxima qu’ils devront supporter. Ainsi qu’on le verra, une flèche assez minime des poteaux amène une réduction très notable de la tension de la ligne.
- Disons enfin que nous ne nous dissimulons pas combien nos hypothèses sont artificielles. Néanmoins, dans des cas particuliers, la théorie sera applicable, et elle pourra d’ailleurs servir d’indication dans des cas plus généraux.
- 2. Notations.
- Nous supposerons les tensions de tous les fils portés par le poteau transportées en leur centre d’action. Nos calculs se rapporteront à un fil fictif attaché au poteau en ce centre d’action, ce fil étant le fil moyen du système.
- Toutes les grandeurs sont exprimées, sauf avis contraire, en kilogrammes et en mètres.
- Les poteaux sont comptés à partir de la portée rompue. De même pour les portées, la portée rompue étant d’ordre zéro; de telle sorte que la m° portée est intermédiaire entre les poteaux d’ordre m et (in -j- i).
- n nombre de fils constituant la ligne:
- a allongement en mètres, d’un mètre du fil, par kilogramme de traction ;
- T' tension en kilogrammes du fil avant la rupture ; s 1
- Tm tension en kilogrammes, après la rupture, du fil de la m° portée;
- <p,„ Forçe résultante horizontale en kilogrammes, agissant après la rupture sur 1 e m” poteau.
- t — T' T •
- hn — 1 1 mi
- l' longueur horizontale en mètres d’une portée avant la-rupture;
- lm longueur horizontale en mètres de la m* portée après la rupture;
- X longueur en mètres du fil d’une portée avant la tension ;
- L' longueur en mètres du fil d’une portée, tendu, avant la rupture;
- L,„ longueur en mètres du fil de la m“ portée, tendu, après la rupture:
- rc poids en kilogrammes d’un>mètre du fil non tendu; ,
- p' poids en kilogrammes d’fin mètre du fil tendu avant la rupture ; 1
- pm poids en kilogrammes d’ufi mètre du fil de la m,n portée, tendu, après la rtfpture;
- P poids en kilogrammes d’un fil d’une portée;
- F flèche du poteau au centré des tractions, en mètres, par kilogramme de f<3rce horizontale agissante;
- fm flèche du fil de la m- portée, après la rupture.
- Nous supposerons que la tension du fil est la même sur toute l’étendue d’üne rpême portée.
- 3. Préliminaires.
- On sait qu’en rapportant la figure d’équilibre du fil à deux axes rectangulaires, l’un horizontal, l’autre vertical, cette figure est représentée par l’équation :
- y—f coshyp^. (i
- L’élément d’arc de la courbe, en supposant la tension T constante
- ds = \J sinhyp2 —^ dx,
- et la longueur totale du fil d’une portée sera
- i
- /+ ÿ__________________
- , sj' 1 + sinhyp* E±dx-~ sinhyp (a) 2
- d’où nous déduirons
- P=pL = 2T sinhyp ~p.' (3)
- Mais on aies relations
- et
- ' (5)
- ),Tt = L p.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 55g
- La relation (3) peut donc s’écrire
- P = 2Îsinhyp ™ (6)
- aï(i + «T) v '
- Si nous supposons que le même fil, de poids P, soit tendu dans deux portées différentes / et les tensions correspondantes étant T et T', on aura, d’après la relation (6), l’égalité
- 3Tsinhyp ^ïTTTJfy =2T'sinhyp qui peut encore s’écrire
- sTd -faT)
- argsinhyp [£ sinhyp (7)
- tensions des fils de la portée d’ordre (ni — i). A priori, c’est la première action qui l’emporte. La force horizontale qui tend à fléchir ce poteau est donc
- coshyp-
- 7lin
- coshyp
- _________~1
- Tzlm-ï (1 -
- 2 Tm—1( I -\-Cl 1 m—t)--*
- 2Ïî»(l -j- CÉ\. m) r»i—1( I ~\~Cl 1 m—l)--
- et la flèche que prendra ce poteau sera
- F <çm.
- (3)
- 5. Equation fondamentale.
- ou, en posant
- sinhyp 3-t^aTr)= K,
- il vient
- (8)
- La flèche que prendra le poteau d’ordre (m + i) sera de même
- F ?„,+ ! ,
- , sT (i -fa T) . . T' l —---K—-----i argsinhyp K -. (g)
- * Enfin, remarquons que la tension du fil sur le poteau n’est pas horizontale. En négligeant le couple extrêmement faible provenant de l’action sur le poteau delà composante verticale de cette tension, nous n’avons plus à considérer que la composante horizontale.
- Or, le cosinus de l’inclinaison de la tangente au fil, au point d’attache au poteau, est
- i
- coshyp^
- et la diminution de portée virtuelle (/' —- l,n) pour la portée m intermédiaire entre les poteaux d’ordre m et (m + i), sera
- l’ — lm = F (fin — <pm +l),
- ou, d’après la relation (i3) : 2T„.
- n F
- T,,,-;
- coshyp-
- 7c/„
- >T„(i-faTJ
- Tm + I
- coshyp
- : lm—
- coshyp-
- TC lm +1
- aTm—i(i-f aTm— î) = t’ — L
- (>4)
- 2 Tm + l(l -f a r hi + i) Telle est l’équation fondamentale.
- ou, d’après nos conventions,
- ________i____
- coshvD____’k1 (IO)
- yP2T(i -faT)
- La composante horizontale de la tension T sur le poteau est donc
- T
- coshyp
- tcI
- 2 T ( i + a T)
- (n)
- 6. Autre forme de'cette équation.
- Mais d’après la relation (9), on a
- TT l,n
- sinhyp
- d’où l’on déduit
- ___________ V_
- 2T.(i + aTJ~ Tm ’
- coshyp-J^^Tj = \/' + K" S :
- (ï5)
- 4. Force horizontale agissant sur un poteau quelconque.
- et,en substituant cette valeur dans l’équation ([4), ainsi que la valeur de lm déduite de l’équation (9), on obtient enfin
- Le m1 poteau est soumis d’un côté à la résultante horizontale des n tractions horizontales analogues à (11), des fils de la portée de rang w; et, de l’autre côté, ù la même force résultant des
- 'Iv
- 2 T
- T «}— 1
- +
- -I? \/'-Æ n/-^
- 2TJi+aTJ
- — V
- V
- argsinhyp K —. (16)
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- 56o
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- 7. Simplification de celle équation conduisant à une forme approchée.
- T'
- Remarquons d’abord que ne sera pas en
- A m
- général très considérable, de sorte que nous pourrons remplacer
- par
- T'
- arg-sinhyp K —
- — arg-sinhyp IC,
- et cela sera d’autant plus approché que K lui-même est petit, car ir est très faible en général, quand V est assez considérable, et alors T,„ est aussi assez grand.
- Par exemple, pour les lignes téléphoniques, it est de l’ordre de 0,01 ; l1 est de l’ordre de 100;
- et T' voisin de 3o; ^ ^
- 2 T’ ( 1 + T')
- est donc voisin
- de -7T-.
- 3o
- Or on a
- sinhyp 7
- 3o
- “ 0,00006.
- 3o
- L’erreur sera donc très faible.
- En outre, a est très faible, = environ o,oooi5. Le second membre de l’équation (16) se réduit alors à
- /' -
- jT. (i +aT.!
- ni'
- 2 Tm (i 4- a T')
- al'
- T'
- + a T'
- OU
- a l' (T' — TJ.
- (17)
- 2° il résulte de ce que nous avons dit plus T' i
- haut que K est voisin de et ne dépassera
- M» I
- généralement pas cette valeur.
- Il suit de là que
- sera voisin de
- v/1 + rir<’
- ou de 0,9977, qui ne diffère de l’unité que de
- 0,0023. Nous pourrons donc sans inconvénient négliger ce facteur.
- Dès lors, l’équation (16) deviendra
- 2 T,„ - Thi .. 1 — Tm + 1 = (l’' — T,»j ,
- ou encore
- Poursuivons la simplification en posant
- Tm — T' — tm.
- L’équation (19) se réduit à
- (2 + Ti4) l,n ~ l'n ”1 ~t,u + 'z=°’
- qui exprime que les t sont en progression géométrique; et l’on voit de suite que cette équation est satisfaite par la solution
- (18)
- (9)
- (20)
- _ r , aV . la l’ , a^r 1?« ~ A L1 + 211 F \ 11 F + 4«‘ F* J ’
- (21)
- dans laquelle on adonné au radical le signe (—) parce que l’on suppose les t décroissants.
- D’ailleurs, la quantité entre parenthèses est inférieure à l’unité, car le produit de cette quantité par
- , a V , ./al’ 7 a* ï* ' + «F + ^ ^ +
- \t 'ZJL
- 1 H F 1 4 n* F1
- est égal à l’unité.
- A est une quantité indéterminée. Il suit de l’expression (21) que
- ou que
- tco — O
- Tro - T',
- ce qui était vrai a priori.
- Pour déterminer A, nous avons la condition relative à la portée rompue, dans laquelle la tension des fils devient nulle :
- T0= o ou
- /o = T'.
- Or, d’après la relation (21),
- ta — A..
- Donc
- A=rT',
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ * 561
- et par suite, la relation (21) prend la forme définitive
- = T' - tm - T' |\ — (i
- +
- al'
- 2 n F
- /al1 a2 /'* Y»! V«F+4«’1îV J (22)
- dans laquelle tout le second membre est donné.
- 8. Flèches des diverses portées.
- D’après l’équation (1), la flèche de la m° portée
- est
- t„ . p J
- — coshyp Pm 2 Tm
- T„,
- K:
- ou encore d’après (4) et (5)
- „ T.(i + aTjr ,
- /. = " ------ [coshyp
- l
- 2 T„ (i + a TJ
- ’] (j3>
- 9. Flèches des poteaux.
- Ces flèches se déduiront de l’équation (22), en multipliant par F la résultante horizontale des tensions agissant sur le poteau.
- 10. Conclusion.
- On voit donc que les relations (22) et (c3) donnent la solution complète du premier problème (n° 1, r).
- Elles donnent aussi la solution du second problème (n° 1, 20).
- Supposons par exemple que, comme nous l’avons dit plus haut, par suite de circonstances locales, on se propose de calculer le poteau de façon que, à une température déterminée, et abstraction faite du givre, la flèche des fils ne dépasse pas une certaine valeur; la flèche la plus forte est celle de la première portée après la rupture, soit/,.
- On aura donc pour calculer la tension Tx de çette portée après la rupture l’équation (23)
- r T, (i + flT,)r .
- A — —1— -------' coshyp
- l
- 2 T, (1 + a TJ
- Puis cette valeur de Tj introduite dans (22) donnera la valeur de F, l’équation (22) étant du
- second degré en —
- «F
- La question se posera alors comme suit : Calculer un poteau qui sous une force horizontale donnée prenne une flèche donnée; ce qui est un problème d.e construction courante.
- 11. — Exemple I.
- * Soit :
- 11 = 5o ;
- Fils téléphoniques de 1,4 mm. de diamètre, en bronze phosphoreux à 25 0/0 de conductibilité;
- T' à 18° = 3o kilogrammes;
- F = 0,0004;
- 4' = i5o mètres ; a = 0,0001415 ; tt = 0,013712.
- On trouve d’abord
- et
- a/
- 11F
- 1,06,
- 1 +
- a l’
- 2 n F
- a V a* l'* n F 4 w* F2
- 0,37.
- Cette valeur substituée dans l’équation (22) donne les valeurs successives de T,„ (voir le tableau).
- En multipliant par 5o ces valeurs T„„ on obtient les tractions exercées par les diverses portées sur les poteaux, d’où l’on déduira les actions horizontales et les résultantes de ces dernières, ainsi que les flèches des poteaux, etc.
- On remarquera qu’une flèche du poteau égale à 38 centimètres amène une augmentation de la flèche du fil de 63,5 0/0 et une diminution de la tension de ce fil de 87 0/0. Si l’on avait calculé le poteau pour résister à i5oo kilogrammes, sans tenir compte de sa flexion, on aurait donc obtenu un poteau trop fort de 37 0/0, abstraction faite, bien entendu, de'toutes autres considérations, telles que les effets dus au vent, à la neige, etc.
- Coinp. Force Flèche Flèche
- Poteau Portée lier. du /
- en du n T poteau du lil
- kilogr. kilugr. eu k il jgr. LiL.gr.
- I 943,5 377,4
- I 18,90 945,0 943.5 2,153
- 2 349,9 140,0
- 2 25,8y 1294,5 1293,5 1,512
- 3 129,4 5i ,8
- 3 28,47 1423,8 1422,9 1,373
- 4 48,0 19,2
- . 4 29,43 1471,8 1470,9 1,357
- 5 17,8 7,1
- 5 29,79 1489,6 1488,7 I , 320
- 6 6,6 2,6
- 6 29,92 1496,2 1495,3 I , 320
- CO 0 0
- CO 3o,oo i5oo,o 1499,1 I ,320
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- 562
- LA LUMIERE ÉLECTRIQUE
- 12. — Exemple II. — Calcul du poteau en tenant compte de sa flexion.
- Reprenons les mêmes données de pose; et supposons que l’on doive limiter la flèche du fil à 2 mètres.
- L’équation (23) donne
- T, (1 + a T,) = 19,960 kg.,
- d’où
- T, = 19,901 kg.
- Puis l’équation (22) donnera
- d’où
- F ==- 0,^2465 mm.
- L’effort horizontal au sommet sera donc approximativement
- 5o x 19,9015 = 995,075 kg.
- Il faudra par conséquent construire un poteau capable de supporter une traction de 995 kilogrammes avec une flexion de 0,32465 mm. par kilogramme ou une flexion totale de 323 millimètres.
- Ose. Colard
- LES LAMPES A ARC Q.
- Les figures 1 et 2 représentent le nouveau projecteur à miroir parabolique de la maison Breguet. La forme parabolique — adoptée depuis longtemps en Allemagne — est difficile à réaliser très exactement, mais elle présente l’avantage d’une grande légèreté et d’une grande puissance d’éclairement. Le verre n’ayant pas de surépaisseur sur les bords, il ne s’y produit pas de coloration par le fait des doubles réfractions, de sorte que le faisceau est parfaitement homogène.
- Quant à sa puissance d’éclairement, elle tient à ce que la distance focale peut, avec les miroirs paraboliques, être réduite au minimum (*)
- (*) La Lumière Electrique du 26 mai 1894, p. 364.
- pour une ouverture donnée': à 340 millimètres, par exemple, pour un miroir de 900 millimètres d’ouverture.
- Le miroir parabolique i (fig. 1) fixé au cadre d de la caisse a, est protégé par un couvercle h attaché à la caisse par des oreilles e, de manière à pouvoir être facilement enlevé. Ainsi qu’on le voit, le miroir est percé au centre d’un trou qui ne lui enlève qu’une surface très peu utilisable, et a l’avantage de faciliter sa fabrication; sa ventilation, et d’augmenter sa résistance aux pressions d’air provoquées par les coups de canon que l’on tire à côté des projecteurs. Si l’on veut étendre dans certains plans le faisceau parallèle du miroir, l’on interpose, à cet effet, sur son trajet, des lentilles plan-convexe divergentes, attachées aux quatre supports k du verre de fermeture de j. Un prisme ni, à surfaces concave vers l'axe de la lampe et convexe vers l’extérieur, projette sur un écran en verre dépoli une image de l’arc, qui permet d’en observer très facilement l’allure sans ouvrir la caisse a. Une manette v permet, d’autre part, d’ajuster sans interrompre le courant la position de la lampe dans un plan parallèle à l’arc optique du miroir. Un volet, manœuvré par la manette l permet d’exécuter des signaux optiques. Enfin, l’un des tourillons b de la caisse a est creux, de manière à laisser passer les rayons lumineux qui vont, réfractés par un prisme fixe, indiqué à gauche de la figure 2, éclairer le cadran d’un voltmètre disposé sous ce prisme.
- Le projecteur peut être manœuvré à la main ou à distance, par l’électricité.
- Le mouvement en altitude, ou en inclinaison autour des tourillons b b, est commandé par un axe r, qui monte et descend, et le renvoi w, y, z, dont les leviers w et y peuvent être séparés ou solidarisés par le bouton x, et dont l’un d’eux est gradué de manière à pouvoir donner au projecteur l’inclinaison initiale voulue. L’axe r fait écrou dans un pignon hélicoïdal s, commandé soit à la main, par une manette u, soit électriquement, par une dynamo a', dont le circuit se rompt automatiquement dès qu,e le projecteur a atteint ses inclinaisons extrêmes, en amenant, par r, le commutateur g sur l’une ou l’autre des touches dx dx (fig. 2).
- Le mouvement en azimut est commandé soit par une dynamo nu, actionnant par zqle pignon hélicoïdal i, embrayé avec le manchon, concen-
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-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 563
- trique à r, de la plaque sur galets o, soit à la main, après avoir débrayé i de son manchon.
- Le courant amené aux bornes arrive d’un côté directement, et de l’autre par un commutateur aux collecteurs pt pt, vissés sur le bloc de bois Oj du socle/?, et dont les balais rt sont re-
- liés en su sur la plaque tournante o, aux câbles flexibles de la lampe.
- La manœuvre électrique à distance se commande par un manipulateur représenté par les figures 3 à 7. Ce manipulateur comprend 12 clefs a, ax . . . a,2, à ressorts de rappel c (fig. 3), pi-
- Fig. 1 et 2. — Projecteur parabolique Sciama (1893). Coupes orthogonales verticales.
- votés sur l’axe /, et à ressorts de contact r, r2... r,2, à l’exception des clefs ax et a10, dont les contacts, qui mettent en court circuit les armatures correspondantes de mn et de a’, se font sur des vis, dans le haut de la boîte du manipulateur.
- Ces clefs sont intercalées sur des résistances qui permettent de régler l’intensité du courant aux armatures des moteurs at et mn; en outre,
- les clefs a1} a2, ae, a7, a8, a12 sont pourvues de bras transversaux qui appuient sur les clefs a3, a0 a5, a9, a10, an, comme on le voit en figure 6.
- Ceci posé, quand on presse, par exemple le bouton n° 1, marqué « à gauche vite », sur le tableau (fig. 5) du manipulateur, le bras de au entraînant avec lui la clef at, i° rompt d’abord le court circuit de at avec son contact à vis,
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- 5;Ô4 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 2° ferme le circuit du moteur mn par b, c, d, e, f, S-, b, i, /, k, l, m, puis, 3°, la clef a-u ainsi entraînée par Æj, fermant le contact 'k3, supprime les résistances l et /q et fait démarrer l’armature, et enfin, 40, a,, fermant rt, supprime la résistance d, e, et lance le moteur à pleine vitesse et dans •un sens tel que le projecteur tourne à gauche. Si l’on presse le bouton 2, on ne supprime que les résistances s, e, et la manœuvre se fait plus lentement. L’action des boutons 3 et 4 est la même; mais les connexions sont renversées de manière que le projecteur tourne à droite au lieu de tourner à gauche.
- Les boutons 5 et 6 commandent de même la montée ou la descente du projecteur, qui peut évidemment fonctionner en même temps que son pivotement.
- Ce manipulateur, qui porte, en outre, ses deux bornes de connexion et son accumulateur S, est très transportable, et peut s’installer où l’on veut, à une distance quelconque du projecteur.
- La lampe à charbons horizontaux est représentée en détail par les figures 8 à 10. Le charbon positif b a son alignement réglé par une manette à excentrique c, et son support a repose sur un patin d, à quatre galets e, et à crémaillère
- Fig. 3 à 6. — Projecteur Sciama. Détails du manipulateur.
- J, en prise avec le pignon horizontal isolé g, et pourvu d’un rochet f, à cliquet de retenue k. Le courant arrive au charbon positif par la borne T, o, p, les' rails /, /, et les balais m de /. Le charbon négatif est aussi porté par un châssis q, r, à quatre galets, avec crémaillère s, symétrique de/, en prise avec le pignon /, calé sur le même axe h que g\ il renvoie le courant à la borne Tt par les balais v, les rails 11, isolés de l en z, la vis w et la bande a. Dès qu’on enfile la lampe dans le: projecteur, la lame bt de ti ferme son circuit, et y établit le courant. L’axe h des pignons^ et f est commandé par le dyna-moteur g', en dérivation, au moyen du train
- réducteurs c1, dt, e1,fl. Le rappel du charbon se fait par un barillet /,, à ressort hu qui, en prise avec la crémaillère r, tend à séparer les charbons, et dont la tension du ressort est réglée par le pignon hélicoïdal iu et sa vis sans fin /?,.
- Le châssis isolé /n lx porte, outre le barillet h, un mécanisme permettant de régler la lampe à la main. Ce mécanisme se compose d’un cadre avec vis sans fin à manette isolée o,, et que l’on peut, au moyen de l’excentriquepu manœuvrer en <7, mettre, en soulevant mu en prise avec le barillet hu en même temps que l’on coupe en rx le courant de la lampe. On peut alors manœuvrer sans danger les charbons, en
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- tournant oy ; puis, quand on rabaisse ensuite en débrayant nx de hu les contacts et 5, referment d’eux-mêmes le circuit de la lampe. Enfin le relais t a son armature ux pourvue d’un ressort qui lui fait fermer le circuit de gl dès que la tension de l’arc dépasse une certaine limite. 46 volts, par exemple, réglée par ce ressort, et rapproche les charbons malgré le barillet /q ; le mécanisme de la lampe est enfermé dans une boîte vu et l’on a disposé sous l’arc un petit cendrier w.
- Pour renouveler les charbons, on relève, par k, le cliquet z", et on ramène les supports à leur écartement maximum sur les taquets z, et y1.
- La marche de ces projecteurs, employés en assez grand nombre déjà par la marine française et par la marine espagnole, est des plus satisfaisantes : le fonctionnement de la lampe est très régulier.
- Le projecteur de M. Elworlhy se manœuvre aussi à distance, mais au moyen de deux dynamos, l’une G (fig. 11) pour les mouvements en
- Figr. 8 à 10. — Projecteur Sciama. Détait de la lampe et schéma des circuits.
- altitude et l’autre j pour les azimuts. La rotation de ces dynamos est commandée par un double commutateur à quatre touches disposées pour chaque dynamo comme l’indique le schéma (fig. i3), dans lequel on a représenté en g et h les bornes du circuit. On voit que la dynamo, à balais ij, tournera dans un sens, puis dans l’autre, suivant que l’on reliera soit g à c, h à c et a à b, soit g à b, h à d, et e à f.
- Le frein de la lampe Harlley (fig. 14) est simple et robuste; quand le pôle 5; ajustable par la vis 7, excité par l’enroulement en dérivation 3, attire l’armature 4, solidaire de la plaque 16, cette
- plaque, entraînant avec elle le plan incliné 19, fait que le galet libre 18 lâche le charbon 1, et le laisse retomber, jusqu’à ce que l’armature 4, remontée par le ressort 10, ressere sur 1 le galet 18, coincé entre 19 et 1, et arrête ainsi la descente du charbon.
- Dans la lampe de Gulluner et Thompson (fig. 15), les charbons sont articulés à une plaque d’ébonite c, suspendue directement à l’armature de l’électro différentiel A, et disposés de manière que, par leur liaisons avec les bielles dd, ils s’écartent quand c s’abaisse, et se rapprochent quand elle s’élève, de façon à régula-
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- riser l’arc, indépendamment du mouvement régulier de descente de c, jusqu’à la position poin-tillée, à mesure que les charbons s’usent.
- Tmrmr
- Fig. 7. — Projecteur Sciama. Schéma du manipulateur.
- Au repos, les charbons de la lampe Perret sont (fig. 16) au contact, le levier d, reposant sur le
- pjg^ i3. _ Projecteur Elworthy. Schéma du commutateur.
- taquet d2. Au passage du courant, le solénoïde différentiel E, attirant son armature e, soulève le charbon a, par le levier d, le pignon b et la cré-
- maillère a', parce que la roue en fer c est attirée, par le prolongement e' de e, avec assez de force
- Fig. u et 12. — Projecteur Elworthy (1894).
- pour ne pas tourner sous la charge de a'. En outre, ce démarrage n’est pas brutal, parce qu’il
- Fig 14. — Lampe en dérivation Hartley (1894).
- est atténué par une petite rotation de b, et par le dashpot à air e3. Quand l’arc augmente, le magnétisme de e faiblit, par la prépondérance de l'en*
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- roulement dérivé, et laisse b tourner de ce qu’il faut pour rétablir l’arc.
- Le fonctionnement de la lampe différentielle focale de Davy représentée par les figures 17 à 19 est' le suivant. Au départ, les charbons conju-
- Fig. i5. — Lampe Guttuneret Thompson (1894).
- gués par la corde w, passée sur la poulie/, sont au contact, et l’électro en série attirant son armature o fait basculer, autour de l’axe i de la poulie/, le balancier k, de manière qu’il soulève
- Fig. 16 — Lampe Perret (1894).
- de la plaque fixe e les parallélogrammes 2,3, 4, articulés en 5, 6, 7, 8, dont les lourdes mâchoires <7», serrent automatiquement la corde jp; après quoi ces parallélogrammes, rendus rigides par leur serrage sur w, soulèvent w et séparent les charbons en pivotant d’une seule pièce autour de
- i. Quand l’arc ainsi amorcé s’allonge, l’armature « du solénoïde dérivé o, abaissant k autour de f, appuie les parallélogrammes sur la plaque e, de manière qu’ils s’ouvrent et lâchent la corde ip, permettant ainsi aux charbons de se rappro-
- Fig. 17 à 19. — Lampe différentielle Davy.
- cher par leur poids. Un dashpot x atténue les batte les battements de b.
- On remarquera que la disposition générale de cette lampe permet d’employer des charbons relativement très longs, et facilite leur alignement.
- Fig. 20. — Charbon protégé de Scgundo (1894).
- Afin de diminuer l’usure inutile des charbons par leur oxydation dans l’air,M. de Segundo les entoure d’un verre A (fig. 20) ne laissant pénétrer par le cendrier B que la quantité d’air nécessaire au bon fonctionnement de l’arc, et réglable par les trous du cendrier.
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- LA LUMIERE ELECTRIQUE
- C’est dans le même but : préserver les extrémités des charbons de l’oxydation et de la désagrégation, que MM. Jehl et Hardlmulh proposent, ce qui ne paraît pas absolument nouveau, de les entourer à leurs extrémités d’un collet libre s (fig. 21), pour le charbon positif et d’un capuchon h pour le charbon négatif. Ces protecteurs, en
- : ; (
- Fig. 21. —Charbon protégé Jehl et Hardtmulh.
- terre réfractaire, amiante, nickel... sont reliés par un cadre ajustable qui en maintient l’écartement.
- D’autre part, d'après MM. Marks et Ranson, on augmenterait considérablement la durée et le rendement des charbons en faisant jaillir l’arc dans une petite enveloppe d’acide carbonique. Aïoo et 120 volts, l’arc, de i3 à i5 millimètres de long, reste parfaitement stable, sans l’auréole violette caractéristique des arcs à l’air libre. Üne paire de charbons de 180 et 400 millimètres de diamètre dure, à 5oo watts, pendant 100 heures; à 115 volts entre les charbons, et 4 ampères, la lampe, placée sur un circuit à incandescence de 120 volts, absorbe 480 watts, la perte n’étant que de 20 0/0 (’).
- Gustave Richard.
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- PAR LES PILES
- LE PIIOTOGÈNE BAR R U ET
- Le grand problème de l’éclairage domestique, saqs dynamo ni moteur, vient de recevoir une intéressante et toute pratique solution. L’inventeur. à l’aide de son appareil photogène et d’un ingénieux substiiuleur à mouvement d’horlo-
- (‘) Elactrical World. 10 mars 1894, p. 331.
- gerie, charge successivement, et sans aucune interruption, les accumulateurs d’une batterie, qui peut, à toute heure, alimenter des lampes à incandescence et même une ou deux, lampes à arc.
- Le Photo gène.
- Le Photogène est une pile au sulfate de cuivre, d’un dispositif absolument nouveau, d’un entretien complètement automatique, et d’un tel débit
- Fig. 1. —Photogène Barruet.
- électrique qu’il devient, comme son nom l’indique, un vrai générateur de lumière. L’appareil se compose d’une cuve extérieure A, de bois de chêne ou d’ardoise, dans laquelle sont juxtaposés les éléments. Ceux-ci, qui mesurent de 25 à 5o centimètres de côté, sont formés de deux châssis recouverts sur l’une de leurs faces d’une cloison poreuse (fig. 1), puis soudés ensemble sur une lame isolée, terminés à leur partie supérieure par un bec d’ébonite. Ces doubles compartiments contiennent la mince feuille de cuivre ou de plomb, qui constitue l’électrode positive, et dans les intervalles de
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- 3 centimètres, qui les séparent l’un de l’autre, se fixent les plaques de zinc de l’électrode négative.
- Dans ces conditions, le sulfate de zinc en excès tombant au fond de la cuve extérieure dans l’espace resté libre au dessous des éléments, ne peut nuire à la constance de la pile. C’est une très notable amélioration.
- Pour être mis en marche, le Photogène ne demande que de l’eau pure et du sulfate de cuivre. La réaction chimique est celle de la pile* Becquerel, dite Daniell.
- Les sous-produits ont leur valeur commerciale; la vente du cuivre paie l’achat du zinc; la seule dépense provient donc dù sulfate de cuivre, ce qui fait de cette pile la plus économique des inventions similaires.
- Sa double alimentation se trouve assurée d’une part par le saturateur B, de l’autre par le réservoir S.
- Le saturateur est une caisse de plomb, faite à la soudure autogène, qui, par des siphons terminés par des orifices de verre L en fait couler dans lés trémies particulières abc la solution qu’elle sature à l’aide du sulfate de cuivre dont elle est remplie. De ces petites trémies, également pleines de cristaux, la solution de plus en plus riche arrive par deux siphons de verre dans les deux compartiments de chaque élément. Le niveau s’égalise ainsi dans tous les organes de l’appàrëil. Mais quand, toutes les cinq ou six heures, selon le réglage du robinet R, le siphon de la trémie T s’amorce, cette dernière se vide totalémérit en B, le niveau remonte, dans les trémies et les éléments qui,- par leurs becs, expulsent dans la rigole M le liquide épuisé.
- Par la réaction chimique, la solution de sulfate de zinc a diminué de volume en augmentant de densité; la pile elle-même appelle alors du réservoir siphoïde S l’eau pure nécessaire à son alimentation qui se fait, de la sorte, automatiquement. Cette eau pure chasse, en même temps, par un tube de niveau plongeant jusqu’au fond de la cuve, la solution de zinc trop saturée. Tous les mois seulement, i.l suffit de faire couler par le robinet de vidange D, la boue de zinc qui se dépose, et cela, sans même arrêter la pile. Enfin les cristaux dissous et consommés sont remplacés dans les différentes trémies. C’est là tout l’entretien, qui ne nécessite aucune connaissance spéciale, et qu’assure la surveillance la plus facile.
- Ajoutons que la force éleclromotrice du Photogène, qui selon ses dimensions débite constamment de 6 à 12 ampères, égale sensiblement un volt par élément.
- Le subslituleur.
- Le substituteur est un petit appareil, qui sert à distribuer l’électricité constamment produite par le photogène, aux accumulateurs de la batterie.
- Sur un socle d’acajou repose une tablette d’é-bonite, dans laquelle sont creusés, suivant l’importance de l’installation 6, 8 ou 9 godets, longs de quelques centimètres et larges de quelques
- Fig-. 2. — Substituteur Barruet.
- millimètres, reliés chacun, par un gros tilde cuivre rouge, à chacune-des 6, 8 ou 9 bornes. Au-dessus, entraîné par un mouvement d’horlogerie, tourne un cylindre de bois eu d’ébonite portant une série de tiges qui viennent successivement prendre contact avec le mercure dont les godets sont remplis. Ces tiges sont courbées de façon que l’une de leurs extrémitées plonge dans le godet recevant le courant le courant de la pile, et l’autre dans celui qui communique avec le groupe d’accumulateurs en charge.
- De cette manière, la distribution de l’électricité se fait avec une égalité toute mécanique; il suffit de remonter tous les quinze jours le mouvement d’horlogerie.
- Remarquons que les accumulateurs sont successivement chargés par groupes de deux ou trois, tandis que la batterie reste tout entière en tension, pour donner la lumière à tout instant
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- du jour et de la nuit, sans cependant rendre possible la décharge des accumulateurs sur le photogène.
- C'est dans ces conditions que, depuis deux ans déjà, fonctionnent quelques installations d’amateurs, allumant chaque soir, et par dizaines, des lampes de 5 à 16 bougies, de 24, 36 ou 48 volts.
- Le kilowatt-heure revient évidemment plus cher qu’avec les dynamos, mais reste d’un prix qui n’a rien d’exagéré pour un éclairage de luxe.
- Inutile d’indiquer les applications multiples du Photogène, qui peut convenir aux travaux d’électrolyse, de galvanoplastie, comme, aux services de téléphonie, de télégraphie, de sonnerie, de sémaphore, de signaux de chemin de fer, etc.
- E. Barruet
- THÉORIE TOURBILLONNAIRE DE L’ÉLECTRODYNAMIQUE (*)
- 14. Les composantes du courant électrique sont proportionnelles aux composantes du tourbillon. — Rapprochons cette conclusion du résultat que donne la théorie ordinaire du magnétisme quand on cherche le potentiel d’un feuillet magnétique en un point extérieur.
- On sait que ce potentiel est égal au produit de la puissance de ce feuillet par l’angle solide sous lequel on le voit du point considéré. Puisque dans notre théorie le potentiel des vitesses en un point où le tourbillon est nul n’est autre que le potentiel magnétique en un point où ne se trouve pas de matière magnétique, nous voyons qu’un tube de tourbillon fermé et infiniment délié est équivalent à un feuillet magnétique dont la puissance serait égale au moment I du tube tourbillonnaire divisé par 47c. Ce rapprochement pourrait sans doute nous éclairer sur la manière dont les tourbillons sont distribués à l’intérieur des corps aimantés; toutefois, nous ne nous y attarderons pas pour l’instant.
- Mais l’expérience nous apprend que les actions magnétiques produites en un point d’un
- corps non magnétique par un courant linéaire fermé d’intensité i sont les mêmes que celles d’un feuillet magnétique de même contour et dont la puissance est représentée par le même nombre que l’intensité du courant, en faisant un choix convenable d’unités. Par conséquent, le potentiel magnétique d’un tel courant en un point de l’espace où ne se trouve pas de matière magnétique a pour expression
- Ç = i <7.
- En comparant cette expression du potentiel magnétique d’un courant électrique fermé à l’expression (y) que nous avons trouvée pour le potentiel des vitesses engendré par un tube de tourbillon infiniment . délié, nous arrivons à cette conclusion :
- Un tube tourbillonnaire fermé infiniment délié produit les mêmes effets magnétiques qu’un courant linéaire de même contour dont l’intensité est égale au quotient du moment I du tube par 4 7t.
- Ce résultat nous permet de trouver les relations de la vitesse a, b, c de notre fluide avec les quantités u, v, w définies par Maxwell comme étant les composantes de la vitesse de Vélectricité ou les composantes du courant. Ces composantes sont liées à l’intensité i du courant par la condition que l’intensité i soit égale à l’inté grale de la projection du vecteur », v, w sur la normale à une section quelconque du conducteur, siège du courant, l’intégration étant étendue à toute la surface de cette section. Par conséquent
- 1 — J' {lu + mv +- nw) d<n,
- m, 11 étant les cosinus directeurs de la normale en un point de l'élément ci <o de la section. Dans le cas où le conducteur est linéaire, cette égalité se réduit à
- i = (/ u + m v + 11 w) d u.
- Or, nous avons trouvé pour le moment d’un tube tourbillonnaire infiniment délié (formule 5 du § 6) :
- I = 2 (I £ + m ï| + 11 K) d «o.
- Puisque le moment I doit être égal, d’après ce qui précède, à qui, nous voyons que l’on doit avoir
- (•') La Lumière Electrique du 2 juin, 1894, p. 405.
- 4 ir u — 2 Ç, 4 7t V — 2 7|, 4 itl)i = 2 Ç,
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLEC TRICITÊ
- 57 1
- et comme les composantes des vitesses sont liées à celles du tourbillon par les relations (4) :
- 3_c __ d_b _ e dy ’ dy ~~ 2”
- 3 ci 3 c
- dl-sï=aii’
- 3 b d ci__
- dx Ïïÿ — 2Çl
- il vient :
- 4
- 7T îl
- _ 3_c _ 3* _3r 3®’
- 4 7t V =
- 4 Tl ir r=
- 3 ci
- 31:
- 3 6 3_r
- 3c 3 a-’
- 3 ci 3r'
- I
- (10)
- Ce sont bien les relations de Maxwell, car, dans l’hypothèse adoptée que le point est en dehors d’une matière magnétique, a, b, c ne sont autres que les composantes a, p, y de la force magnétique.
- i5. — Que deviennent ces équations lorsque le milieu où passe le courant est magnétique? Il peut sembler qu’il suffirait d’admettre que a, b, c représentent alors les composantes de l’induction magnétique. Quoique cette généralisation soit probable, elle est loin d’être évidente. En effet, pour arriver aux équations (10), nous nous sommes appuyés sur une analogie de formules donnant l’une l’expression du potentiel des vitesses engendré par un tube tourbillonnaire, et l’autre le potentiel magnétique d’un feuillet ainsi que sur l’équivalence, établie expérimentalement, d’un feuillet et d’un courant. Or dans la recherche du potentiel des vitesses engendré par un tube tourbillonnaire, nous avons supposé que le tourbillon était nul en tout point de l’espace extérieur au tube, ce qui exclut la présence de corps magnétiques, puisque nous avons admis qu’à l’intérieur de ces corps le tourbillon n’est pas nul. De plus, l’équivalence d’un feuillet et d’un courant n’a pu être démontrée par l’expérience que pour les actions magnétiques dans l’air, corps non magnétique ou tout au moins très faiblement magnétique.
- Ajoutons que cette généralisation des équations (10) n’a pas été adoptée par Maxwell. 11 admet que dans les équations (10) il faut toujours prendre les composantes de la force magnétique, que le milieu dans lequel se trouve le
- courant soit magnétique ou non. Il est vrai qu’il ne donne aucune raison de cette hypothèse.
- M. Poincaré résout la question de la manière suivante (*) : dans le cas particulier où le courant n’est traversé par aucun courant, on a u = v =w — o, et par conséquent
- 3 c 3 b 3 ci 3 c
- dy~ d Z~° d Z~ dX~°
- 3b dX
- = O,
- (")
- conditions qui ne sont pas satisfaites en général par l’induction magnétique; on doit donc prendre les composantes de la force magnétique. Mais il doute de la rigueur du raisonnement, qu’il n’adopte que par suite de « l’absence d’une théorie plus satisfaisante ».
- Dans notre théorie hydrodynamique, l’introduction du vecteur a, 6, y dans les équations n’aurait aucune signification mécanique pour les corps aimantés. D’autre part, si le milieu où passe le courant est aimanté, il est bien certain que les équations (11) ne peuvent être satisfaites quand le courant cesse d’exister, puisque nous avons admis, comme hypothèse fondamentale, qu’en i^n point d’un corps aimanté le tourbillon n’est pas nul. Le seul moyen de tout mettre d’accord est de considérer les composantes du courant comme proportionnelles à la différence entre la valeur actuelle du tourbillon en ce point et la valeur que prendrait ce vecteur si le champ était uniquement dû à la présence d’aimants permanents. Cette hypothèse étant logique, nous l’adopterons et nous considérerons les équations (io)comme générales,a, b, cdésignant toujours les composantes de la vitesse de notre fluide, et u, v, w les composantes du courant augmentées du quotient par 4 ir des composantes du tourbillon définissant l’aimantation.
- Remarquons d’ailleurs que, à l’exception du fer, tous les corps sont très faiblement magnétiques. Par conséquent, on doit trouver sensiblement les mêmes résultats, quelle que soit l’interprétation que l’on adopte.
- Faisons également observer que des équations (10) on déduit, par différentiation
- du dv div _
- 3a + 37 + 3F-°-
- équation que Maxwell prend pour point de départ de sa théorie.
- 16. Loi de Biol cl Savart. L’assimilation d’un
- (') Électricité et Optique, t. I, p. 146.
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-
-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ~I
- O
- tube de tourbillon à un courant linéaire nous ayant conduit aux relations fondamentales de l’électromagnétisme, il est évident que notre comparaison hydrodynamique doit permettre de retrouver tous les autres phénomènes électromagnétiques. En particulier, établissons la loi de Biot et Savart, d’après laquelle la force qu’exerce un courant rectiligne et indéfini sur l’unité de masse magnétique située en un point extérieur est perpendiculaire au plan qui passe par ce point et le courant, et inversement proportionnelle à la distance du point.
- Prenons un tube de tourbillon infiniment délié, rectiligne et indéfini, et de moment I. Soient T le point où il perce un plan mené par le point M, perpendiculairement à sa direction, plan que nous prendrons pour plan de la figure
- vV'
- La vitesse V étant tangente à la circonférence, nous avons
- a—— N sine, b = Y cos e.
- Il vient donc
- i= ^sin2 e + cos2 de— 271 ?'V,
- et par conséquent
- v = ~—.
- 2 izr
- Or, la vitesse V du fluide en un point d’un milieu non magnétique est la force magnétique en ce point ; cette force varie donc bien en raison inverse de la distance.
- Si nous remplaçons I par la valeur 411 i, où désigne l’intensité du courant électrique auquel le tube de tourbillon est assimilé, il vient
- Fig a
- (fig. 8). Par raison de symétrie, la vitesse en M doit être située dans ce plan. Soit M V cette vitesse; si nous prenons la figure symétrique par rapport au plan qui passe par M et le tube, le mouvement tourbillonnaire change de signe; par conséquent la vitesse change de, signe et devient M V1. Mais, d’autre part, ces deux directions doivent être symétriques par rapport à M T ; il faut donc que la vitesse soit perpendiculaire au plan qui passe parle point et le tourbillon.
- Pour avoir sa valeur, prenons l’intégrale I = J'a dx + b dy + cdz,
- le long d’une circonférence de rayon T M = r. Si nous choisissons pour plan des xy celui de la figure, et pour axe des 2 le tube de tourbillon, nousxaurons pour les coordonnées deux points de la circonférence
- x — r cos e, y = r sin s,
- £ étant l’angle du rayon T M avec l’axe des x. Par suite
- dx — — r sin s d s, dy = rcosede,
- C'est bien l’expression de l’action d'un courant rectiligne indéfini sur l’unité de masse magnétique, l’intensité étant exprimée dans le système électromagnétique.
- 17. Énergie d’un système de courants. — Passons maintenant à l’étude de l’électrodynamique proprement dite, c’est-à-dire à l’étude des phénomènes qui se produisent dans un champ créé uniquement par des courants électriques.
- En premier lieu, occupons-nous de l’énergie d’un tel champ.
- Comme dans le cas d’un champ magnétique créé par des aimants, l’énergie d’un champ créé par des courants électriques doit avoir pour expression
- T = ^f f f (a* + b>-+ c*y T> (I2
- en désignant par p la densité de notre fluide hypothétique, qui est constante en tout point de l’espace, puisque le fluide est supposé incompressible.
- Nous pouvons mettre l’expression de cette énergie sous d’autres formes.
- Posons
- a — <Ln _|
- 7 9 v 3 H (
- b=3-z~rx\ ^
- — LL1 _
- C— 3x dy )
- Ces équations définissent un vecteur de com-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- S73
- posantes F, G, II, que Maxwell appelle quantité de mouvement èleclrocynèlique, ou encore potentiel vecteur de l’induction magnétique. Nous l’appellerons potentiel vecteur de la vitesse. Si nous introduisons ce vecteur dans l’expression de T, il vient
- ^ PrnT 3G\, ,/3F 3H\, /sg 3F\t,
- Mais en intégrant par parties, il vient
- f/fa n a'=f
- où n est le cosinus de l’angle formé par l’axe des y 'avec la normale à l’élément de la surface qui limite le volume d’intégration des intégrales triples. Or, puisque nous étendrons celles-ci à tout l’espace, dv> est à l’infini, et comme nous avons admis qu’à l’infini la vitesse de notre fluide est nulle, tous les éléments de l’intégrale de surface sont nuis. Il reste donc
- ///•£*•=-fff
- dy ’
- ' l’intégrale triple ne s’étendant plus qu’au vo-, • lume limité par un tube tourbillonnaire infiniment délié.
- Nous pouvons d’ailleurs mettre cette expression sous une nouvelle forme en introduisante moment I d'un tube de tourbillon ou plutôt sur
- 1 quotient par 41, i = —•
- 4 ^
- ( Pour un tube infiniment délié, nous avons
- I = 2 {I t, y mri -f- n Ç) d ai, ou .
- i = [1 u 4- ni v y n u>) du>.
- Si u, v, w se rapportent à un point d’un élément de volume parallélipipédique dr dont les arêtes de longueurs dx, dy, dz sont parallèles aux axes de coordonnées, nous obtenons, en appliquant successivement la relation précédente à trois sections de l’élément respectivement parallèles aux trois axes,
- i—udydz, i — vdzdx.
- i — co dy dy,
- et si nous effectuons la même transformation ou, puisque dx = dx dy dz, pour les divers termes de l’expression précé-
- dente de T, nous obtenons idx = udr, idy—.vdx, idz = wdx.
- !///[« (H - U) < G(Ü- M)+KH -i)>
- ou encore, en tenant compte des relations (10) entre le vecteur u, v, rv et la vitesse a, b, c,
- ï = 2irpJ'f'(vu + Gv + H 11^ dx. (14)
- Cette expression de l'énergie d’un champ parcouru par des tubes de tourbillon nous montre immédiatement que cette énergie ne dépend que du mouvement des molécules situées sur des lignes de tourbillon, puisqu’en tout point où il n’y a de tourbillon, u, v, w sont nuis. Si donc nous décomposons l’espace occupé par des tourbillons en tubes infiniment déliés, il nous suffira, pour avoir T, d’intégrer F u -f- G v -f- H w pour chaque tube de tourbillon, puis de sommer les produits par -m des résultats obtenus. Toutefois nous n’aurons ainsi que la moitié de T car l’intégrale (i3) étant étendue à tout l’espace chaque élément se trouve compté deux fois, tandis que nous ne le prenons qu’une seule fois dans notre calcul. Par conséquent
- T = 2«p2]/ J f(vu + Gvy\Ui^dx,
- En transportant ces expressions dans la dernière expression de T, il vient
- T — 4 p
- y
- J* i ^F dx y G dy y G d
- l’intégrale curviligne étant étendue au contour formé par une ligne de tourbillon. Gomme i est constant le long de ce contour, on peut faire sortir ce facteur de l’intégrale et écrire
- T = 4 TT p
- y i J' ^F dx 4- G dy -f- H pz'j.
- (i5)
- Dans le cas où les tubes de tourbillons forment des contours fermés, on peut remplacer l’intégrale curviligne par une intégrale de sur-; face étendue à l’aire limitée par la courbe G sur une surface passant par cette courbe. Il vient, d’après le théorème de Stokes :
- JF dx 4- G dy 4- 11 d: C
- Jg\
- dz)
- 4- m
- 3H
- dx
- )+-.(
- 3G d .r
- dw,
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- 574' LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Ou, en tenant compte des relations (i3) définissant le potentiel vecteur de la vitesse
- : f f ( la + mb + ncj dm,
- et par conSéquént
- (^la + mb + ncj d co. (16)
- Si l’on compare ces expressions (14), ( 15), (16) de l’énergie cinétique d’un milieu traversé par des tubes de tourbillon à celles du potentiel électrodynamique d’un système de courant, on voit que dans le cas d’un milieu non magnétique elles n’en diffèrént que par un coefficient. Ce. coefficient dépendant dans notre théorie du choix de l’unité de masse du fluide en mouvement et, dans la théorie de î’électrodynamique, du choix des diverses unités des grandeurs électriques, les expressions de T deviendront identiques dans les deux théories par un choix convenable. Pour obtenir les expressions de Maxwell, il suffit de poser
- 1
- 2xpr: -, r 2
- 18. Les équations de Lagrange. — Nous allons maintenant chercher à expliquer par notre théorie ce qu’on appelle force électrodynamique et force électromotrice dans la théorie ordinaire de I’électrodynamique. Pour y parvenir, nous allons commencer par mettre les équations du mouvement sous la forme indiquée par Lagrange.
- Dans le § 2, nous avons vu que si l’on admet que les forces extérieures agissant sur les molécules d’un fluide dérivent d’un potentiel, les équations du mouvement de chaque molécule peuvent s’écrire
- da
- W
- db
- dt
- 3X 3 y
- de _dx
- dt 3z'
- Multiplions la première par ma, la seconde par mb, la troisième par me, et additionnons ces produits. Si nous remarquons que
- dx a '~ ~dï
- b-*L-
- dt‘
- dz dt ’
- nous obtenons
- (a
- da , , db . lîi+bM+C
- dc\ /.
- dï)~m( i
- 3 x dx 3 x dt
- x. iz ÈL 4. <L* È 3 y dt ** 3 z dt
- r)’
- ou
- ? I(a“ + + c’) = m W
- m étant la masse de la molécule considérée.
- En intégrant par rapport au temps depuis l’instant /0 jusqu’à l’instant tu il vient
- I
- 7 = m (x, -x»),
- vQ et vt désignant les vitesses de la molécule, Xi et y0 les valeurs de la fonction y à l’origine et à la fin de l’intervalle de temps considéré.
- Si au lieu d’une molécule nous considérons un élément de volume dx assez petit pour que toutes les molécules qui le forment aient même vitesse et même valeur de y à chaque instant, nous aurons
- (r,2 - v„*) = p dx (z, —
- et en intégrant à tout l’espace, nous aurons ifjf (v*,-v.,)*= P fJ f (z. - xo) dx
- *J f J f ff *d'
- = >J J J f x-d'-
- Les premières intégrales de chaque membre représentent respectivement les valeurs de l’énergie cinétique T aux constantes t et t0. Si nous posons
- ’///
- y dz “ — U,
- il vient
- T. + U^T.+ U..
- C’est la relation qui exprime le principe de la conservation de l’énergie; U est donc l’énergie potentielle du système.
- Mais puisque nous savons que l’énergie cinétique T d’un système de tubes de tourbillons ne
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE
- 575
- dépend que du mouvement des molécules situées sur ces tubes (§ 17), l’égalité T + U = const.
- montre que U ne doit également dépendre que de ces molécules. En d’autres termes T et U ne dépendent que des paramètres q qui fixent le mouvement de • ces molécules, et l’état du système est complètement déterminé quand on connaît ces paramètres.
- Or Lagrange a montré que si T et U sont exprimés à l’aide de ces paramètres, les équations du mouvement peuvent se mettre sous la forme
- d_ -_3T_ _ jrr_ , lu _
- dtdqj' Sq, + dqt ~~ °’ {n)
- qi étant un des paramètres, ql sa dérivée par rapporta /, et le nombre des équations étant égal à celui des paramètres choisis.
- 19. Le mouvement des molécules situées sur les tubes de tourbillon sera complètement déterminé, si l’on connaît à chaque instant les coordonnées x, y, z, des points des axes de tourbillon indéfiniment déliés, ainsi que les valeurs des moments de ces tubes en ces points (§ 11). Nous pouvons donc prendre pour paramètre q les coordonnées j, z, et les moments I.Mais il est évident qu’il est possible de substituer à tous ces paramètres ou à quelques-uns seulement, des fonctions de ces paramètres qui les définissent complètement. C’est ce que nous ferons pour les fonctions I. Nous prendrons à leur place des paramètres dont les dérivées, par rapport aux temps, soient égales à — ou i. Nous
- 41:
- désignerons ces paramètres par y et nous appellerons x les paramètres de position (a, y, %).
- Dans ces conditions T sera une fonction homogène et du second degré des x' et desj', les coefficients des termes en x12, x' y\ y12 étant, en général, des fonctions des x et des y. Mais q est facile de voir que les paramètres y ne peu. vent entrer par leurs dérivées y', tandis qu’au contraire les paramètres n’entrent que par leurs dérivées x'.
- Supposons, en effet, que les tubes de tourbillons ne se déplacent pas dans l’espace, et que le mouvement des molécules soit permanent. Alors les vitesses a, b, c, dépendent des coordonnées et non du temps. Par conséquent, l’énergie cinétique du système reste constante.
- D’autre part, les tubes de tourbillon ne se déformant ni ne se déplaçant pas, les paramètres x et leurs dérivées x', ne changent pas ; et, pour cette même raison les /' conservent la même valeur en chaque point. Il n’y a donc que les paramètres j qui puissent varier, et ils varient nécessairement, puisque leurs dérivées par rapport à t demeurent constantes. Ces paramétres ne peuvent entrer dans l’expression de l’énergie cinétique, celle-ci restant constante' dans les conditions où nous nous sommes placés.
- D’autre part, puisque les vitesses de toutes les molécules du champ sont déterminées quand on connaît la position des lignes de tourbillons, ainsi que la valeur du moment de chacune d’elles, c’est-à-dire les paramètres géométriques x et les dérivées y' des paramètres y, l’énergie ne doit dépendre que des paramétres géométriques x et des dérivées y'.
- Il résulte de là, que dans l’application des équations de Lagrange, nous n’aurons plus que
- deux termes, le terme disparaissant alors
- ST’
- qu on s’occupe des paramètres x, le terme—
- disparaissant pour les paramètres y.-
- 20. Forces correspondant aux paramètres x. — La fonction LJ étant l’énergie potentielle du système, sa variation pendant un déplacement virtuel est égale et de signe contraire au travail accompli par les forces du système pendant ce déplacement. Or si U est exprimé à l’aide des paramètres q et si les variations de ces paramètres sont représentées par 8 on a
- SU = !^8g, + |^Sc7ï âq, dqt
- d U
- Par conséquent les dérivées changées de
- signe, peuvent être considérées comme les forces extérieures qu’il faudrait appliquer aux molécules du système pour les maintenir en équilibre, les oqt étant alors regardées comme des variations de longueur. Les forces dues au système lui-même sont nécessairement égales et contraires aux précédentes. Elles ont donc pour
- valeur x—.
- 3 qt
- Nous désignerons par Xj, Yj, celles qui correspondent aux paramètres x et par E celles.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- qui correspondent aux paramètres y. Il est à peine besoin de faire remarquer que Xl5 Ya, Zp auront les dimensions d’une force mécanique, puisque les S q correspondants représentent une variation de longueur, tandis qu’au contraire les dimensions des E seront tout autres, bien que nous donnions néanmoins à ces quantités le nom de forces.
- Occupons-nous d’abord des X,, Yt, Y^ L’équation (17) peut s’écrire
- Si nousy remplaçons T par sa valeur(i5), il vient
- X, — 4 n pi ^ f J'{l a -p m b + n cj du>.
- nées. Comme ldi», mdi», nd i» sont respective- , ment les projections de l’élément sur les plans de coordonnées, il vient
- ldt» = Zy dz—Zz dy,
- mdu> — Zz dz—8x dz, ....
- ndto — Sx dy — Zydx. ,
- Par conséquent
- •//( l a -f- m b + nc'j d™ — J'a dz — dz by'j
- + b ^8 0 dx4- 8x dz'j + c^Zx dy — S,r dx'),
- et
- J' (xzx + Y Z y + Z 8 d t=4np i J' (cdy —bdz^Zx +(a d z — cdx'j Zy—^bdx— adyj Sx.
- Cette force X, est relative à un point. Si nous considérons un élément de volume dr la force qui lui correspond est Xdr, X étant la force rapportée à l’unité de volume. Par conséquent
- En identifiant les deux membres et remarquant que 4 il p = 1, d’après ce qu’on a vu, on a
- Xdr~i(cdy—bdz'jd t +
- X d r = 4 7t p i ^ J~ J~ {l a \mb -\-nc^ di
- et l’on trouverait de même pour les deux autres composantes de la force totale agissant sur le volume d r :
- Y d r —4 Te p i J'J' a + mbyncjdt», 7,di —4-Kpi^-^ J' (^la+mb ync'jd t».
- Si ck t est un élément m n (fig. 9) d’un tube de tourbillon C, dont le centre de gravité se déplace de ox, oy, 82, le travail correspondant à ce déplacement est
- XdrZx -\-Y drZy -\-ZdrZz,
- et en remplaçant X dr, Y dx, 7,dr par leurs valeurs précédentes, l’on a pour le travail total correspondant au déplacement du tube de C en C', 1
- ^ (xZx + YZy-\-ZZz'jdr=4TcpiZ J~ J~ i^laymb\nz\dLi»
- La variation de l’intégrale du second membre est la valeur de cette intégrale étendue aux élé-ménts de surface mn m' n', situés en C et C' sur une surface passant à la fois par ces deux contours. Cet élément peut être regardé comme un parallélogramme dont un côté m n a pour projections dx, dy, dz, et un autre côté mm' a pour projections Sx, Z y, 82 sur les axes de coordon-
- etdeux équations analogues où 9 est une fono
- n'
- Fig. 9
- tion arbitraire, mais continue et unirorme, des . coordonnées, et dont 1’intégrale prise le long . d’un contour fermé est. nulle. Si on tient compte des relations précédemment établies,
- tdx — udt, idy = v dr, idz — wdr.
- on obtient enfin
- ^ . , dm I
- X = cv — bw y -j- I d z I
- Y=at»—cu + ‘É > (18)
- dr
- r. _ . , d m I
- Z =: b u — a v + -r—
- d z t
- pour les composantes, rapportées à l’unité de volume, des forces qui correspondent aux para-j mètres de position.
- I ai. Forces correspondant aux paramètres y. — L’équation (17) donne alors
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- 5 7 7
- i étant la dérivée par rapport à t d’un paramètre y. Si nous y remplaçons T par sa valeur (i5), il vient
- E = — 4 n p
- F dx + G dy + H dz,
- ou, en effectuant la différentiation en remarquant que x,y, z dépendent du temps quand les lignes de tourbillon se déplacent, et qu’en outre
- 47tp= i,
- _ C vi d F dx , f'x?/3Fdx\dx,
- E = -J 1 ~dîliïds-J l{w7v^)-dTds
- _ T v/3Fd£\dr
- J s-i ds ) dt
- -/2 (*£)£«- /
- les signes V indiquant que l’on doit prendre la
- somme de trois termes semblables.
- En remplaçant dans la seconde intégrale les
- termes et par leurs valeurs tirées des c X c X
- équations (r3), cette intégrale devient
- rfF ds
- f)
- d x dl
- ds.
- Les deux intégrales suivantes peuvent se mettre sous une forme analogue et en les additionnant avec la dernière, on obtient des termes tels que
- I /dF d x J V ds dt
- F
- d2 x \ ds cft)
- ds — F
- d x dl ’
- dont la valeur est nulle quand l’intégration est prise le long d’une courbe fermée.
- Il reste donc
- E
- dx dy d x lis ~tC Us Ytï
- b
- dz d ds dt )
- d s.
- le signe ^ indiquant trois intégrales sembla-
- Jsrwé
- blés.
- Mais cette force est relative à un tube de tourbillon complet. On peut la considérer comme l’intégrale prise le long du tube d’une force dont les composantes rapportées à l’ùnité de longueur sont P, Q, R, c’est-à-dire poser
- En identifiant ces deux expressions de E, on obtient
- -Cdy bdz d F d 4
- dt dt dt dx
- d z dx d G d*
- :a ~dt ~C~dt dt d Q
- -bdX ndr d H d 4
- b dl a dt dt dz
- ('9)
- <1 étant ùne fonction continue et uniforme des coordonnées
- J. Blondin.
- {A suivre).
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Transmission de force par courants continus à haute tension, par E. Schulz (').
- Dans certains cas, l’emploi des machines série présente des avantages sur celui des dynamos compound ou shunt, principalement parce que pour les hautes tensions l’enroulement des inducteurs n’a à supporter qu’une petite fraction de la tension totale au lieu du voltage entier; et dans le cas d’inducteurs shunt les dangers de ruptures de circuit sont amplifiées par suite de la grande self-induction de l’enroulement.
- D’autres avantages des machines série sont : un rendement plus constant sous charge variable, un couple plus grand, et la fixité du calage des balais.
- L’auteur décrit quelques applications de la machine série, principalement dans des cas de transmission de force à une seule réceptrice. Après avoir appelé l’attention sur la transmission, à Francfort, en 1891, de 20 chevaux à i3oo volts du Palmen Garten, à l’Exposition, faite à l’aide de machines série, il décrit la transmission de Geisa, en Thuringue.
- Une fabrique de bouchons, à cinq kilomètres de la station de chemin de fer, trouvant que le prix du charbon était doublé parle camionnage dans cette contrée montagneuse, décida d’utiliser un moulin abandonné pour obtenir la force motrice nécessaire, environ 20 chevaux.
- (*) The Electrician, d’après VElektrotechnische Zeit-schrijt, du 8 mars 1894.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Une -turbine à réglage à main actionne par transmission intermédiaire une dynamo donnant 65o volts et 32 ampères, à 700 tours par minute. La dynamo est tétrapolaire et est munie d’un rhéostat en dérivation sur les inducteurs pour régler la vitesse du moteur. Sur le tableau de distribution se trouve un dispositif de sûreté qui met les inducteurs en court circuit en cas d’accident
- La ligne, d'un kilomètre de longueur, est en fil de cuivre de 5-millimètres de diamètre fixé sur poteaux.
- Le démarrage est extrêmement facile; il consiste à fermer tous les commutateurs, et à mettre ensuite la turbine en marche ; la dynamo et le moteur prennent graduellement leur vitesse ; celle du moteur est très constante. Le rendement entre l’arbre de la turbine et celui du moteur est de 75 0/0.
- Un autre cas est celui d’une fabrique de Chem-nitz qui consomme environ 700000 litres d’eau par jour pour la teinture. Cette quantité d’eau est élevée de 25 mètres et envoyée à la fabrique dans une canalisation de 3oo mètres de longueur A la fabrique une dynamo série tournant à 1000 tours par minute fournit 3o ampères à 3oo volts. Le circuit de transmission au moteur actionnant la pompe est presque toujours fermé; lorsqu’on veut mettre la pompe en action, il suffit d’embrayer la dynamo génératrice et le moteur suit immédiatement ce mouvement.
- Cette installation fonctionne 20 heures par jour depuis décembre 1892.
- Une installation analogue se rencontre à la teinturerie de M. Sattler, à Meerane, (Saxe), mais la puissance transmise n’est que de 3 chevaux; la distance de transmission est de 1,5 kilomètre.
- Enfin, on cite encore l’installation établie à la fonderie de Rodwisch. Une turbine de 55 chevaux actionne une dynamo série donnant à 600 tours par minute 70 ampères sous 5oo volts. Ce courant est conduit par des fils de cuivre de 10 millimètres de diamètre à la station réceptrice située à un kilomètre de distance, où le moteur série tourne à la même vitesse que la dynamo et fournit 41 chevaux.
- Un accouplement mécanique permet de faire agir sur la même transmission une machine à vapeur de 80 chevaux et le moteur électrique. Ce couplage en paralièle ne serait, guère possi
- ble avec un moteur shunt qui est beaucoup trop sensible. Un moteur compound se comporterait mieux, mais la mise en marche présente des difficultés. Les moteurs série présentent l’avantage de ne pouvoir renverser le courant et réagir sur la génératrice. L’électromoteur et la machine à vapeur fonctionnent en parallèle 11 heures par jour, et le moteur tourne seul pendant 12 heures, et depuis la mise en service en septembre 1893, aucun arrêt ne s’est produit.
- Un nouveau moteur synchrone, par M. G. Ferraris (*).
- Dans son récent mémoire sur Un metoclo per la stratlazione dei veçlori rolanti od allernativi ed ima applicazione di esso ai molori elleltrici à correnli alternate dont cette revue a donné une analyse (2), M. G. Ferraris s’était limité à l’application de la méthode en question à l’étude des moteurs existants.
- Cette méthode lui a permis de créer un nouveau moteur synchrone très intéressant au point de vue théorique mais qui paraît ne pas avoir au point de vue pratique toute l’importance que semble vouloir lui attribuer son auteur.
- La méthode exposée dans le mémoire précité repose, si on se le rappelle, sur les trois propositions suivantes :
- . i° Tout vecteur alternatif sinusoïdal de direction fixe, peut être considéré comme la résultante de deux vecteurs égaux chacun à la moitié de l’amplitude du vecteur tournant en sens contraire, avec la même vitesse, et faisant un tour complet pendant la période du premier. C’est le théorème tiré immédiatement d’une propriété bien connue de l’optique physique et introduit dans le domaine électrique près de dix-huit mois avant M. G. Ferraris par MM. Mutin et Leblanc.
- 2° Etant donnés deux groupes de vecteurs, et si à un instant donné a est l’intensité de l’un quelconque des vecteurs dans le premier groupe et b celle de l’un quelconque de ceux du second groupe, A et B les valeurs instantanées des vecteurs résultants de chaque groupe, <p l’angle des vecteurs a et b, et <I> celui des vecteurs A et B, on a :
- 2 a b cos 9 = A B cos <1*.
- Sai sin 9 = A B sin <ï>,
- (*) Nuovo Cimenlo avril 1894.
- (2) La Lumière Electrique, t. LI, p. 35i, 1894.
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- ^79
- 3° Si a et b n’ont pas la même fréquence les moyennes de ces produits sont nuis, mais si les fréquences sont les mêmes en valeur absolue et si ces produits sont constants.
- L’ensemble de ces trois propriétés a permis à M. G. Ferraris, comme nous l’avons dit, de reproduire la théorie des moteurs synchrones édifiée par M. Géraldy (*) d’après le théorème Hutin et Leblanc, d’étendre cette théorie au moteur à champ et de trouver presque simultanément avec M. Blondel (2) une des propriétés les plus intéressantes des moteurs asynchrones ou quasi asynchrones.
- Cette propriété permit également à M. Ferraris de montrer que dans les moteurs à courant monophasé il y a en réalité un couple de démarrage dû à la réaction d’induit.
- Dans son nouveau mémoire, M. G. Ferraris, après avoir repris la théorie par les vecteurs tournants des moteurs synchrones à champ inducteur constant, donne le principe de son nouveau moteur.
- Considérons un moteur synchrone formé par un alternateur ordinaire monophasé bi-polaire, pour plus de clarté, et supposons qu’au lieu d’alimenter l’inducteur par un courant continu on l’alimente par un courant alternatif de même fréquence que celle du courant traversant l’armature. Il est facile de montrer que dans ce cas l’alternateur fonctionnera comme un moteur synchrone, mais avec cette particularité que l’armature tournera avec une fréquence double de celle des courants alternatifs d’alimentation:
- Le champ inducteur alternatif peut se décomposer en deux autres de valeur constante, mais tournant l’un D vers la droite, l’autre S vers la gauche, avec la même vitesse n. Supposons alors qu’on imprime à l’armature, par un procédé quelconque, une vitesse égale à 2n et sur la droite. L’armature étant le siège d’un flux magnétique alternatif de direction relative fixe, ce flux peut se décomposer en deux flux constants tournant l'un d vers la droite avec la vitesse absolue 2n -|- n — 3n et l’autre s vers la gauche avec la vitesse absolue 2n — n ou n.
- Les valeurs moyennes des couples exercés entre, et S et d sont nulles, ainsi que celle du couple entre S et s, mais le couple avec D et d
- (*) La Lumière Électrique, t. XLYI, p. 65i, 1892, (8) La Lumière Électrique, t. LI, p. 357, 1894,
- sera constant, puisque ces deux flux constants tournent avec la même vitesse dans l’espace.
- On réalise ainsi un moteur synchrone monophasé à champ inducteur alternatif.
- Ce moteur, comme tous les moteurs synchrones, ne fonctionne que si on lui imprime tout d’abord la vitesse correspondant au synchronisme, c’est-à-dire ici le double de celle que conserverait le moteur s’il était excité par un courant continu.
- Néanmoins il n’est pas difficile d’imaginer, pour amener le moteur à la vitesse du synchronisme, un artifice analogue à ceux employés pour les autres moteurs.
- On peut, par exemple, munir un moteur à 4 « pôles d’un commutateur au moyen duquel, au moment de la mise en marche, on peut faire fonctionner le moteur comme un moteur à courant déphasé à 2 n pôles, en faisant passer dans 2 n pôles un courant déphasé par rapport à celui excitant les deux 2 n autres pôles. On peut aussi faire acquérir à l’armature une vitesse très voisine de celle du synchronisme d’une machine à 211 pôles, qui est précisément le double de celle d’un moteur synchrone à 4 n pôles et à excitation constante.
- Lorsque cette vitesse est à peu près atteinte, le commutateur permet d’insérer les 4 n bobines inductrices en série, en parallèle ou en groupe, dans un seul circuit, et le moteur prend de lui-même son fonctionnement normal à une vitesse double de celle du synchronisme.
- Pour la production des deux courants déphasés, on peut, dit G. Ferraris, adopter l’artifice employé par M. Brown pour le démarrage des moteurs asynchrones monophasés. Ce que ne dit pas M. G. Ferraris, et qu’il est bon de rétablir une fois de plus, c’est que l’obtention de deux courants alternatifs déphasés à l’aide d’un condensateur quelconque, électrolytique ou non, dit artifice Brown, comme principe des moteurs asynchrones, dits moteurs Brown, est l'œuvre de MM. Hutin et Leblanc, et a été breveté par ceux ci en 1890, et publié par cette revue dans la remarquable étude de ces savants, en 1891 (J).
- On voit par cette courte description que le
- (') Sur l’application des courants alternatifs à la transmission du travail. La Lumière Électrique, t. XL et XLI, 1891.
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- LA LU Mil-RE ELECTRIQUE
- nouveau moteur de M. G. Ferraris présente un certain intérêt au point de vue théorique et qu'il montre la facilité avec laquelle la théorie des vecteurs tournants peut servir de moyens d’in- vestigation.
- Malheureusement, au point de vue pratique, on ne voit pas bien a priori l’intérêt qu’il y a à doubler, toutes choses égales d’ailleurs, la vitesse des moteurs synchrones, qui avec les fréquences des courants alternatifs employés actuellement, tournent plutôt trop vite que pas assez, ni à 1 exciter les inducteurs par un courant alternatif, : dont le résultat visible est d’augmenter les pertes par hystérésis et par courants de Foucault,
- et par suite de diminuer le rendement du moteur synchrone, qui n’est pourtant déjà pas trop élevé.
- F. G.
- Block-système automatique Seaton (1893).
- On a supposé, sur la figure i, deux locomotives, 25 et 26, s’avançant l’une vers l’autre sur une même section 38, et pourvues chacune d’une appareil de block 11.
- Sur chacune de ces locomotives se trouve une pile 28, reliée aux plaques 2 et 3 de son commutateur 11. La plaque q est reliée par 33 à la sonnerie 3o, reliée par 35 au galet 34. La
- s*. O
- Fig. i et 2. — Block-système Seaton.
- plaque 10 est reliée à la terre par les roues de la locomotive, et le fil 36, et la plaque 11 à 3q par la dérivation 39.
- Normalement, les leviers 29 des deux commutateurs sont dans des positions identiques sur leurs locomotives respectives, de manière que le courant des piles 28 passe, dans la locomotive 26, par exemple, par le circuit 31,
- 2, i8, 9, 33, 35, 34, 3y, le contact 34 de la locomotive 25, puis par (35, 3o, 33, 9, 18, 2, 31, 28, 3a,
- 3, ^7, 10, 36), dans la locomotive 25, pour revenir à la locomotive 26 par 10, 17, 3, 3a II en résulte que les sonneries 3o des deux locomotives partent aussitôt qu’elles pénètrent dans la même section.
- Il est facile de voir que le même phénomène se reproduit dans l’hypothèse de deux trains se suivant sur une même section.
- On a supposé, en figure 2 , à l’extrémité d’une section de block, une station 40, avec pile 41, sonnerie 42, commutateur 43, semblable à l’un des commutateurs 11, et clef de signal 44. La pile 41 est reliée à la plaque 9, par 45, et, par 46, à la sonnerie 42, reliée par 47 à la plaque 10.
- La clef 44 est reliée, par 48 et 49, au rail 37, et reliée aussi à la plaque 2 par 48. La plaque 5o est reliée, par 51, à la sonnerie, reliée par 3 à 52, et au rail 38 par 53. Quand le train 26 arrive vers la station sur la section de block, les sonneries partent sur la locomotive et le train,
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- 58 i
- comme précédemment; et si la station veut envoyer des signaux à la locomotive, l’aiguilleur n’a qu’à tourner son levier dans la position pointillée, ce qui coupe sa sonnerie du circuit, et à manœuvrer la clef 44, qui fait sonner la cloche de 26 à chaque fermeture de son circuit.
- Il est d-’ailleurs facile d’envoyer ainsi, en dédoublant l’appareil de la station 40, des signaux simultanément à deux trains, l’un à droite, l’un à gauche de la station.
- G. R.
- Commutateur Dorman (1892).
- Dans la position figurée, le levier b ferme le circuit en h h, et il est maintenu dans cette posi-
- - - y
- et 2. — Commutateur Dorman.
- tion, malgré la poussée du ressort d, par l’arc-boutement du levier c. Quand on repousse ce levier c vers la gauche, son tourillon m s’engage dans la coulisse g de b\ puis, dès q.ue.c a dépassé la verticale d’arc-boutement, le ressort d amène brusquement b dans la position pointillée, avec une vive rupture du contact //, qui reste rompu jusqu’à une nouvelle manœuvre de c.
- G. R.
- Commutateur de sûreté pour blook-system Tyer, (1893).
- Cet appareil a pour but de rendre, étant donnée utte ligne bloquée électriquement pour
- le passage d’un train, le débloquage de cette ligne impossible avant la sortie de ce train.
- Ce commutateur se compose essentiellement d’un levier A (lig. 1) maintenu normalement, par le ressort B, sur le cofitact C, qui ferme le circuit local de l’opérateur. Quand il fait la manœuvre nécessaire pour bloquer la ligne, l’opérateur, par cela même, lâche le levier D, qui, rappelé par son ressort, amène A sur le contact E, de
- Fig. 1 et 2. — Block-système Tyer.
- manière qu’il rompe son circuit local ; et A reste maintenu dans cette position, par la butée F, même si l’on repousse D. Quand le train sort de la ligne bloquée, il ferme, par un contact, le circuit de l’électro G, qui, attirant II, déclenche F du levier A, que son ressort B ramène à sa position primitive, sur le contact C, et sous F amené en F,.
- ün voit, sur la figure 2, ce commutateur de sûreté installé en S, à côté du sémaphore indicateur ou répétiteur du block P, au travers du-
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- 58*2
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- quel passe (fig. 3) une tringle D, enclenchant en d les commutateurs de P, tant que l’on n’a pas poussé D de manière à rompre, comme nous l’avons vu, le contact de A sur G (fig. i).
- Dans la position figurée, la barre D empêche, par d, de pousser le bouton p2, mais elle laisse libre le bouton px ; en outre, elle ne peut pas être poussée à gauche, à cause de la butée K (fig. 5). Quand on envoie un signal du poste à distance de la ligne à bloquer, l’électro-aimant G, attirant son armature H', soulève, par /t, K de manière à permettre de pousser D vers la gauche, de sorte que cette manœuvre ne peut se faire qu’après avoir averti le poste de la ligne à bloquer, et avoir reçu notification de cet aver-
- Flg. 3 à 5. — Block-système Tyer.
- tissement. Par cette poussée de D vers la gauche, on lâche pu et l’on bloque p2, en même temps que le levier L, à ressort /, rompt le contact G du circuit local — équivalent au G de l’appareil précédent — et ferme, en E le circuit de G sur la pédale ou le contact delavoieblo-quéequidevra êtrefermée parlepassagedutrain. Le levier L reste enclenché dans cette position par M, malgré le retrait de D, jusqu’au passage du train, qui fait attirer par l’armature H h, et déclenche le levier L, aussitôt ramené par son ressort à sa position primitive. En même temps, èe levier amène au regard de S le voyant marqué « Glear » : voie libre, en place du voyant rouge, amené quand on repousse D à gauche.
- G. R.
- Théorie et calcul des moteurs à courants alternatits asynchrones, par E. Arnold (*). .
- Forme du champ tournant dans la marche asynchrone de l'induit.
- Nous pouvons produire un champ tournant :
- i° A l’aide de deux champs sinusoïdaux de phase différente et inclinés sous un certain angle; .
- 2° A l’aide d’une bobine magnétisante tournant dans le sens et avec la vitesse du champ à produire.
- Pour obtenir le champ tournant du moteur à courants alternatifs d’après le premier mode, nous supposons les spires tournantes de l’induit remplacées par deux bobines perpendiculaires A B et G D. D’après l’équation (92) la force électromotrice induite dans A B est
- e"« = — H s \(pt + p.) sin ["(p, + p,) t + al )
- / \ [Y °J4)
- - (P. - P A sin Mp, — p.) I - ajj \
- et la force électromotrice induite dans C D, en remplaçant a par a -j- 90%
- e'- = — \ H s] + p*) cos |^p, + p5) / + a J )
- + [(p» — P») cos + pt) t — j
- Ce sont les courants créés dans les bobines A B et CD par ces forces électromotrices e"2 et e'2 qui engendrent le champ tournant.
- Si maintenant nous supposons les deux bobines remplacées par une bobine unique tournant avec la vitesse angulaire du champ, la force électromotrice qui y sera induite doit être la résultante de e"2 et de e'2, soit
- e = v/eV + e',*, (116)
- et l’angle de la bobine avec le champ primaire est déterminé à chaque instant par
- tang p= |r*. (117)
- v- C
- Nous obtenons
- c = - ^ii.çp, y/4 — 2 r- (l — COS (Il8)
- C) La Lumière Electrique du 16 juin 1894, p. 529.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 583
- Cëtte expression peut être réduite à la forme plus simple
- e = ± s H y/pi2 cos2 pt t + ps2 sin2p, t ; (119)
- la force électromotrice e est donc la résultante de deux forces électromotrices agissant normalement l’une par rapport à l’autre, et présentant
- une différence de phase c’est-à-dire que l'on a
- Pour p, > pu il est facile de construire la
- forme du champ tournant.
- Nous décomposons H2 en ses deux composantes
- et
- nu M21, pt 2 1\_ S
- DU M2 h P! 2 r, s
- sin ^p, l -cos ^p, t
- 4
- e", = ± slip, sin p, t j e', = ± s II p, cos p, t j '
- et
- tang P = ^ tangp,1. (121)
- Pi
- Gomme
- ,v II = m i,,
- l’équation (120) nous donne les intensités de courant dans les spires AB et CD de l’induit qui, en tenant compte du décalage !p2, sont
- t',-.
- - sin (p* 1 ~ t») ^
- = —cos (pi t — ^
- (122)
- Enfin, d’après les équations (94) et (119), l’intensité résultante du champ tournant devient donc
- Dans la figure 23, O Y est la direction du champ primaire. Autour du centre o nous décrivons deux cercles avec les rayons p, et p2. Pour un angle quelconque YOA = p1/—®s, nous menons le rayon O A. On a alors
- 11D = pj sin [p, t — ;5).
- AC = p,cos (p, t — ça).
- M» = ^“777 y/P>*cos2(p, 4 p.lsin2(p,f-fs).
- (123)
- L orientation de H2 est déterminée par
- tang H? tang (pt t — Çs - 90°V (124)
- Ces équations définissent complètement le champ tournant secondaire.
- Pour la marche synchrone, ou p2=pl,
- II, =
- DU Ma L, p,
- = constante,
- tangp a= tang (p, t — ç, — 90°).
- Le champ est d’intensité constante et reste en arrière de 90° -J- <p2 sur le champ primaire.
- Si nous portons comme vecteurs les différentes valeurs de II2 pour les angles correspondants p, nous obtenons un cercle; le champ tournant est circulaire.
- Fig. 23 et 24.
- Le rayon
- o F = \JWÏ5* + acY
- nous donne donc une mesure de la valeur de H2. A l’aide de cette construction on détermine les différents points du champ tournant.
- La figure 24 montre la même construction pour p2>pl. Dans les deux cas le champ est elliptique.
- Pour p., < p1 le grand axe de l’ellipse coïncide avec la direction du champ primaire; pour pt > pi il est normal à cette direction. La vitesse angulaire du champ n’est plus constante, elle varie entre les limites pt et p2.
- Pour p2 — o, le champ tournant se confond avec la droite O Y, et pourp., = co il est représenté par la droite OX; le champ est alors rectiligne ou simplement oscillatoire.
- il faut remarquer qu’au temps Y— o, e’est-à-dire longue L passe par zéro, la force électro-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- motrice induite dans la spire occupant la direction OX, possède la valeur M Ixpx indépendante dep2. Mais comme r2 augmente avec pi (d’après l’équation 97), l’intensité de courant dans cette spire et le champ qu’elle produit dans la direction O Y eiminue lorsque p, augmente.
- L’équation (120') peut s’écrire ainsi :
- e"2 = ±iHpi sin p, t — .s’H (p, — p2) sin p, l (125)
- e'j = ± s H pi cos Pi l. (126)
- Les forces électromotrices des premiers membres de ces équations correspondent à un éhamp tournant circulaire, de vitesse angulaire px et d’intensité constante
- mt M21, p,
- 2 r. s
- Le terme s H (px — p2) sin px t représente une fore électromotrice dent la fréquence est —
- proportionnelle au glissement. Le champs correspondant oscille dans la direction O Y. La résistance des deux champs donne dans le champ tournant elliptique.
- Détermination du couple.
- On sait comment par le calcul on obtient l’expression du couple (1). On peut encore la déduire par les considérations suivantes.
- Un couple positif se développe comme dans les moteurs polyphasés par le glissement (px — p2) de l'armature par rapport à la marche synchrone : l’amplitude de la force électromotrice induite par l’effet du glissement dans une phase de l’induit est
- (127)
- La puissance induite par le glissement dans l’armature divisée par (pL —p2) donne le couple cherché. L’effet du glissement ne se produit que pour la moitié du nombre de spires de l’induit. Nous pouvons doné considérer le couple positif comme roduit par un champ d’intensité con-
- (*) L’auteur renvoie à un travail de M. J. Sahulka; faut-il rappeler encore que toute la théorie de ces moteurs a été établie il y a trois ans par MM. Ilutin et Leblanc {La Lumière Électrique du 3o mai 1891, p. 419), et qu’en particulier l’expression intéressante du couple moteur s’y trouve développée r>
- stante 1/2 M Ij. tournant par rapport à l’induit avec la vitesse angulaire relative px — p2. La force électromotrice induite devient
- Ei = ; M 1, (p, - p,).
- Si nous posons
- r3 — y/iv + ~ (p, — p2) W (128)
- l’intensité du courant due à E3 est
- L .7 g
- Le couple positif devient donc
- c __ uh_ R2 1/ _ m'I M* h2 R2 (pt — p.) .g.
- “ 2 p,—Pi 8 r/ { ‘
- Si nous supposons encore toutes les spires de l’induit remplacées à chaque instant par deux bobines occupant respectivement les diamètres O Y et ü X (fig. 23), il s’y développe des forces électromotrices dont les amplitudes sont d’après l’équation (120) :
- E"2 = p2 M I, ( EL = pi M L \
- (131 )
- La valeur moyenne des amplitudes pour toutes les spires est par conséquent
- E,
- \ (P* h P*)
- M I,.
- On obtiendrait la même amplitude, en faisant tourner l’armature avec la vitesse angulaire px + pt dans un champ d’intensité constante 1/2 M lt. L’intensité de courant correspondante est
- T _ I M I, (p, + Pi)
- 2 r2 ’
- et la puissance absorbée pour la rotation des spires est, en concordance avec l’équation (112) :
- p,„ = -2 R
- •2
- . * «»s M2 V R2 (P, + p2)2
- 8 8 r.
- Le couple négatif ou résistant devient
- P„ _ m3 M21,2 R2 (p, + p2) P< +P»~ 8 L
- c. =
- et le couple résultant :
- c = c„ - c.
- ou
- c = ~ M2 L* r2 (Ll
- -p* P,
- ±lh)
- r* )
- (.32)
- (133)
- (134)
- A. H.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 585
- Le mode de déduction de cette expression nous permet d’envisager le couple résultant comme étant produit par deux champs tournants d’intensité constante 1/2 M It, dont l’un tourne dans le sens de rotation de l’induit avec la vitesse relative px —p2, et l’autre avec la vitesse angulaire relative px + p2 dans le sens opposé.
- Si nous admettons maintenant que dans l’équation (134) toutes les quantés à l’exception de p2 soient constantes et que pa croisse indéfiniment, et si nous portons ces valeurs de en abscisses et celles correspondantes de C en ordonnées, nous obtenons une courbe représentant la relation entre le couple et le glissement, à intensité constante.
- Mais il est plus instructif de considérer les
- Il existe encore une autre valeur de p2 pour la quelle G s’annule. Cette valeur est donnée par
- (,35)
- et diffère peu de.p1.
- Plus intéressant au point de vue pratique que la courbe du couple à intensité constante est la relation entre le couple et la force èleclromolrice primaire, car on construit les moteurs pour voltage constant. Cette relation peut s’établir par la méthode graphique.
- A la force électromotrice primaire s’opposent quatre forces électromotrices :
- i° Celle absorbée dans la résistance R,, soit
- R, I, ;
- pt - 300.
- deux couples composants, positif et négatif, séparément, pour représenter l'influence des deux termes de l’équation (134). Dans la figure 25, la courbe Cp donne les valeurs du couple positif, C„ celles du couple négatif, pour px = 3oo et pa_ = O à 5oo. Les valeurs des constantes sont empruntées à un exemple pratique.
- Le couple C,, croît d’abord lentement avec pa, puis plus rapidement, atteint au maximum pour une valeur de p3 de très peu inférieure àjPj, tombe ensuite rapidement pour s’accumuler lorsque p„ = p1, et prendre ensuite en sens négatif des variations analogues.
- Le couple négatif C„ est égal à C;, pour p2 — o ; il décroît continuellement, et comme il n’atteint que quelques centièmes de la valeur maxima de C,, on peut le négliger sans grande erreur dans le calcul pratique du moteur.
- Le couple résultant C devient nul pour p1~o
- 2° La force électromotrice de self-induction, dont l’amplitude est
- Pi C h î
- 3° La force contre-électromotrice du champ tournant secondaire qui a pour amplitude
- ’-J P.M(r'î + rs),
- et qui est décalée en arrière de - + c& sur la for-
- 2 12
- ce électromotrice de self-induction.
- 4° La force contre électromotrice induite par le champ secondaire dû au glissement, soit
- ~pt M l„
- 4
- et qui est en retard de ^ -f- tp3 sur la force électromotrice de self-induction.
- Dans la figure 26 ces forces électromotrices sont représentées en grandeur et en direction. On a
- A B = R, 1,
- B c = p, L, I,
- C D = ’N p, AI (V'f + O)
- DF—: !NPt MI,
- af = e,
- On voit, d’après cette figure, que
- E,* = (AB + BA + HG)‘ + (BC-CO-G p)*
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- 686
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE.
- E,2 = [r, I, +^-p,M (ï"._ + I'.) cos ç, + ^p, M I, COS + £p, L, I, — 1~Pt M ^1", + I'a) sin <p8 — ^-sp, MI, sin r3J .
- (136)
- D'après les équations (122) et (129) les amplitudes des intensités de courant ont pour expressions
- 1» _ M l. P?
- _ M I, p,
- 3 1\ ’
- T __ 1 MI, (p, ~p9)
- *3 — ô ^ >
- et l’on a, en outre,
- sin
- m, (p, - l\) L. 2 r.
- sin?f3=;
- m, (p, — p,; 2 r3
- Ls
- COS —
- R*
- r,
- et
- cos
- R.
- ?3
- Substituons ces valeurs dans l’équation i36et posons pour abréger
- l'.x . ”h M2 R. p, (p, + ps) , w.M2 Ra p, (p, — p,)T
- N = J^R, + -- ---------,--------+ T“-----------------J
- , T r m.a M* Ls p, (p, + p,)s w22MaL3p, (p, — p,)e "|s
- ’’ LPl 1 “ « r? “ “ ' ~
- 11 vient alors
- 8
- t. _E,S
- b -NT
- „ _ m, M2 E,2 R, r---------rv——-------TV--- -------- ^.P.1.+J’8-——”|
- G - 8" N2 [r22 + 1Lj- (pt - psj L.2 R„2 + ~ (p< + PS)‘L52J
- (37)
- (138)
- (139)
- Quelques valeurs déterminées à l’aide de cette équation ont été portées dans la figure 25 et réunies par la courbe C. Cette courbe nous indique donc la relation entre le couple et le glissement à voltage constant. Il est remarquable que le maximum se produise pour un glissement plus grand qu’à intensité constante. On a choisi E! de façon que les couples maxima soient égaux. On n’a pas tenu compte de la dispersion des lignes de force qui peut modifier considérablement la forme de la courbe.
- Lorsque le moteur monophasé a été mis en mouvement par un dispositif de démarrage quelconque, la valeur dep2 ne doit pas s’abaisser au-dessous de OC (fig. 25), et le couple moteur ne doit varier qu’entre les limites de la branche A B de la courbe. Si, par une surcharge, le couple maximum A C est dépassé, le moteur s’arrête.
- Il résulte de l’équation (i3q) que la surcharge qu’admet le moteur est d’autant plus grande que la résistance R2 et la self-induction L2 de l’induit sont plus petites, que la dispersion ma-
- gnétique est moins considérable et que le coefficient d’induction mutuel M est plus grand. Pour de plus grandes valeurs de px—p2 c’est surtout la self-induction et la dispersion qui limitent la puissance du moteur.
- A l’aide de l’équation (i38) on peut calculer les valeurs de It, à voltage constant, pour différentes valeurs de p2, ou les valeurs de Et à intensité constante.
- Pour p2 = Pt nous obtenons la valeur approximative du courant à vide I0.
- Pour constant, Ij est maximum, lorsque l’armature est immobile, c’est-à-dire p.=o. Dans ce cas
- N2
- = (
- R, P
- p,2 M2 R,
- IV + ctî- pr Ls!
- /„ T f»,1 p,5 M2 Ls \
- b' +
- En portant cette expression dans l’équation (r38), il vient
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 587
- En admettant R2 négligeable devant pi L2 nous arrivons à l’expression approximative
- I,2 max. =
- E,s L»1
- + —v R, m„2
- L<2 + M*R.R,+P,'
- (l,L2—M2J‘
- (mO
- On obtient encore l’équation (140) en remplaçant dans l’expression (23), obtenue pour les
- moteurs polyphasés, Lt ^ par Li et M2 ~ par
- M2, car dans les moteurs monophasés mt = 1 et
- le coefficient ~ est dû à la condition que les
- spires primaires soient distribuées uniformément sur l’inducteur.
- Détermination du décalage et du rendement.
- ou encore,
- P< = Ri h2 + Pi (C,, + C„). (144)
- La puissance développée par le moteur est
- P.-— C Pi — Pa (C, 4 C#) (Ï45)
- et, par suite, le rendement
- Pt (Gy ~b C„)
- '0 = R.P + p.tC. + CJ- (,46)
- Les pertes par hystérésis et courants de Fou-
- La figure 26 montre que
- cos <f, — i- J^R, I, + ^ Pt M ^I2" +1,') cos <p,
- -I- ~P, MI9 cos TaJ,
- 1, r
- i<p,:= è; R* +
- M2 R. p, (p, + p2)
- +
- 4 Rî” + —- ^Pi+Pt^ L2S
- m. M2 R. p, (p, — p.)
- (142)
- On voit par cette expression comment le décalage de phase <p, est lié aux dimensions et à la charge du moteur. En remarquant que M2— b2 L, L2 nous pouvons dire que le décalage croît avec pz, avec la résistance Rs et la self-induction L2 de l’induit, et avec la dispersion des lignes de force, et décroît à mesure que l’intensité de champ H augmente. Pour Ej constant le décalage diminue encore lorsque Ix ou la charge croît.
- Pour les dispositifs de démarrage des moteurs monophasés on peut déduire de l’équation (142) les mêmes considérations que celles tirées de l’équation (38) pour les moteurs polyphasés.
- La puissance totale absorbée par le moteur est
- P, = - E, I, cos ,
- P, =£r,I,»+ ^MiVR.p, +^7TT-)(
- M3)
- cault sont omises dans ces calculs ; on peut tenir compte de leur infiuence sur le décalage de phase en augmentant dans une certaine proportion les résistances RjetRadans l’équation (142).
- La puissance absorbée sous forme de chaleur dans le cuivre de l’induit est
- P, = P„-1- ~ R2h%
- ou, en se servant des relations (129) et (i32),
- Pt = (Pi + Pt) C. + (p, — p.) C,,. (147)
- Si la perte R! I,2 est petite, on a 'approximativement
- r'= g- M)
- Les équations précédentes sont applicables aux moteurs polyphasés à la condition d’y faire C„ = o.
- Le rendement des moteurs polyphasés est donc, toutes choses égales d’ailleurs, supérieur à celui des moteurs monophasés.
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- 588
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- Pour >Pi le second terme de l’équation (142) est négatif.
- Pour
- m* m» Kt pl {pt 4 rJ
- ?>R. +
- 4' 8 • S
- le décalage de phase
- fi > 90°.
- Pour p2 > le point F de la figure 26 se trouve à gauche de D, en F'. On voit que pour H K > H À on a <p, > 90°, c’est-à-dire que la puissance fournie au circuit primaire est plus grande que la puissance absorbée. Le moteur devient génératrice et il faut appliquer un couple extérieur à l’arbre du moteur.
- A. II.
- (A suivre.)
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Sur les électro-aimants à courants alternatifs, par Silvanus P. Thompson et Miles Walker (*).
- 1. En établissant des électro-aimants pour courants alternatifs il faut tenir compte de certains facteurs dont on n’a pas à se préoccuper dans le cas du courant continu. Les principaux éléments à considérer sont la self-induction de l’enroulement et la fréquence du courant.
- Gomme pour les électros à courant continu, l’aimantation d’un circuit magnétique de forme donnée dépend du nombre d’ampères-tours de l’excitation. Les méthodes permettant de déterminer ce nombre pour une certaine intensité d’aimantation sont trop connues pour qu’il soit nécessaire d’y revenir. Les auteurs ont voulu montrer comment doit être déterminé l’enroulement qui, dans des conditions de fréquence et~de voltage données, produise un certain nombre d’ampères-tours.
- 2. Ils examinent d’abord si un électro-aimant
- C) Société de physique de Londres. Communication dont un résumé a été donné dans La Lumière Électrique du 2 juin 1894, p. 438.
- (lamellaire) exerce une même force attractive avec le courant alternatif qu’avec le courant continu, à nombre d’ampères-tours égal.
- La force exercée par un électro-aimant sur son armature dépendant de la tension dans le sens du champ magnétique intégrée sur toute la surface polaire, et cette tension étant proportionnelle au carré de l’induction, il s’en suivrait, si le flux était proportionnel au nombre d’am.-pères-tours (perméabilité constante), que la force serait proportionnelle au carré du nombre d’ampères-tours. Or, les ampères-mètres pour courants alternatifs indiquent la racine carrée du carré moyen de l’intensité de courant. Par conséquent, la force devrait être proportionnelle au carré de l’intensité du courant, continu ou alternatif. Mais puisque le courant alternatif atteint à chaque période un maximum supérieur à l’intensité du courant continu, et que la perméabilité est plus petite à une aimantation plus élevée, 011 est fondé de croire, qu’excité par un courant alternatif et aimanté presque à saturation, l’électro-aimant doit développer une force attractive moindre. La force doit être indépendante de la fréquence, au moins au-delà d’un certain minimum.
- Les expériences montrent que ces prévisions se réalisent dans la pratique. Elles ont été faites avec un électro-aimant en fer à cheval rectangulaire formé de tôle d’environ o,5 mm. d’épaisseur. Ses dimensions principales sont les suivantes :
- Longueur moyenne des deux noyaux
- plus la culasse..................... 38 cm.
- Largeur d’un noyau..................... 3,i —
- Épaisseur totale d’un noyau............. 2,5 —
- — du fer — 2,1 —
- Section — — .......... 6,5 cm®
- Distance entre les noyaux............... 6,3 cm.
- Longueur de l’armature.................. 12,7 —
- L’armature comporte la même largeur et le même nombre de tôles que l’électro-aimant. Celui-ci est enroulé de 163 tours de fil de cuivre de 2,o3 mm. de diamètre, et l’armature est séparée des faces polaires par une cale en bois de 0,952 cm. d’épaisseur.
- Voici les résultatsde quelques expériences :
- Ces expériences montrent que la force est la même lorsque l’induction ne dépasse pas 4000 unités. Aux aimantations plus élevées, elle est moindre avec le courant alternatif.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ . 58g
- TABLEAU I
- Fréquence. Périodes par seconde Ccurant d'excitation. Ampères Induction magnétique Force, en Courant continu grammes. Courant alternatif
- Qz-v 8 2300 280 280
- OO 12,5 3600 820 820
- 1 8 23oo 280 280
- OO f 10,2 2900 53o 55o
- 4 800 60 60 1
- _ ) 4,2 I IOO IOO IOO
- 1 10,2 2900 53o 53o
- \ 2 T 56oo 2400 2200
- 120 I '3,2 3900 900 900
- 21 ' 56oo 2400 220U
- On peut remarquer qu’en employant des intensités et des fréquences plus élevées, les courants de Foucault donneraient lieu à une action démagnétisante qui diminuerait l’attraction. D’autre part, si le courant alternatif est fourni à voltage constant, les courants de Foucault tendent à laisser passer des courants plus intenses.
- Une autre expérience a été faite avec un électro-aimant sinusoïdal à plongeur en forme d’U emprunté à une lamps à arc à courants alternatifs de Brush.
- Ce plongeur, avec le mécanisme qui y est fixé, pèse 820 grammes environ, et est attiré dans la position qu’il doit occuper par un courant de io ampères. On l’a chargé de poids divers, en déterminant chaque fois le courant nécessaire pour le soulever; les résultats ont été les suivants :
- TABLEAU II
- Poids total (Irummes Courant continu Ampùros Courant alternatif Ampùros efficaces
- 820 10 IO
- 933 17,2 18
- io3g .8,2 19,5
- 1276 25 26.5
- 1601 3l 33
- 1728 36 40
- 3. Le courant alternatif étant fourni à voltage fixe à un électro-aimant de circuit magnétique déterminé, on peut arriver à une excitation donnée avec des bobines de différents nombres de tours et dimensions. Ui la résistance de la bobine est négligeable devant l’inductance, il 11’y a qu’une solution possible pour déterminer le nombre de tours. Il est conforme aux habi-
- tudes de la pratique d’employer des fréquences et des enroulements tels que l’inductance soit beaucoup plus importante que la résistance. Toutefois, pour prévoir tous les cas, les calculs suivants tiennent compte à la fois de la résistance et de la self-induction.
- Soient V le voltage appliqué, I l’intensité efficace du courant, R la résistance de l’enroulement, L son coefficient de self-induction, n la fréquence, et N le nombre de spires. L’inductance sera alors i-kh L, que nous écrirons, pour abréger, p L. L’impédance sera v^R2+p2U2- La relation entre le voltage et le courant est exprimée par
- v =1 v"r2 + pt LL
- Le sinus de l’angle de décalage <p a pour valeur p L
- sin ® '-----,
- ^R*+piL*
- d’où la relation suivante :
- Y sin v — Iph, (1)
- expression donnant la partie du voltage qui est employée à équilibrer la force contre-électromotrice de- self-induction. Or, L est proportionnel au carré du nombre de spires, et peut être écrit=/eN2, k étant le coefficient de self-induction d’une seule spire.
- Soient à produire Z = I N ampères-tours. Nous avons, d’après (1) :
- Vsin j = /{pNZ, (2)
- et finalement
- V sin a
- N = -— Rp Z 9 (3)
- qui est la relation cherchée.
- 4. La quantité k dépend des dimensions du noyau de fer et de l’entrefer, de même que de la perméabilité. Si l'on ne dépasse pas 5ooo unités d’induction, la perméabilité peut être considérée comme constante. Mais k décroîtra avec toute augmentation de la résistance magnétique, due par exemple à l’allongement de l’entrefer. Lorsqu’au contraire, l’armature est attirée, k augmente. Cette quantité k représente le flux passant dans le circuit magnétique lorsqu’un courant d’un ampère circule dans une seule spire. Nous n’avons qu’à multiplier k par le carré du nombre de spires pour obtenir le coefficient de self-induction de la bobine. Il faut
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 590
- déterminer k expérimentalement : à cet effet, on se sert d’une bobine d’essai de m tours et de résistance connue r. On mesure le courant efficace i qui passe sous l’influence du voltage v à la fréquence n. Dans cette expérience l’armature doit être fixée dans la position qu’elle occupera dans la pratique. Le coefficient de self-induction de la bobine auxiliaire est alors
- l —
- \lv* — 1
- l étant ainsi déterminé expérimentalement, on a
- immédiatement k =
- m2
- L’équation (3) montre que pour V, p et k constants, il existe un certain nombre de tours maximum qu’il ne faut pas dépasser si l’on veut obtenir le nombre d’ampères-tours donné; car sin cp ne peut pas être supérieur à l’unité. En effet, toutes choses égales d’ailleurs, le nombre d'ampères-tours est inversement proportionnel au nombre de tours. A première vue, cela semble une anomalie ; mais on s’en rend compte aisément en se rappelant que la self-induction^est proportionnelle au carré du nombre de tours; de sorte que tandis que nous augmentons le nombre de tours, nous diminuons l’intensité du courant dans un rapport bien plus grand.
- k étant trouvé, il reste à déterminer sin <p. Dans la plupart des cas pratiques on peut adopter l’unité, puisque la self-induction peut être rendue prédominante, et que » est alors de 90". On peut donc écrire dans la plupart des cas
- N =
- hp’/P
- (4)
- et ayant calculé N, nous obtenons la valeur de l’intensité de courant par l’équation
- I = NZ.
- 5. Les résultats suivants ont été obtenus expérimentalement, avec l’électro-aimant en fer à cheval décrit plus haut. L’enroulement auxiliaire servant à déterminer k comprenait 140 tours de fil de 1,22 mm. de diamètre ; la distance entre l’armature et les pôles a été faite successivement égale à 9,52; 6,35 ; 3,17 et o millimètres. La résistance du fil à chaud était de o,3 ohm., avec un courant de 12 ampères à la fréquence de g3 périodes par seconde. Les deux dernières colonnes du tableau III contiennent les valeurs
- de l et de k calculées à l’aide des formules précédentes. Par exemple, dans le premier cas,
- \/(31 )2 — (12 x o,3)2 _
- /{ —
- 271 X 93 X 0,00434 _
- 0,00434,
- : 0,221 X 10-
- (I40)2 TABLEAU III
- Entrefer mm. Voltage efficace Intensif 0 tle courant efficace Coefficient de soif-induction l Self-Induction d'une spire k
- 9,52 3l 12 0,00434 0,221 X 10—»
- 6,35 35,6 12 o,oo5 0,225 X IO—«
- 3,17 46,8 12 o,oo658 0,336 X 10—«
- 0 5i 2,76 o,o33 1,68 x io-fl
- Supposons maintenant que l’on désire un enroulement donnant 2400 ampères-tours, l’armature étant à 9,52 millimètres des pôles, et le voltage étant de 5o volts à la même fréquence que précédemment :
- A l’aide de l’équation (4). nous obtenons ;
- N = 0,22.xTcPâx2x3,= 163 (approxim)-
- On enroula donc 163 spires de fil de 2,o3 mm. de diamètre sur le noyau. Le courant, mesuré à l’électrodynamomètre, fut trouvé de 14,9 ampères. Cela montre que la bobine produisait 2430 ampères-tours, l’erreur n’étant pas supérieur à celle qu’admet la mesure avec les instruments industriels.
- 6. L’électro-aimant à courants alternatifs est en quelque sorte auto-régulateur, lorsqu’il est alimenté à voltage constant. Lorsque son armature s’approche des pôles, la résistance magnétique diminue, mais en même temps le coefficient de self-induction augmente et réduit les ampères-tours dans une proportion correspond dante, de sorte qu’en définitive la force d’attraction reste constante.
- 7. Il est utile également de connaître le rapport des différents voltages nécessaires pour produire un même nombre d’ampères-tours avec des forces électromotrices alternatives ou continues.
- Désignons par Va le voltage alternatif et par V„ le voltage continu qu’il faut employer pour produire la même intensité efficace. On sait qu’alors
- v„__Viu + p2!.,2
- v;- “ïï
- (5)
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 5g i
- Pour R petit par rapport p L, nous pouvons prendre avec une approximation suffisante dans la plupart des cas
- Ce rapport est donc proportionnel à la fréquence et à la constante de temps du circuit. Nous pouvons trouver pour ce rapport une expression en fonction des dimensions du noyau et de la bobine. En ne considérant que le cas où le circuit magnétique est fermé, nous pouvons trouver la valeur de L comme suit :
- Soient 4 là longueur du circuit magnétique, At sa section, vx son volume, ml sa masse, en grammes, [/. sa perméabilité et S le nombre de tours de son enroulement.
- On a mi — 7,79 vx. Alors L (en henrys) sera :
- et R de o,i5 ohm. Dans ces conditions, le rapport des voltages était de 170 environ. ,
- Avec l’armature écartée des pôles de 3,17 mm. ce rapport tomba à 34, et avec 9,52 mm. de distance, à 21,5.
- 8. Enfin, on peut trouver une expression très simple pour le nombre de spires en fonction du flux magnétique <ï> dans le fer. Si le fer de section A est soumis à des cycles d’aimantation où la valeur moyenne de l’induction est éB, le flux moyen est <l? = AcB, et si la fréquence est de n périodes par seconde, la force électromotrice de self-induction dans N spires sera 2ttmN<ï>io-8 volts, ce qui peut être égalé à V, quand la résistance est négligeable. Il en résulte
- r — 471 Ai P- Sa_4n v.t p. S2 _ 4 n ml y. S2
- 10" fi io° Z,2 ~~~ 7,79x io(,ôa
- En admettant que £8 ne dépasse pas 6000 unités, nous pouvons prendre pour le fer forgé ordinaire y. — 2000, ce qui donne
- L_ S2 m,
- 3ioooo /,2‘
- D’autre part, soient l2 la longueur moyenne d’une spire de l’enroulement, A2 la section du fil, k sa conductibilité, v2 le volume de cuivre (=SA24), et m2 la masse de cuivre (=8,8v2). Nous avons alors pour la résistance de la bobine
- p _ 4 S _ S2* _ 8,8 4» S92
- As k v.k ~ m2 k
- En substituant ces valeurs pour L et R, il vient :
- Va __p L __ 2 k # S"- m, ^ __ io°
- Vc — ~R ~ 310 000 4a X 8,8 4> S*’
- Etant donnée la présence de deux joints dans le circuit magnétique il est douteux, toutefois, que dans la pratique on atteigne ,u = 2ooo. Le coefficient 1,41 sera en général plus petit. Avec l’électro-aimant décrit plus haut, on avait, en employant une fréquence « = 9?, un coefficient 0,6 au lieu de 1,41, ce qui indique une perméabilité d'environ 85o. Avec l’armature en contact L était de0,044, l’inductancepL de 25,26ohms,
- Par exemple : supposons que dans l’électro précédent on veuille créer une induction de 4000unités; le flux serait <!> = 6,5x4000 = 26000. En admettant 5o volts à la fréquence 93, nous trouvons par la formule (8) N = 329.
- A. H.
- Sur l’aimantation produite par des courants hertziens.
- Un diélectrique magnétique, parM. Birkeland (*).
- Il y a déjà deux ans qu’on a constaté par des expériences concluantes que les ondes hertziennes se propageant le long d’un fil aimantent transversalement la couche très mince dans laquelle pénètre le courant alternatif, et dont l’épaisseur ne dépasse pas quelques millièmes de millimètre.
- Une fois prouvé qu’il peut se produire des aimantations alternatives d’une rapidité pareille, d’autres questions se présentent : on se demande, par exemple, s’il n’est pas possible de mettre en évidence, dans des cylindres magnétiques, des ondes magnétiques stationnaires analogues aux ondes électriques stationnaires le long des fils métalliques.
- Or, d’après ce que nous avons dit plus haut, il est peu probable que le fer puisse nous servir comme matière de transmission pour ces ondes, la conductibilité du métal empêchant ses propriétés magnétiques de se manifester suffisamment.
- (*) Comptes rendus, t. CXVIII, p. i32o.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- C’est précisément ce qui résulte des expériences.
- ê
- J’ai été conduit alors à chercher une autre matière magnétique non conductrice afin que les inductions magnétiques puissent pencher assez profondément dans le milieu.
- On obtient une matière convenable en mélangeant avec de la paraffine fondue du fer en limaille ou mieux réduit chimiquement en poudre impalpable.' Le mélange devient très homogène lorsqu’on y ajoute du quartz en poudre fine.
- J’indiquerai succintement la méthode par laquelle j’ai pu examiner si une matière est susceptible ou non d’être aimantée par des courants hertziens.
- L’excitateur avait la forme que montre la figure dessinée à l’échelle; on obtient de cette manière
- Fig. 1
- une longueur d’onde considérable en même temps que l’effet électrique sur la spirale A du résonateur est négligeable.
- Cette spirale de 12 tours d’un fil isolé pour haute tension se trouvait dans la portion opposée à l’interruption du circuit secondaire, et nous allons voir comment nous pouvons étudier les propriétés magnétiques à examiner en y introduisant des cylindres différents préparés à cet effet.
- Le micromètre d’étincelle à pointe et boule était placé au-dessus d’un condensateur réglable, afin de retrouver facilement la résonance une fois dérangée par l'introduction de nos cylindres ferrugineux dans la spirale A.
- J’ai employé 12 types différents de cylindres, tous à peu près de 20 centimètres de longueur sur 4 centimètres de diamètre.
- i. Un cylindre de fer doux massif.
- 2. Un cylindre formé d’un faisceau de fils de fers fins noyés dans la paraffine.
- 3-g. Six cylindres d’agglomérat de fer réduit et de paraffine contenant respectivement en volume : 5, 10, i5 20, 25 et 5o 0/0 de fer.
- Ensuite, pour le contrôle :
- 10. Un cylindre d’un agglomérat de poudre fine de zinc et de parafine à 40 0/0 de zinc en volume.
- 11 Un cylindre de limaille de laiton et de paraffine à 20 0/0 de métal.
- 12. Un tube de verre de 4,5 cm. de diamètre à remplir avec des électrolytes plus ou moins conducteurs.
- La manière d’observer était la suivante :
- Le résonateur à spirale vide fut mis en résonance avec l’excitateur et l’étincelle maximum fut mesurée. Elle avait pendant ces recherches de 4 millimètres à 5 millimètres de longueur. Puis les cylindres 1-12 furent introduits l’un après l’autre, et l’étincelle fut mesurée de nouveau.
- L’introduction du cylindre 1 dans la spirale A ne produisit aucune action bien marquée. En revanche, celle des cylindres 2-4 réduisait 1 étincelle secondaire jusqu’à 1/10 de sa valeur primitive, celle des nos 7 et 8 jusqu’à 1/100 de cette valeur et celle du n° 9 même jusqu’à 1/200 (de de 9 mm. à o,o5 m.).
- Les cylindres 10-11 n’exerçaient qu’une action très faible. La réduction était de 8 à 7 millimètres.
- Le tube 12 étant rempli d’eau distillée ne réduisait pas sensiblement l’étincelle (*), tandis qu’avec de l’acide sulfurique en dissolution à 10, 20 et 3o pour 100, la réduction était pour tous à peu près la même, soit de 9 millimètres à 1,3 m. environ (2).
- En cherchant à retrouver la résonance entre le primaire et le secondaire après l'introduction dans ce dernier de l’un des cylindres, j’ai reconnu que la période de ce résonateur est considérablement accrue par la présence de l’un des cylindres 2-4, mais que l’étincelle maximum
- ;’) La période du secondaire augmente un peu, mais l’étincelle maximum est la même, une fois la résonance rétablie.
- (s) Les courants induits entrent dans les électrolytes à des profondeurs proportionnelles aux résistances spécifiques. Cf. J.-J. Thomson, Proc. Roy. Soc. t. XLY, p. 269 ; 1889.
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- en est bien diminuée. Les cylindres 5-g étant introduits dans la spirale, il n’était pluspossible de rétablir l’unisson, ce qui tient certainement à ce que ces cylindres fer-paraffine absorbent beaucoup d’énergie. Voyez, par exemple, le cylindre#; l’énergie électromagnétique doit converger rapidement vers lui pour y être transformée, et l’espace se trouve donc vidé d’énergie, comme l’air est vidé de vapeur d’eau en présence d’un absorbant puissant.
- Cette absorption est probablement due à Phystérésis des cylindres ferrugineux, le développement de la chaleur de Joule, si typiquement démontré avec le cylindre 12, étant sans doute du même ordre de grandeur dans les cylindres 3-9 que dans les n°s 10-11.
- C’est probablement aussi à cause de cette absorption que je n’ai pas réussi à constater les ondes magnétiques stationnaires dans un circuit fermé de ferro-paraffine.
- Si l’on enveloppe un des cylindres 2-9 dans du papier d’étain avant de les introduire dans la spirale A, leur action est parfaitement éliminée. Pour examiner ce fait de plus près, j’ai ensuite préparé deux cylindres de carton mince, dont l’un, G, avait des génératrices métalliques distantes de 4 millimètres, et l’autre, P, avait des parallèles métalliques fermés, et aussi à 4 millimètres les uns des autres. Les génératrices et les parallèles en question étaient en fil de cuivre de o,5 mm.
- Lorsqu’on entourait les cylindres 2-9 de la gaine G avant de les introduire dans A, leur action subsistait inaltérée, tandis que, enveloppés dans le fourreau P, leur action était parfaitement éliminée (1).
- Pour déterminer jusqu’à quelle profondeur l’aimantation se produit dans cette ferro-paraf-fine, j’ai préparé des cylindres creux, dans lesquels s’introduisait ensuite un autre plein.
- La présence d’un de ces cylindres creux dans A produisait une forte diminution de l’étincelle secondaire, mais cette diminution était encore accentuée par l’introduction d’un cylindre plein dans l’intérieur du premier.
- J’ai reconnu de la sorte que l’aimantation
- [') La période du résonateur est diminuée par l’introduction d’un cylindre tout métallique ou à parallèles métalliques: l’onde marche, dans ce cas, plus en dehors de la spirale A. L’étincelle maximum redeviènt pourtant la môme une fois l’unisson rétabli.
- traverse facilement une épaisseur de 7 millimètres dans la ferro-paraffine à 10 pour 100 de fer, et de même une épaisseur de 5 millimètres pour celle à 25 pour 100 de fer.
- Nous nous trouvons alors devant des diélectriques bien conformes à l’idée de Poisson-Mosotti (1).
- Les résultats obtenus avec notre diélectrique magnétique invitent à de nouvelles recherches. D’abord, il faut étudier les forces mécaniques qu’exercent les ondes électriques sur une aiguille de ferro-paraffine délicatement suspendue. Puis il y a des propriétés fort intéressantes que laisse présumer la théorie de xMaxwell pour un tel diélectrique; je rappellerai seulement la loi
- 1
- Influence de la pression sur la constante diélectrique de l’eau et de l’alcool éthylique, par W. C. Rœntgen (s).
- L’auteur a montré en collaboration avec M. Zehnder (3) que les variations que subissent les indices de réfraction des liquides sous l’influence de la pression ne concordent pas avec celles calculées par la formule de Lorentz
- — 1 1 , .
- —3--- j = constante.
- n - 2 a
- Dans tous les cas, la formule de Lorentz fournit des valeurs trop fortes. A la fin de ce travail on faisait remarquer que sous sa forme primitive
- K — 1 1 „ „
- rtr—— = constante,
- K + 2 ci
- contenant la constante diélectrique^ K, la formule de Lorentz ou de Mosotti-Clausius conduit pour des corps à grande constante diélectrique à des variations très grandes de cette constante avec la pression.
- Il est encore plus surprenant de constater que pour K = 80, d— 1 et y. (compressibilité) = 5oXio-G la constante diélectrique de l’eau sous une pression d’environ 800 atmosphères serait infinie d’après cette formule. Pour des
- (') Poincaré, Electr. et Opt.. t. I, p. 44.
- (*) Wiedemann’s Annal-en, t. LII, p. 592, 1894. (3) Wiedemann’s Annalen, t. XLIV, p. 24, 1891.
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- 594 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- pressions encore plus élevées, on obtiendrait même des valeurs négatives. Il en est à peu près de même pour l’alcool éthylique et d’autres liquides, et il semble donc que la formule de Lo-rentz soit inapplicable dans ces cas.
- L’auteur a cherché à déterminer la variation que subit la capacité d’un condensateur formé de deux tubes concentriques et remplis d’eau lorsqu’on augmente la pression depuis une atmosphère jusqu’à 3oo ou 5oo. A sa surprise, il a constaté que la capacité variait dans ces conditions de moins de i o/o.
- Il crut d’abord avoir affaire à un cas exceptionnel, parce que l’eau subirait, d’après lui, une modification moléculaire sous l’influence de la pression. Si l’eau liquide n’est autre chose qu’une « solution de molécules de glace dans des molécules d'eau », solution dont la concentration dépendrait de la pression, il est admissible que la constante diélectrique du dissolvant varie avec la pression, quoique la capacité de la solution soit à peu près constante. D’autres liquides peuvent se comporter d’une façon analogue; mais la coïncidence serait bizarre* si pour les autres liquides la compensation était exactement la même que pour l’eau. Si l’on trouve donc avec un autre liquide une constante diélectrique peu variable avec la pression, l’objection en question est écartée.
- Pour élucider ce point, l’auteur a fait des expériences avec l’alcool éthylique, et a trouvé le même résultat qu’avec l’eau, c’est-à-dire qu’une variation de pression de 5oo atmosphères reste sans influence sensible sur la capacité.
- Il en résulterait donc que la formule de Lo-rentz conduit à des résultats erronés. Toutefois, cette conclusion n’est justifiée que si l’on suppose exactes les constantes diélectriques trouvées par divers observateurs pour l’eau et pour l’alcool.
- A. H.
- Sur l’aimantation de fils de fer et de nickel par des oscillations électriques rapides, par I. Klemencic (*).
- v A l’aide de la formule de lord Rayleigh et Stefan, l’auteur a cherché à déterminer l’intensité d’aimantation, ou la valeur de g, par le dégagement de chaleur d’un fil en métal magnétique
- traversé par des oscillations électriques de fréquence 9 X io7 environ.
- La chaleur à été mesurée à l’aide d’une pile thermo-électrique sensible placée dans le voisinage du fil, et a été comparée chaque fois avec le dégagement de chaleur dans un fil non magnétique.
- Les observations ont donné les valeurs suivantes de [j. :
- Fer doux........................ 118
- Acier (fil de pian0).j [[ „5
- Acier Bessemer.... j ^oux............ 77
- ( dur.............. 74
- Nickel............................... 29
- Ces valeurs concordent bien avec celles trouvées par Baur et lord Rayleigh pour des forces magnétiques faibles. Comme l’indiquent les expériences de ces observateurs, la perméabilité est constante jusqu’à de certaines valeurs de la force magnétisante, pendant que celle-ci augmente rapidement.
- Les observations de M. Klemencic montrent que |j. varie entre certaines limites. Ce fait peut être expliqué soit en admettant que les forces magnétisantes employées sonttrès faibles et de l’ordre de grandeur des intensités de champ dans lesquelles |x est en réalité constant, soit encore, en admettant qu’il s’agit ici de forces magnétisantes beaucoup plus grandes, mais que l’aimantation ne peut suivre les variations assez rapidement pour atteindre la partie de la courbe d’aimantation correspondant aux valeurs variables et beaucoup plus grandes de [x.
- Une évaluation approximative des intensités de champ employées montre qu’à la surface des fils et au début des oscillations, nous avons des forces magnétisantes plusieurs centaines de fois supérieures à celles pour lesquelles ;x est constant. Il y aurait donc dans ce cas un retard à l’aimantation qu’il ne faut pas confondre avec l'hystérésis, et il faut supposer que les résultats de Baur et de lord Rayleigh relatifs à l’aimantation longitudinale s’appliquent également à l’aimantation circulaire.
- Entre les limites où jx est constant il n’existe pas d’aimantation rémanente; dans cette région l’aimantation est analogue à la déformation d’un corps entre les limites d’élasticité, tandis que les degrés supérieurs de l’aimantation peuvent être
- (*) Wiener Berichte, i" mars 1894.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- ' 5g5
- à ......
- comparés à la déformation permanente, analogie déjà indiquée par Maxwell. La partie de l’aimantation dont on fait usage dans la pratique se trouve dans la région correspondant à la déformation permanente. Il est très probable, et cette supposition est confirmée par l’expérience, que l’aimantation dans un champ rapidement variable n’atteint pas cette région, tandis que dans la région d’invariabilité de g, les molécules peuvent suivre des oscillations beaucoup plus rapides que celles employées ici. D’autres expériences, qui pourront être faites à l’aide de décharges de condensateurs, décideront de ce point.
- A. H.
- BIBLIOGRAPHIE
- Magnetische Kreise, deren Théorie und Anwendung (circuits magnétiques, théorie et application), par le Dr H. du Bois. Julius Springer, éditeur, Berlin.
- Au congrès d’électricité de Francfort, M. H. du Bois avait fait une conférence sur « les circuits magnétiques », à la suite [de laquelle on l’engagea de divers côtés à publier un aperçu d’ensemble de la question.
- Les progrès rapides de l’électrotechnique ont réagi sur la physique théorique, lui ont imprimé une nouvelle orientation, et comme actuellement la pratique semble être arrivée à une période de développement plus tranquille, le moment est venu de jeter un coup d’œil sur les connaissances acquises.
- La préface du livre nous renseigne d’ailleurs sur les points de vue auxquels l’auteur a voulu se placer. Il ne s’occupe, en général, que de l’état actuel de nos connaissances et n’insiste pas sur l’historique des recherches, attendu que cette partie du sujet est traitée avec tous les développements qu’elle comporte dans le grand Traité d'électricité de G. Wiedemann, dont une nouvelle édition paraît en ce moment. Il n’est lait d’exception qu’en ce qui concerne l’histoire de la notion du circuit magnétique.
- L’ouvrage est divisé en deux parties : théorie et application. Les deux chapitres d’introduction donnent un résumé aussi élémentaire que
- possible des définitions et de la théorie indispensables à la compréhension des phénomènes, ainsi que des premières notions du calcul des quaternions.
- Les chapitres III et IV contiennent les principes fondamentaux de la théorie des aimants permanents et de l’induction magnétique. Les problèmes sont traités d’après la manière de Maxwell, et comme le font MM Mascart et Jou-bert dans leur traité. Toutefois les longs développements analytiques sont évités autant que possible et la préférence est donnée aux méthodes géométriques ou graphiques. Quant aux quaternions, sous leur forme primitive ou avec les modifications introduites par O. Heaviside, l’auteur ne s’en sert, pas, leur connaissance n’étant pas encore suffisamment répandue. Mais la nature même des grandeurs magnétiques implique l’emploi de quantités vectorielles, et l’exemple du tore fendu, qui est considéré* comme le prototype des circuits magnétiques et à l’étude duquel l’auteur a consacré tout un chapitre, montre combien rigoureusement peuvent être traités les problèmes du magnétisme.
- Toutefois, si l’on voulait s’en tenir à cette théorie rigoureuse, le calcul deviendrait d’une complication extrême dans le cas de l’aimantation de corps de forme quelconque. Il serait particulièrement laborieux s'il s’agissait de l’appliquer au circuit magnétique d’une dynamo, par exemple, si différent du cas du tore uniformément excité. Aussi, la seconde partie du livre, qui s’occupe des applications, abandonne-t-elle la méthode purement scientifique, pour envisager les circuits magnétiques tels que la pratique en offre de nombreux exemples.
- Dans le sixième chapitre, l’auteur montre que l’approximation que permet d’atteindre l’assimilation du circuit magnétique au circuit électrique n’est possible que grâce à la propriété autorégulatrice de la dispersion des lignes de force. En tous les endroits d’un circuit où le flux de force change de valeur, des lignes de force tendent à s’échapper; mais l’action de ces lignes est telle qu’elle combat le champ inducteur aux points où le flux est maximum, et qu’elle l’aide, au contraire, là où le flux est plus faible. C’est cette action autocompensatrice de la dispersion qui tend à conserver l’uniformité du flux dans le circuit, et permet d’assimiler ce dernier au circuit électrique.
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- La méthode synthétique d’Hopkinson pour le calcul du circuit magnétique est aujourd’hui bien connue; mais on lira avec’intérêt l’exposé qu’en donne l’auteur, ainsi que, dans le chapitre VII, l’historique de la mise en parallèle des circuits magnétique et électrique.
- Le praticien trouvera au chapitre VIII l’application raisonnée des notions théoriques à la construction des machines et appareils usuels : dynamos, moteurs, électro-aimants en général, transformateurs, etc.; au chapitre IX, les modifications à apporter aux électro-aimants et les grandeurs à considérer, selon les différentes applications que l’on se propose de réaliser.
- L’ouvrage se termine par une brève, mais très intéressante description des méthodes actuellement connues pour la mesure de l’intensité de champ et de l’induction.
- Différentes parties du livre contiennent des études inédites, quelques-unes relatives à des travaux originaux de l’auteur; toutes portent ce cachet de consciencieuse précision que nous sommes habitués à trouver chez les hommes de science allemands.
- Aussi goûte-t-on un véritable plaisir à lire cet ouvrage, dont les épreuves ont été revues par des savants tels que le professeur Ewing, lord Kelvin, MM. Kundt, Lehmann, Lindeck, Na-gaoka, Plauck, Raps et Rubens; et nous espérons qu’une bonne traduction de l’ouvrage de M. H. du Bois permettra au lecteur français de partager cette satisfaction.
- Ajoutons que, ce qui ne gâte rien, l’exécution matérielle du livre (400 pages environ) est absolument irréprochable; texte et figures sont très soignés et doivent contenter les plus difficiles.
- A. Hess.
- Petit Dictionnaire pratique de mécanique et d'électricité,
- par Charles Barbat. E. Bernard et C”, éditeurs, Paris.
- Il ne s’agit pas d’un petit dictionnaire de poche; cet ouvrage comprend plus de 1200 pages, dont près de 1000 sont consacrées à la partie mécanique. Disons tout de suite que la partie électrique est un peu faible; mais, elle n’-a pas pour but d’instruire les ingénieurs électriciens, et l’auteur la considère d’ailleurs comme un recueil de renseignements à l’usage du mécanicien.
- Quant à la partie du dictionnaire relative à la
- mécanique, nous la trouvons d"une très grande utilité, surtout entre les mains de l'électricien. Les divers sujets, rangés par ordre alphabétique, sont très sobrement traités, mais donnent les renseignements les plus utiles au point de vue pratique; et nous pensons que le recueil de M. Ch. Barbat n’est pas destiné à rendre desservices aux ouvriers et chefs d’ateliers seulement, mais que les ingénieurs y trouveront des détails qu’une longue expérience seule apprend d’habitude.
- A. H.
- L’Aluminium, par A. Lejeal, avec introduction par A.
- Le Verrier. — J.-B. Baillière, Paris. 1 vol., 357 pages.
- Dans une intéressante introduction, pleine d’aperçus nouveaux, M. Le Verrier présente le livre de M. Lejeal, qui, après ceux de Minet et de Richards, contient l’histoire de la métallurgie de l’aluminium, avec l’étude des propriétés du métal et de ses alliages, propriétés qui ont fait pour MM. Le Verrier et Lejeal, l’objet de recherches spéciales au laboratoire de métallurgie du Conservatoire des arts et métiers. On y trouvera des coupes microscopiques montrant la structure des principaux alliages d’aluminium, coupes dues à M. Guillemin, qui s’est fait une spécialité de cette histologie métallique.
- La description des procédés électrothermiques et électrolytiques occupe 40 pages; elle ne présente rien de particulièrement nouveau^). L’intérêt du livre réside surtout dans l’étude des propriétés et des applications, et aussi dans une étude critique de quelques procédés chimiques qui, d’après une communication de M. Le Verrier à la Société d’encouragement, seraient bientôt une concurrence aux procédés électriques.
- L’ouvrage se termine par la métallurgie de laboratoire des métaux alcalino-terreux et du manganèse, dont les minerais très abondants sont susceptibles, avec des procédés convenables, de donner des métaux utilisables directement ou indirectement.
- A. R.
- (*) Pour les lecteurs de ce journal, qui, avec M. Richard, suivent depuis longtemps tous les progrès de l’électrométallurgie de l’aluminium.
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- FAITS DIVERS
- Le Parlement anglais alloue à la Société Royale de Londres une subvention annuelle de 100000 francs pour servir à l'avancement des sciences. Parmi les travaux en électricité qui ont été récompensés par la Société nous notons : W. G. Rhodes, étude du coefficient de température de quelques métaux purs dans le but d’obtenir un thermomètre électrique plus précis que le thermomètre à platine; Schuster, calculs numériques concernant le magnétisme terrestre ; W. A. Shenstone, recherches sur l’influence de l’effluve électrique sur l’oxygène et d’autres gaz.
- The Electrician, de Londres, signale des expériences faites récemment à la station navale de Nevvport pour se rendre compte du service que peuvent rendre les projecteurs. Deux torpilleurs, peints en noir et en vert foncé, devaient chercher à pénétrer dans le port sans être aperçus, pendant que des projecteurs devaient balayer de leurs faisceaux l’entrée du port pour essayer de les découvrir. Les deux torpilleurs étaient entrés dans le port alors que les officiers les cherchaient encore à l’entrée de la baie.
- Le gouvernement allemand a décidé de faire peindre en gris bleuâtre tous ses torpilleurs, cette couleur semblant être la moins facilement visible sous le feu des lampes électriques.
- Le grand village de Gossau, situé â une dizaine de kilomètres de Saint Gall en Suisse a été récemment le théâtre de curieux phénomènes électriques. Ce village est éclairé par une station centrale hydro-électrique située à 12 kilomètres de distance, et envoyant un courant de haute tension aux- transformateurs installés dans des sous-stations.
- Pendant un orage qui dura plusieurs heures, la foudre atteignit la ligne. Toutes les lampes électriques s’éteignirent, et de violentes étincelles coururent le long des fils aériens et illuminèrent la place. Ce phénomène était surtout d’une remarquable intensité â la station principale de transformateurs, située près d’un hôtel. Comme les étincelles jaillissaient continuellement pendant plus d’une heure, on craignit un incendie et les pompiers furent appelés. Ce n’est qu’après avoir fait couper le circuit â la station génératrice que ces phénomènes cessèrent.
- Ils n’éiaient dus à la foudre qu’indirectement, et on a lieu de croire que le circuit à haute tension avait été mis ^ la terre par l’intermédiaire du parafoudre dont le fonctionnement était défectueux.
- Nous avons annoncé en son temps l’installation, dans la capitale du Siam, d’un tramway électrique, Cette entreprise est due à l’initiative de la compagnie américaine Short, La ligne est aujourd’hui en service et donne de très bons résultats.
- Une autre compagnie installe à Bangkok l’éclairage électrique. Le combustible est peu coûteux ; on emploie la sciure de bois des grandes scieries de teak.
- Il serait â souhaiter que nos industriels envoyassent d’actifs représentants dans ces pays d’Extrême-Orient, pour lesquels tant de sacrifices ont été faits, et qui offrent un excellent débouché.
- Le tramway delà Société électrique de Vevey-Montreux a transporté, en 1893, 1300240 voyageurs, soit environ 3586 par jour, qui lui ont donné une recette de 225322 francs. Au 3i décembre dernier cette Société alimentait 9032 lampes à incandescence et 35 lampes à arc. Les recettes ont été de 187 835 francs, laissant un bénéfice net total pour les deux services, de 146406 francs. Un dividende de 5 0/0 a été déclaré.
- La Chambre des Communes a voté une somme de 275000 francs pour les communications électriques à établir entre les bateaux-phares et la côte.
- On croit généralement que le fer et d’autres métaux obtenus par l’électrolyse sont entièrement exempts des impuretés qu’ils renferment lorsqu’ils sont préparés par les procédés métallurgiques ordinaires. Mais il est extrêmement difficile d’obtenir ces corps entièrement purs. M. Lockyer a montré récemment que le fer électrolytique contient, quoique en moindres proportions, plusieurs des impuretés du fer ordinaire. Il a- photographié le spectre de ce métal volatilisé dans l’arc électrique. L’examen du spectre a révélé la présence du calcium, du manganèse et de traces d’autres métaux. 11 est donc peu probable que du fer absolument pur ait jamais été préparé.
- LEleltricita annonce que les ateliers d’Œrlikon ont construit une turbine de Laval de 5 chevaux, tournant à 3oooo tours par minute et accouplée avec une dynamo faisant 3ooo tours par minute. La consommation de vapeur par cheval-heure est de i5,7 kg.
- On sait que plusieurs inventeurs ont proposé récemment des cuirasses à l’épreuve des balles, mais qu’ils se sont refusés à faire connaître si ces cuirasses contenaient ou non des plaques métalliques. Pour élucider ce point, sans cependant chercher à connaître la nature du métal, la Pall Mail Gazette propose l’emploi d’un appareil élec-
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- trique qui permettrait de décéler la présence du métal, sans qu’on ait à toucher les fameuses cuirasses. C’est M. Sylvanus Thompson qui a combiné cet appareil, qui n’est autre qu’une balance d’induction, et a été exposé à la Société Royale. Mais il paraît que les inventeurs n’ont pas voulu soumettre leurs engins à cette épreuve.
- F
- M. A. ICœltzow, de Berlin, a présenté récemment à la Société électrochimique un nouveau phonographe decon-struction très simple. Dans ce nouvel appareil, qui vu son prix peu élevé paraît appelé à de plus nombreuses applications que les phonographes construits jusqu’ici, le cylindre enregistreur est formé d’un savon très dur. Chaque cylindre, coûtant un peu plus de 3 francs permet l’inscription de 25oooo mots, parce qu’un dispositif permet d’enlever les couches très minces ayant reçu une instruction antérieure. L’inscription de 1000 mots ne revient ainsi qu’à un peu plus d’un centime ; le papier que l’on emploierait pour le même usage coûterait autant.
- La Zeitschrijt fur Elektrotechnik décrit un exemple d’éclair en boule observé au bureau de poste d’Oderberg (Prusse). Pendant un violent orage, un poteau télégraphique, situé à 5oo mètres environ du bureau, parut frappé par la foudre. A ce moment, trois employés, assis autour de l’une des tables du bureau, virent, à 20 centimètres environ au-dessus de la table, une boule de feu de la grosseur du poing, d’un éclat aveuglant, qui fit immédiatement explosion avec bruit, sans que personne fût atteint.
- L’un des spectateurs dit que la boule était descendue du haut de la salle sur la table et avait rebondi sur celle, ci avant d’éclater à la hauteur indiquée. La table en question se trouve un peu à droite et entre les fils à enveloppe de plomb qui traversent le bureau pour gagner les piles. On a vu aussi se produire une décharge entre les câbles et une lampe à pétrole, suspendue à un crochet en métal à 0,20 m. au-delà de la table, par rapport aux câbles.
- Le nettoyage des pièces métalliques destinées à recevoir une couche galvanoplastique se fait, comme on sait, par un décapage dans un bain acide. Mais ce bain se sature vite, et son remplacement donne lieu à une certaine dépense. Pour procéder plus économiquement, M. Ileathfield fait passer dans le bain un courant électrique en se servant de la pièce comme anode. Le bain conserve ainsi indéfiniment son acidité première, et la dépense est moins considérable.
- A la dernière séance de l’American Institute of Electrical
- Engineers, M. W. Griscom s’est occupé de la question des accumulateurs électriques.
- Il constate d’abord la diversité des opinions relatives à l’entretien des éléments. Il fait remarquer qu’en Europe l’achat s’en fait le plus souvent avec une garantie relative à l’entretien, et que les accumulateurs sont maniés avec toutes les précautions qu’ils exigent. En Amérique, au contraire, où l’on cherche surtout une utilisation intensive de tous les appareils, les batteries sont très maltraitées, et, conclut l’auteur, c’est là la principale raison de leur peu de succès au-delà de l’Atlantique.
- Jusqu’à présent il n’y avait pas une seule application des courants alternatifs à la traction électrique. Le Bulletin de la Compagnie Thomson-Houston annonce que cette compagnie a commencé tout dernièrement l’application pratique de ce système pour les lignes parcourant des grandes distances ou dans les cas où la source d’énergie se trouve loin du réseau. Les avantages de ce genre de distribution sont évidents. La source d’énergie peut se trouver à des distances importantes des différents tronçons de la ligne, sans qu’il soit besoin d’employer des conducteurs très gros et de faire des dépenses considérables d’installation. Dans ce but on envoie des courants polyphasés à haute tension (5ooo à 10000 volts) qui alimentent des transformateurs statiques placés près du réseau des tramways. Le courant transformé n’est que de 400 volts, lesquels à leur tour sont modifiés par des transformateurs rotatifs en courants continus de 600 volts alimentant le fil de trolley.
- Ce système est actuellement installé dans la ville de Portland, où le courant est transmis sur une distance de 21 kilomètres. La puissance totale à transmettre est d’après le Bulletin, de 365o kilowatts.
- La Compagnie française Thomson-Houston a passé un traité avec le concessionnaire de la ville de Montpellier pour l’installation d’un tramway électrique.
- Éclairage électrique.
- Nous empruntons à Sciences et Commerce les détails suivants sur l’organisation de l’éclairage électrique à l’Exposition de Lyon :
- L’éclairage de la coupole est assuré par 25o lampes à arc réparties sur toute la surface et donnant chacune une intensité de 1200 bougies.
- Les lampes du centre de la coupole et du promenoir ont une intensité double.
- Au centre de la colonne lumineuse sont disposées 1 fi
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- de ces mêmes lampes à arc, lesquelles fournissent l’éclairage nécessaire pour le palais.
- L’illumination est formée par 4000 lampes à incandescence de 10 bougies, disposées de telle façon que l’ossature métallique de la coupole sera entièrement dessinée. Ces lampes courent le long des arbalétriers et sur le balcon qui fait le tour du promenoir. En outre, la colonne centrale est parsemée de cabochons multicolores. Les verres taillés projettent au loin les mille couleurs des facettes, qui se marient aux cercles de perles disposés tout autour de la fontaine.
- La porte monumentale est éclairée à la partie inférieure, sur les pilastres, par six consoles portant chacune trois lampes à arc. La partie supérieure et le plafond de la porte comptent un nombre égal de lampes. Il en est de même de l’intérieur du vestibule, où des rampes de lampes à incandescence ont été dissimulées à la vue du public. Tout en haut un soleil formé de lampes à incandescence de 5o bougies, munies de globes diffuseurs, inondera l’entrée, projetant un splendide éclairage sur les abords de la coupole.
- Dans les jardins on a disposé 22 lampes, montées sur candélabres, ainsi qu’à la porte d’entrée du parc, dont les moulures seront mises en relief par un brillant éclairage. Il en est de même aux pavillons coloniaux et au vélodrome.
- Depuis quelques années, nombre de petites localités situées dans les pays de montagne ont profité des chutes d’eau qui les entourent et qui leur donnent gratuitement l’énergie que l’on est obligé de créer ailleurs à grands frais, pour transformer en électricité le travail de ces cours d’eau et se donner ainsi avec de faibles frais l’éclairage le plus brillant.
- Le Cosmos signale aujourd’hui la petite commune de Saint-Martin-Vésubie, dans les Alpes-Maritimes.
- Ce village est devenu un centre d’excursion et même de séjour pour les personnes de plus en plus nombreuses, qui vont chaque hiver chercher dans le midi un climat plus doux; cette station se recommande tout spécialement par le charme et le pittoresque des paysages qui l’entourent On a pensé, non sans raison, que quelques attractions, en dehors des beautés naturelles, ne nuiraient pas à la vogue naissante, et une première Société s’est constituée pour donner à Saint-Martin la lumière électrique. Elle n’a pas abouti. Un homme d’initiative, un modeste ouvrier de la montagne, M. Mottet, a repris ce projet; aidé des lumières de quelques.,ingénieurs, il l’a résolu ; et maintenant Saint-Martin-Vésubie n’a rien à envier aux grandes villes; loin de là, car on y bénéficie des bienfaits de l’électricité dans des conditions économiques inconnues ailleurs.
- Une turbine de 20 chevaux environ, actionne des dynamos Cabella, de Milan, qui distribuent l’électricité chez les abonnés.
- Gomme dans toutes les petites localités, on a renoncé à l’usage si onéreux des compteurs. L’abonnement est fait par lampe pour un an, avec une consommation garantie de 1000 heures par lampe et par an, et pour la saison d’été, par mois, avec une consommation garantie de 125 heures par mois.
- Les tarifs sont tels que les abonnés y trouvent une économie sur tout autre mo.de d’éclairage, et ils jouissent, en outre, d’une lumière bien plus belle et d’un usage bien plus agréable.
- C’est un exemple qu’il était bon de faire connaître.
- On annonce que Biarritz sera éclairé à la lumière électrique avant deux mois. C’est la Compagnie du gaz qui s’est chargée de la production de l’énergie électrique.
- D’autre part, le Grand .Hôtel de Biarritz recevra une installation particulière qui comprendra une batterie d’accumulateurs Tudor de 600 ampères-heure.
- Il est question d’adopter l’éclairage électrique à Alais. Les autorités locales ont établi certaines clauses pour la concession qui ont été acceptées par MM. Louche, Bonne-foy et Froment. Notification en a été faite à la Compagnie du gaz, qui aura à décider si elle veut exercer son droit de fournir l’éclairage électrique.
- Les journaux politiques nous apprennent que l’empereur d’Allemagne a fait aménager pour son usage personnel une voiture éclairée électriquement. Des lampes électriques sont également fixées aux harnais des chevaux.
- Télégraphie et'Téléphonie.
- Le réseau téléphonique Avize-Epernay-Paris a été mis en service le 9 de ce mois.
- Les travaux pour la construction de la ligne téléphonique Paris-Tours-Saumur-Angers vont être commencés incessamment.
- Les lignes de la Pacific and European Telegraph Company, établies dans le but de procurer à l’Europe une communication plus directe avec le Chili, le Pérou et la Bolivie, ont été posées en vertu de concessions accordées par les gouvernements de la République Argentine et du Chili.
- L’artère principale de cette nouvelle communication transandine, qui se compose de deux fils, s’étend de
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- Buenos-Ayres à Valparaiso et a une longueur totale de 1423 kilomètres, dont i3og kilomètres sont placés sur des poteaux, tandis que le reste, soit 114 kilomètres, formant un câble recouvert de caoutchouc, est enfoui sous terre sur la section d’Upsallata (République Argentine) à Rio Blanco (Chili).
- Santiago, capitale du Chili, est aussi relié à Valparaiso par un troisième fil placé sur les poteaux de l’artère principale jusqu’à Las Vegas, où il se bifurque pour arriver à Santiago.
- Le matériel de la ligne, nous apprend le Journal télégraphique de Berne, a été en majeure partie fourni par MM. Siemens brothers et C% à Londres, et MM. Johnson et Nepheu, à Manchester.
- Les premiers ont livré des poteaux métalliques avec les supports de bois, les câbles, les isolateurs et les appareils de transmission.
- MM. Johnson et Nepheu ont fourni les fils conducteurs.
- Les poteaux sont composés de trois sections; la pointe est en fer forgé tandis que la colonne et le socle sont en fonte; le socle est chassé en terre par des béliers jusqu'à une profondeur de 0,94 m.; la colonne est fixée au socle par quatre boulons, et la pointe est emboîtée solidement dans la colonne au moyen d’un anneau à piton.
- Les supports des isolateurs sont en bois de chêne; leur longueur est de 61 centimètres; ils sont fixés au poteau par des brides en fonte galvanisée.
- Les isolateurs employés sur les poteaux intermédiaires, ainsi que ceux de tension, sont en double cloche et en porcelaine blanche; dans le voisinage des villes ils sont garnis d’un chaperon de fer.
- En ce qui concerne le mode de construction de la ligne, on a planté quinze poteaux par kilomètre, y compris deux poteaux de tension; ces derniers et les poteaux d’exhaussement sont fortement étayés, de même que chaque huitième poteau.
- Comme fil conducteur, 011 a pris un fil galvanisé, d’un diamètre de 2,08 mm.; ce fil avait une limite de rupture de 953 kilogrammes, avec un allongement de i5 0/0.
- A une température de i5° 5, il a une résistance électrique do 9 ohms par mille et son poids est de 272 kilogrammes.
- On commença la pose du câble souterrain, qui franchit les Andes, au mois de juin 1892, et la construction de la section aérienne commença au mois de novembre de la même année; toute la ligne était achevée et fut ouverte au trafic le 19 mars 1894.
- Le système de travail adopté pour cette ligne est la transmission à double courant avec un poste de translation à Mendoza; la plus grande vitesse que l’on ait obtenue, soit en transmettant avec translation, soit en travaillant directement entre Valparaiso et Buenos-Ayres, a été de 27 à 28 mots de 5 lettres par minute.
- L’une de ces deux lignes est disposée pour la transmission duplex. Pour la réception des télégrammes, la
- Compagnie a établi des bureaux à Santiago, Valparaiso, Mendoza et Buenos-Ayres. L’entretien et le contrôle de l’état électrique des lignes est facilité par l'installation de postes d’expériences dans toutes les gares du chemin de fer de Buenos-Ayres à l’Océan Pacifique et à chaque intervalle de 16 à 24 kilomètres sur les sections où la ligne s’écarte de la voie ferrée.
- On a souvent prétendu que l’extension de la téléphonie ne nuirait pas aux services télégraphiques, et que bien au contraire, là où le téléphone se développait la transmission télégraphique devenait aussi plus active. Or, des constatations récentes montrent qu’il n’en est pas toujours ainsi. D’après les résultats obtenus dans les Pays-Bas, pendant l’exercice 1892, il y a eu diminution dans le nombre de télégrammes par rapport à l’exercice précédent. On n’a pas pu déterminer si cette diminution doit être attribuée au malaise général du commerce ni jusqu’à quel point l’usage du téléphone y contribue,
- Mais, d’autre part, il est à remarquer que depuis le premier essai de téléphonie à grande distance entre New-York et Chicago, un grand nombre de lignes télégraphiques qui reliaient ces deux villes ont été remplacées par des lignes téléphoniques. Il paraîtrait même que les nouvelles de Bourse prennent aujourd’hui la voie téléphonique, et qu’il ne reste plus que deux sociétés ayant des lignes télégraphiques entre les deux villes.
- Il en résulte une certaine animosité entre les deux grandes compagnies qui monopolisent le trafic, la Western Union et l’American Bell Téléphoné. Ces deux vastes compagnies qui se soutenaient mutuellement se trouvent avoir ainsi des intérêts opposés, les lignes à longues distances de la compagnie Bell tendant à envahir le domaine réservé jusqu’ici à la télégraphie; et ce conflit ne semble pas près d’être évité, car on affirme que la transmission de la plupart des dépêches de presse par voie téléphonique n’est plus qu’une question de temps.
- Le budget du Japon prévoit pour 1894-1895. une dépense de 389 25o francs qui sera affectée à la pose de câbles sous-marins entre Saga-Seki, Okinawa et Olu.
- ERRATUM. — Par suite d’une transposition, les deux premières lignes de la 2' colonne de la page 549 doivent ctre placées en tête de la r colonne de cette page.
- Imprimeur-Gérant ; V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique. — Paris, 3i boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- JL
- Journal universel d’Électricité
- 51, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : D' CORNÉLIUS HERZ
- XVI- ANNÉE (TOME LII) SAMEDI 30 JUIN 1894 N3 26
- SOMMAIRE. — Sur les lois des actions et les systèmes des dimensions des grandeurs physiques; Augusto Rovida.
- — Théorie tourbillonnaire de l’électrodynamique; J. Blondin. — Pupillométrie et photométrie; Charles Henry.
- — Chronique et revue de la presse industrielle: Sur une nouvelle méthode de synchronisation des alternateurs, par W.-E. Ayrton. — Fabrication électrolytique de la soude Craney. — Balai encreur télégraphique Mills — Accumulateurs Schoop. — Câbles Felten et Guilleaume. — Théorie et calcul des moteurs à courants alternatifs asynchrones, par E. Arnold. — Revue des travaux récents en électricité : Effet de l’aimantation sur les dimensions de fils et d’anneaux en fer recuit, par Sheldford Bidwell. — Sur le mode de transformation du travail en énergie électrique, par M. Vaschy. — Sur la nature de la conductibilité électrique, par M Vaschy. — Correspondance. — Faits divers. — Table des matières.
- SUR LES LOIS DES ACTIONS ET LES SYSTÈMES DES DIMENSIONS
- DES GRANDEURS PHYSIQUES
- La question des systèmes d’unités de mesure ne doit pas être confondue avec celle des systèmes des dimensions des grandeurs physiques; c’est là une vérité que l’on trouve répétée dans tous les plus récents ouvrages qui traitent des systèmes. Dans un travail publié par la Rivista scienlifico-industriale P), je me suis occupé des systèmes d’unités de mesure pour démontrer la possibilité de concilier les décisions des deux congrès de Paris celui des mécaniciens, tenu en 1889, et celui des électriciens, en 1881. Les conclusions auxquelles j’étais arrivé alors peuvent être résumées ainsi :
- «Nous avons l’habitude de corriger la lecture d’un baromètre à mercure en réduisant la mesure à la température de zéro, à la latitude de 45 degrés et au niveau delà mer; d’autre part, à l’aide du binôme de dilatation, nous corrigeons la mesure faite avec un mètre qui n’est plus à la température de zéro.
- « Or, introduisons dans nos considérations un binôme de gravité (1 -j-V), et servons nous en pour corriger toute comparaison faite entre forces et charges prises comme unités pour ef-
- fectuer la mesure. De cette façon, l’étalon matériel de l’unité de force restera variable suivant les lieux, mais non l’unité de force, et tous les calculs pour lesquels on se sera servi exclusivement de ces mesures corrigées seront d’accord avec les systèmes d’unités de mesure absolues.
- « Il est cependant nécessaire que l’on fasse toujours les calculs comme s’ils s’appliquaient à une latitude et une altitude où, par convention, le poids d’un certain nombre d’unités de masse représente l’unité absolue de force. Les partisans des systèmes d’unités absolues doivent se rallier à la valeur logique et non à la valeur numérique de l’unité; les techniciens prêtent, au contraire, plus d’attention à la valeur numérique; mais ici le différend n’est pas tel que tout accord soit impossible. »
- Dans le travail mentionné plus haut je n’ai pas parlé des dimensions des grandeurs physiques, question que je me propose d’examiner ici plus spécialement.
- Parmi les plus récentes études qui traitent de ces dimensions, je citerai comme dignes d’attention celles de MM. Cornu, Mercadier, Vaschy et Amagat (!). Cependant, je ne crois pas devoir résumer aucune de ces études, me proposant de traiter la question à un point
- (’) Comptes rendus, i883, p. 2-0; janvier-juin 1893. p. 800, 872, 974, 1286; juillet-décembre 1893, p. S6, i5o.— Wied. Ann., t. NXIV, i885. — Phil. Mag , 5” série, t. XXVII, 1889. — La Lumière Electrique, t. XLVIII. p. 243, 489, 441 ; t. LI p. 538.
- (*) Florence, juillet 1891.
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- de vue original et de la conduire dans une nouvelle voie. Je diviserai les considérations qui suivent en deux parties principales, dont l’une consacrée plus spécialement à la mécanique et l’autre à l’électricité et au magnétisme.
- I
- l° La loi d’attraction newtonienne entre quantités de matières pondérables — qui est la même que celle de Coulomb pour les actions électriques et magnétiques servant à définir les dimensions de la quantité d’électricité et de pôle magnétique — prise comme base pour définir les dimensions de certaines grandeurs mécaniques, pourrait fournir exclusivement les dimensions de l’action, celles des masses et de la distance contenue dans l’équation :
- _mm'
- t ri
- Mais les dimensions des masses et de la distance sont respectivement et conventionnellement [M] et [L] ; et si dans cette équation on ne fait pas intervenir'de coefficient K affecté de dimensions, les dimensions de l’action se trouveraient être [L-2M2], qui sont bien différentes de [LMT-2] déduites de la mesure dynamique de la force, suivant la loi de Galilée, et que l’on introduit habituellement dans la loi de Coulomb, quand on assigne aux quantités d’électricité ou de pôle magnétique les dimensions
- [lîmît-1]*
- Cette considération en suggère plusieurs autres. Il se présente une dualité entre les dimensions de l’action suggérée par la statique et celle qu’indique la dynamique, et il convient de rechercher si l’on doit rejeter les dimensions obtenues dans l’un ou dans l’autre mode, ou s’il est possible de les concilier, et dans le dernier cas, il conviendra de bien établir la signification physique de l’accord trouvé mathématiquement. Car il est évident que l’on ne peut obtenir cet accord qu’en introduisant dans la loi de Newton un coefficient K dont les dimensions soient [L3M-1 T-2], et une grandeur ayant des dimensions est essentiellement physique ; elle doit exister dans la nature. Aucune fiction ne doit être introduite dans les mouvements de la nature, qui sont l'harmonie même ; si parfois ils présentent quelque chose de choquant, cela signifie sim-
- plement que nous avons laissé dans l’obscurité quelque intermédiaire réel par lequel la nature obtient sa propre harmonie.
- Il me semble que la première solution doit être sans autre débat mise de côté; ce serait, en effet, d’une injustifiable partialité que de ne pas admettre les dimensions qui résultent d’une relation n’ayant pour base que la masse et la longueur, -'ou bien, la masse, la longueur et le temps, c’est-à-dire les grandeurs fondamentales des systèmes de dimensions. Il paraît assez logique que dans les dimensions de l’action l’intervention du temps ne doive pas provenir de la loi statique, tandis qu’au contraire cette intervention est essentielle dans l’effet dynamique.
- Étant donné cette différence' à l’égard des dimensions du temps, il en résulte secondairement le fait que dans les expressions de la force et de l’action, la longueur ainsi que la masse ont des dimensions statiques et dynamiques différentes. Cette considération nous invite à rechercher si l'action, dont la conception fait partie du principe de Newton relatif à l’action et à la réaction, ne différerait pas, pour être plus complète par exemple, de la force qui entre dans la deuxième loi delà dynamique.
- Pour qui considère les trois principes fondamentaux de la dynamique, il est impossible de ne pas reconnaître que le principe d’action et de réaction est pour ainsi dire indépendant des deux autres, Tandis que le principe d’inertie et celui qui relie les forces aux variations de mouvement se présentent comme le négatif et le positif l’un par rapport à l’autre, le principe d’action et de réaction semble au contraire un pont jeté entre la force abstraite des deux premiers principes et la force dynamique réelle de la matière, sans cependant réussir à relier sûrement la notion plutôt subjective à celle purement objective.
- ' On a souvent fait observer (*) que l’on n’a tenu aucun compte du principe d’action et de réaction dans la définition du travail, et que cependant tout travail ne devrait se concevoir autrement qu’effectué par rapport à un centre d’action de masse infinie et absolument constante.
- Or, il me semble que pour atteindre notre but,
- (')Nevvcomb. — Définition de l’énergie et du travail. — Plut. Mag. 5‘série, t. VII, p. ii5, 18S9. —Journal de Physique, t. VIII, p. 5oi, 1889.
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- il ne nous reste plus qu’à faire un pas de plus, en réclamant l'intervention du principe d’action et de réaction.
- En effet, considérons deux corps A et B entre lesquels existe une action mutuelle. Lorsque le corps B subit une variation de mouvement et qu’un travail est effectué relativement à l’action réciproque, que devient le corps A que l’on suppose absolument immobile? On ne peut poser une telle question relative à la loi newtonienne sans jeter le regard sur le vaste domaine de la gravitation. C’est ainsi qu’il nous vient à la pensée que l’énergie thermique arrivant à notre terre doit être attribuée, parmi d’autres causes, à une transformation de l’énergie de position du soleil qui diminue de plus en plus de volume. Une modification de la distribution, de la densité de l’énergie de position sur le corps A supposé absolument fixe ne pourrait-elle, dans chaque unité de temps, correspondre, dans le cas le plus général, aux variations de mouvement et d’énergie cinétique du corps B? L’action newtonienne, conçue comme suivant entièrement le principe d’action et de réaction, pourrait être composée de deux facteurs exprimant les deux effets qui se produisent, pendant l’unité de temps, aux deux corps A et B. Mais ce sera sous deux aspects bien différents : celui des dimensions et celui de la valeur numérique, que nous devrons étudier si les conclusions auxquelles nous venons d’arriver pour l’action newtonienne se vérifient.
- Quant aux dimensions, il ne reste qu’à examiner si celles [L3 M-1 T-2] du coefficient K correspondent à une variation de distribution. [L3 M-1] est précisément le volume spécifique, et | L3 M-1 T-2] est l’accélération du volume spécifique, c’est-à-dire la variation que subit par unité de temps la vitesse avec laquelle varie le volume spécifique. L’action newtonienne, en ce qui concerne les dimensions, serait en raison inverse de cette accélération du volume spécifique et en raison directe de la variation de mouvement.
- En effet :
- 2. Intervention du milieu. — Jusqu’ici nous avons raisonné comme si les actions s exerçaient à distance, ou comme s’il intervenait un
- milieu apte à propager l’âction sans la modifier. Mais supposons que le milieu modifie l’action, et que A soit la valeur modifiée de l’action. Nous aurons :
- et les dimensions [A] dé A seront le produit de celles [À] deX par celles de l’action newtonienne pure, c’est-à-dire par [L-2 M2].
- [A]=[>][L-*M*].
- D’autre part, les dimensions de la force suggérées par sa mesure dynamique ne peuvent être modifiées par l'intervention du milieu. Par conséquent, cette intervention ne modifie pas la relation :
- [LMT—2] := [L-2 Ms] [L" M-1 T-2],
- entre les dimensions de la force et celles de l’action newtonienne pure; elle modifie seulement la relation qui existe entre les dimensions de la force et celles de l’action newtonienne modifiée, qui prend dès lors la forme suivante :
- [AHd [LMT-'}
- 3. Considérons encore une action mécanique mais non régie par la loi newtonienne. L’action sera une fonction de la masse, de la longueur — et peut-être aussi du temps — et serait telle qu’en déduisant ses dimensions de la forme de la fonction on ne trouverait certainement ni les dimensions [L-2 M2], ni celles [LMT--]. Comme l’intervention du milieu modifie les dimensions newtoniennes, toutes autres conditions différentes pourront aussi modifier l’action. Mais que peut-on en déduire?
- Les dimensions dynamiques de la force sont les seules invariables; toute action, quelle qu’en soit la loi, est accompagnée de phénomènes tels, que leurs dimensions multipliées par celles de l’action, donnent un produit constant, égal aux dimensions dynamiques de la_force. Le problème est bien défini quand il s’agit d’attractions entre des masses-agents pondérables ; étant alors donnés un produit et l’un des facteurs, on en déduit l’autre.
- 4. Arrivons au potentiel et à l’énergie. On sait que le potentiel est cette fonction poten-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- tielle particulière qui intervient lorsque les actions obéissent à la loi newtonienne, et mesure le travail effectué contre l’action même quand on porte l’unité de masse du corps agissant d’une position quelconque à une distance infinie. Or, les dimensions de ce potentiel mécanique ne peuvent être que celles déduites de la relation
- soit [L-1 M2], mais différentes des dimensions de l’énergie déduites de
- lesquelles sont, comme on sait, [L2 MT-’*].
- Aujourd’hui on attribue ces dernières dimensions aussi bien à l’énergie cinétique qu’à l’energie de position. Est-il bien indiqué d’adopter deux formules de dimensions distinctes pour deux espèces distinctes d’énergie, en confondant une de celles-ci avec le potentiel? Le potentiel n’existe pas pour toutes les lois d’actions, mais quand même il existerait, comme c’est le cas lorsque les forces sont des fonctions convenables de la distance, il varierait de dimensions avec la forme de ces fonctions, puisqu’il dépend des dimensions variables de l’action. C’est pour cette raison que quant aux dimensions, il ne faut pas confondre l’énergie avec le potentiel.
- 5. Concluons maintenant pour ce qui concerne le coefficient K relatif à l’action newtonienne. Entre les dimensions du potentiel et celles de l’énergie il existe évidemment la relation :
- [l-.m-]=|L.m-1—[l-mt-],
- c’est-à-dire qu’en considérant les dimensions, il existe le même coefficient entre l’action newtonienne et la force qu’entre le potentiel et l’énergie.
- Doit on conclure que ce coefficient ne peut prendre lui-même la signification d’une force ou d’une énergie? Que l’on n’a ni force, parce que la grandeur considérée est composée de deux forces, ni une énergie, par ce qu’elle est composée de deux énergies ?
- Les dimensions de la variation de volume spécifique sont bien différentes de celles des varia-
- tions de mouvement, et l’équation entre le potentiel et l’action,
- [L- - M*] = [L] [L M T-*],
- est parfaitement analogue à l’équation entre l’énergie et la force,
- [L* M T-*] = [L] [L M T-*].
- Il me semble que le coefficient K peut prendre le nom de coefficient de distribution ou de déformation. Il serait, en effet, une affirmation, pour la première fois mise en évidence, de la distribution dans la nature.
- Nous savons que le mode de distribution des corps électrisés est essentiel pour la détermination d’un champ électrique; que lemomentd’iner-tie et la position du centre de gravité d’un corps dépendent de la distribution de la masse. C’est l’extension qui porte en elle-même l’orientation et la distribution; et comme, en négligeant le premier effet de cette extension, nous n’aurions jamais pu obtenir une mécanique des mouvements de rotation, mais que nous aurions dû nous arrêter à la mécanique d’un point matériel, c’est-à-dire aux principes de Galilée; de même, en négligeant le second effet de cette extension, celui de la distribution, il semble impossible d’embrasser complètement le principe de Newton de l’action et de la réaction.
- 6. Jusqu’à présent nous ne nous sommes occupés que des dimensions ; mais doit-on introduire dans les calculs une valeur numérique correspondant au coefficient K? Admettons pour un moment que K représente un effet de distribution.
- De même que la géométrie de position diffère de la géométrie ancienne, ou métrique, de même la conception des phénomènes physiques ne peut entièrement se traduire par le calcul à l’aide de valeurs représentatives. Le calcul côtoie la nature et substitue bien souvent au monde naturel un monde imaginaire équivalent par certains rapports au premier. Comme nous avons l’habitude de substituer à un,corps pesant un point matériel ayant une position donnée (centre de gravité) et à une masse en rotation son moment d’inertie par rapport à l’axe de rotation, de même la variation de la distribution d’une masse pondérable agissante ne pourra changer que suivant une certaine loi la
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- position et la valeur matérielle de ce centre de masse auquel nous continuerons à réduire toute cette masse agissante. C’est-à-dire que la distribution doit être considérée comme la cause de certaines valeurs instantanées ou comme un phénomène qui les accompagne; la variabilité des valeurs instantanées est dans le calcul une trace suffisante de la distribution, et il deviendrait inutile d’v introduire un coefficient particulier de distribution correspondant à K. Enfin, on peut toujours choisir les unités de mesure de façon que le coefficient constant de distribution soit égal au nombre un, et que l’action soit égale à la force, et l’énergie cinétique égale à celle potentielle.
- II
- 7. Considérons maintenant les systèmes de dimensions électrostatique et purement magnétique.
- Pour ceux-ci il nous faudra prendre une voie toute opposée à celle que nous avons suivie, et, étant données les dimensions de l’action, déduire des deux relations
- „ . m m' m m'
- J — = ’
- les dimensions des masses électrique et magnétique. On peut se demander si l’identité des lois de Coulomb et de Newton nous oblige à croire que cette action/soit la même que nous avons indiquée plus haut pour A et doive prendre les dimensions [A], alors que communément on lui attribue les dimensions dynamiques de la force [LM T-2]. Les conséquences d’une semblable modification se réduisent à une modification des dimensions des masses électrique et magnétique, qu’il serait inutile de discuter pour résoudre une question de simple cohérence. La réponse ne peut, semble-t-il, qu’être affirmative.
- 8. Etudions donc les conséquences des conclusions auxquelles nous venons d’arriver.
- Le facteur de la loi de Coulomb prend
- les mêmes dimensions que le îacteur identique
- ^^-de la loi de Newton, c’est-à-dire [L~'JM3|, et
- aux masses électrique et magnétique sont maintenant attribuées les dimensions [M | de la masse matérielle et pondérable.
- En limitant la notion des masses électrique et magnétique aux grandeurs qui interviennent dans la loi de Coulomb, sans sortir du champ des actions, rien n’empêche de croire que ces mêmes masses électriques et magnétiques ne soient entièrement fictives, et que ce soient des masses pondérables qui, substituées aux grandeurs électriques produiraient la même action, suivant la loi bien connue. Ces masses fictives pourraient être affectées légitimement les dimensions [M] des masses pondérables. Déjà nous avons la coutume, pour les actions, de substituer aux charges électriques distribuées à la surface d’un conducteur, une masse électrique concentrée en un point, et qui produit la même action. On nous demanderait maintenant de faire un pas de plus, qui consisterait à enlever la propriété électrique au point exempt de masse pondérable, pour y substituer la considération d’un point matériel dépourvu d’électricité. Les actions, nées d’une façon quelconque, étant toujours aptes à faire entrer en mouvement des masses pondérables, seront toujours sous la domination de la mécanique; il n’est donc pas extraordinaire que la mécanique les étudie toutes mathématiquement de la même façon, en faisant abstraction de la différence d’origine. Il reste alors à étudier le mode de formation de la masse pondérable fictive à l’aide des grandeurs électriques réellement actives.
- 9. La loi des actions entre courants rectilignes est
- .2 il'/
- /— r >_
- qui, traduite en relations de dimensions, devient L/] = Li*].
- Le second membre n’est plus de la forme newtonienne. Il est certain que si les dimensions de l’intensité de courant nous étaient autrement connues, nous n’hésiterions pas à les introduire dans la dernière équation afin d’en déduire les dimensions de l’action, et cela conformément à ce que nous avons déjà fait pour les actions mécaniques. Mais ici nous aurions les mêmes conséquences que celles déjà établies pour les actions mécaniques, et les dimensions | /] que l’on obtiendrait seraient en général différentes des dimensions dynamiques de la force.
- Ces considérations s’opposent à l’habitude que l’on a aujourd’hui d’attribuer à fi dans les
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- 'relations analogues à celles de Coulomb, Ampère, Laplace, les dimensions [LMT~2] et d’en déduire les dimensions [L1/a M1/a T-1], -[L1/2 M1/2 T-1] etc., pour les charges, les coûtants, etc. Il convient d'examiner dans chaque cas ce que nous suggère le principe de l’action et de la réaction. Si l’un des courants est supposé absolument fixe, tandis que l'autre se déplace dans le sens opposé à 1 action réciproque, le courant fixe sera sujet à des phénomènes d'induction; si ces variations peuvent être remplacées par les variations des masses pondérables fictives, on pourra les représenter avec le
- même coefficient L„ M-j'ÿ-jj 3ui a été considéré
- dans l’action newtonienne; si cette substition n’a pas lieu, nous aurons le produit [LMT~2], mais il nous manquera un des facteurs et nous ne pourrons déterminer l’autre.
- Dans le cas où les dimensions des grandeurs physiques agissantes ne sont pas davantage déterminées, le problème des dimensions relatives à l’équation entre l’action et les grandeurs agissantes reste indéterminé, soit en conduisant à attribuer à ces grandeurs physiques les dimensions des masses pondeiables fictives, soit en laissant complètement indécises les dimensions des dites grandeurs.
- 10. Ces considérations devraient suffire pour faire conclure que la loi des actions ne peut pas être prise pour base dans la détermination des dimensions des grandeurs physiques agissantes. Mais par cette conclusion se trouverait rejeté dans une perpétuelle obscurité un problème qui paraissait résolu. Je me contenterai d’inviter le lecteur à lire dans les travaux déjà cités les nombreuses objections qui ont été récemment soulevées contre le système de dimensions connues, et à ne pas suivre l’auteur dans l’exposé de nouvelles erreurs, pour lesquelles on peut dire que cette étude de dimensions a été jusqu’à ce jour une suite d'illusions. Ce fait peut paraître invraisemblable; on considete.en effet, généralement cette étude comme assez facile; tandis qu’elle ne l’est certainement pas; et on évite de l’analyser, parce qu’on la trouve peu attrayante. Nous savons que ces raisonnements sont spéculatifs ettrès épineux, et qu’ils demandent parfois de grands efforts d’attention.
- 11. On sait que le raisonnement employé actuellement pour déduire les dimensions des
- grandeurs électriques et magnétiques conduit à la pluralité des systèmes absolus de dimensions, selon la loi des actions prise pour point de départ. Je rappelerai à ce propos que les systèmes électrostatique et électromagnétique C. G. S. diffèrent entr eux par les dimensions de toutes les grandeurs électriques. Mercadier a cru que parmi ces nombreux systèmes il suffirait de faire un choix judicieux. Mais n'est-elle pas absurde cette infinité de systèmes absolus de dimensions?
- Il me semble que la logique la plus élémentaire doit nous conduire à Vunification des systèmes. Et que veut dire, en effet, « système absolu de dimensions » ? Nous devons admettre que les grandeurs naturelles ont entre elles et avec les grandeurs fondamentales — longueur, masse, temps, — des attaches et des rapports tout à fait en dehors des contributions que peut leur apporter l'esprit humain ; ce sont donc des liens absolus qui doivent se manifester par une dimension unique pour chaque grandeur physique donnée et formée à l’aide des grandeurs fondamentales.
- Ce principe est cependant susceptible d’être généralisé; seront également absolus les systèmes dans lesquels les exposants de la longueur, de la masse et du temps, sont des multiples égaux des exposants correspondants d’un système unique et fondamental de dimensions.
- Ainsi, par exemple, il est inadmissible que la charge électrique soit susceptible tantôt des dimensions absolues [L:,/2 M1/2 T-1], tantôt des dimensions absolues [L1/2 MI/2J. C’est donner une preuve de logique bien superficielle et restreinte que d’observer que certaines dimensions appartiennent au système électrostatique, et d’autres au système électromagnétique, puisque l’un et l’autre prétendent à l’absolu. Seraient au contraire très compatibles entre elles lesdimen-sions [L:)/2 M}>2 T-1] et [L12/2 M1/2 T-1], parce que les exposants de la deuxième formule sont des multiples égaux, suivant le nombre 4, des exposants de la première.
- 12. On peut, de plus, remarquer une contradiction dans un même système absolu, le système électromagnétique. Il est évident, en effet, que la loi de Coulomb coexiste avec la loi de Laplace en dehors de tout système de dimensions; or, on admet aujourd’hui que les dimensions de l’action doivent dans tous les cas être [L M T-2]; que l’on parte de ce point et que l’on
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- détermine les dimensions de l’intensité de courant, ensuite celles de la’ puissance d’un feuillet magnétique, puis celles de la quantité de magnétisme, et enfin celles de l’action entre deux pôles, on reviendra ainsi aux dimensions [L M T-2], point de départ. Mais que, partant du même point, on passe successivement des dimensions du courant à celles de la charge électrique et ensuite à celles de l’action entre deux charges, on ne reviendra pas aux dimensions habituellement adoptées pour toutes les actions. Cette différence ne peut être attribuée exclusivement à l’intervention du milieu qui modifie les actions électrostatiques et non celles magnétiques, dont le coefficient de perméabilité est toujours l’unité dans le système électromagnétique.
- 13. Cela provient plutôt du fait que tandis qu’on attribue tant de valeur au nombre qui mesure le rapport entre les unités électrostatiques et électromagnétiques, lequel prend la signification de vitesse de la lumière dans le vide et dans l’air, on n’en tient pas assez compte à l'intérieur de chacun des systèmes de dimensions.
- S’il intervient, en effet, dans certains phénomènes électriques une vitesse vraie, que celle-ci corresponde à la propagation de quoi que ce soit de matériel, ou simplement à un mouvement, nous ne devons pas supprimer les dimensions de cette vitesse, mais, au contraire, les tenir en évidence dans l’unique système de dimensions absolues que nous aurons adopté, quel qu’il soit.
- On peut donc affirmer que quelles que soient les dimensions des grandeurs électriques agissant dans la loi de Coulomb et dans celle de Laplace, on trouvera toujours le rapport [LT_1J (vitesse) entre les dimensions de la dérivée de la première par rapport au temps et celles de la seconde.
- 14. Si l’on accepte ce raisonnement, l’unification des systèmes absolus de dimensions sera facilement effectuée, en laissant indéterminées, comme nous l’avons dit ci-dessus, les dimensions d’une grandeur électrique quelconque prise comme fondamentale. Cela a du reste été fait pour la température.
- 15. Je sortirais des limites que m’impose le but du présent travail si j’alliais cette conclusion aux idées que nous avons, ou que nous devons avoir, de la charge et du courant électriques;
- cependant, à cause de la confusion qui s’est, souvent manifestée entre les systèmes de mesures et les systèmes de dimensions, il ne sera pas inutile que. nous effleurions la question des valeurs numériques.
- Si la vitesse intervient dans les phénomènes électriques, elle devra souvent se rencontrer dans nos considérations, et en particulier chaque fois que d’un phénomène d’équilibre statique nous passons à un phénomène de propagation. Et comme, suivant la théorie de Maxwell, cette vitesse est susceptible de différentes valeurs dans les diélectriques, comme nous l’indique la relation connue v = v'piK, on peut, de même que l’on tient en évidence ces différentes valeurs, rendre apparente la valeur v, qui correspond à l’air et qui relie la loi de Coulomb à celles d’Ampère et de Laplace.
- Tableau des dimensions en usage pour les principales grandeurs électriques et magnétiques dans les systèmes électrostatique et électromagnétique C. G. S.
- 1. [L1/2 M1/2 T—2]. Force électromotrice en un point (mg) ;
- force magnétique (st).
- 2. [L3/2 M1/2 T-2]. Intégrale de la force électromotrice le
- long d’une ligne (mg) ; potentiel magnétique (st); courant électrique (st).
- 3. [L—'/2 M1/2 T—2]. Intensité d’un courant en un point (st).
- 4. [L3/2 M.1/2 T—1]. Quantité d’électricité (st), quantité de
- magnétisme (mg), quantité de mouvement électrocinétique d’un circuit (mg).
- 5. [L—t/2 M1/2]. Potentiel vecteur.
- 6 [L-1/2 Ml/2 T-i] Densité superficielle (st), déplacement électrique (st), force électromotrice en un point (st), force magnétique (mg), intensité d’un courant en un point (mg).
- 7. [LD2 Ml/2 T-i]. Intégrale de la force électromotrice le
- long d’une ligne (st), potentiel magnétique (mg), courant électrique (mg), potentiel vecteur (mg).
- 8. [L—*;2 Ml/2]. Induction magnétique (st).
- 9. [LV2 Mi/®]. Quantité d’électricité (mg) , quantité de
- mouvement électrocinétique d’un circuit (st) , quantité de magnétisme (st).
- io j^J. Résistance d’un conducteur (mg).
- 11. Résistance spécifique d’une substance (mg).
- 12. [O]. Pouvoir inducteur spécifique d’un diélectrique (st),
- pouvoir inducteur magnétique (mg).
- i3 Résistance d’un conducteur (st).
- 14. [T]. Résistance spécifique d’une substance (st).
- Tal Pouvoir inducteur magnétique (st), pouvoir in-L21 ' ducteur spécifique d’un diélectrique (mg).
- 16. [L]. Capacité d’un condensateur (st), coefficient de self-induction d’un circuit (mg).
- i7- j • Coefficient de self-induction d’un circuit (st).
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Tableau emprunté au Traité de Maxwell (4* édit., §625; Paris, Gauthiers-Yillars, 1887).
- r. Quantité d’électricité..............................;..
- 2. Intégrale de la force électromotrice le long d’une ligne
- 3. Quantité de magnétisme.................................
- Quantité de mouvement éleetrocinétique d’un circuit..
- 4. Potentiel magnétique...................................
- Courant électrique.....................................
- [L:l/2 M'/2 T—'] [L>/2M'/2].
- [L1/2 M1/2 T-l] [Ls/2 M 1/2 T-2].
- [L1/2 M1/2] [L3/2 M 1/2 T-l]. [L3/2 M 1/2 T-2J [L 1/2 Ml/2T—1].
- 5. Densité superficielle.............
- Déplacement électrique............
- 6. Force électromotrice en un point..
- 7. Induction magnétique.............
- 8. Force magnéttque..................
- 9. Potentiel vecteur................
- 40. Intensité d’un courant en un point
- [L—1/3 Mt/2 T-1[ [L-3/2 Ml/!].
- [L—1 2 M1/2 T-t] [L Y2 M1/2 T-2]. [L-2/2 M1/2] [L-l/2 Ml/2 T-l]. [Li/2 Al 1/2 T-2] [L-l/z Ali/2 T-l]. [L-1/2 M'/2] [Li/2 All/2T-l],
- [L—1 2 M1/2 T-2] [L—1/2 M l/2 T-l].
- 11. Capacité d’un condensateur..........................................
- 12. Coefficient de self-induction d’un circuit, ou capacité électromagnétique
- t3. Pouvoir inducteur spécifique d’un diélectrique......................
- 14. Pouvoir inducteur magnétique........................................
- 15. Résistance d’un conducteur..........................................
- 16. Résistance spécifique d’une substance...............................
- H ta
- ta M-
- H [S]
- [SJ H
- ta fil-
- [T] m
- Il est donc évident qu’il convient d’introduire dans ces calculs, qui sont le plus communément numériques, c’est-à-dire dans les calculs de propagation, la vitesse relative à l’air, ou les rapports entre la vitesse vraie et le nombre r; mais dans ce cas il conviendra aussi d’introduire la valeur réciproque i dans les relations
- électrostatiques. C’est du reste ce qu’on fait quand on calcule des valeurs électrostatiques dans le système d’unités C. G. S. électromagnétiques.
- 16. La grande divergence qui existe entre les systèmes de dimensions électriques en usage a très bien été reconnue par Cornu; je termine cette note par un exposé de toutes les dimensions de ces systèmes. Elles sont divisées de façon à mettre en évidence toutes les grandeurs qu’on devrait considérer en plus de celles qui sont en usage, et celles qui devraient, être dédoublées, comme correspondant à deux conceptions confondues par erreur.
- J’estime prématuré tout projet ultérieur d’une solution du problème concernant le choix des dimensions. Le tableau ci-devant ne contient
- implicitement aucune proposition ; il se limite à résumer dans un cadre unique que je fais dans cette note des systèmes actuels des dimensions.
- Augusto Rovida.
- THÉORIE TOURBILLONNAIRE DE L'ÉLECTRODYNAMIQUE (*)
- .22. Courants de conduction el de déplacement. — Ainsi donc les équations (18) nous donnent les composantes des forces mécaniques, rapportées à l’unité de longueur qui s’exercent en un point d’un tube de tourbillon infiniment délié et qui sont dues au mouvement de l’éther dans les tubes tourbillonaires. Les équations (19) nous donnent les composantes des quantités vectorielles, rapportées à l’unité de longueur, qui agissent en un point d’un tube de tourbillon pour modifier la valeur du tourbillon
- ç) La Lumière Electrique du 23 juin 1894, p. 570.
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- eh ce point. Pour trouver l’interprétation de ces équations dans les phénomènes électrodynamiques, il nous faut préciser nos idées' sur les courants électriques.
- L’expérience nous apprend que ce que nous appelons courant permanent ne peut exister que dans les corps conducteurs. Nous admettions donc que quand le régime permanent est atteint, le tourbillon est nul en tout point de l’espace qui n’est pas occupé par une matière conductrice. Les composantes u,v, w du courant électrique en un point d’un conducteur doivent alors être égales aux quotients par 27c des composantes 7), Ç du tourbillon en ce point pour que, comme nous l’avons montré, la loi expérimentale de l’équivalence magnétique d’un courant fermé et d’un feuillet se trouve vérifiée.
- Quand au contraire un champ électrique ne se trouve pas dans un état de régime permanent, l’expérience nous montre que des phénomènes électriques prennent naissance dans le milieu diélectrique environnant les conducteurs. Nous admettrons par conséquent que pendant le régime variable, aux points de l’espace non occupés par un conducteur, le tourbillon peut ne pas être nul ; les composantes lj, vj, Ç du tourbillon en ces points seront dès lors les produits par 21c des composantes u, i>, u> du courant de déplacement. Dans le régime variable ou permanent, les quantités u, v, w en un point de l’espace occupé par une matière conductrice seront les composantes du courant de conduction.
- 23. Forces électromagnétiques et forces électro-motrices d’induction. — Ces hypothèses faites, reprenons les équations (18).
- Supposons d’abord le régime permanent atteint. Les forces X,Y,Z s’exercent sur des tubes de tourbillon situées à l’intérieur de la matière conductrice. Puisque ces tubes ne peuvent sortir des conducteurs, c’est qu’il existe des liaisons entre les molécules matérielles de ces corps et les molécules d’éther qu’ils renferment. C’est donc comme si nos forces X, Y, Z étaient appliquées à la matière. Ces forces sont par conséquent celles que l’on appelle les forces éleclrodfnamiques, et l’on peut constater que les expressions de ces forces auxquelles nous a conduit notre théorie sont bien celles qui résultent de leur étude expérimentale dans le cas des courants de conduction fermés.
- Si maintenant on déplace la matière conduc-
- trice, au régime permanent succédera un régime variable. Pendant ce régime les tubes de tourbillon sortiront des conducteurs pour passer dans le milieu diélectrique environnant. Les forces X, Y, Z qui sont appliquées aux divers points de ces tubes ne peuvent plus alors être considérées comme des forces appliquées à la matière conductrice. En d’autres termes, rien ne prouve que, pendant le déplacement d’un système de circuits conducteurs fermés parcourus par des courants électriques, les forces s’exerçant entre ces circuits soient données par les formules (18).
- Mais quand on passe d’un état de régime permanent à un autre état de régime permanent le travail de ces forces X, Y, Z est égal à celui des forces électrodynamiques s’exerçant sur les circuits eux-même. En effet dans l’état final et dans l’état initial les tubes de tourbillon n’existent plus que dans les circuits conducteurs, et d’après ce qui a été plus haut, X, Y, Z représentent bien alors les forces électrodynamiques ordinaires. Or X, Y, Z dérivent d’un potentiel ; leur travail ne dépend donc que de la position de leurs points d’application dans l’état initial et l’état final. Il sera donc le même que les tubes de tourbillon sortent ou ne sortent pas de la matière conductrice. Par conséquent le travail de ces forces, quand le système passe d’un état de régime permanent à un autre état de régime permanent, sera bien le même que celui des forces électrodynamiques appliquées à la matière conductrice, que celles-ci soient ou ne soient pas représentées par les équations (18) pendant le régime variable qui sépare les deux régimes permanents. Si nous remarquons que dans les expériences de mesure du travail des forces électrodynamique appliquées à la matière conductrice, l’état initial et l’état final du système sont toujours des états de régime permanent, on voit que nos conclusions sont d’accord avec l’expérience.
- Nous pouvons donc appeler d’une manière générale les forces X, Y, Z définies par les équations (18), des forces électrodynamiques s’exer-çantentre les tubes de tourbillon qui constituent les courants, qu’ils soient de conduction ou de déplacement.
- Passons aux équations (19).
- Quand le régime permanent est atteint, les vitesses des molécules d’éther en un point de
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- Gio
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- L’espace ne dépendent pas du temps. Par suite l’énergie cinétique T du système reste constante et l’équation
- dt di
- montre que E est alors nulle. Par conséquent les composantes du vecteur défini par les équations (19) ne sont différentes de zéro que dans le cas d’un régime variable; comme leurs variations ont pour effet de mgdifier le vecteur u, v, w nous les appellerons composantes de la force èleclromotrice d'induction rapportée à l’unité de longueur
- 24. Action de l’éther sur la matière. — L’ihter-prétation des équations (18) nous a conduit à admettre une action réciproque de la matière et du fluide dont le mouvement tourbillonnaire donne lieu aux courants électriques. La nâture de cette action nous est inconnue, et pour entrer plus profondément dans l’étude des relations entre la matière et l’électricité, nous en sommes réduits aux hypothèses.
- L’expérience nous apprend que dans les phénomènes électriques les seules portions de la matière qui puissent acquérir de l’énergie cinétique sensible (mouvements sous l’action des forces électrodynamiques, magnétiques,...) ou de l’énergie cinétique moléculaire (élévation de température) sont celles où existent des mouvements tourbillonnaires de l’éther. Nous ne faisons donc qu’exprimer un fait expérimental en disant que l’action de l’éther sur la matière est une fonction du tourbillon s’annulant en même temps que cette quantité. A titre de première approximation nous pouvons admettre que cette action est proportionnelle au tourbillon, puisque cette hypothèse revient à négliger les puissances Ç, 7), Ç supérieures à l’unité dans le développement de la fonction. Nous désignerons par
- r 27t
- le coefficient de proportionnalité de la force au tourbillon, et nous aurons alors,
- eu, tV, eW
- pour les composantes de la force,' rapportée à l’unité de volume, qu’exerce l’éther sur la matière située au point où le courant est u, v, w.
- Mais l’effet de cette force diffère suivant la nature de la matière sur laquelle elle agit. Dans les corps conducteurs, l’énergie communiquée à la matière se retrouve, en proportion plus ou
- moins grande, sous forme de chaleur; dans les corps isolants elle peut donner lieu à un déplacement des molécules matérielles les unes par rapport aux autres (rupture du verre) et se manifeste ainsi sous forme d’énergie cinétique sensible.
- Pour tenir compte de cette différence d’effets, nous admettrons :
- &
- i° Qu’un diélectrique parfait possède une élasticité parfaite, que les molécules d’un tel corps, déplacées de leur position d’équilibre, tendent à revenir dans ces positions en restituant intégralement à l’éther l’énergie qu’il leur avait, communiquée.
- 20 Que dans un conducteur les molécules matérielles rencontrent une résistance ayant pour effet de transformer une partie de leur énergie en chaleur, l’autre partie étant restituée à l’éther quand le conducteur reprend son état initial.
- Nous pouvons d'ailleurs nous rendre compte de cette différence de propriétés par la manière dont se comportent une série de billes de diverses matières quand on les soumet à un choc. Supposons que l’on aitplusieurs billes de marbre suspendues et se touchant l’une l’autre; à chacune des extrémités de cette série plaçons une bille d’ivoire. Si nous soulevons l’une de ces dernières et la laissons retomber sur la bille de marbre qui était précédemment en contact avec elle, nous constatons que toutes les billes de marbre restent en repos et que la bille d’ivoire placée à l’autre extrémité est soulevée à une hauteur sensiblement égale à celle dont est tombée la première. Dans notre manière d’envisager l’action de l’éther sur la matière, les billes d’ivoire nous représentent les molécules d’éther, les billes de marbre les molécules matérielles d’un diélectrique parfait.
- Si nous remplaçons les billes de marbre par des billes d’une matière moins élastique, des billes de plomb par exemple, les phénomènes résultant du choc de la première bille d’ivoire ne sont plus les mêmes. Nous constatons que l’autre bille d’ivoire n’est projetée qu’à une faible hauteur, d’autant plus petite que le nombre des billes de plomb est plus grand, et si nous possédions des appareils suffisamment sensibles, nous pourrions déceler la production d’une certaine quantité de chaleur dans les billes de plomb; cette chaleur devient d’ailleurs appréciable quand le choc est énergique, comme dans
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 6;l I
- les expériences de Hirn pour la détermination de l’équivalent mécanique de la calorie par l’écrasement du plomb. Dans notre idée, les billes de plomb se comportent comme les molécules matérielles d’un corps conducteur soumises aux effets de l’éther en mouvement.
- De cette manière de voir il résulte que la propagation d’une perturbation électrique ne peut s’effectuer sans décroissement rapide de l’intensité que dans les .corps diélectriques. On peut objecter à cette conclusion qu'une perturbation électrique produite à l’origine d’un fil conducteur se manifeste à une très grande distance de l’origine. Mais il nous suffit de faire remarquer, pour lever l’objection, que dans ce cas la matière conductrice est entourée de toutes parts par une matière diélectrique où la perturbation peut se propager; par conséquent la perturbation observée dans le fil s’explique aisément par le mouvement communiqué à l’éther du conducteur par l’éther du diélectrique environnant, où s’effectue la propagation. Cette explication est d’ailleurs d’accord avec l’expérience qui montre que la vitesse de propagation, dans un fil conducteur, d’une perturbation électrique périodique et de très grande fréquence dépend non de la nature du fil, mais uniquement de celle du diélectrique qui l’entoure.
- D’autre part l’expérience nous apprend que les perturbations électriques produites dans l’éther contenu dans un milieu diélectrique limité par une enveloppe conductrice fermée ne peuvent se propager au-delà de cette enveloppe, pourvu que son épaisseur soit suffisamment grande. Ce fait expérimental concorde parfaitement avec l’hypothèse que l’énergie de l’éther contenu dans un conducteur n’est transmise qu’en très petite proportion à l’éther contenu dans le milieu environnant.
- Les deux hypothèses énoncées précédemment paraissent môme confirmées par les mesures d’élasticité mécanique. En effet, les diélectriques, que nous supposons doués d’une élasticité parfaite par rapport aux actions de l’éther, sont précisément les corps qui, en général, possèdent une élasticité considérable pour les déformations mécaniques ordinaires. D’un autre côté, parmi les corps métalliques, l’acier est celui qui possède la plus grande élasticité mécanique; or c’est précisément un assez médiocre conducteur de l’électricité.
- Il est presque inutile d’ajouter qu’on trouverait de nombreuses exceptions à ces analogies, car on ne peut évidemment établir de comparaison rigoureuse entre les effets des déformations ordinaires de la matière et ceux des déformations généralement très petites et de très courte durée dues à l’action de l’éther. D’ailleurs des exceptions du même genre se rencontreht lorsqu'on considère la propagation des perturbations lumineuses et celles des perturbations électriques; si ces perturbations sont de même nature, comme le veut la théorie électromagnétique de la lumière, les corps transparents pour les unes devraient l’être aussi pour les autres; or, il n’en est pas toujours ainsi, bien que cette loi soit vraie en général.
- 25. Équations des courants de déplacement. — Quoi qu’il en soit du degré d’exactitude de ces hypothèses, elles vont nous permettre de trouver les relations qui lient la force électromotrice au courant de déplacement ou au courant de conduction, suivant la nature du milieu.
- Supposons d’abord le milieu diélectrique : soient u, v, w, les composantes du courant en un point d’un élément de volume d x. La matière de cet élément est soumise à une force ayant pour composantes
- zildx, eVJt, ell'rfx.
- Par suite, si l’on appelle au bu ct les composantes de la vitesse à l’instant considéré d’un point de l’élément matériel, et la densité de La matière en ce point, on a
- da, db, de.
- pt W = zu’ p’"d7=‘1'» fldt=tn>’ (2°)
- L’énergie cinétique de la matière est
- l’intégration étant étendue à tout le volume occupé par la matière. Sa variation pendant le temps ôt est
- IJ I?l (a‘+ ^ + c‘w) UdT>
- ou, en tenant compte des équations (20), e (a, u -f b, v + c, il») U dx,
- Puisque, par hypothèse, il n’y a pas production de chaleur dans un diélectrique parfait,
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- 612 la lumière électrique
- cette Variation est égale à la somme des travaux des forces qui s’exercent sur la matière pendant l’intervalle de temps dx, forces que nous supposons uniquement dues aux actions de l’éther; or, la variation de la fonction U qui entre dans les équations de Lagrange représente le travail des forces exercées par l’éther durant le déplacement correspondant à cette variation. Par conséquent
- su
- =/// e (a, u { b, v + c, il1) St dx.
- En décomposant l’espace en tubes de tourbillon infiniment déliés, cette égalité peut s’écrire
- SU
- = 2/ ti (a, dx + b,dy + c, dz
- Zt.
- (21)
- l’intégration étant effectuée le long de chaque tube de tourbillon de moment 2it i et le signe S indiquant que l’on doit prendre la somme de toutes les intégrales curvilignes.
- Mais nous avons vu que U dépend à la fois des coordonnées qui définissent à chaque instant la position des tubes de tourbillon et de paramètres y liés aux moments lui des tubes de tourbillon par des intégrales de ce genre
- y ~ /b idt '
- Par conséquent, si nous ne faisons varier que l’un de ces derniers paramètres, la variation correspondante d U est
- »=! *=£*.
- ou
- 8 U — RiZl,
- car nous avons représenté par E et appelé force électromotrice la dérivée de U par rapport à l'un des paramètres y. En égalant cette expression de 8 U à celle qui résulte de (21), lorsqu’on ne considère qu’un seul tube de tourbillon, il vient
- EiZt— f ti(a, dx + b,dy + c,dz)Zt,
- E
- = f e(a, dx + b, dy + c, dz).
- et par suite
- Pzrea,, Q =-zb„ R=ec1,
- P, Q, R étant les composantes de la force électromotrice rapportée à l’unité de longueur.
- Si nous dérivons par rapport au temps les deux membres de ces trois dernières égalités, et si nous remplaçons dans les résultats les dérivées des composantes de la vitesse par leurs valeurs tirées de (20), nous obtenons
- dP dt dQ dt dR dt
- C’est le groupe d’équations auquel est conduit Maxwell par sa théorie du déplacement électrique. Dans les équations de Maxwell se trouve une quantité accessible à l’expérience, le pouvoir inducteur spécifique K. En les identifiant avec les nôtres on trouve
- K _ 4n Pi
- 26. Equations des courants de conduction. — Dans un corps conducteur le mouvement des molécules matérielles entraînées par l’éther est, d’après nos hypothèses, gêné par une résistance. Cette résistance dépend nécessairement de la vitesse de l’éther; nous admettrons qu’elle lui est proportionnelle. Dans ces conditions, l’une des équations du mouvement d’une molécule matérielle est
- d cl1 ,
- pi —ew—fccti9
- équation dont la solution est
- a, = e-'’‘(c + J'ye'u dt), k
- où h désigne le quotient — et C une constante fi
- d’intégration.
- Si nous supposons u constant, cette expression devient
- a, = e—ht (c+ =Ce-“ + p
- et l’on voit qu’au bout d’un temps suffisamment long la composante ax de la vitesse de la molécule matérielle prend sensiblement la valeur^.
- k
- Mais on ne peut supposer u constant que si le régime permanent est atteint, et en supposant u variable, la question se compliquerait.
- On peut tourner la difficulté. En effet, si h est
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 6i3
- très grand, le temps au bout duquel la vitesse diffère peu de sa valeur limite est petit. Or h est proportionnel à k. Il suffit donc d’admettre que le coefficient de résistance est très grand pour
- pouvoir considérer comme égal à^, quel que
- soit l’instant considéré. Nous arriverons ainsi à des résultats exacts dans le cas où le régime est devenu permanent, et approchés dans le cas du régime variable.
- Dans cette hypothèse, le chemin parcouru par un élément de matière dx pendant le temps 8/, a pour projections
- tu
- T
- st,
- st,
- eu>
- X
- st.
- La force agissant sur cet élément ayant pour composantes
- tudx, tvdx, swdx,
- le travail résultant de ce déplacement est
- ^w2 + v* -f- w*ÿ dx st.
- Si nous intégrons cette expression pour tout le volume occupé par la matière conductrice, nous obtiendrons la quantité d’énergie abandonnée par l’éther et transformée en chaleur. En décomposant ce volume en tubes de tourbillon infiniment déliés, on obtient pour cette énergie
- 2/H
- udx f vdy + wdz} dx St.
- -)
- (23)
- Pour les mômes raisons que dans le paragraphe précédentj cette énergie est aussi représentée par 8U. Si l’on ne considère qu’un seul tube de tourbillon et qu’on fasse seulement varier le paramètre-y, 8U se réduit à Ez'8/ et on a
- E
- Par suite
- ~E.iSt = J ^i^tidx + vdy •<- wdz'j St, — ~ J'udx + vdy (• wdz.
- P= -j u k
- ^kv
- (24)
- R = T w. k
- Ce sont bien les équations des courants de conduction
- 27. Lois de Joule et de Ohm. — Calculons la valeur de l’expression (23) pour un tube de tourbillon de longueur s et de section constante dût. Nous avons l’élément différentiel, après avoir remplacé 11, v, w par leurs valeurs en fonction de 1,
- ^ -ï dx1 + dy* -f- dz~ ., £_2 ds
- k dtû ds ~ k d,ù
- Par conséquent en intégrant par rapport à s, on a
- pour la quantité d'énergie transformée en chaleur.
- En assimilant un courant électrique à un tube tourbillonnaire, nous trouvons donc que quand le régime permanent est atteint :
- La quantité de chaleur développée dans un conducteur est proportionnelle au temps et au carré de l’intensité,
- C’est la loi de Joule.
- Dans la théorie ordinaire de l’électricité le coefficient de proportionnalité est la résistance R du conducteur. Dans notre théorie et dans le cas où l’on considère un tube de tourbillon infiniment délié, ce coefficient R a pour expression
- R = — —. k du
- Par conséquent la résistance est proportionnelle à la longueur sdu tube et en raison inverse de sa section, le coefficient de porportionnalité ne dépendant que de la nature du corps.
- Nous retrouvons la loi de Ohm.
- Il esl à peine besoin de faire remarquer que notre manière d’envisager la chaleur dégagée dans un conducteur permettrait d’expliquer facilement les divers phénomènes thermo-électriques tels que le dégagement de chaleur anormal à la surface de contact de deux milieux (phénomène Pellier) ou de deux portions d’un même milieu à des températures différentes (phénomène Thomson).
- Faisons également observer que, d’après la théorie cinétique de la chaleur, les vitesses des molécules matérielles doivent être nulles à la température zéro de l’échelle thermo-dynamique. Par conséquent à cette température notre coeffi-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 614
- cient e doit être nul et, par suite, R aussi. Or on sait que récemment MM. Dewar et Fleming ont constaté que les courbes qui représentent les résistances des métaux purs aux très basses températures vont rencontrer l’axe des températures en un point qui correspond à 273° de l’échelle normale.
- Mais laissons de côté ces diverses conséquences de notre théorie et passons aux conclusions.
- 28. Conclusions. — Nous admettons :
- Que l’espace est rempli d’un éther incompressible en repos quand il n’y a ni aimants ni courants ;
- Que lorsqu’il y a des aimants et des courants, cet éther possède un mouvement tel qu’en tout point de l’espace situé en dehors des aimants (ou dès corps magnétiques) et des conducteurs qui supportent les courants, le tourbillon est nul quand le régime permanent est atteint, mais peut être différent du zéro quand le régime est variable;
- Que les molécules d’éther et de la matière réagissent mutuellement, l’action en chaque point étant proportionnelle au tourbillon.
- A l’aide de ces hypothèses et en nous servant uniquement des principes de la mécanique nous avons été conduits aux lois de l’électromagné-tisme, de l’électrodynamique, de l’induction, à celles de Joule et de.Ohm.
- Pour compléter notre théorie, il resterait à expliquer l’électrostatique. Nous l’avons tenté, mais nous avons rencontré quelques difficultés.
- ' Une dernière question se pose. L’éther que nous considérons est-il le même que celui de Maxwell? 11 est difficile d’y répondre, car dans son traité Maxwell a fait intervenir plusieurs * fluides. En particulier, dans son explication mécanique de l’électrodynamique, le fluide qu’il considère a pourjcomposantes de la vitesse uvw, ce ne peut être le nôtre. Mais en même temps il admet que l’énergie cinétique d’un système de courants est représenté par les expressions de T que nous avons retrouvées, ce qui paraît indiquerxqu’il y a identité entre son fluide et le nôtre.
- ' En second lieu, l’éther qui préside aux phénomènes optiques est-il le même que celui qui nous a servi à expliquer les phénomènes électriques ? C’est probable, car les équations (10),
- ( 13), (19), (22) et (24) sont celles de Maxwell, et j
- conduiraient par conséquent à une vitesse dé propagation des perturbations de notre éther électrique égale à celle des perturbations dé l’éther luminifère. D’autre part les équations fondamentales de la théorie élastique de l’optique sont celles du mouvement d’un fluide incompressible. Pour identifier leurs résultats aveè ceux des équations fournies par l’étude de l’élec-trodynamique il faudrait peut-être changer la définition de l’intensité lumineuse, mais M. Poincaré a déjà montré que l’on peut donner plusieurs définitions mathématiques de l’intensité sans qu’elles soient en contradiction avec l’expérience.
- J. Blondin.
- PUPILLOMÉTRIE ET PHOTOMÉTRIE (x)
- 8. — INEXACTITUDE DE LA FORMULE DE LAMBERT
- Nous avons repris les expériences de Lambert, en regardant aussi des surfaces circulaires, mais en opérant avec le pupillomètre de Robert-
- Houdin. Si l'on appelle 5 la fraction —con-
- sidérée par lui et qui exprime la part contributive moyenne de chaque élément rétinien à la contraction pupillaire, a2 étant la surface de l’iris, x2 la surface de la pupille, -r? l’aire de l’image rétinienne, et si l’on désigne par z l’éclairement de chaque élément rétinien, on trouve que ; est fonction non seulement de zr mais encore de r,2. Or, d’après Lambert . Ç- ne serait fonction que de z.
- Nous avons découvert que \ est fonction encore de deux autres variables : l’une se trouve dans tous les yeux que nous avons pu observer jusqu’ici; l’autre, dépendant d'une caractéristique psychique, ne se constate pas aussi généralement.
- Si l’on regarde une surface éclairée à travers les deux trous du pupillomètre de Robert-IIou-din, situés horizontalement (c’est la position normale de l’instrument), et si l’on note le diamètre de sa pupille, on constate que ce diamè-
- (') La Lumière Electrique, 16 juin 1894, p, 5io
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- 6i 5
- tre est plus grand que lorsqu’on regarde la même surface à travers les deux trous situés verticalement; la différence atteint un demi-millimètre. D’une de ces expériences à l’autre, les .cercles de diffusion ne se dessinent pas sur les mêmes éléments rétiniens; il y a donc une influence de la situation des éléments excités sur la contraction pupillaire.
- Le second facteur à considérer est l’intensité de la vision mentale. Chez les visuels, la seule idée de distance influe, comme nous le montrerons, sur le diamètre de la pupille.
- Mais avant d’exposer ces expériences et de formuler les lois nouvelles de la contraction pupillaire qui en résultent, il nous faut revenir sur la théorie des pupillomètres entoptiques, évaluer la clarté et la surface de l’image rétinienne quand on considère un objet à travers les trous de ces papillomètres et préciser les corrections qu’il faudra faire, dans le calcul de certaines de nos expériences, à la loi de la raison inverse du carré de la distance, lorsque les objets devront être considérés comme ayant une dimension finie.
- 9- — COMPLÉMENT A LA THÉORIE DES PUPILLOMÈTRES ENTOPTIQUES.
- Nous avons démontré que, dans ces pupillomètres, lorsque les cercles de diffusion sont tangents, la distance des trous est égale au diamètre de la pupille.
- Cette proposition n’est vraie en toute rigueur que si l’œil est accommodé pour voir nettement à l’infini. Quand il n’en est pas ainsi, il faut faire subir à la valeur observée sur la graduation une légère correction, qui d’ailleurs est le plus souvent négligeable en pratique, comme nous allons le montrer.
- Supposons donc que l’œil voie nettement un objet B Bi (fig. 1), un cercle par exemple, dont le centre A est situé à la distance OA — p du centre optique O ; entre l’œil et l’objet est interposé le pupillomètre w dans le plan focal antérieur F. L’image A' B' du rayon'A B se fait par hypothèse exactement sur la rétine; mais comme A B n’est pas à l’infini, le foyer postérieur F' n’est plus dans le plan de la rétine, mais un peu en avant. Il est facile de tracer l’un des deux cercles de diffusion par la condition
- qu’il soit tangent à l’autre, ou, ce qui revient au même, tangent à l’axe optique.
- L’un quelconque des deux trous w se corn* porte comme un objet lumineux; en particulier., il envoie un rayon central w O qui n’est pas dévié; puisque o> est dans le plan focal principal F, son image doit se faire à l’infini; tous les rayons de w deviendront donc, après réfraction, parallèles à o>0. Soient I L les deux bords de la pupille; le rayon extrême u>I devra, après réfraction, couper l’axe précisément au point A', où il rencontre la rétine, afin que le cercle de diffusion soit tangent à l’axe; mais cjest aussi en A' que doit se faire par hypothèse l’image du
- Fig. 1
- centre A du cercle considéré.. Nous en déduisons cette conclusion importante qui résout le problème: wl est précisément une portion du rayon lumineux envoyé dans l’air par le centre A ; les trois points A, w, I sont en ligne droite.
- Il est maintenant facile d’évaluer le diamètre I I, = .v de la pupille par rapport à la distance to toj = x' des trous ; soient en effet J J, les points où les parallèles à l’axe menées par les trous 10, (o, rencontrent l’œil : J Jt = w =x\ et l’on a visiblement
- 11. = J J. + IJ + Ii J.,
- ou bien
- 1 I, ---------- CjO W| “t 2 I J,
- c’est-à-dire
- a: = a' + 21 J.
- Il ne nous reste plus qu’à évaluer I J. Prolôm
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 61:6
- geons J (i) jusqu’à sa rencontre a avec l’objet lumineux; puis, par J, menons la parallèle à O jusqu’à sa rencontre a' avec la rétine, et remarquons que la longueur A'a' se trouve par cette construction être l’image de la longueur A a; d’ailleurs A'a' = IJ comme parallèle comprise entre parallèles; mais entre l’image et l’objet existe la relation bien connue
- A' a! _ i5 Aa ~ p '
- OC*
- Or A a, ainsi que le montre la figure, est — , et
- 2 I J
- comme A1 a' est—, la proportion précédente donne
- Finalement on a
- C’est la formule qui permet d’évaluer le diamètre de la pupille en fonction de la distance des trous. Or, il est facile de voir que la correction ~x' est le plus souvent négligeable dans
- la pratique. En effet, p, distance de l’objet au centre optique de l'œil, ne descend que rarement, dans les expériences que nous avons entreprises, au-dessous de 3oo millimètres; la distance x' est en moyenne de 6 millimètres; de ces nombres on déduit pour la correction maxima :
- 15 , i5
- — X — -—6 = o,3 mm.
- p , 3oo
- 10. — LA CLARTÉ DE L’IMAGE RÉTINIENNE
- Lorsqu’on regarde à travers les trous du pu-pillomètre, la rétine ne reçoit pas l’image du cercle B B! tout entier, mais seulement l’image de la partie de ce cercle comprise à l’intérieur des deux cercles de diffusion; tout ce qui est en dehors de ces cercles est manifestement obscur. En se reportant à la figure i, on voit que le diamètre A' I'd’un cercle de diffusion est exactement égal au diamètre I Ij = jr de la pupille, comme parallèles comprises entre parallèles f1).
- Ainsi la partie visible de l’objet se compose de deux lunules lumineuses, égales par raison de symétrie.
- Appelons a la surface de l’une d’elles, qui sera calculée bientôt, et évaluons la clarté de
- • • y
- l’image, c’est-à-dire le rapport z = — , / étant la
- . 2 (S
- quantité de lumière qui tombe sur la rétine.’Si tu désigne l’aire d’un trou du pupillomètre, i la clarté du cercle regardé et supposé à une distance assez grande pour que la loi de la raison inverse du carré de la distance soit applicable sans erreur trop sensible. En appelant S la portion de la surface deTobjet dont la lunule a est l’image, la quantité de lumière qui passe par ce S i a»
- trou est
- AF
- 32'
- Mais entre Sets existe la relation
- ^ ==^’ nous pouvons confondre la distance A O =p avec A F ; d’où il résulte pour la quantité de lumière ci-dessus la valeur Or, r, la
- i52 J
- lumière reçue par la rétine, est exactement celle qui passe par les deux trous ; donc
- et par suite
- r =
- (T l
- i5*~’
- __ l a)
- 2 — Ï5*’
- formule très simple d’où il résulte que la clarté de l’image ne dépend que de la clarté de l’objet et nullement du diamètre de la pupille, ni de la surface de l’objet; c’est là un grand avantage de l’observation à travers les pupillomètres entop-tiques.
- En réalité, la véritable valeur de z est
- ___itù p2 ____i « / p \\
- i52 A Fa i5s \p — 20) ’
- si l’on considère l’œil réduit dans lequel la distance du centre optique de l’œil au foyer antérieur est 20 millimètres ; il ressort de là que z diminue légèrement avec la distance.
- II. LA SURFACE DE l’iMAGE RÉTINIENNE.
- (') Cela tient uniquement à ce que le pupillomètre est supposé dans le plan focal principal, comme nous l’avons
- vu.
- Pour connaître l’aire a de la lunule lumineuse, reportons-nous à la figure 2, où A'B' désigne le rayon du cercle lumineux sur la rétine et A' D'
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-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ * 617
- % •
- celui du cercle de diffusion : rappelons que A' D'
- est exactement p = —.
- r 2
- Si nous appelons R le rayon du cercle lumineux objectif, r, le rayon de son image, on a
- A' = r =
- P
- Soit E' l’un des deux points d’intersection du cercle lumineux et du cercle de diffusion, joignons D' E' et appelons pour un moment u l’angle A' D' E'; on a visiblement
- * == sect. A' B'E' + segm. A' M E' = sect. A'B'E'
- + sect. D'A' E' — triangle D'A' E'.
- Il reste à évaluer l’angle u en fonction des données r et p. Pour cela joignons E' à la deuxième extrémité I' du cercle de diffusion :
- l’angle en I' est égal à car c’est un angle
- inscrit soustendant le même arc que l’angle au centre u. Le triangle A' E' I' rectangle en E nous donne
- . A' E' , „ . . u r
- sinl'= —,—r, c est-à-dire sin— =—-,
- A' 1' ’ 2 2 R
- égalité qui donne l’angle u.
- T
- La plus grande valeur de dans nos expériences correspond à un. objet de 5o millimètres de rayon placé à peu près à la distance de 3oo
- millimètres : ce qui donne r = — 2^*
- prenant pour diamètre moyen de la pupille 2 R
- = 6 millimètres, il en résulte pour le maximum
- u *> 5 1
- desin - la valeur — inférieure à—. Pour cette 26 2
- valeur et les valeurs inférieures, on peut sans
- erreur sensible confondre le sinus avec l’arc et
- , u r r
- écrire -= —pr ou u = ~.
- 2 2 R R
- Quant à sin u, qui figure dans l’expression de
- 0 et dont la valeur exacte est
- . u u 2 sin - cos -,
- 2 2
- sa valeur approchée est
- Or, l’angle E; A' B' — -— donc le secteur 2 2
- A' B' E' dont le rayon est r a pour surface
- ?(;-?)•
- D’autre part, le secteur D' A' E'a pour sur-2 u
- face . Le triangle D' A' E' a pour surface P2 sin 11
- 1——— ; en sorte que
- o __ r® ___u\ p-u p2 sin u
- 2 _ 2 \2 2/ ”* 2 2 ’
- 0 étant un terme correctif représentant l’aire des parties ombrées sur la figure et dont la valeur est
- r-
- - 8 R2
- )•
- Par suite de ces simplifications, la valeur de 0 devient
- 0 = (* “ sW)’
- qui se réduit à
- d’où finalement
- Ces simplifications sont légitimes. Si on tient compte du terme suivant dans le développement en série de sin -, on a 2
- 0 — r^n— 2 p2« + 2pssin u.
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-
-
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 6:r8
- tf»
- ( Négligeant d’abord le 2° terme, ce qui donne
- Il II
- pour sin - la valeur approchée - , puis reportant cette valeur dans le terme négligé, on a
- I versement proportionnelle au carré de la distance et proportionelle aux deux cosinus d’inclinaison du rayon lumineux MO par rapport aux normales des deux surfaces, c’est-à-dire
- u
- + .
- toi
- dQ=—
- dscosicosi
- MO*
- d’où
- r , i r3
- U — — 4- ----
- R ^24 R3
- Reportant cette valeur de u dans l’expression de 9 = r2 u 2p2 M-f- 2r2 sin n, on trouve
- R3'
- Une vérification facile prouve que le terme complémentaire n’atteint guère, dans les conditions les plus défavorables, que la valeur i/iooo.
- 12. CORRECTION QU IL FAUT FAIRE SUBIR, POUR LES DIMENSIONS FINIES DE L’OBJET LUMINEUX, A LA LOI DE LA RAISON INVERSE DU CARRÉ DE LA DISTANCE.
- Soient A A' un objet lumineux que nous supposerons être un cercle, to une petite surface qui reçoit la lumière de ce cercle, O le centre de cette petite surface, O G la ligne qui joint ce centre au centre du cercle; si l’on a disposé (ce qui a toujours lieu en principe) la surface w de façon que la ligne O G soit normale au plan du cercle et si AA' et co sont parallèles, on peut démontrer cette proposition : Si du point O on décrit une surface sphérique tangente au cercle lumineux A A' en C, si on considère le cône ayant pour sommet le point O et pour base le cercle lumineux qui découpe sur la sphère une calotte sphérique, si on imagine cette calotte lumineuse elle-même et douée du même éclat I que le cercle, la quantité de lumière reçue par la petite surface « est exactement la même, qu’elle émane du cercle ou de la calotte.
- Prenons sur le cercle un élément de surface ds autour du point M, joignons MO = d, droite qui 'traverse la calotte sphérique en N ; cette droite MO fait un même angle i avec la normale au cercle lumineux et avec la normale à la surface w; or, on sait que la quantité de lumière dQ envoyée par un élément de surface à est proportionnelle aux aires des deux éléments, in-
- Si nous joignons le point O au contour de l’élément ds, le petit cône ainsi obtenu découpe sur la calotte sphérique un élément superficiel d a qui peut être considéré comme la projection conique de di sur le plan tangent à la calotte en N : l’angle du plan tangent en N et du plan
- du cercle est égal à i, puisque deux plans font le même angle que leurs normales; d’où
- dscasi_OM*
- dcr ~ CTN* et
- , . , OM*
- ds cos t — oTT’
- d’où
- T n_ tx> dcOSidtx
- " )
- N O*
- or, c’est la quantité de lumière qu’enverrait à la petite surface w l’élément décalotté da supposé doué de l’éclat I.
- Le même raisonnement s’applique à tous les éléments da et ds : le théorème est donc démontré.
- Appliquons maintenant ce principe au calcul de la quantité de lumière envoyée à la petite surface w par le cercle lumineux de rayon R.
- Si nous traçons la calotte sphérique qui équivaut à ce cercle au point de vue optique, nous
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE * 6.1,9
- avons pour là quantité de lumière envoyée par l’élément da de cette calotte à la petite surface
- • d’où, pour la quantité de lumière Q cherchée, Q “ ira) I
- '
- f
- sin 2i di — nu> I
- R2
- R2 + d* ‘
- i étant l’angle de la droite qui joint le centre O de (o au centre N de da avec la normale OC à <». Nous pouvons prendre pour da l’aire d’une petite zone décrite sur la sphère autour du pôle C. L’aire de la zone CN est 2xd CM, H étant le pied de la perpendiculaire abaissée de N sur l’axe de révolution OC. Or
- GH=:OG —OH = OG — ON cos i — d —d cos i.
- Il en résulte pour l’aire de la zone en question la valeur
- 2tt (d* — d'1 cos i).
- L’aire élémentaire da s’obtiendra en faisant varier l’angle i de di et différentiant par rapport à i l'expression précédente : ce qui donne
- On voit que si l’objet est suffisamment éloigné, R2 devient très petit par rapport à d2 et Q se R2
- réduit à co I u -w.
- dz
- Il était indispensable, avant de décrire le dispositif de nos expériences, de préciser ces diverses corrections, dont la dernière, facile à calculer d’ailleurs, peut être utile dans un grand nombre d’expériences photométriques.
- Giiarles" Henry.
- CHRONIQUE ET REVUE
- du z= + 27t rf2 sin i di.
- La quantité de lumière envoyée par cette zone élémentaire à la surface u> sera donc
- T cos l ......
- co I 27t aB sim di,
- c’est-à-dire, en remarquant que 2 sin f cos f=sin 2 i, dQ = 7i w I sin 2Î di.
- Il faut maintenant intégrer cette dernière expression sur toute l’étendue de la surface de la calotte sphérique. Dans cette intégration, l’angle i varie de o jusqu’à la valeur 0 correspondant au rayon extrême qui joint le point O au bord du cercle lumineux de rayon R. Cet angle 0 est donc fourni par la relation
- tan g: 0 =
- AG _ R OC - d'
- Effectuant l’intégration dont il s’agit, on trouve
- i
- sin i.idi-
- T . . B
- - ens 21\ —------- - COS 20 .
- =T^I — COS 20^
- = sin‘-0.
- D’autre part, si l'on évalue sin2 0 en fonction des données R et d, on obtient
- sin- 0 =
- tang-0 1 + tan g-,
- R-
- d-
- R“
- ; ^ T
- R- R- -|- d2 ’
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Sur une nouvelle méthode de synchronisation des alternateurs, par W.-E. Ayrton.
- Dans une discussion à propos d’une communication faite par M. Mordey à l’Institution of Electrical Engineers, l’auteur a indiqué un procédé très simple pour constater le synchronisme de deux alternateurs.
- Habituellement, on sait qu’on emploie dans ce but un transformateur à deux bobines primaires et une secondaire. Les courants passant dans les deux primaires sont produits par les deux alternateurs, et leur action résultante est indiquée par une lampe à incandescence intercalée dans le secondaire. Or, l’emploi d’un transformateur spécial peut être évité si l’on consent à se servir directement de la tension primaire des machines et si l’on veut employer des instruments électrostatiques.
- Supposons que nous ayons à coupler deux alternateurs P et p (fig. 1); l’un d’eux, P, est déjà relié aux barres omnibus O, O, et l’autre alternateur p doit être amené en synchronisme avec P. Voici la disposition indiquée à cet effet, par MM. Ayrton et Mather.
- Relions une borne A d’un des alternateurs P avec une borne a de l’autre,non nécessairement par une petite résistance, mais si on le trouve, plus prudent par une grande résistance r, 20
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- 020
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ohms si l’on veut; le trait de crayon le plus fin tracé sur une lame d’ébonite ou d’ardoise suffira à établir une bonne communication électrique. Puis relions l’autre borne B et fi des alternateurs aux bornes d’un voltmètre électrostatique quelconque, d’un électroscope, d’un tube à air raréfié, ou de tout autre instrument indiquant èlec-trostaliquement de hautes différences de potentiel.
- On peut employer, par exemple, un électroscope, pas nécessairement à feuilles d’or, mais à feuilles d’étain, par exemple. Les feuilles L communiquant avec la borne B de l'un des alternateurs, et l’armature extérieure T de l’élec-troscope avec la borne fi de l’autre alternateur,
- [b P a)
- Fig-, i. — Synchroniseur Ayrton.
- la divergence des feuilles indique la différence de potentiel entre ces deux bornes, qui est une mesure de la différence de phase entre les deux alternateurs.
- Si ceux-ci produisent chacun 2000 volts, la différence de poténtiel entre les feuilles et l’armature extérieure variera entre 4000 volts et zéro pendant la mise en vitesse du second alternateur. Elle sera de 4000 volts quand les alternateurs seront exactèment en opposition et de zéro quand ils seront en coïncidence de phase. Au début les feuilles s’ouvriront et se refermeront alternativement avec rapidité, puis plus lentement, et finalement elle resteront collées ensemble pendant un temps appréciable. Ce sera le moment de coupler les deux alternateurs en parallèle.
- Cet appareil est simple et peu coûteux, les
- feuilles peuvent être très longues afin d’être visibles à distance. L’appareil a'été employé au laboratoire deM. Ayrton avec un parfait succès.
- A. H.
- Fabrication électrolytique de la soude Craney (1894).
- On a représenté sur le schéma (fig. 1) : en A, le bain électrolyseur ; en B, le réservoir qui reçoit la dissolution de soude caustique des cathodes de A; en C, la dynamo, avec sa machine à vapeur D et ses chaudières E; en F, les éva-porateurs à vide, alimentés par l’échappement G du moteur; en H, les fondoirs, où se décharge la solution concentrée des évaporateurs, dont
- Fig. 1. — Electrolyseur Craney.
- l’eau de condensation va, par L, aux-cathodes du bain.
- On envoie aux anodes la dissolution de chlorure de sodium, telle qu’elle est pompée de la mine, et l’on n’en pousse l’électrolyse que jusqu’à la formation d’une faible dissolution de 1 à 2 0/0 de soude caustique, que l’on amène, de B, aux évaporateurs F, où elle se concentre, par la chaleur que fournit la vapeur d’échappement du moteur, jusqu’au titre d’environ 25 0/0. C’est cette dissolution que l’on vaporise à siccité, puis que l’on fond comme soude du commerce en H.
- La raison du procédé est qu’il faut, pour élec-trolyser un kilogramme de soude dans une dissolution à 1 0/0, beaucoup mains d’énergie électrique quedans une dissolution plus concentrée, à 4 0/0, par exemple'; puis dépenser, pour concentrer cette dissolution par évaporation, beau
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- coup moins de charbon, par kilogramme de soude, que pour la produire au même degré de concentration par l’électrolyse.
- On peut encore abaisser au-dessous même de 1 0/0 le titre de la dissolution électrolysée, et s’en servir pour l’alimentation des chaudières E, par une pompe I; une moitié, par exemple, de cette dissolution étant vaporisée aux chaudières, et l’autre moitié passant, deux fois plus concentrée, aux évaporateurs F.
- G. R.
- Balai encreur télégraphique Mills (1892).
- Afin d’encrer convenablement le galet marqueur V, du télégraphe Morse, M. Mills y fait
- Fig. 1. — Balai encreur Mills.
- Irotter un pinceau V, qui reçoit l’encre du godet A, lorsqu’en mettant le télégraphe en train par le levier Q4 on ouvre, par P, malgré le ressort N, le robinet D.
- Accumulateurs Schoop (1893).
- Dans ces accumulateurs, l’électrolyte est constamment maintenu en circulation par une
- Fig. 1 à 4. — Accumulateur Schoop.
- pompe centrifuge G, qui l’aspire de l’auge A. puis l’y refoule, par C\ au travers du !ube B;
- G. R
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- 622
- dont le fond est mis en rapport direct avec le fond de A. La cathode est constituée par une série de disques superposés D, en acier mince, écartés de C à 12 millimètres, avec, en correspondance, leurs trous D,, traversés par les anodes E, en cuivre amalgamé, entourés de gaines en papier parcheminé F, qui les isolent des cathodes D. Ces anodes sont groupées sur la borne G, et la cathode est reliée à la borne II.
- On emploie, comme électrolyse, une dissolution de zinc dans de la potasse caustique, que l’on peut maintenir chauffée par un fil résistant Q, parcouru par le courant.
- En figures 3 et 4, l’électrolyte circule, par l’hélice C, de U en Ux, grâce aux barrages W, le long des électrodes alternativement positives et négatives S et T; ces dernières, enveloppées d’un parchemin F.
- Cette circulation continue de l’électrolyte aurait pour effet d’augmenter considérablement le rendement de l’accumulateur, ainsi que sa régularité.
- G. R.
- Câbles Felten et Guilleaume (1893).
- Ces câbles, spécialement destinés aux canalisations souterraines à basse tension, sont formés
- Fig. 1 et 2.
- d’un tube de fils de forme spéciale b, enveloppé de papier c, puis de gutta d, protégé par une dernière gaine de chanvre goudronné. La figure 2 représente un câble multiple, composé de trois faisceaux cylindriques b bt b2, séparés par des isolaârts c2 c2. La disposition longitudinale des éléments b rend le câble plus flexible ; et l’emploi de la gutta d, au lieu de plomb, présente l’avantage de n’exercer aucune action retardatrice sur les courants.
- G. R.
- Théorie et calcul des moteurs à courants alternatifs asynchrones, par E. Arnold (').
- Etablissement, des moteurs monophasés.
- La théorie que nous avons développée permet d’établir des formules pour le calcul d’un moteur de puissance donnée. Pour obtenir des formules aussi simples que possible, nous nous permettrons dès le début du calcul une petite inexactitude qui consiste à négliger dans le calcul de la puissance le couple négatif C„(très petit comme on l’a vu). Mais comme tout moteur supporte une certaine surcharge et que le glissement admissible offre un jeu assez grand, il est de peu d’importance de connaître exactement la puissance du moteur pour un glissement donné, un écart de quelques unités pour cent donnant encore des résultats suffisamment exacts pour la pratique.
- Une fois le moteur projeté, les calculs peuvent être corrigés, s’il est nécessaire.
- L’équation (134) pour le couple de rotation était
- ______Pi —Pt______
- R.* * +~- (pi — P^ W-
- ________Pi + Ps_____
- R.*(p.+p,y l2s
- Si nous limitons maintenant l’application de cette équation à la marche du moteur chargé, c’est-à-dire à de petites valeurs depj —p2 et si L2 est petit par rapport à R2j nous pouvons poser avec approximation
- ^ _ m, M2 I,2 {p, — pt) , ,
- C-¥--------IL-----•
- C = •
- M- (,-R.
- (
- et la puissance du moteur devient
- m.
- 8
- m* r,2 u.
- (1S0)
- De l’équation (127) on tire
- M-I,: (,5.)
- En désignant par g la valeur du glissement, on a d’après ( 131 ) :
- Es=gE"s; (i52)
- E''2 = piMIi désigne la force électromotrice induite dans la spire de l’armature dont le plan est normal à la direction du champ primaire.
- (*) La Lumière Electrique, du 23 juin 1894, p. 582.
- (*) Par erreur, les dénominateurs des équations (134) et (139) ont été confondus l’un avec l’autre. Dans l’équation ci-dessus ils occupent leur véritable place.
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- Cette force électromotrice est constante et indépendante de la vitesse de l’induit, nous pouvons donc déduire E„ du rapport de transformation entre les enroulements primaire et secondaire.
- Ce rapport de transformation, de même que les coefficients L, et M, dépend naturellement de la disposition magnétique du moteur et delà position de l’enroulement excitateur. Les figures .27 et 28 représentent deux dispositions différentes avec le parcours des lignes de force. Dans la figure 27 l’enroulement primaire est distribué uniformément sur toute la circonférence du noyau de fer suivant le mode de l’anneau Gramme ou du tambour. Les fils parcourus par des courants du même sens sont désignés par la même marque, et nous pouvons supposer reliés entre eux les fils opposés a a, b b, etc.
- Admettons que le champ magnétique produit soit homogène; leflux traversant une spire varie alors proportionnellement à cos a. Si le nombre total de fils est N, sur la circonférence de l'inducteur, ces fils peuvent être remplacés par d’autres en nombre N0 et tous situés sur le diamètre CD.
- Le flux d’induction d’une spire quelconque est s FI cos a, et la somme des produits du flux par le nombre de spires est
- ^ s H = —‘ i- Il - fK 2 cos x — - N, s II ,
- 2 2 w J O
- par conséquent,
- N0 ——N, . (i53)
- 7C •
- Mais le champ magnétique ne sera pas tout à fait homogène, son intensité croîtra avec l’angle a. Pour tenir compte de cette circonstance nous posons
- N0 = 4,N,. (154)
- V2
- Pour la disposition de la figure 28 , dans laquelle chaque spire des bobines excitatrices S est coupée par toutes les lignes de force du champ, on a
- N0=N,.
- Plus généralement, nous posons
- Admettons maintenant, en considération de ce qui a lieu dans la pratique, que les spires N2 de la phase A B de l’induit ne couvrent qu’un petit arc de la circonférence de l’induit, de manière que presque toutesles lignes du champ traversent chaque spire, le rapport de transformation devient
- et en tenant tique
- t —
- N.
- N.
- N„ c, N, ’
- (.56)
- compte de la dispersion magné-
- T _ 4rcCflN,3 io° S p ’
- 47c C, N, Na
- M :
- 10" il p ’
- (157)
- (158) ('59)
- En utilisant les équations (157), (152), (151), (i5o)et (149) on obtient donc pour le calcul d'un moteur monophasé les équations :
- F\ II Ci | cr -wl (160)
- r b — l- _ c, R, N, E‘ s’ (i6.)
- b2 nu N»2 =-_ / \ (.62)
- 4 C,2 R* Ns2 ' & V “/
- b2 m. N22 =-. / \ (.63)
- - — 4C,2 P N,2 1 0 V /
- R. 62 ZE,2 / \ (164)
- 0 — n2 ~ 4c,2 pnp ë)’
- b1 k nu N4 —, (.65) (*)
- — 4 c,2 2tt il, R, N E)
- 60 111 / \ (.66)
- ~lTV~g)
- Ces formules concordent à la constante 4 cf près, avec les équations (60) et (65) obtenues pour les moteurs polyphasés.
- Pour un glissement g donné et une puissance P déterminée du moteur, l’équation (i63) permet de calculer la résistance R. d’une phase de l’induit, et l’équation (164) donne la résistance R0 d’une seule spire ou d’une seule barre avec ses connexions terminales.
- Les formules ci-dessus ont été vérifiées sur de nombreux moteurs réalisés., et donnent des
- (.55). ' (‘) Dans l’équation (64) lire Efl au lieu de E,.
- No — c, N,,
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- résultats bien concordants avec ceux des mesures effectuées.
- Calcul du courant d'excitation, du courant à vide et du courant de charge.
- D’après l’équation (107) le courant d’excitation est
- E,
- I.
- Pt L,'
- (167)
- La valeur de L, est à déduire de l’équation (J56).
- Comme pour les moteurs polyphasés, le courant d’excitation peut être calculé à l’aide des forces magnétomotrices déterminées par l’induction à atteindre dans le fer de l’inducteur et de l’induit et dans l’entrefer.
- Nous choisissons encore les désignations
- déjà employées page 480 et dans la ligure 5. L’induction SJ dans l'entrefer B se détermine le plus facilement en admettant que les spires en nombre cx N! tournent avec la vitesse augulaire
- ^3 ou avec la vitesse circonférentielle k
- _ Pt d 2/e
- ti n, d ~ k
- dans un champ fixe d’intensité 3C, de sorte que l’amplitude de la force électromotrice induite soit E,. Les phénomènes d’induction sont alors les mêmes que dans un champ pulsatoire d’in-tensffé maxima 3C et avec des spires cx N! fixes, normales à la direction du champ. Nous déterminerons les inductions moyennes. Dans l'entrefer on a
- vie, N,’
- OU
- b, k E, ios 2,22 n, dlc, N,
- (169)
- L’induction moyenne dans le fer de l’inducteur (fig. 27, dans les sections AC et BD) est donnée par
- E, IGâ
- 27in. S, c, N,’
- et l’induction maxima par
- oB, nmx. “ V72 oB|«
- L’induction moyenne dans Yinduit est
- 7â“ _ __b E< 108
- - — 2 ntt, s. c, N,’
- (170)
- (171)
- (172)
- et
- éB.
- x. — \^2 cB, •
- Si 3C) et 3C2 sont les forces magnétisantes correspondant à c6, et et empruntées à une courbe d’aimantation, /, et /a les longueurs moyennes du circuit magnétique dans l’inducteur et dans l’induit, on a pour le nombre d’ampères-tours nécessaire
- — 2 /c (s éi
- 47t \
- cB -f- 3f| /, 4 3C
- ,u),
- N,
- et comme le nombre des spires est c 1 ~> le courant d’excitation devient
- ~ ^ c^T, (SSi + 3fl /f + 3ff/*)-
- ('7'D
- Le courant à vide a pour valeur, d’après les équaiions (106) et (107) :
- l„ =
- 21.
- 2 — fci ’
- (168)
- (174)
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ . 62b
- Le courant utile I„, qui fournirait sans décalage de phase la puissance absorbée par le moteur, c’est-à-dire le courant dont la phase coïncide avec celle de Eu a pour valeur
- î.=-^ = g.'-î''-t.?V°-.+P.c,
- ï) E, E< f
- et le courant à pleine charge est
- r, = v'ï,* + i/- (176)
- Dans le diagramme des intensités de courant que donne la figure 29, on a
- AB" + P' C“,
- Et
- r, ^ _ Ri (I,8 — I09 -j- p, C„
- B G _ ---------gi--------»
- AC=I,.
- Si l'on introduit le coefficient de dispersion, on doit écrire, en concordance avec les équations (76) et (80),
- b* l„
- cos -, — (178)
- VI.2 + I„2
- En ce qui concerne la construction de l:in-ducteur et de l’induit, on peut appliquer les considérations que nous avons déjà indiquées pour les moteurs polyphasés.
- Quelques remarques pour terminer. Les équations que nous avons développées montrent qu’avec quelques approximations admissibles dans la pratique et en restreignant la validité des formules à la marche normale du moteur, le calcul des moteurs monophasés est presque identique à celui des moteurs polyphasés; l’influence de la self-induction et de la résistance de l’enroulement induit, celle du glissement, de la dispersion, etc., est la même dans les deux cas.
- Nous appellerons encore l’attention sur une propriété des moteurs asynchrones. Les équations (62) et (162) montrent que la puissance du moteur est indépendante de la vitesse angulaire. e’est-à-dire que pour une fréquence et un nom-
- bre de spires sur l’induit et l’inducteur donnés, le moteur peut être disposé à deux, quatre, six ou huit pôles, sans que sa puissance varie, pour un même glissement g\ la vitesse angulaire varie alors en raison inverse du nombre de pôles. Le moteur se comporte comme un transformateur dont la capacité ne dépend que de la
- quantité de fer et de cuivre employée et de la fréquence.
- Si d’un moteur bipolaire nous faisons, par exemple, un moteur à quatre pôles, nous obtenons un champ d’intensité double tournant avec la moitié de la vitesse primitive; l’aimantation
- Fig-, 80.
- du fer inducteur et de l’induit ne change pas. En réalité, la puissance se trouve un peu réduite parce qu’en augmentant le nombre de pôles on favorise la dispersion et on augmente le courant d’excitation. Un changement dans le nombre de pôles détermine donc aussi en général une modification du nombre de spires de l’enroulement du champ.
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- 626 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- • Mais il serait inexact d’admettre qu’en augmentant dans un moteur asynchrone la vitesse angulaire, c’est-à-dire en diminuant le nombre de pôles, on ferait croître sa puissance d’une manière correspondante.
- La modification de la fréquence, au contraire, affecte la puissance de ces moteurs dans le même sens que dans les transformateurs.
- Les ateliers de construction d’Œrlikon ont construit jusqu’à présent des moteurs polyphasés de dix-huit grandeurs différentes, depuis 1/16 de cheval jusqu'à ioo chevaux, et des moteurs monophasés de treize puissances différentes, depuis 1/20 de cheval jusqu’à i5 chevaux.
- La figure 3o donne une vue d’ensemble d’un moteur à champ tournant de 3o chevaux, pour 110 volts et une vitesse angulaire de 725 tours par minute. Le courant absorbé par le moteur non' chargé est de 40 ampères, et la puissance à vide, de 1710 watts. En marche normale l’intensité du courant est de 170 ampères. Le rendement du moteur est de 94 0/0, son poids de 1620 kilogrammes.
- A. H.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Effet de l’aimantation sur les dimensions de fils et d’anneaux en fer recuit, par Sheldford Bidwell (* *).
- En i885, j’ai présenté à la Société Royale un premier mémoire (2) sur les changements de dimensions de tiges de fer et d’autres métaux magnétiques sous l’influence de l’aimantation. Le principal objet de ce mémoire était l’observation qu’en augmentant suffisamment la force magnétisante l’allongement que subit au début une tige de fer est suivie d’une contraction, la tige devenant ensuite plus courte qu’à l’état non magnétique. L’allongement atteignait généralement un maximum pour une force magnétisante de 80 à 120 unités G. G. S. et disparaissait pour une force de 3oo à 400, pour devenir négatif avec
- (’) Proc. Roy. Soc., t. LV, p. 228, 1894.
- (*) Proc. Roy. Soc,, t. XL, p. 109, 1886.
- ! des valeurs plus élevées de la force magnétisante.
- Depuis cette époque .jusqu’à tout récemment, on n’avait pas publié d’autres travaux sur le même sujet. Au commencement de l’année dernière, les revues scientifiques annonçaient que M. Alphonse Berget avait étudié la dilatation magnétique du fer dans des champs intenses, et avait trouvé que la longueur de la barre augmentait encore lorsque le champ magnétique atteignait une valeur aussi élevée que 540 unités, limite des expériences.
- En se r eportant à la note originale insérée dans les Comptes rendus I1), on voit que l’expérience a été faite avec un barreau cylindrique de 5,2 cm. sur 1,95 cm., de longueur, inférieure à trois fois le diamètre. La force magnétisante vraie a donc dû être de beaucoup inférieure à celle due à la bobine elle-même, et il est très peu probable qu’elle ait jamais atteint la valeur à laquelle le fer atteint son allongement maximum.
- Le Philosophical Magazine dedécembre 1893 (2) contient un compte rendu de quelques expériences faites par M. Sidney Lochner dans le but de vérifier les expériences de M. Berget ou les miennes, qui donnent des résultats différents. En se servant d’une tige mince il obtint des courbes très semblables à celles que j’avais publiées; mais, comme on pouvait le prévoir, il trouva qu’une tige courte et épaisse, comme celle employée par M. Berget, n’accusait pas de maximum d’allongement dans les limites de force magnétisante employées.
- Un mémoire de grand intérêt, par M. H. Na-gaoka, publié dans le Philosophical Magazine de janvier dernier (3) confirme aussi incidemment mes observations.
- Dans d’autres mémoires, j’ai montré comment les allongements et les contractions sont modifiées par la traction et parle passage de courants électriques; et dans la présente note je m’occuperai d’un effet inattendu produit par le recuit du fer.
- Sur ce point, Joule dit : « On remarque que l’allongement pour la même intensité magnétique est plus gra.nd en proportion de la ductilité du métal. Il est maximum dans les barreaux
- (*) La Lumière Electrique, t. XLVI, p. 495. (s) La Lumière Électrique, t. L, p. 533,
- (3) La Lumière Électrique, t. LI, p. 337.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 627
- de fer bien recuits, et minimum pour lés plus durs. »
- L’opinion générale, que je partageais moi-même, concorde avec cette affirmation. 11 ressort toutefois des expériences suivantes qu’elle
- est erronée. La conclusion de Joule en ce qui 'concerne le fer semble avoir été basée entièrement sur les résultats obtenus dans une seule expérience, et il est possible qu’il se soit trompé sur la qualité du fer employé.
- Force
- Mes expériences, dont les résultats sont donnes dans le tableau I ci-contre et dans la figure i, ont été faites avec un fil de fer de 10,6 cm. de longueur et 0,265 cm. de diamètre. La courbe marquée (1) montre comment se comporte le fer dans l’état où il a été acheté. Sa longueur aug-
- mente rapidement avec la force magnétisante; l’accroissement maximum obtenu dans un champ (dû à la bobine) d’environ 140 unités est de 45 dix-millionièmes de la longueur du fil.
- Ce même fil a été soigneusement recuit, et l’expérience a donné ensuite les résultats indiqués dans la courbe (2). On voit que l’acroisse-ment maximum n’est plus que de 8 dix-millionièmes et a lieu pour une force d’environ 60 unités.
- Finalement, le fil a été porté au rouge blanc dans la flamme d’un chalumeau, et trempé dans l’eau froide. 11 a alors fourni la courbe (3). Cette dernière opération a porté l’allongement maximum de 8 à 25 dix-millionièmes, tandis que la force magnétisante correspondante passe de 60 à environ 110 unités.
- TABLEAU I
- Force magnétisante. Unités C. G. S. Allongements en dix-millionièmes de la longueur.
- Fer à l'ctat ordinaire (1). Recuit (2) Chauffé au rouge et trempé (3).
- 43 10 7 6
- 74 34 7 23
- 96 42 6 24
- 138 45 3,5 24
- 192 40 — 1,2 19
- 324 25 — 17 G
- D’autres expériences ont donné des résultats analogues, et plusieurs essa.is ont été faits pour obtenir un fil recuit qui ne s’allongeât pas du tout sous l’aimantation, mais qui se contractât dès le début, comme le font le nickel et le cobalt. Mais je n’ai pu réussir à amener un fil dans une condition telle que son allongement maximum fût inférieur à 7 ou 8 dix-millionièmes.
- Quoique cette expérience ne réussît point avec des fils droits, elle put être faite avec succès avec un anneau de fer.
- Dans un précédent mémoire, j’ai rendu compte de quelques expériences effectuées avec des anneaux. Les variations de diamètre d’un anneau sont de même nature que les variations de longueur des fils. Avec une force magnétisante continuellement croissante, le diamètre augmente d’abord de longueur, puis, après avoir dépassé un maximum, il se raccourcit en-deçàde sa valeur initiale.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- Dans ces expériences trois anneaux différents ont été employés, dont aucun n’avait été recuit. Je confectionnai donc un autre anneau en bôn fôr doux et le fis recuire soigneusement. L'anneau était ensuite entouré d’une garniture annulaire en bois, sur laquelle furent enroulés 515 tours de fil isolé. On trouva avec cet anneau que le plus faible courant donnant un effet appréciable .déterminait une contraction, sans allongement préliminaire appréciable.
- Les résultats d’une expérience faite avec cet anneau I sont indiqués dans la courbe inférieure de la figure 2, qui ressemble beaucoup à la courbe fournie par une tige de cobalt. La plus grande contraction fut de 75 dix-millionièmes(su-périeure à toutes les variations observées jusqu’ici sur le fer), et l’aspect général de la courbe montre qu’on est encore loin de la valeur limite, mais l’effet calorifique du courant magnétisant ne permettait pas de pousser l’expérience plus loin.
- Je me proposai tout d'abord de défaire l’enroulement, de durcir le fer, et de répéter l’expérience avec le même anneau; mais la crainte de perdre un échantillon aussi remarquable, qu’il eût peut-être été difficile de remplacer, me fit choisir un autre anneau fait avec du métal coupé sur le même barreau que le premier. L’identité des propriétés des deux anneaux fut d’ailleurs vérifiée en effectuant d’abord une expérience avec le second anneau recuit. 11 se comportait comme le premier, à l’exception toutefois d’un petit allongement qui fut observé pour une force magnétisante de trois unités seulement. L’anneau fut ensuite porté au rouge, puistrempé dans l’eau froide, dans le but de le durcir. Après cette opération il fut entouré de 473 tours de fil.
- Cet anneau II donna alors les mêmes résultats que les anneaux et les fils non recuits. Gomme le montre la figure 2, il atteint l’allongement maximum d’environ 33 dix-millionièmes dans un champ de 80, revient à sa longueur primitive dans un champ d’environ 440, et se contracte de 11 dix-millionièmes dans un champ de 56o unités.
- Il semble donc, qu’en ce qui concerne les variations magnétiques des dimensions, une tige ou un anneau de fer est affecté par le recuit de la même manière que sous l’influence de la traction, résultat qui eût été difficile de prévoir.
- *
- Sur le mode de transformation du travail en énergie électrique, par M. Vaschy (*)
- Suivant une loi établie par Maxwell, l’énergie électrique localisée dans l’unité de volume
- d’un champ électrique a pour valeur w =
- h désignant l’intensité du champ au point où l’on considère l’unité de volume, et-le pouvoir
- inducteur du diélectrique.
- D’autre part, dans un champ électrique st,able comme ceux que l’on étudie en électrostatique, la surface d’un conducteur électrisé est soumise, de la part du milieu environnant, à des forces ou tensions normales ayant la même valeur que h2
- p — -—- par unité de surface.
- r 8 7C k r
- Ceci posé, considérons-un conducteur qui se déplace dans un champ électrique, passant d’un point G à la position C' pendant un temps infiniment petit. La partie antérieure de sa surface refoule le diélectrique qui perd ainsi un volume up, à la partie postérieure, le conducteur cède* au contraire au diélectrique un volume u3 égal
- à ut.
- Dans la région zq, un élément dS de la surface du conducteur décrit un volume égal à dS dn, d 11 désignant la composante normale de son déplacement. La tension normale p dS exercée par le milieu diélectrique sur cet élément produit, pendant le déplacement, un travail positif égal à p dS d'n, en même temps que l’énergie ivdS du (=p dSdn) qui se trouvait dans le volume balayé dS dn disparaît. Par conséquent, l’énergie équivalente au travail de déplacement du conducteur dans la région u, est fournie sur place par le diélectrique. En d’autres termes, le travail effectué par le diélectrique sur le conducteur 11 est autre chose que la cession à celui-ci (sous forme d’énergie élastique ou autre) de l’énergie électrique localisée dans le volume abandonné par le diélectrique.
- Dans la région u2, au contraire, le travail — p dS dn effectué par le milieu diélectrique est négatif, le déplacement normal dn étant en sens inverse de la tension pdS. En même temps qu’il y a création, dans le volume dS dn gagné sur le conducteur, d’une quantité d’énergie
- w dS dn = p dS dn.
- (*) Comptes rendus, t, CXVI1I, p. 1249!
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- Ainsi, dans la région u2, ce sont les forces extérieures, égales et opposées aux forces électriques, qui produisent un travail positif, et ce travail se transforme sur place en énergie électrique.
- Pendant ces transformations locales d’énergie en travail et de travail en énergie, l’énergie électrique du reste du champ d’entre pas en jeu et demeure invariable. Toutefois la position de la surface équipotentielie du conducteur ayant varié, l’état électrique du champ primitif ne peut subsister ; un nouvel état stable correspondant à la nouvelle position du conducteur tend à se produire. De là une perturbation dont l’effet est de modifier infiniment peu la répartition, mais non la somme d’énergie électrique dans le reste du champ.
- Le seul cas où le déplacement du conducteur ne modifierait nullement l’état électrique du champ à l’extérieur du volume balayé par sa surface est celui où ce conducteur, au lieu de conserver une forme invariable, serait dilaté progressivement de telle sorte que sa surface vînt épouser successivement la forme des diverses surfaces équipotentielles du champ primitif : le travail mécanique correspondant au déplacement de la surface est exactement l'équivalent de l’énergie électrique disparue dans le volume balayé par cette surface (pour réaliser théoriquement ce cas, il faudrait imaginer le conducteur réduit à une pellicule mince extensible à volonté par des pressions convenablement appliquées sur la paroi intérieure).
- Le déplacement d’un corps diélectrique dans le champ produit une perturbation électrique plus complexe que celui d’un conducteur. Le travail produit par les forces extérieures se transforme encore sur place en une quantité équivalente SW d'énergie électrique; mais une partie S'W seulement de cette énergie reste sur place, et le complément (SW — è'W) est transmis de proche en proche au reste du champ. Le calcul montre en effet que, lorsque le nouvel état stable au champ correspondant à la nouvelle position du corps déplacé est atteint, l’accroissement S'W d’énergie dans les régions Ua et U, diffère en général de SW.
- De même, lorsqu’un aimant est déplacé dans un champ magnétique créé uniquement par des aimants, le travail des forces extérieures pendant ce déplacement est transformé sur place en une
- quantité équivalente SW d’énergie magnétique. Une partie S'W seulement de celle-ci sert à accroître l’énergie locale; l’excès (SW — S'W) se répartit dans le reste du champ, comme dans le cas du déplacement d’un diélectrique. Il n’existe pas en magnétisme un cas analogue à celui du déplacement d’un conducteur dont il a été question ci-dessus, puisque la conductibilité magnétique n’existe pas.
- Sur la nature de la conductibilité électrique, par M. Vaschy (').
- Dans la théorie fondée sur l’existence et les propriétés du fluide électrique, un courant est un flux d'électricité, auquel les divers corps opposent une résistance plus ou moins grande.
- Si l’on écarte cette hypothèse, l’examen des faits connus suffit pour découvrir la nature du courant électrique et la raison pour laquelle son action s’étend à l’extérieur des conducteurs.
- Le champ électrique créé par un corps électrisé dans le milieu isolant qui l’entoure ne pénètre pas à l’intérieur des conducteurs; ou, si, par l’approche brusque du corps électrisé, on peut, dans des conducteurs médiocres, faire naître un champ électrique, celui-ci tend à se dissiper et à disparaître plus ou moins rapidement.
- En réalité, l’expérience montre que cette propriété des conducteurs est commune, quoique à des degrés très divers, à toutes les substances, même l’air. La conductibilité d’un corps paraît donc être une tendance du champ électrique établi dans ce corps à s’y dissiper en un temps plus ou moins long, souvent inappréciable.
- Cette idée est confirmée et précisée par l’étude des courants. En effet, un champ électrique ne peut être maintenu à l’état permanent dans un conducteur que grâce à une dépense incessante d’énergie électrique équivalente à la quantité de chaleur dégagée en vertu de la loi de Joule. Cette loi peut s'énoncer ainsi :
- La quantité q de chaleur dégagée pendant l’unité de temps dans l’unité de volumed’un conducteur, en un point où l’intensité du champ
- (') Comptes rendus, t. CXVIII, p. 1324.
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- électrique est h, est égale à —, p désignant la résistance spécifique du conducteur.
- Si l’on considère la quantité de chaleur dégagée dans un volume fini U pendant un temps infiniment petit dt, cette quantité ne peut être qu’une fraction de l’énergie électrique contenue dans le même volume, qui se dissipe par transformation en chaleur. Elle ne saurait, en effet, être empruntée à l’énergie de la région du champ extérieure à U ; car pendant le temps dl, l’énergie envoyée de l’extérieur au volume U ne peut y pénétrer qu’à une profondeur infiniment petite vdl, v désignant sa vitesse de propagation, qui est évidemment finie.
- Du reste, l’énergie électrique du champ dans
- h?
- l’unité de volume ayant pour valeur w — g—
- a .0 de Joule exprime bien la quantité q de chaleur dégagée dans la même unité de volume est une fraction fixe de cette énergie jv,
- __ h*__ Sjzjt _ 2
- ^ p S nk' p Ü
- 0 étant défini par la relation p = 4ttÆ0, est, comme k et p, un coefficient spécifique du conducteur ; il est comparable à un temps. On peut énoncer la formule précédente en disant, que l’énergie électrique w, qui est incessament renouvelée par un envoi d’énergie de l’extérieur, se dissipe entièrement en chaleur en un temps
- égal à qui paraît bien inférieur à 1 o“° seconde
- pour certains conducteurs, tandis que, pour certains diélectriques, il peut atteindre io6 secondes et au-delà.
- Cette loi précise la tendance du champ électrique à se dissiper dans les conducteurs lorsque les perles d'énergie électrique ne sont point réparées. Tel est le cas de la décharge lente d’un condensateur lorsque son diélectrique est légèrement conducteur. Si ce diélectrique est homogène, pendant le temps dl, l’énergie électrique de chaque élément de volume est réduite, par dissipation calorifique, d’une fraction uniforme
- Comme cette énergie est proportionnelle au carré de l’intensité h du champ, h se trouve
- réduit partout d’une même fraction ce qui
- ne modifie évidemment pas les surfades éqiiipo-tentielles et ne1 détruit pàs l’état d’équilibre électrostatique du champ. On a donc
- dit_ dt
- lt <T’
- Ainsi le champ s’affaiblit suivant une loi exponentielle.
- Il n’en serait plus de même, si (( Variait d’un point à un autre du diélectrique; q#r l’affaiblissement relatif de l’énergie électrique et, par suite, de l’intensité h étant inégal aux divers points du champ, l’état d’éqüilibfè électrostatique serait constamment détruit* Un nouvel état d’équilibre tendrait à se produtfè, les parties les moins affaiblies du champ . dlyant, à cet eàet, envoyer de l’énergie aux parles les plus affaiblies. Si, par exemple, une panie du diélectrique est parfaitement isolante (0=oo), toute son énergie ira se consommer dafig les parties conductrices.
- Un courant devient permanent quand l’apport extérieur d’énergie électrique dans chaque élément de volume du conducteur compense la dissipation calorifique. ,
- En résumé, dans un courant, permanent ou variable, il y a superposition des deux phénomènes suivants :
- i° Transformation locale d’énergié électrique en chaleur;
- 2° Transmission d’énergie entré la , source (pile, etc.) et le lieu de consommation, provoquée par la tendance du champ à prendre ou à garder un état d’équilibre. Le seul cas où cette transmission n’a pas lieu est celui du condensateur à diélectrique homogène cité pltjs haut.
- Dans cette Note, nous n’avoné étudié que le phénomène local régi par la loi de Jdule.
- En magnétisme, la conductibilité n’existe pas ; c’est-à-dire que le champ maghétiqjje créé par un aimant permanent ou un douraqj; se maintient indéfiniment dans tous lès corps voisins. L’énergie magnétique ne tend donc ^ se dissi per sous forme calorique dahs aucpn corps. C’est là une différence remarquable'entre les propriétés des formes électrique et magnétique de l’énergie.
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- CORRESPONDANCE
- Charlottenbourg, le 23 juin 1894.
- Monsieur le Directeur,
- Dans le numéro 22 de votre journal, page 424, la turbine photographique représentée par les figures 27 à 36 est attribuée à P « Electricaï Wonder Company » de Londres.
- Nous avons l’honneur de vous informer que l’appareil décrit est construit avec la collaboration de M. Aus-chutz dans notre établissement et que la combinaison de tous les détails électriques nous appartient entièrement.
- Veuillez agréez, etc.,
- Siemens et Haeske.
- FAITS DIVERS
- Le premier tramway électrique en Autriche a été rnis en service le mois dernier à Lemberg, capitale de la Ga-licie. Cette ligne, établie par la maison Siemens et Halske, a une longueur totale de 8,5 kilomètres.
- Les rampes sont assez prononcées ; on en rencontre plusieurs de 4 à 5 0/0, et la plus forte, régnant sur plusieurs centaines de mètres, est de 6,75 0/0. Il y a aussi des courbes assez petites; plusieurs n’ont que i5 mètres de rayon.
- La ligne électrique est aérienne, la tension de 5oo volts. i5 voitures motrices seront mises en circulation. Elles portent des moteurs de 25 chevaux, qui transmettent leur mouvement aux essieux par l’intermédiaire de chaînes.
- La station centrale comprend deux chaudières tubulaires de 220 mètres carrés de surface de chauffe, et deux machines à vapeur compound horizontales. Chaque machine fournit 200 chevaux et actionne directement une dynamo Siemens à pôles intérieurs.
- La perforatrice rotative électrique étudiée par la Compagnie Thomson-Houston a pour but de remplacer la perforatrice à bras et la barre de mine, dont l’emploi, même dans les roches tendres, exige un travail considérable de la part de l’ouvrier pour un avancement très lent.
- Cet appareil, dont l’emploi s’étend beaucoup en Amérique, se compose essentiellement d’un moteur électrique d’une puissance de 2 chevaux, construit pour marcher sous une tension de 220 volts aux bornes, avec une
- vitesse angulaire de i5oo tours par minute; cette vitesse est réduite à 3oo tours par minute pour la tige portant l’outil, à l’aide d’un pignon et d’un engrenage.
- La tige porte-outil est filetée et tourne dans un écrou serré lui-même par une bague à friction en acier. On voit donc que tant que l’outil ne rencontre aucun obstacle l’écrou reste fixe, et la tige porte-outil avance dans la roche avec une vitesse réglée par le pas de vis, mais si l’outil vient à rencontrer une veine plus dure, l’écrou tourne dans la bague et la vitesse d’avancement est réduite proportionnellement à la dureté de la roche.
- L’appareil est monté sur un affût à deux branches permettant de perforer des trous dans toutes les directions. Cet affût varie suivant la hauteur de la galerie, mais, dans tous les cas, une vis de 700 millimètres de longueur permet de le serrer fortement contre deux madriers placés à cet effet au chantier d’abatage.
- Le poids du moteur et de l’outil est de 43,5 kilog., poids remarquablement faible pour une puissance relativement considérable du moteur électrique. Le poids de l’affût est de 27 kilogrammes.
- Le filet de la vis varie avec la dureté de la roche; les pas les plus usités ont 4 et 6 millimètres. Pour forer les trous de 1 mètre de profondeur, on emploie deux outils, T un de 600 et l’autre de 1200 millimètres.
- Des essais ont montré que cette perforatrice électrique est un appareil robuste et facile à manœuvrer. On a fait, par exemple, des essais sur un schiste blanc très dur; un coup violent avec le pic ne faisait qu’une impression très faible sur la roche, et il était difficile de faire sauter des écailles. Ces essais ont été repris dans le mur de la couche formé de cette même roche schisteuse très dure. On ne pouvait employer ni la perforatrice rotative à bras, ni la barre de mine, on était obligé de recourir au ciseau et au maillet; dans ces conditions, deux hommes pouvaient forer un trou de 1 mètre en deux heures et demie. On s’est décidé à faire usage de la,perforatrice électrique malgré la difficulté que l’on craignait de voir l’eau, abondante dans ce terrain, former une boue rendant difficile l’emploi de cet appareil. Un trou de i5oo millimè-mètres fut foré en 3 minutes ao secondes. Après cette opération, l’outil étant trop chaud pour être tenu à la main, il avait perdu 6 millimètres de longueur et paraissait avoir été usé à la meule; il avait cependant été trempé assez dur pour qu’une lime n’y pût mordre.
- Dans le charbon bitumineux, la perforatrice peut percer des trous avec une vitesse de i,5o à 2 mètres par minute avec le pas de vis de 4 millimètres.
- M. P.-L. Gr^y a cherché la limite de température à partir de laquelle le platine devient visible dans l’obscurité. Les résultats généraux de ces recherches, présentés à la Société de physique de Londres, sont les suivants :
- i° La température maxima de visibilité est la même pour une surface polie que pour une surface couverte dë
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- noir de fumée* malgré la différence de radiation des deux ?as ;
- 2° La limite de visibilité pour l'extrémité rouge du spectre varie notablement pour un œil normal selon l'état de préparation de celui-ci. L’exposition à une lumière brillante diminue sa sensibilité, qui s’augmente au contraire dans l’obscurité;
- 3° Dans les conditions de moindre sensibilité, la température minima de visibilité pour la surface d’un solide est de 470° C. environ ; mais elle peut être réduite, même en quelques minutes, par l’exposition dans une chambre obscure;
- 4° La nuit, une surface à la température de 410° est visible et, si les yeux sont bien reposés par une obscurité complète, cette limite peut être ramenée à 370°;
- 5° La température minima de visibilité varie d'un observateur à l’autre, mais il est probable que les différences ne sont pas bien considérables, pourvu que les expériences soient faites dans des conditions similaires. L’interposition d’une plaque de verre ou d’une couche d’eau ne modifie pas les résultats.
- A l’exposition de la Société Royale de Londres, M. Sne-dekor a montré des appareils de chauffage pour l’emploi dans les hôpitaux. On obtient de cette façon une température uniforme et constante à, l’intérieur d’enveloppes de soie ou de laine servant dans le traitement de certaines maladies.
- A la même exposition on pouvait voir des feuilles d’or extrêmement minces obtenues par M. J.-W. Swan à l’aide de l’électrolyse. Ces feuilles sont elles-mêmes déposées sur une couche très mince de cuivre électrolytique que l’on dissout ensuite dans du perchlorure de fer. Ces feuilles ont environ un dix-millième de millimètre d’épaisseur, et sont transparentes pour la lumière.
- Le chemin de fer du Canadian Pacific emploiera la traction électrique à ligne aérienne sur deux sections de son parcours dans les Montagnes Rocheuses au passage du Knicking Horse. Pour ce premier essai on utilisera de puissantes forces motrices hydrauliques existant dans ces montagnes.
- Dans les-premiers jours de ce mois, les représentants de trente stations d’électricité d’Allemagne et de Scandinavie se sont réunis à Leipzig. Sous la présidence de M. Gusinde, de Hanovre, on a discuté une série de questions intéressant l’exploitation des stations centrales et la pratiqùe des installations. La question des compteurs a été soulevée. Une grande maison d’électricité propose de confier la graduation de tous ces instruments à l’Association allemande des électriciens. Mais l’assemblée a jugé qu’il était préférable de s’adresser dans ce but aux autorités.
- On s’est ensuite occupé d’établir les statuts d’une organisation devant comprendre tous' lés directeurs ou représentants des stations d’électricité d’Allemagne.
- D’après Engineering, un chemin de .fer électrique à crémaillère a été établi à Barmen, par MM. Siemens et I-ïalske. La ligne a 1600 mètres de longueur avec une différence d’altitude de i65 mètres. La rampe moyenne est donc d’environ 100/0, mais elle atteint en. un endroit i8,5 0/0. La plus petite courbe a un rayon de i5o mètres.
- Les voitures sont à 28 places et sont munies de moteurs électriques de 36 chevaux. La ligne amenant le courant est aérienne, et l’énergie électrique est produite par des machines à vapeur.
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- Suivant une description de The Electrician, l’Excelsior Electric Company construit une dynamo à courant continu donnant 10000 volts et 10 ampères pour alimenter 200 lampes à arc en série. Cette machine tourne à 625 tours par minute; elle porte 48 bobines sur son armature, chaque bobine étant composée de 220 tours de fil. L’armature, en forme d’anneau, a un diamètre extérieur de 85 centimètres, et un diamètre intérieur de 5o centimètres. La section de l’anneau est carrée, de 16 centimètres de côté.
- Le poids total de la machine est un peu supérieur à 7 tonnes. On dit que les étincelles aux balais ne sont pas d’une longueur anormale, ce qui ne veut pas dire qu’elles soient petites.
- Les ateliers d’Œrlikon ont fait à la fabrique de papier d’Oberlenmingen (Wurtemberg) une installation intéressante. La rivière la Lauter fournit une force motrice de 25o chevaux, dont i35 chevaux sont employés pour l’éclairage et la transmission de force.
- Des dynamos triphasés produisent à la station génératrice, du courant à 1000 volts, qui est transformé à la fabrique et distribué aux lampes et aux moteurs. La puissance recueillie est de 123 chevaux, de sorte que la perte dans la ligne n’est que de 10 0/0.
- M. Delaurier vient d’adresser une note à l’Académie sur un nouveau procédé de destruction du grisou, à mesure de sa production, à l’aide d’une série d’étincelles électriques.
- Si, par hasard, il tombait entre les mains de nos lecteurs certaines feuilles électro-commerciales, nous leur conseillons de comparer les informations y contenues avec les faits divers des numéros précédents de La Lumière Electrique. Ils constateront que nos faits divers trouvent parmi ces journaux une circulation très .large,
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- mais que, contrairement à la loyauté la plus élémentaire, la source originale n’est généralement pas citée.
- Nous pourrions mentionner, par exemple, un bulletin à titre ronflant qui a pris à tel point l’habitude de nous compter parmi ses rédacteurs (gratuits et anonymes), qu’il ne nous restera plus qu’à lui offrir une paire de ciseaux d’honneur. Jusqu’ici nous avons dédaigné de signaler ces.....emprunts.
- Nous ne sommes pas toutefois sans en prendre bonne note, et quand nous serons à mille, nous ferons.. .mieux qu’une croix.
- L’électricité formera à l’Exposition de 1900 le cinquième groupe, qui comprendra les classes 23, production et utilisation mécaniques de l'électricité; 24, électrochimie; 25, éclairage électrique; 26, télégraphie et téléphonie; 27, applications diverses de l’électricité. Mais il est certain qu’on trouvera aussi des applications dans d’autres classes, comme, par exemple, dans celles des chemins de fer et tramways, des industries agricoles, de la métallurgie, des arts chimiques, etc. Notons encore que la classe 98 du quinzième groupe (industries diverses) est consacrée à l’industrie du caoutchouc et de la gutla-percha.
- Pour donner l’exemple de l’emploi du courant électrique à la cuisson des aliments, la City of London Electric Lighting Company a donné récemment un dîner électrique auquel était invité le lord maire. Tous les mets sortaient de fournaux électriques.
- La Compagnie, qui vend l’énergie électrique 80 centimes le kilowatt-heure pour l’éclairage, ne demande que 40 centimes pour l’énergie électrique employée durant le jour.
- La maison Siemens et Halske a l’intention d’établir à Witwaterstand, au Transvaal, une grande station cen-. traie pour fournir aux usines environnantes de l’énergie électrique pour actionner les pompes, les perforatrices, haveuses etc. L’énergie serait produite à la fois par des forces motrices hydrauliques et par des machines à vapeur.
- Éclairage électrique.
- Plusieurs conseillers municipaux de la Ville de Sois-sons ont fait la proposition suivante :
- Considérant que le traité pour l’éclairage de la voie publique passé entre la ville de Soissons et la Société Journaux, Wattel et C\ le 5i avril i863, stipule que :
- Article premier. — La ville de Soissons concède à la Société Journaux, Wattel et C% propriétaires de l’usine à gaz de Soissons, le droit exclusif d’utiliser la canalisation actuelle appartenant à la Ville, et d’établir des tuyaux pour la conduite du gaz d’éclairage et de chauffage sous
- les voies publiques de la ville et des faubourgs, conformément à la décision prise par le Conseil municipal dans sa délibération en date du 2 janvier i863, approuvée par M. le préfet de l’Aisne, le 20 dudit.
- Art. 2. — En cas de découverte d’un mode' d’éclairage autre que par le gaz provenant de la houille ou de toute autre matière, l’administration se réserve le droit de concéder, pour l’éclairage public, et à qui bon lui semblera, toute autorisation nécessaire pour l’établissement du nouveau système d’éclairage sans être tenue à aucune indemnité envers la Société actuelle.
- Considérant qu’en raison de ces dispositions du traité, la Ville a le droit de disposer des voies publiques pour l’installation et le transport de tous modes d’éclairage et de chauffage autres que le gaz et de concéder, à qui bon lui semblera, toute autorisation nécessaire pour l’établissement de nouveaux systèmes, sans être tenue à aucune indemnité.envers la Société actuelle;
- Considérant en outre que d’autres systèmes d’éclairage et notamment I’eclairage électrique, sont avantageusement employés dans un grand nombre de localités françaises et étrangères;
- Le Conseil invite la municipalité à mettre à l’étude les systèmes d’éclairage public autres que l’éclairage au gaz et notamment l’éclairage électrique.
- Le Conseil, après discussion, a adopté la proposition suivante :
- Une commission est nommée à l’effet d’étudier l’éclairage électrique à tous les points de vue, public et privé, et de donner son avis sur les propositions de la compagnie du gaz et de toutes autres Sociétés.
- Le Conseil renvoie à la même commission, pour les examiner, dans le plus bref délai possible, les nouvelles propositions de la Compagnie au point de vue du gaz et de donner son avis au Conseil.
- On annonce que le phare de l’île d’Yeu, en Vendée, recevra prochainement un foyer électrique. Le nouveau feu électrique sera un feu éclair à éclats réguliers espacés de cinq secondes et éclairant tout l’horizon. La puissance lumineuse variera de 1 200000 à 2 3ooooo becs Carcel. La portée lumineuse sera par temps moyen de 52 milles, et par temps brumeux de 19 milles.
- The Elcctrician rapporte ce fait curieux qu’à l’occasion des fêtes du mikado le palais impérial a été illuminé à l’aide d’un millier de bougies, alors que ce palais était auparavant éclairé à l’électricité.
- Il paraît que depuis l’incendie qui a détruit, il y a quelques années, le Parlement, et qui lut attribué alors aux conducteurs d’éclairage électrique, le souverain du Japon n’a plus confiance dans les installations électrté ques; l’antique bougie lui paraît d’un emploi plus sûr.
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- LA* LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Télégraphie et Téléphonie.
- Nous avons déjà eu l’occasion de parler des lignes télégraphiques qui relient la Chine aux pays occidentaux. M. Vennkroff a donné à la Société de géographie quelques détails à ce sujet.
- Une communication télégraphique a été ouverte entre Pékin et Kaschgar. C’est le consul général russe de cette dernière ville qui a expédié un des premiers télégrammes à la capitale de la Chine; ce télégramme, de dix-huit mots en anglais, n’a coûté que 4,5o fr. La distance de Kaschgar à Pékin dépasse 4000 kilomètres.
- Il s’agit à présent d’établir une ligne télégraphique de 3oo kilomètres, entre Kaschgar et Och dans le Turkestan russe, pour avoir une nouvelle voie électrique à travers le continent asiatique. Il est probable que ce sera bientôt fait, malgré l’insistance des Anglais qui voudraient détourner le télégraphe de la Russie, pour le diriger vers l’Inde.
- Nous avons entretenu nos lecteurs, au moment où il fut exposé à Londres, du gigantesque projet de M. Cecil Rhodes, qui se propose de relier l’Égypte au Cap par une ligne télégraphique transcontinentale.
- Déjà 1318 kilomètres de ligne s’étendent du Cap au nord, dans le Bechuanaland et le Machonaland. Les frais de leur établissement ont coûté, d’après un article de la Revue universelle qui nous donne ces détails, la somme de 2320000 francs. Et qu’on ne se figure pas que ce soit là une entreprise purement politique; elle a déjà donné des résultats financiers appréciables. Depuis 1890 au 3i août 1892, le fil du Bechuanaland a transmis 1 562 112 mots; 360202 seulement ont été soumis à la taxe; ils ont rapporté 187000 francs qui, déduction faite des frais et après addition de la subvention gouvernementale, laissent io3ooo francs de bénéfice net.
- Les tarifs ont été abaissés depuis le ier mars 1892. Le coût des télégrammes est actuellement de o,3o fr. par mot entre les divers bureaux de la ligne, et de 1 ï,35 fr. par mot avec l’Angleterre.
- M. Rhodes se propose de relier le réseau de la Compagnie aux établissements anglais du Nyassaland, en traversant la bande de territoire portugais qui s’enfonce comme un coin entre le Machonaland et le Nyassa. 11 veut ensuite conduire la ligne jusqu’à Ouadi-Halfa, à la frontière méridionale de l’Égypte. Capetown serait aussi rattaché à Alexandrie. En supposant qu’il ne soit pas impossible de construire cette ligne jusqu’à l’Ouganda, il semble que les territoires soumis aux Mahdistes ne puissent, du moins, être traversés. M. Rhodes ne s’effraye pas de cette difficulté : « Je m’arrangerai avec le Mahdi, a-t-il dit, je n’ai pas encore rencontré d’hommes avec qui je n’aie pu m’arranger. »
- Un câble serait immergé dans le Nyassa, et l’on emprunterait, sur la rive occidentale du lac Tanganyika, le territoire de l’État du Congo, qui en a permis la libre
- disposition par une récente convention dont, comme on sait, plusieurs nations contestent la validité.
- La ligne transafricaine ferait, si elle était exécutée par l’African Transcontinental Telegraph Company (capital 10 millions de francs), une forte concurrence aux câbles de l’Eastern Telegraph Company. Cette dernière s’en est émue, car le tarif, au lieu de 9,35 par mot, baisserait alors à 5 francs. Toutefois, sir John Pender évalue à 20 ans le temps qu’il faudra à M. Rhodes pour terminer son oeuvre, à quoi celui-ci répond : « Je serai dans l’Ouganda avant que le gouvernement ait décidé si nous devons y rester. »
- En Europe, on suivra avec intérêt cette entreprise si hardie, et on n’en peut que souhaiter le succès, car s’il est vrai qu’elle servira en premier lieu les intérêts de l’Angleterre, elle rendra certainement des services à toutes les nations qui cherchënt à étendre leur influence en Afrique. En tout cas, elle pourra servir d’exemple aux nations colonisatrices.
- Le gouvernement autrichien fait effectuer en ce moment les travaux préliminaires pour l’établissement de l’importante ligne téléphonique devant relier Vienne à Berlin. On espère qu’elle sera terminée vers la fin de l’année présente. La ligne Vienne-Trieste ayant donné de bons résultats, il n’y a pas lieu de craindre que la nouvelle ligne Vienne-Berlin, qui n’a que 80 kilomètres de plus de longueur, ne puisse pas fonctionner dans d’aussi bonnes conditions. La longueur totale de la ligne, qui passera par Prague et Dresde, sera d’environ 65o kilomètres ; elle est donc inférieure à celles des lignes Paris-Marseille et Chicago-New-York.
- Le Postmaster ‘general vient d’exposer à la Société Royale de Londres un transmetteur automatique Wheat-stone, transmettant jusqu’à 600 mots par minute. L’appareil est actionné par un moteur à air de Willmot, qui remplace le pôids de 20 kilog. qu’il faut remonter trop souvent quand l’appareil fonctionne à cette vitesse. Comme le moteur est couplé directement à l’axe de l’excentrique, il permet de remplacer tout le train d’engrenages, le régulateur et le volant. La vitesse ;de l’instrument se règle en ouvrant ou fermant plus ou moins le robinet amenant l’air.
- L’appareil imprimeur Hughes peut être également mis en marche par le moteur à air, qui, dans cet instrument, remplace un poids de 60 kilog. Le moteur agit directement sur l’axe imprimeur.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique. — paris. 3i boulevard des Italiens.
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- TABLE IDES MATIÈRES
- DU
- TOME CINQUANTE-DEUXIÈME
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-
- TABLE PAR ORDRE ALPHABÉTIQUE
- A
- Pages
- Aimantation produite par des courants hertziens,
- par M. Birkeland.......................... 5gi
- — des fils de fer par des oscillations électriques
- rapides, par I. Klémencic................. 5g4
- — (effet de P) sur les dimensions de fils et d’an-
- neaux en fer recuit, par Shelford Bidwell... O26
- Accumulateurs Erving.............................. 435
- — Hough..................................... 32
- — Niblett................................... 33
- — Petschel.................................. 33
- — Schoop.................................... 621
- — Sussmann................................. 235
- — Wheeler.................................... 477
- — (les) Peyrusson. — H. de Grafflgny........ 221
- — (plaques d’) de la Société de construction mé-
- canique et électrique du Nord............. 125
- Acidiinètre électrique, par MM. R. et A. Colette... 229 Alternateur Wood.................................. 463
- — Little..................................... 467
- — (synchronisation des), W.-E. Ayrton........ 619
- Aluminium (P) et son électrométallurgie. — Gustave
- Richard.................................... 16
- Amortissement (sur P) apériodique et son application à la galvanométrie, par E. Riecke........... 492
- Ampèremètre et voltmètre Morris.................. 34
- Appareil de démonstration des expériences d’Am-
- père, par A. Raps......................... 192
- — pour relever les courbes des machines alterna-
- tives (du professeur Ryan), par Nelson H. Genung.................................... 227
- Pages
- Annonciateur automatique de la Société générale
- des téléphones.......................... 233
- Applications mécaniques de l’électricité. — Gustave
- Richard..................... 5g, 154, 3i5, 416
- Armature Sayers................................ 464
- Arrêt automatique Wheeler..................... 160
- Ascenseur Ongley............................... 416
- Assainissement (P) électrique. — A. Rigaul..... 323
- Avertisseur Brown ............................. 420
- — de niveau d’eau Rodgers................... 5g
- — téléphonique Hall et Pickernell........... 233
- B
- Balais Fleming.................................... 467
- — encreur télégraphique Mills.................. 621
- Bibliographie :
- Induits en tambour et commutateurs, par M. F.
- Martin Weymouth........................... 196
- Traité général d’éclairage, par L. Galine. —
- G. Claude................................... 194
- Introduction à l’électricité industrielle, par P. Mi-
- nel. — A. Hess............................ 195
- Installations électriques d’éclairage et de trans-
- port d’énergie, par le D‘ Oscar May. — Id. 196 Circuits magnétiques, théorie et application, par
- le Dr H. du Bois. — A. Hess............... 595
- Petit Dictionnaire pratique de mécanique et d’électricité, par Charles Barbat. — Id....... 596
- L’aluminium, par A. Lejeal. — Id............... 596
- Block-système automatique Seaton.................. 58o
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-
-
-
- 63S
- LA LUMIERE E LI-
- EU R
- C
- D
- Popes
- Câbles Dewers..................... • * :........
- — Felten et Guilleaume.................... 125,
- Calorifique (Phénomène) produit par le courant électrique au contact d’un solide et d’un
- liquide. — Paul Hoho................. i33,
- Canalisation Wood...............................
- Canons électriques Sautter-Harlé................
- Casse-fil Denn et Coker.........................
- Charbon pour lampes à arc de Segundo............
- __jehl et Hardtmuth...........................
- Chemin de fer Behr..............................
- _ et tramways électriques. — Gustave Richard
- 263,
- Chronographe Lewis..............................
- Cible électrique Wyatt..........................
- Commutateur Bell (Compagnie Edison-Swan)........
- — de Segundo.................................
- — Sperry......................... ............
- __ pour hautes tensions New et Mayne..........
- — White.......................................
- *- Sturgeon .................................
- — Knowles et Park.............................
- — Dorman......................................
- — pour block-système Tyer...................
- Compas directeur-enregistreur pour navire.......
- Compteur Fegs et Lorwa..........................
- — Nielsen.....................................
- — (le) d’énergie électrique système Brillié (nou-
- veau modèle). — Paul Robert..............
- — (les) téléphoniques. — A. Hess.............
- Conductibilité électrique (sur la nature de la), par
- M. Vaschy................................
- Conduction électrique (mécanisme de la) Burton... Correspondance : .
- Lettre de M. Ch. Féry.............. ..........
- — de M. F. Guilbert........................
- — de MM. Siemens et Halske.................
- Coup de foudre dans une station centrale d’électricité. — Paul Robert.............................
- Coupe-circuit Marsh et Poole....................
- Courants alternatifs (sur la fréquence h adopter dans les installations à), par E. Kolben........
- — électriques (phénomène calorifique produit par
- le) au contact d’un solide et d’un liquide. -—
- Paul Hoho............................ ii3,
- Creuset Hall.....................................
- — Ivreinsen..................................
- Cubilot Taussig..................................
- — Urbnnilzky et Fellner......................
- 231
- 622
- l65
- 229
- 157
- 59
- 567
- 568 525
- 520
- 64
- 64
- 33 327 267 229
- 470
- 471 321 581 581 379 129 232
- 459
- i63
- 629
- 438
- 147 147 631
- 261
- 34
- 33o
- i65
- 19 21
- 20
- 21 i.
- P npes
- Déclic électrique Holwes........................
- Détail de construction des machines dynamo. —
- Gustave Richard........,............216,
- Détermination (sur la) de J par une méthode électrique, par M. E. Griffiths.....................
- Développement (le) des stations centrales en Allemagne ..........................................
- Diagrammes thermo-électriques de quelques métaux
- purs, par W. Huey Steele.................
- Diélectriques (recherches sur les).—Julien Lefèvre. Distribution (la) de l’énergie électrique à Berlin...
- — de l’heure Prentiss........................
- — par transformateurs Whitcher...............
- Diélectrique magnétique (un) par M. Birkeland...
- — (constante) de l’eau etc., par W.-C. Roentgen.
- — Lowrie.....................................
- Dimensions (sur les lois des actions et les systèmes
- des) des grandeurs physiques. — A. Rovida. Dynamo Poeschmann..............................
- — Fritsche...................................
- — Wilson.....................................
- — Mac Cornick................................
- — Prentiss...................................
- — Dickman....................................
- 65 462 392
- 85
- J 44
- 251
- 224
- 66
- 219 591 59.
- 220
- 601
- 282
- 465
- 469
- 266
- 217
- 217
- E
- Echauffemënt (sur 1’) d’un conducteur cylindrique traversé par tin courant électrique. — Ose.
- Colard.................................. 201
- Eclairage des grands hôtels de Ragaz............. 435
- — (1’) électrique à Saint Paneras............. 274
- — électrique domestique. —H. de Grafftgny... 3i
- — par les piles. — E. Barruet................ 570
- Ecrans transparents conducteurs pour appareils
- électriques et autres, par W.-E. Ayrton et
- T. Mather................................. i83
- Electricité (P) à l’Olympia. — W. de Fonvielle.... 271
- Electro-aimants pour courants alternatifs (construction d’), par S.-P. Thompson......... 43s, 588
- — pour l’obtention de champs intenses, par H.
- du Bois................................... 140
- Electro-aimant (force exercée par un) sur son armature, par J. Ilopkinson........................ 491
- Electrochimie. Acidimètre électrique, par MM. R. et A. Colette
- 229
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-
-
-
- JOURNAL ,UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- 63 g
- Pages
- Electrochimie (Application simultanée à l’industrie de la soude à l’ammoniaque et ati traitement des plombs et litharges argentifères, par
- M. Ly te.... F. ,.......................... 377
- — Fabrication électrolytique de la céruse pro-
- — cédé Ferranli-lSfoad............. 327
- — ' ' ” —. du chrome et de ses alliages, par
- Placet et Bonnet................ 377
- — — du sodium, procédé Vautin........ 228
- — ..... — de la soude Craney............... 620
- — Préparation’de quelques couleurs minérales
- par électrolyse ............................. 376
- — Préparation électrolytique du bichromate de
- cérium, par M. Bricourt.................... 32
- — Polissage et doucissage, par M. Huber........ 34
- Electrodes. (Détermination des résistances d’électrolytes), par M. F. Kohlrausch...................... 545
- — platinées Barnett............................... 36
- Electrolyse de l’eau Siemens-Obach................... 378
- Electrolyseur Hàrgreaves et Bird..................... 229
- — Kellner...................................... i3o
- — Lyte .......................................... 282
- — oscillant Çastner.. i.......................... 224
- Electromètre absolu et méthode de mesure des
- constantes diélectriques des liquides, par M. G. Guglielmo....................... 235, 336
- Electromoteurs domestiques et dynamos génératrices de faible puissance.— E.J. Brunswick. 208
- Enclenchement Tyer.............................. Go
- Epuration par électrolyse des jus sucrés, par le
- D'W. Bersh.............................. 124
- Etalons de champ magnétique, par H. du Bois.... 242 Exposition (1’) de la Société française de physique.
- — F. Guilberl............................ 23
- F
- Faits divers :
- Accidents causés par l’électricité.............. 4g9
- Accumulateur Grünwald........................... igg
- — (entretien des)................... 5g8
- Acier au manganèse.............................. 398
- Alliage aluminium-bore.......................... 448
- Aluminium (industrie de 1’)..................... 4g7
- Aluminium (réduction du prix de 1’)............. 398
- — (production de T)........................ 498
- Arrêt rapide d’une machine...................... 548
- Association suisse des électriciens.............. 49
- Aurore boréale.................................. 347
- Bains électrolytiques à électrodes creuses...... 199
- de nickel................................. 47
- Pag**
- Balais pour dynamos.......................... 47
- Balance d’induction (application de la)........ 597
- Ballons à signaux lumineux............... 248
- Bolomètre...........................- • ».... 47
- Bouées électriques............................. 200
- Brevet (sur le dépôt d’une demande de)......... 348
- Bronze d’aluminium............................. 349
- « Bulletin de la compagnie française Thomson-
- Houston »................................. 198
- Canal des Deux-Mers............................ 549
- Canalisations électriques (projet de loi sur les).. 97 — à trois fils (dispositif pour alimenter une) à l’aide d’une seule dynamo........... 547
- Caoutchouc artificiel......................... 248
- Centenaire de Lavoisier.........;............ 349
- Chauffage par les huiles minérales............. 347
- — électrique.............................. 100
- — — des voitures de ' tramways
- électriques................................ 348
- Chemins de fer à voie étroite.................... 34g
- — funiculaire électrique du Stanser-
- horn, en Suisse........................... 197
- — électrique aérien de Liverpool... 349
- Combustion incomplète des gaz dans un foyer... 448
- Compteur d’énergie électrique de Tesla....... 447
- Concours entre les inventeurs de systèmes fumi-
- vores................................... 97
- Consommation de houille par les chemins de fer
- français.................................. 298
- Cuivre trempé....................................... 498
- Désinfection par l’électrolyse...................... i98
- Destruction du grisou............................... 633
- Dîner électrique............................ 498, 623
- Distribution du froid............................... 49
- Dynamos actionnées par les vagues...'............... 548
- — à courant continu a haute tension.... 632 Eclair en boule................................. 598
- Ecole nationale d’électricité à Chicago.......... 448
- — de physique et de chimie à Paris. 399
- Ecrans magnétiques............................... 2g8
- Electricité (atelier d’) à l’école Diderot....... 447
- Electrochimie..................................... 348
- Electrocutions............................. 448, 497
- Electrolyse des solutions salines............... 3g8
- — des jus sucrés....................... 299
- — du fer............................... S97
- Energie lumineuse................................. 247
- — de la vision mentale......................... 3gg
- Expédition polaire................................ i5o
- Exploitation des stations centrales............... 297
- Explosion à Nantes............................... gg
- Exposition d’Anvers............................ 14g
- — de 1900......................... 249. 633
- — d’électricité à Paris................. An
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-
-
- 640
- LA LUMIERE ELECTRIQUE
- Pages
- Exposition d’électricité de Chicago............... 47
- — de machines-outils à Budapest....... 49
- — de la Société royale de Londres..... 632
- Fédération nationale des consommateurs de gaz
- et d’électricité...........,................ 148
- Four électrûjue.................................. 347
- Foudre (coup de) sur un réseau électrique........ 597
- Fréquence des orages...,....................... 199
- Galvanoplastie (décapage des pièces destinées à
- la)....................................... 598
- Heure électrique en Italie....................... 299
- Horloge électrique............................... 299
- Hystérésis du fer................................ 198
- Impression photographique des tissus à la lumière
- électrique................................. 5oo
- Incandescence du platine......................... 631
- Incendie d’une station centrale à Montréal....... 448
- « Index de la littérature scientifique et technique »........................................ 547
- Indicateur du nom des rues pour tramways électriques.................................... 399
- Installation électrique dans une filature de coton ........................................ 448
- — — (loi italienne sur les)........... 397
- Laboratoire d’électricité en Autriche............ 399
- Ligne téléphonique (découverte d’une) ancienne. 347 Locomotive électrique............................ 547
- — Heilmann............................... 349
- Lumière électrique (la) et les bactéries......... 398
- Machine Willans................................... 47
- Manganin..................................... 197
- Médaille commémorative décernée à M. Joseph
- Bertrand.................................. 498
- « Mémorial-agenda pour électriciens ».......... 299
- Mesures de protection à prendre dans les usines,
- etc...............’......................... 147
- Méthode graphique pour déterminer la fréquence
- et la phase des courants alternatifs........ 249
- Métropolitain de Paris......................... 148
- Moteur domestique à pétrole..................... 547
- — à gaz.................................. 297
- — — en Allemagne.......................... 99
- Multiples et sous-multiples d’unités électriques.
- 149, 347
- Ohm international................................ 299
- Oiseaux atteints par la foudre................. 349
- Perforatrice électrique........................... 63i j
- Phonographe (application du)...................... 247
- — (nouveau)............................... 598
- Pièces nickelées dans les instruments de mesure
- électrique et magnétique..................... 49
- Pompes actionnées électriquement.................. 447
- Presse à recouvrir de plomb les câbles électriques...................................... 399
- Prix décernés par la Société Royale de Londres.. 5,97
- Pages
- Procédés électrolytiques de désinfection des al-
- cools ..................................... 48
- — pour démonter des pièces métalliques
- montées à chaud.......................... 199
- Protection des conduites d’eau et de gaz contre
- l’électrolyse.............................. M9
- Rails continus................................. 100
- — pour les tramways....................•. 248
- Résistance à la rupture des textiles employés
- pour les guipages de câbles électriques.. 548
- — d’un fil métallique.................... 198
- Réunion de représentants de stations centrales..................................... 632
- Sémaphores maritimes............................ 597
- Serpollet (chaudière)............................ 97
- Société normande d’électricité................... 5o
- Soudure entre le verre et un métal............. 199
- Station centrale d’énergie électrique au Transvaal ................................ 633
- Teinture électrique des cuirs.................. 248
- Traction électrique............................. 397
- — — en Allemagne.................. 299
- — — d’Alger...................... 98
- — — à Barmen...................... 63a
- — — en Autriche................... 63i
- — — à Sydney..................... 199
- — — sur les canaux............ 198, 3g8
- — — par accumulateurs à Berlin... 247
- — — par courants alternatifs..... 598
- — — sur les chemins de fer........ 632
- — — (prix pour le meilleur système
- de)......................... 447
- Tramways électriques en Allemagne..,............ 397
- — — à Belgrade................ 99
- — — à Bruxelles................. 48
- — — à Budapest................. 249
- — — de Dieppe................... 98
- — — à Gotha.................... 498
- — — deGuernesey................ 298
- — — de Jersey City............. 248
- — — à Lyon...................... 98
- — — de Montpellier............. 698
- — — à Montréal................. 348
- — — à New-York,............... 399
- — — à Nijni-Novgorod........... 249
- — — à Rouen.................... 299
- — — au Siam.................... 597
- — — à Tunis.................. 148
- — — de Vevey................... 597
- — — entre Vichy et Cusset..... 249
- — — de Zurich................... 98
- — — à. conducteur souterrain... 297
- — à câble à Chicago...................... 449
- — ' tubulaire Berlier..................... 399
- — de Londres-Deptford-Greenwich........... 99
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-
-
- jotmmrmim^mrwnÆfmGnw^
- ^air>juvnwi*i miwi^in vnn^i7!fnp«^n9,iv^mp|f
- 641
- Pages
- Transformateurs rotatifs de courant alternatif
- diphasé en courant continu.................. 399
- Transport de force par l’électricité............. 98
- Tremblement de terre........................... 148
- Turbine Laval ................................... 597
- Unité pratique pour l’intensité d’une source lumineuse........................................... 47
- Usine électrochimique en Savoie.................. 399
- Utilisation des chutes d'eau au Canada.......... 48
- — — eh Allemagne.............. 632
- — des ordures ménagères................... 248
- Voiture électrique................................547
- — à propulsion mécanique........... 298
- Eclairage électrique :
- Eclairage électrique à Alais..................... 5g6
- — — à Arinthod................... 249
- — — de Biarritz................. 599
- — — à Budapest.................. 249
- — — de Cahors.............. .... 549
- — — à Chicago................... i5o
- — — du canal de la mer du Nord. 25o
- — — au couvent de Tournemire.. 200
- — — à l’Exposition de Lyon.... 598
- — — au Japon................ 633
- — — à Fécamp................ 200
- — — de Fleurance. :......... 549
- — — par le gaz.............. 299
- — — au Havre..................... 400
- — — de l’hospice d’Ivry....... 100
- — — de Kensington. ............. 400
- — — à Marseille .... a5o
- — — à Metz...................... 199
- — — de Nuremberg................. 449
- — — au Palais-Bourbon.........., 399
- — — à Paris.................. 25o
- — — des phares.................. 249
- — — de Saint-Martin-Vésubie (Al-
- pes-Maritimes)..,.......... 599
- — — à Saint-Quentin........... .. 35o
- — — à Soissons.............. 633
- — — à Strasbourg................. 249
- — — de Tunis................... 100
- Emploi des moteurs à gaz pour la production
- de l’énergie électrique.................... 499
- Industrie de l’éclairage......................... 449
- Syndicat des fabricants de lampes à incandescence............................................ 3oo
- Prix du gaz à Nancy.............................. i5o
- Projecteur électrique pour éviter les abordages . 49
- — — appliqués à la défense des
- côtes.................... 100
- — — (expériences sur des)....... 597
- Station centrale de Christiania.................. a5o
- < Page»
- Station centrale de de Milan......................... 449
- — — d’Epinal....................... aoo
- — — à courants alternatifs de
- Poitiers.................... 35o
- Voiture éclairée par l'électricité............•...... 599
- Télégraphie et Téléphonie :
- Appareil télégraphique servant à transmettre des
- dessins..................................... 5oo
- Câble sous-marin des Antilles.................... i5o
- — du Japon.........'................... 600
- — projeté entre les Etats-Unis et Hawaï... 450
- — téléphonique (le plus gros).......... 400
- Communications téléphoniques entre la Suisse et
- l’Italie................................. 100
- — télégraphiques avec le Chili..... 599
- Dépêches téléphonées............................. 600
- Grève téléphonique............................... i5o
- Ligne téléphonique de Strasbourg à Mulhouse... 3oo
- — — de Péronne à Amiens et Paris. 100
- — — de Paris à Nice................ 5oo
- — — de Paris à Epernay............. 599
- — — de Paris à Tours............... 599
- — — de Vienne à Berlin............. 634
- Points d’atterrissement pour câbles sous-marins............................................ 5oo
- Pose d’un nouveau câble transatlantique.......... 200
- Poteaux télégraphiques.......................... 35o
- Prix d’abonnement au téléphone de Bruxelles.... 100
- Réduction de la taxe télégraphique............... 5o
- Réseau téléphonique à Toulouse................... i5e
- — — à Paris................... i5o
- — — urbain de Granville....... 450
- Service télégraphique sémaphorique............... 49
- — téléphonique au Japon.................. 25o
- Télégraphie optique au Dahomey................... 5oo
- — en Chine.............................. 634
- — au Soudan.............................. So
- — transafricaine......................... 634
- Téléphonie entre Paris et le Havre.............. 25o
- — en Amérique........................... 25o
- — en Grèce.............................. 4^o
- — multiple.............................. 400
- — transatlantique....................... 55o
- Transmetteur automatique à Wheatstone............ 634
- Fer (Propriétés magnétiques du), par J.-A. Ewing
- et Miss Helen G. Klaassen. i36, 185, 333, 384, 445 Fibres (la fixation des) de quartz, par C.-W. Boys. 395 Fil de retour pour tramways électriquesGreen..... 523
- — fusibles pour la protection des appareils télé-
- graphiques.................................. 80
- — téléphoniques bimétalliques Eckert.......... 228
- Filaments de lampes imprégnés d’oxydes, par De
- Chanzy et Depoux............................ 33
- p.641 - vue 641/650
-
-
-
- 642
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- U
- Pages
- Galvanomètre Kennelly........................ 234
- Galvanomètres'(boîte universelle de shunts pour),
- par W.-E. Ayrton et T. Mather........... 80
- Garnitures isolantes Johnson................. 23i
- H
- Horloge électrique Cauderay....................... 162
- — — Dubois.........;............... 320
- — •— Campiche....................... 320
- — — Prentiss........................ 65
- Hystérésis magnétique (sur la variation de 1’) avec
- la température, par W. Kunz.............. 485
- I
- Indicateur automatique de niveau d’eau.............. 181
- — Grant......................................... 421
- Inducteur de dynamo Hall............................ 466
- Induction et mouvement des masses, par L. Baum-
- gardt....................................... 542
- Industrie (!’) chimique et l’électricité. — A. Ri-
- gaut........................................ 213
- Instrument à lecture directe pour la détermination en valeur absolue des propriétés magnétiques du fer, par A. Kœpsel.......................... 243
- — pour l’analyse des fonctions périodiques. —
- A. Hess..................................... 551
- Interrupteur pour circuits à grande self-induction,
- par H. Millier.............................. 184
- J
- Jonction pour tramway électrique Keitley............ 523
- L
- Lampes (les) à arc. — Gustave Richard......... 106, 364
- — Belfield........................................ io3
- Pages
- Lampes Bryan................................. 367
- — Buchet................................... 1,3
- — Cannevel................................. 110
- — Chester................................ 365
- — Claremond ............................. 367
- — Davy............................... 368, 567
- — A. Dobson ............................... 364
- — Guttuner et Thompson..................... 567
- — Gunguiger.............................. 107
- — Gwynne.................................... no
- — Hartley.................................. 566
- — Hormel................................... 107
- — Kestner................................. 107
- — Lânder................................... 109
- — Mac Manus................................ 112
- — Perret................................... 567
- — Rathbone................................. 365
- — Richardson............................... 366
- — Schleyder............................... 36g
- — Shepard et de White.................... 111
- Locomotive Heilmann.......................... 521
- Lumière (la), sa nature et sa mesure, par James
- M. Barr et Ch. E.-S. Phillips.......... 237
- M
- Machine (nouvelle) dynamo, par Th. Marcher..... 280
- Manoeuvre d’aiguilles Johnson.................... 61
- Mesure (sur la) de la différence de phase. — P. Clè-
- mentitch de Engelmeyer................... 36o
- Meule électrique Chamberlain et Hockham......... 317
- Microphone Anizan-Mercadier..................... 328
- — R. Damseaux............................... 84
- Microphonique (adaptateur) pour diverses distances, de MM. E. Mercadier et Anizan. —
- J. Anizan................................. 27
- Mise en train Dewey............................. 522
- — Westinghouse.............................. 221
- Montage de l’armature Priest.................... 265
- Moteurs à gaz Kœrting-Liekfield................. 177
- — — Andrew............................ 177
- — — Marcel............................ 170
- — — Brouhot........................... 170
- — — de Benz........................... 170
- — — Fielding.......................... 173
- — — Taylor.......................... I?5
- — — à pétrole Brouhot................. 170
- — — Akroyd............................ 170
- — — Lude.............................. 176
- — — ' Grob.............................‘ 120
- — — Ragot............................ la3
- p.642 - vue 642/650
-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 643
- Pages
- Moteur Brown.................................... 370
- — pour la propulsion sous-marine J. Rey..... 536
- — à gaz et à pétrole (étude de quelques nou-
- veaux types de). — /-/. de Grafflgny.. 120, 170
- — (les) à induit fermé, par M. A. Potier.... 287
- — synchrone (nouveau), par M. G. Ferraris... 578
- — (sur la théorie des) à courants alternatifs asynchrones, par E. Arnold... 428, 477, 529, 582, 622
- N
- Nécrologie :
- D’ K.-E. Zetzsche. — W. de Fonvielle............ 3q5
- M. Paul Jablochkoff. — W. de Fonvielle.......... 95
- P
- Parafoudre Elihu Thomson.................... 37, 178
- Perceuse électrique Collet........................ 3i5
- Perforatrice Warner................................ 59
- Phénomènes (sur la rapidité des) photo-électriques
- du sélénium, par M. Quirino-Majorama..... 40
- Photométrie (une nouvelle méthode de) hétéro-chrome d’après M. Ogden N. Rood. — Charles Henry.................................... i5i
- — et pupillométrie. — Charles Henry. 45i,5io, 614
- Piles Cudell...................................... 434
- — Barruet..................................... 570
- — Emery...................................... 231
- — Wacker et Wilkins........................... 23i
- — étalon au cadmium Muirhead et Dearlove.... 32
- — thermo électrique Mestern.................... 35
- Plume électrique Lewis............................ 424
- Pointeur Crompton et Smith......................... 62
- Polissage et doucissage électrochimiques, par
- Huber...................................... 34
- Poteaux télégraphiques (supports de) Fischer, Treun-
- field et Siemens...................'..... 179
- — (Flexiondes). — Ose. Colard................. 557
- Presse hydraulique pour la fabrication de l’enveloppe de plomb des câbles. — Cari I-Iubcr. 3o8 Pressions à l’intérieur des aimants et des diélectri-
- ques.— A. Liènard...................... 7, 67
- Produits chimiques obtenus par électrolyse.......... 226
- Projecteur parabolique Sciama....................... 563
- — Elworthy....................................... 56o
- Propagation (sur la) de l’électricité, par M. Poincaré .............................................. 44
- Propulseur électrique New Mayne..................... 3i8
- — Barnett....................................... 3i8
- Page»
- Pupillométrie et photométrie. — Charles Henry.
- 45i, 5io
- P
- Ramasseur pour tramways électriques Appleyard. 264
- — Robin..................................... 265
- — Euphrat...............!.................. 265
- Rayons cathodiques (sur les) dans les gaz, par Phi-
- lipps Lénard.................. 291, 338, 439
- Rayons cathodiques (sur la déviation magnétique
- des), par Philipp Lenard................ 537
- Réducteur annulaire de vitesse Hollick........... 317
- Réfraction électrique (sur la double). — J. Blondin. 101 Régulateurs Raworth............................. 467
- — Sperry et Mills.......................... 468
- — Ward..................................... 418
- — Maxim.................................... 418
- — thermostatique Butre...................... 34
- Relais Smith et Granville........................ 39
- Remontoir électrique Kean........................ 319
- Représentation graphique du courant dans des circuits primaire et secondaire, par G.-M. Min-chin............................................. 93
- Résistance (sur la) d’alliages nouveaux, par M. Ed.
- Van Aubel............................... 285
- Roue électrique Anderson......................... 522
- S
- Signal automatique Blakey.......................... 35
- — de pompiers Barnard......................... 64
- — Johnson................."................. 60
- — timbreur Gaynor............................. 66
- Signaleur Mackie.................................. 154
- — Bogart..................................... i56
- Signaux électriques pour navires de guerre........ 382
- — — (système de) entre stations et
- locomotives en marche, par M. Bormann... 275
- Société de physique de Londres.............:..... 438
- — française de physique...................... 2S4
- — internationale des électriciens..... 286, 536
- Sonnerie Turnbull................................. 421
- — Tyer....................................... 422
- Stations centrales (questions relatives à l’exploitation des). — G. Claude............................. 5i
- Support de conducteur Love........................ 267
- Synchronisation (méthode de) des alternateurs, par
- W.-E. Ayrton.............................. 619
- p.643 - vue 643/650
-
-
-
- $44
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- T
- Pages
- Tannage électrique d’Humy......................... 528
- Télégraphie. Résistance la plus favorable à donner à l’instrument récepteur sur une ligne défectueuse, par W.-E. Ayrton et C.-S. Whit-head.............................................. i33
- — et téléphonie simultanées Pickernell........ 475
- Téléphone Bonnard et Piat...................... . i3o
- Téléphonie (la) à grande distance. — J. Anizan... 424 Théorie (sur la) des phénomènes magnétiques et
- électriques, par H. Ebert................. 192
- — (la) dynamique de l’éther électrique et lumini-
- fère de M. J. Larmor. — J. Blondin....... 35i
- — et calcul des moteurs à courants alternatifs
- asynchrones, par E. Arnold. 428, 477, 529, 582
- — tourbillonnaire de l’électrodynamique. —
- J. Blondin................... 405, 570, 608
- Thermostat Beers.............................. 420
- Touage électrique Davis.......................... 329
- Tour électrique Lodge et Davis.................... 3i6
- Tramways et chemins de fer électriques. — Gustave Richard................................ 265, 520
- — électriques (sur l’importance des circuits entiè-
- rement métalliques pour les), par J.-H. Vail. 178
- — Johnson et Lundell......................... 267
- — Brown....................................... 523
- — Mac Near.....;............................. 524
- — Dale........................................ 525
- — Ashley...................................... 268
- — Grantland................................... 268
- Transformateurs et « convertisseurs d. — A. Blondel....................................... 519
- Page»
- Transformateurs (des conditions de fonctionnement
- des), par E.-C. Rimington ............... 87
- — Statter..................................... 468
- — Davidson.........................,.......... 47*
- — moteurs Foster........................... 221
- Transmission de force motrice par courants polyphasés aux ateliers du Jura-Simpipn. —
- Ch. Jacquin.. ...................... >o, 73
- — continus à haute tension, par E. Schulz....... 577
- — Bentley.................................... 265
- Transport d’énergie électrique entre La Chapelle et
- et Epinay. — F. Guilbert................. 5oi
- — (le) d’énergie de Lauffen à Francfort...... 273
- — de force chez MM. Menier, à Noisiel. — Paul
- Boucher ot.......................... 3or, 36g
- Travail (Transformation du) en énergie électrique,
- par M. Vaschy............................ 628
- Trolly tyackensie................................ 522
- — Valley..................................... 523
- Turbine à vapeur Seger........................... 529
- — photographique Anschutz.................... 422
- Turbo-moteur de Laval............................ 179
- — à réaction Parson......................... 379
- v
- Ventilateurs Backus............................. 420
- — Diehl..................................... 420
- — Hochausen.................................. 421
- Viscosimètre Bowen, Dow et Griffith.............. 417
- Voltmètre et ampèremètre Mprris.................. 34
- — astatique pour stations centrales, par W.-E.
- Ayrton et T. Mather...................... 126
- p.644 - vue 644/650
-
-
-
- TABLE PAR NOMS D’AUTEURS
- A
- Pages
- Bidwell (Shelford). — Effet de l’aimantation sur les
- dimensions de fils et d’anneaux en fer recuit. 626
- Akroyd. — Moteur à pétrole........................ 172
- Anderson. — Roue pour tramways électriques.... 522
- Andrew. — Moteur à gaz............................ 177
- Anizan (J.) — Adaptateur microphonique pour diverses distances.................................. 27
- — La téléphonie à grande distance....... 424
- — Microphone.................................. 328
- Anschutz. — Turbine photographique............... 422
- Appleyard. — Ramasseur pour tramways électriques............................................. 264
- Arnold (E). — Théorie et calcul des moteurs à courants
- alternatifs asynchrones. 428, 477, $29, 582, 622
- Ashley. — Tramway électrique...................... 269
- Aubel (Ed. Van). — Sur la résistance d’alliages
- nouveaux................................. 585
- Ayrton (W.-E.) — Résistance la plus favorable à donner à l’instrument récepteur sur une ligne télégraphique défectueuse................... i33
- — Ecrans transparents conducteurs pour appa-
- reils électriques-............................ l83
- — Boîte universelle de shunts pour galvanomè-
- tres ......................................... 80
- — Voltmètre astatique pour stations centrales ... 126
- — Sur une nouvelle méthode de synchronisation
- des alternateurs.............................. 619
- B
- Backus.— Ventilateur............................ 420
- Bamard. — Signal de pompiers.................... 64
- Pages
- Barnett.—Electrodes platinées................ 36
- — Propulseur électrique.................... 3i8
- Barr (James). — La lumière, sa nature et sa mesure 237 Barruet (E.). — L’éclairage électrique par les piles 568 Baumgardt. — Induction et mouvement des masses 542 Beers. — Thermostat.................................. 420
- Behr. — Chemin de fer monorail................... 525
- Belfield. — Lampe à arc.......................... 108
- Bell. — Commutateur............................... 33
- Benz. — Moteur à gaz............................ 172
- Bentley. —Transmission......................... 265
- Bersh (Dr W,). — Epuration par électrolyse des jus
- sucrés................................... 124
- Bird. — Electrolyseur............................ 229
- Birkeland. — Sur l’aimantation produite par des courants hertziens. Un diélectrique magnétique............................................ 591
- Blakey. — Signal automatique...................... 35
- Blondel (A.)— Transformateurs et « convertisseurs # 519 Blondin (J.)- — Sur la double réfraction électrique. 101
- — La théorie dynamique de J’éther électrique et
- luminifère................................. 351
- — Théorie tourbillonnaire de l’électrodynamique
- 405, 570, 608
- Bois (H. du) — Electro-aimant pour l’obtention de
- champs intenses........................ j40
- — Etalons de champ magnétique.................. 242
- Bogart. —Signaleur.............................. ^6
- Bonnard.—Téléphone............................... r3,
- Bonnet. — Fabrication électrolytique du chrome et
- de ses alliages.......................... 377
- Bormann. — Système de signaux électriques entre
- stations et locomotives en marche........ 275
- Boucherot (Paul). — Transport de force chez
- MM. Menier à Noisiel............... 301, 369
- Boys. — La fixation des fibres de quartz........ 395
- Bowen. — Viscosimôtre............................ 4I7
- p.645 - vue 645/650
-
-
-
- 646
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Pages
- Bricourt. — Electrochimie. Préparation électrolyti-
- que du bichromate de cérium............. 32
- Brillié. — Compteur d’énergie électrique........ 459
- Brouhot. — Moteur à pétrole...................... 170
- — Moteur à gaz............................... 170
- Brown. — Moteur.................................. 370
- — Tramway électrique....................... 523
- — Avertisseur................................ 420
- Brunswick (E.-J.). — Electromoteurs domestiques
- et dynamos génératrices de faible puissance. 208
- Bryan. — Lampe à arc............................. 367
- Buchet. — Lampe à arc............................ 112
- Burfon. — Mécanisme de la conduction électrique. 438 Butre. — Régulateur thermostatique................ 34
- c
- Campiche. — Horloge électrique...................... 320
- Cannevel. — Lampe à arc............................. 110
- Castner, — Electrolyseur oscillant.................. 224
- Cauderay. — Horloge électrique...................... 160
- Chamberlain. — Meule électrique..................... 3i6
- Chanzy (De). — Filaments de lampes imprégnées
- d’oxydes..................................... 33
- Chester. — Lampe à arc ............................. 365
- Claremond. — Lampe à arc............................ 367
- Claude (G.). — Questions relatives à l’exploitation
- des stations centrales....................... 5i
- — Questions d’exploitation, régularité de voltage
- et distribution à trois fils..........401, 471
- Coker. — Casse-fils................................. 59
- Colard (Ose.). . — Sur réchauffement des divers points d’un conducteur cylindrique traversé par un courant électrique........................... 20(
- — Note sur la flexion des poteaux télégraphiques. 557
- Collet. — Perceuse électrique....................... 3i5
- Colette. — Acidimètre électrique................... 229
- Cornick (Mac). — Dynamo...........................
- Craney. — Fabrication électrolytique de la soude.. 620
- Crompton. — Pointeur................................ 62
- Cudell. — Pile...................................... 434
- D
- Dale. — Tramway électrique.......................... 525
- Damseaux (R.) — Microphone.......................... 84
- Davidson. — Transformateur.......................... 471
- Davis. — Touage électrique.......................... 319
- — Tour électrique................................. 3i6
- Pages
- Davy. — Lampe à arc......................... 368
- Dearlove. — Piles étalon au cadmium.......... 32
- Denn. — Casse-fil............................ 5g
- Depoux — Filaments de lampes imprégnées d’oxydes........................................ 33
- Dewers. — Câbles............................ 2.31
- Dewey. — Mise en train...................... 522
- Dickman.— Dynamo............................ 217
- Diehl. — Ventilateur........................ 402
- Dobson (A.). — Lampe à arc.................. 364
- Doronan. —Commutateur...................... 518
- Dow.—Viscosimètre........................... 417
- Dubois. — Horloge électrique................ 320
- E
- Ebert (H.). — Sur la théorie des phénomènes ma-
- gnétiques et électriques................. J92
- Eckert. — Fils téléphoniques bimétalliques....... 228
- Elworthy. — Projecteur............. ............ 56o
- Emery.— Pile...................................... 231
- Engelmeyer (P. Clémentich de) — Sur la mesure
- de la différence de phase................ 36o
- Erving. — Accumulateurs.......................... 435
- Euphrat. — Ramasseur pour tramways électriques. 265 Ewing (J.-A.). — Propriétés magnétiques du fer.
- 136, 185, 333, 364, 445
- F
- Fegs. — Compteur.................................. I2g
- Fellner. —Cubilot................................. 2i3
- Felten. — Câbles..........................'....123, 622
- Ferranti. — Fabrication électrolytique de la céruse. 327 Ferràris (M.-G.). — Un nouveau moteur synchrone 578
- Fielding. — Moteur à gaz........................ 173
- Fischer. — Supports de poteaux télégraphiques.... 179
- Fleming. — Balais................................ 4f>7
- Fonvielle (W. de). — L’électricité à 1’ « Olympia ». 271
- Foster. — Transformateurs-moteurs................. 220
- Fritsche. — Dynamo................................ 465
- G
- Gaynor. — Signal timbreur. ........................ 6<j
- Genung. — Appareils pour relever les courbes des
- machines alternatives.................... 2o-»
- p.646 - vue 646/650
-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE
- 647
- Pages
- Graffigny (H. de). — Eclairage électrique domestique.............................................. 3i
- — Etude de quelques nouveaux types de moteurs
- à gaz et à pétrole.................... 120, 17O
- — Les accumulateurs Peyrusson.................. 221
- Grant. — Indicateur................................ 421
- Grantland. — Tramway électrique.................... 269
- Granville. — Relais................................. 36
- Green. — Fil de retour pour tramway électrique... 523
- Griffith'.—Viscosimètre............................ 417
- Griffiths (E.). — Sur la détermination de J par une
- méthode électrique......................... 392
- Grob. — Moteur à pétrole........................... 120
- Guglielmo (G.)- — Electromètre absolu et méthode de mesure des constantes diélectriques et
- des liquides.......................... 235, 336
- Guilbert (F.)- — L’Exposition de la Société française de physique................................... 23
- — Transport d’énergie électrique entre La Cha-
- pelle et Epinay............................ $07
- Guilleaume. — Câbles....................... . 125, 622
- Guttüner. — Lampe à arc............................ 567
- Gwyimè. — Lampe à arc............................... uo
- H
- Hall. — Inducteur............................... 466
- — Creuset..................................... 19
- — Avertisseur téléphonique.................... 233
- Hardmuth. — Charbon pour lampes à arc............ 568
- Hargreaves. — Eleclrolyseur....................... 229
- Harlê. — Canon électrique......................... 157
- Hartlôy. — Lampe à arc........................... 566
- Heilmann. — Locomotive électrique................ 521
- Henrici. — Analyseur pour fonctions harmoniques. 556 Henry (Charles). — Nouvelle méthode de photomé-
- trie hétérochrome......................... i5i
- — Pupillométrie et photométrie......461, 5to, 614
- Hess (Â.j. — Les compteurs téléphoniques.......... i63
- — Instrument pour l’analyse des fonctions pério-
- diques................................... 551
- Hochausen. — Ventilateur ......................... 43i
- Hookham. — Meule électrique...................... 317
- Hoho (Paul). — Phénomène calorifique produit par ie courant électrique au contact d’un solide
- et d’un liquide...................... n3, i65
- Hollich. — Réducteur annulaire de vitesse........ 3i7
- Holmes. — Déclic électrique........................ 65
- Hopkinson (Jj. — Force exercée par un électroaimant sur son armature.......................... 491
- Pages
- Hormel- — Lampe à arc............................ 107
- Hough. — Accumulateur............. .............. 32
- Huber. — Polissage et doucissage électrochimique. 34 Huber (Cari). — Presse hydraulique pour la fabrication de l’enveloppe de plomb des câbles.. 3o8
- Humy. — Tannage électrique....................... 528
- J
- Jacquin (Ch.). — Transmission de force motrice par courants polyphasés aux ateliers du Jura-
- Simplon............................... 10, 73
- Jehl. — Charbon pour lampes à arc................ 568
- Johnson. — Signaux................................. 60
- — Manœuvre d’aiguilles......................... 61
- — Garnitures isolantes........................ 231
- — Tramway électrique......................... 267
- Junguiger. — Lampe à arc........................... ro7
- K
- Kean. — Remontoir électrique...................... 319
- Keitley. — Jonction............................... 523
- Kellner. — Electrolyseur........................ i3o
- Kennelly. — Galvanomètre............... ........ 234
- Kestner. — Lampe à arc............................ 107
- Klaassen (Miss Helen G.). — Propriétés magnétiques du fer................... i36, i85, 333, 384, 44b
- Klemencic (I.) — Sur l’aimantation des fils de fer et de nickel par des oscillations électriques rapides.............................................. 594
- Knowles. — Commutateur............................. 321
- Kœrting. — Moteur à gaz............................ 177
- Kœpsel (A.). — Instrument à lecture directe’ pour la détermination en valeur absolue des propriétés magnétiques du fer......................... 243
- Kolben (E ). — Sur la fréquence à adopter dans les
- installations â courants alternatifs....... 330
- Kohlrausch (F.). — Quelques formes d’électrodes pour la détermination des résistances d’électrolytes......................................i... 54s
- Kreinsen. — Creuset................................ 21
- Kunz (W.). — Sur la variation de l’hystérésis magnétique avec la température....................... 485
- p.647 - vue 647/650
-
-
-
- 648
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- L
- Pages
- Larmor (J.). — La théorie dynamique de l’éther électrique et luminifère.............................. 35i
- Laval.—Turbo-moteur............................... 179
- Lânder. — Lampe à arc............................. 109
- Lefèvre (Julien). — Recherches sur les diélectriques................................... 251
- Lenard (Philipp). — Sur les rayons cathodiques dans les gaz à la pression de l’atmosphère et dans le vide extrême................. 291, 338, 439
- — Sur la déviation magnétique des rayons catho-
- diques ................................... 537
- Lewis. — Chronographe.............................. 64
- — Plume électrique............................ 424
- Lickfield. — Moteur à gaz......................... 177
- Liénard (A.). — Pressions à l’intérieur des aimants
- et des diélectriques.................. 7, 67
- Little. — Accumulateur.......................... 467
- Lodge. — Tour électrique.......................... 3i6
- Lorwa. — Compteur................................. 129
- Love. — Support de conducteur..................... 267
- Lowrie. — Distribution par transformateurs........ 220
- Lude. — Moteur à pétrole.......................... 176
- Lundell. — Tramway électrique..................... 267
- Lythe. — Electrolyseur............................ 233
- Lyte. — Application simultanée à l’industrie de la soude à l’ammoniaque et au traitement des plombs et litharges argentifères.................. 377
- M
- Mackensie. — Trolly................................. 522
- Mackie. — Signaleur................................. i55
- Manus (Mac). — Lampe à arc....................... 112
- Marcel. — Moteur à gaz............................. 170
- Marcher (Th.). — Nouvelle machine dynamo............ 280
- Marsh. — Coupe-circuit............................... 34
- Mather (T.). — Ecrans transpàrents, conducteurs
- pour appareils électriques............... i83
- — Boîte universelle de shunts pour galvano-
- mètres.................................... 80
- — Voltmètre astatique pour stations centrales... 127
- Maurice. — Moteur à gaz............................. 170
- Maxim. — Régulateur................................. 41&
- Mayne. — Commutateur pour hautes tensions....... 229
- — Propulseur électrique......................... 3i8
- Mercadier (E.). — Adaptateur microphonique pour
- diverses distances........................... 27
- Pages
- Mercadier (E.). — Microphone.................... 328
- — Balai encreur télégraphique................... 621
- Mestern. — Pile thermo-électrique................. 35
- Mills. — Régulateur............................... 468
- Minchin (G.-M.), — Représentation graphique du courant dans des circuits primaire et secon*
- daire..................................... 93
- Morris. — Ampèremètre et voltmètre................ 34
- Muirhead. — Piles étalon au cadmium............... 32
- Müller. — Interrupteur pour circuits à grande self-
- induction................................ 184
- N
- Near (Mac). — Tramway électrique................... 524
- Nelson. — Appareils pour relever les courbes des
- machines alternatives...................... 227
- New. — Propulseur électrique....................... 3i8
- — Commutateur pour hautes tensions............... 229
- Niblett. — Accumulateur............................ 33
- Nielsen. — Compteur................................ 232
- Noad. — Fabrication électrolytique de la céruse ... 327
- O
- Obach. — Electroiyse de l’eau .................... 378
- Ogden (M.). — Une nouvelle méthode de photomé-
- trie hétérochrome........................ i5i
- Ongley. — Ascenseur............................... 416
- P
- Park. — Commutateur............................. 321
- Parson. — Turbo-moteur à réaction............... 379
- Perret. — Lampe à arc........................... 567
- Petschel. — Accumulateur......................... 33
- Peyrusson. — Accumulateurs...................... 23i
- Philipps (Ch.). — La lumière, sa nature et sa mesure............................................ 237
- Piat.—Téléphone................................. i3i
- Pickernell. — Avertisseur téléphonique.......... 233
- — Télégraphie et téléphonie simultanées....... 475
- Placet. — Fabrication électrolytique du chrome'et
- de ses alliages........................ '377
- Poeschmann. — Dynamo............................ 282
- Poincaré. — Sur la propagation de l’électricité. 44
- p.648 - vue 648/650
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 64g
- Pages
- Pool©. — Coüpé-circuit............................ 34
- Potier (A.). — Lès moteurs à induit fermé....... 287
- Prentiss. — Horloge............................. 65
- — Distribution de l’heure.................... 66
- — Dynamo...................................... 217
- Priest. — Armature................................ 205
- Q
- Quirino (Majorana). — Sur la rapidité des phénomènes photo-électriques du sélénium................. 40
- R
- Ragot. — Moteur à pétrole......................... 123
- Raps (A.). — Appareil de démonstration des expériences d’Ampère.................................... 192
- Rathbone. — Lampe à arc............................. 365
- Raworth. — Régulateur............................... 467
- Rey (J-). — Moteur pour la propulsion sous-marine................................................ 536
- Richard (Gustave). — Applications mécaniques de
- l’électricité................. 5g, 154, 3i5, 416
- — Chemins de fer et tramways électriques.. 263, 520
- — Détails de construction des machines dynamo
- 216, 462
- — L’aluminium et son électrométallurgie......... 16
- — Les lampes à arc................... 106, 364, 562
- Richardson. — Lampe à arc........................... 366
- Rigaut (A.). — L’assainissement électrique......... 323
- — L’industrie chimique et l’électricité........ 2i3
- Rimington (E.-C.). — Sur les conditions de fonctionnement d’un transformateur sans fer avec une fréquence inférieure à une certaine
- valeur critique............................... 87
- Robert (Paul). — Coup de foudre dans une station
- centrale d’électricité...................... 261
- — Le compteur d’énergie électrique Brillié (nouveau modèle)...................................... 459
- Robin. — Ramasseur.................................. 265
- Rœntgen (W.-C ) — Influence de la pression sur la constante diélectrique de l’eau et de l’alcool
- éthylique................................... 5fl3
- Rodgers. — Avertisseur de niveau d’eau........... 5g
- Rood (N.). — Une nouvelle méthode de photomé-
- trie hétérochrome........................... i5i
- Rovida (A.) — Sur les lois des actions et les systèmes
- des dimensions des grandeurs physiques.... 601
- Pages
- Ryan. — Appareils pour relever les courbes des
- machines alternatives........................ 227
- S
- Sautter. — Canon électrique.. ;................. 157
- Sayers — Armature................................ 464
- Sciama. •— Projecteur parabolique................ 56i
- Schleyder. — Lampe à arc......................... 36g
- Schoop.— Accumulateur............................ 621
- Schulz (E.). — Transmission de force par courants
- continus à haute tension................. 577
- Seaton. — Block-système automatique.............. 58o
- Seger. — Turbine à vapeur........................ 529
- Segundo. — Commutateur........................... 327
- — Charbon pour lampes à arc................. 567
- Shépard. — Lampe à arc............................ ni
- Siemens. — Supports de poteaux télégraphiques... 179
- — Electrolyse de l’eau...................... 378
- Smith. — Relais.................................. 36
- — Pointeur................................... 62
- Spérry. — Commutateur............................ 267
- — Régulateur................................ 468
- Statter. — Transformateur........................ 468
- Steele (W.). — Diagrammes thermo-électriques de
- quelques métaux purs..................... 144
- Sturgeon. — Commutateur.......................... 471
- Sussmann. — Accumulateur......................... 235
- T
- Taussig. —Cubilot.............'................. 20
- Taylor. — Moteur à gaz........................... 175
- Thompson (S.-P.). — Sur la construction de l’enroulement d’électro-aimants pour courants alternatifs...................................... 438
- — Lampe à arc................................ 567
- Thomson (Elihu). — Parafoudre.............. 37, 378
- Tyer. — Enclenchement......................•.... 60
- Treuenfield. — Supports de poteaux télégraphiques. 179
- Turnbull. — Sonnerie............................. 421
- Tyer. — Sonnerre................................. 422
- — Commutateur pour block-système....... .... 58(
- U
- Urbanitzky. — Cubilot...
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ’6So
- V
- lJaçes
- Vail (J.-H.).'— Sur l’importance des circuits entièrement métalliques pour les tramways élec-
- triques ...................................... 178
- Valley. — Trolly...................................... 524
- Vaschy — Sur le mode de transformation du travail
- en énergie électrique........................ 62S
- — Sur la nature de la conductibilité électrique.. 629
- Vautin. — Fabrication électrolytique du sodium... 228
- w
- Walker (Miles). — Sur les électro-aimants à courants alternatifs...................... 588
- I Pafi«*
- Waeker. — Pile................................... 23i
- Ward. — Régulateur............................... 418
- Warner. — Perforatrice....,....................... 5g
- Westinghouse. — Mise en train.................. 221
- Whitehead (C.-S.). — Résistance la plus favorable à donner à l’instrument récepteur sur une
- ligne télégraphique défectueuse........... i33
- Wilkins. — Pile.................................. a3i
- Wilson. — Dynamo...............................• • 469
- Whitcher. — Distribution par transformateurs... 219
- White. — Lampe à arc............................... m
- — Commutateur.................................. 470
- Wheeler. — Arrêt automatique..................... <6o
- — Accumulateurs................................ 477
- Wood. — Canalisation............................. 226
- — Alternateur.................................. 463
- Wyatt. — Cible électrique......................... 64
- Paris. — Imprimerie de la Lümière Electriquè; 3i, boüievard des italiens.
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