E.cadiat - Manuel Pratique De L'electricien

MAN

UE[- [)llA'['lQtlH, DE

L'TLTCTRICITN GUIDE POUR

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ITTONTAGIT

Ii'T' L'IiN'I'RTiTIEN

DES INSTALLATIoNS ÉlecrRlQUEs .

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ITA!IUFACTÙRE3

Douxième X!dition

PARIS I,TTIRAIRIE POLYTECHNIQUE, I}AUDRY T]T

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15, nuu DEs sarNl's-rùnns, 15 tIAIsoN À lrÈcn r RUE DEs DoutNrcÀrNs ' t 894 'l'ous droits réservés.

NUTNUNS

7

MAI\IUEL PRATIQUE

L'ELECTRICIEIT -t

.

PRÉFACE

L'accueil bienveillant qui a été fait à notre Manuel pratitlue de l'Electrïcien nous engage à en publier aujourd'hui une cleuxième édition.' Le programme est resté le même, et nous le rappelons en quelques mots. Nous nous sommes proposé de résumer les notions théoriques et platiqLres nécessaires au montage et à I'entretien des installations électriques. Avec un pareil progl'amme, nous ne pouvions soqger à donner de.s descriptions détailldes de rnachines et d'appareils, et noo, avons cherché, lu contraire, à représenter leur lbnctionnenrent par des figures schématiques. Nous avons essayé surtout de citer des chiffres et des résultats d'expdriences. Les ddmonstrations théoriques sont toujours ilccompasnées d'exemples numériques clestinés à faciliter beaucoup la résolution tles problèmes. Notre but n'est po, unu étude approItrndie de la science électrique et de ses applications. Nous.présentons simplement ir nos lecteurs un.manuel tlestiné ir venir en aicle à leur mdmoire et à leur d'par. gner un tlavail de r.ccherchcs toujours fort pénible. Cette édition a dtd enrichie de tous les faits nouveaux qui se sont produits depuis la première publication.

C'est ainsi que les courants alternatil's, encore peu étudiés à cette époque, ont trour'é une large place dans notre nouvel ouvrage.

A

BREVI ATI

O I\ S

P6rrr éviter tollte CAllse tl'erretrr, Itous a{o;rleronS ' dans tout le cottt's tle cet ouvl'ilge' les ahréviitlions sttivent€s

:

L()rcuEUlts

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sl;Hl.-ta:D's

n, lMèt. eal'ré lrz Mètre cuhe. m3 /zr lDé,'im' o dnt! Décim. t im:l Centimèt. crrr l(lentinr' >t t't't- lenti rn. r t:trt:l Millimi'l,. ,rrrz lMillim. " ttttilr Millinr.,> ttuttx Kilomèt. ir,, lKitotn. ,t hnr

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M

ANUEL PRATIQUE

DE L'ELECTRICIEI\ PRBM IE

RE PARTIE

CHAPITRE PREMIER

pRINcIpEs

cÉnÉn^l,ux.

untrÉs.

nÉTINITI0NS ilEsuREs

Un courant élecrique peut $ l. Courant électrique. être produit par des causes très diverses. Ainsi, quand on répète I'expérience de Volta, qu'on place dans de I'eau acidulée par de I'acide sulfurique une plaque de zinc et une plaque de cuivre séparées l'une de I'autre dans le liquide, et réunies extérieurement pâr un fil métallique, ce fil est traversé par un courant; on peut le constater en approchant du {il une aiguille aimantée qui éprouve une déviation.

Si aux deux extrémités d'une barre d'antimoine on soude une lame de bismuth, et gu'on chauffe une des soudures seule, on remarque encore un courant dans le circuit formô par la réunion des deux métaux. Enfin, étant donné un fil métallique formant un circuit t

2

MANUEL pRATreuE

og r,'Ér-rcrRrctnN

fermé, si I'on approche ou qu'on éloigne un aimant de ce

Iil, on produit dans ce dernier un courant. On voit donc que la production du courant peut être due àr un phénomène chimique, thermique ou dynamique. La création d'un courant exige toujours une dépense de chaleur ou

de

travail.

Le courant a, dans tous les cas, un sens bien déterminé que I'on peut reconnaître, comrrre nous le verrons, avec la boussole.

Le courant est dû à une force qu'on appelle force électromotrice. En prenant comme exemples les phénomènes chimiquesr oD conçoit facilement que cette force varie suivant les affinités mises en présence. On comprend également que Ia quantité d'électricité mise en mouvement dépend de la grandeur des surfaces métalliques soumises à I'action de I'acide. L'expérience a constaté que les différents circuits se laissent traverser plus ou moins facilement par un courant, suivant la nature du métal qui les compose ei suivant leur section. Le conducteur offre donc au courant une certaine résistance. Enfin, le débit d'électricité estle même en tous les points

du circuit. Une comparaison nous permettra de rendre ces faits plus compréhensibles. Supposons une conduite d'eau A B C (nS. t). Si en A nous exerçons une pression P avec un piston, I'eau s'élève dans le tube. La hauteur à laquelle monte le liquide dépend de la force P. La quantité déplacée est proportionnelle à la section du piston. L'eau éprouve

une certaine résistance due aux frottements, et tout le travail dépensé en A ne se retrouve pas en C; une partie se percl en route. Enfin, la quantité d'eau qui s'écoule en C est la même que celle qui passe en A. Le urouvement du liquide, au lieu d'être produit par

't

t

FhINCIPES GBNENAUX

I'action d'un piston peut être

dt à une différence

de

rriveau. Supposons ce cas (fig. 2), les deux bouts du tuyau se trouvent à des niveaux H et /r. L'écouleruent est pro-

Fig.

1.

duit par peur différence (HJr). Il en sera de même un circuit électrique. Appelons potentiel le niveau

FiS.

dans élec-

.2.

trique de deux Points de la ligne, [e courant entre ces points sera produit Par la dilférence des Potentiels. La force électrorrotrice est une notion tout à fait abs-

I*

MÀNUEL

pnarleun DB L'ÉLEcrnIcIEN

traite. Pour une pile, par exernple, c'est ra force théorique produite par les affinités des corps mis en présence. f)ans la pr.tique' on n'a .iamais ii com;lte. avec ce facteur; car le liquide et les rnétaux de Ia pile offrent une résistance qui diminue cette force. La seule force disponible est celle qui existe aux bornes de la pile, c'est-ri-dire la dilférence de potentiel de ces bornes. Il en est de même dans une dynamo. A cause de la résistance des bobines, ra force réelle d'une machine n'est pas celle qu'indique la théorie, c'est celle qu'on trouve aux bornes. En reprenânt I'exeruple déjà cité. La force p qui agit le piston (fis. t) n'esr ;ras en réalité ra force disponible. 3_ur Il faut en retrancher le frottement de l'eau et àelui .du piston dans la pompe. La force disponible est la pression qu'on trouve en A. Pour simplifier, nous emploierons souvent le ternre de tension pour exprimer une différence de potentiel. Ainsi, I'on dira qu'une machine possècle entre ses bornes une certaine tension, au lieu de dire qu'eile a entre ses bornes

une certaine différence de potentiel. on nlrpelle intensité d'.on courant Ia quantité d'électricité qui passe par seconde. Appelons I I'intensité du

courant,

et Q la quantité d'électricité débitée dans un

ternps t, on

er :

Q:Ir. c'est-à-dire que la qua'tité d'électricité fournie dans un temps r est proportionnelle à I'intensité du courant et au

temps. Il en est de même dans une conduite d'eau, oir le volume d'eau enge'dré est proportionnel au débit par seconde et au ternps.

Dans un circuit fermé, I'intensité S 2. loi de Ohm d'un cou,rent est proportionnelle à ta force élecffon.otrice et inversement proportionnelle ti ra résistance du circuit.

PnrNcIPEs

Soit tance

I

cÉNÉnlux

I'intensité, B la for:ce électromotrice,

5

R la résis-

:

I-R L'intensité

I

E

esr la même dans tous les points du cir-

c.uit.

à faire intervenir dans les cillculs la résisd'une pile ou d'une machine faisant partie du circuit; R étant la résistlnce du circuit seul, la formule devient :

on a souvent

tance

r

E I- R*r 1\I, N d'un circuit - si deux points l[ B N, conducteurs par plusieurs

$ S.Circuits dérivés.

(lig. 3) sont rértnis

Fig.

3.

dériçations. I.,es relations circuit comprenant deux un d' les élérnents existant entre suivantes : formules les données sont dérivarions Par

M P N, ceux-ci se nomment

6 ,

MÀNUEL PRATIQI,E DE L'ÉLBcTRTcIEN

I

intensité du eourant prinçipal, chaque dérivation, r', r'résistances de chaque dérivation, R résistance du circuit principal M A N,

f', i'inteneités dans

par I'ensemble des dérivations.

p rSsistance présentée

E forrce électromotrice.

,E r:-

R+P .u t7

P:;ç;r .,

Er',

':E1--;ryP

Er' .' ;-TTTT;TF-' Soit d la différence tde potentiel entre les points de dé-

rivation M, N; la loi de Ohm nous donne

:

.,d .__

t'

r,_*. r Enffn les intensités dans chaque dérivation sont inversement proportionnelles aux résistances de ces dériva-

tions, on a : .4,

et:

tr -:Ft-: t,,

_.

i' r' -î-:r rtr i':r'

T-W' L'expé$ 4. Résistance spécifique. Conductibilité. - est rience prouve que la résistance d'un conducteur proportionnelle à sa lo,ngueur et inçersement proportionnelle à sa section. Elle dépend aussi de la nature du corps. On appelle résistance spécif,que d'une substance la résistance que 1lrésente entre deux faces opposées un cube de cette

PnINctPEs

cÉr.rÉnlux

7

substanceayantpourcôtél'unitédelongueur'c'est-à.dire

uncentimètre($8).SoitRlarésistanced'unconducteur' I sa longueur, s sa section et p sa résistance spécifique'

ona:

*:el.

résisconductihilité d'un corps est I'inverse de sa : a on stance spécifique; en la désignant par c'

Lt

t.

": T' Lesmétauxprésenteritdesconductibititésfortdifférenteg d'un (voir la table ilac,ee à la fin de I'ouvragE' L" Pyeté résis' la conductibilité; sa métal a une grande influence sur à celle des tance spécifique d'un alliage est bien supérieure I'on pourquoi c'est métaux entrant dans sa Iomposition; en métaux des Pour Purs cherche toujours à se procurer température la et moléculaire faire des conducteu".. L'ét"t recuits influent aussi sur la conductibilité' Les métaux résisLa écrouis' métaux les que sont plus conducteurs la avec croit tance spécifique, sauf dans quelques alliages' température (voir la table)' un-e grande Les corps non métalliques offrent en générat le caoutrésistance. Le verre, la porcelaine, le papier' conducteurs' chouc, la gutta-percha sont très mauvais Aussi les emploie-t-on comme isolants' --ï; avec le conductibilité des dissolutions salines varie dirésistance la de concentration' Généralement'

degré

*iîou quand la

concentration augmente

I elle

diminue

aussi avec la temPérature. Le passage d'un -cour"l' à travers $ 5. toi de Joule. La loi de ce un conducteur élève la ternpérature de celui-ci' phénomène a été donnée Par Joule : La quatztité d'e chaleui degqee d'ans l'unité -de temps est par le Passate d'' un coura'nt à navers un conducteur

8

MANUEL pRATreuE oR t'ÉlncrnrcrriN

proportiotzneile à ra résistance carré de l'intensité.

de ce

cond,ucteur

et

au

soit q c_ette qu*ntité de chaleur, R Ia résistance du conI I'intensité du courant, A r'équivarent mécanique de la chaleur

ducteur,

(t)

?:T

Nous avons vu précédemment que

E. I_.R La loi de Joule peut donc s'écrire encore sous la forme (2)

q:7.EI

:

Lu chaleur produite par le passage d,un courant peut être assez intense pour porter Ie ionducteur à l,incan_ descence. Cette propriété a été mise à prolit, comme nous le verrons plus tard, pour la coristru.iion des

lampes.

s 6. Travail, Puissance d'un courant t. transformée en chareur par un courant - Lo puissance tpaaersa,nt dyyur est égare au produit d'e Ia résistance par *tt coftre ca*é de l'intensité : '

P:

R I8.

On peut encore I'exprinrer autrement : la puissanee transforntée en chareur par un courant ffaeersq,t rttt. co*ducteur est égale au produit de ta ctifféren"" à:,, por"nriut par I'intensité :

P:EI. Pour un temps l, le travail T sera

'f : pf.

:

'l': R I2 t. T-EIT. La pu-issnnce est pa* définition le travail fourni pe.dant temps, la seconde. Le mot Energie est synonyruc de travail.

,.""*-

PnINcIPEs

I

cÉxÉn.l,ux

Quand un corps d'électricité, source conducteur est mis en contactavec une jusqu'au dure qui il se produit dans ce corps un courflnt la source. de ir celui égal moment oir son potentiel devient charge cette d'électricité. ce corps r donc reçu une charge capaci'té La corps' du forme la dépentl de la nâtture et de éIicffique d'un corps est l& quantité d'électricité qu'il ftrnf lui fo'urnir pour élever son potentiel d'une unité, de rnême calorilique est lil quantité de chaleur qu'il que sa "apucite faut tui fournir pour augmenter sa ternpérature d'un degré. $

?. Charge et capacité électriques'

-

La formule suivante relie la clpacité électrique C, Q et le potentiel E : AA t:E-

la

change

Pour les calculs électriques, $ 8. Unités éIectriques. on û dûr créer des unités spéciales. La valeur de ces unités

a été déterrninée une fois pour toutes, et mlintenalt elles sont adoptées dans tous les calculs. Les unités électriques se ruttilchent à ttn système géné-

dals lequel I'unité de longueur de temps, la seconde, I'unité de I'unité est le centimètre,

ral dit

cl'unités absolues,

milsse,

le

grarnme.

on'le désigne par système centimètre-

gremme-seconde, ou C GS.

L'unité de résistance est l'Ohm' C'est à peu près la résistnnce d'un fil de cuivre pur ayant I millimètre de diamètre et 48 mètres cle longueur. C'est la résistance d'un fil long. cle fer ayant 4 rnillimètres de diamètre et 1.00 mètres de am' d'un courant L'unité d'intensité est l'Ampère' Un

père électrolyse prtr seconde L,t188ti milligramme d'argent.

L'unité de quantité est le coulomh. c'est la quantité fournie penda*r1 une seeonde, quand l'intensité est d'un

ampère. Arnpère et Coulomb par seconde ont donc la même

signi{ication.

r.

t0

MANUEL paÀ.rreur

tp

l'Ér,rcrnrclrN L'unité de force élecromotricé est le yolt, c'est la force nécessaire pour produire un ampère à travers une résistance d'un volt. La pile Daniell û une force d'environ I volt. L'Ampère-heure est la quantité d'électricité qui passe

pendant t heure quand I'intensité est I ampère. Unampèreheure vaut 3 600 coulombs. L'unité de capacité est le Farad.. C'est la capacité qui renferme un coulomb d'électricité avec une force électromotrice de I volt. Quand ces unités sont trop grandes ou trop petites par rapport aux quantités mesurées, on les fait précéder des préfixes suivants : Méga signilie

Myria Mini Micro Ainsi

I

f

000 000 de fois I'unité.

t0

000

,! 1000

l

, ,l r, 000 000

nricrohm représent"

ohm.

-Ufu55 électrique Nous avons vu ($ 6) que la pulssunce prime par le produit E X t.

s'ex-

L'unité pratique de puissance électrique est le vjratt, C'est la puissauce d'un courant dont I'intensité est I ampère pour une différenee de potentiel de I volt. On emploie souvent dans le calcul des machines le Kiloq,att.

I kilowatt: I

000 watts.

Erpression du travail électrique en kilogrànmètres. L'unité pratique adoptée -est le Kilogra,mrnènel c'est leen mécanique pour le travail travail fourni par un poids d'un kilograrqrne parcôurant une hauteur d'un mètre. Or

PRTNcIPEs

cÉnÉneux

LL

nous venons de voir que la puissance électrique s'exprime

en watts en multipliant

la différence de potentiel

par

I'intensité.

P:EI. Il est utile de pouvoir faduire en kilogrammètres le travail exprimé en $'atts. Cette relation est donnée par la règle suivante : Pour traduire en kilogrammèffes Ia puissance d'un courant erprimée en rtratts, il faut d,içiser le nombre de watts par l'a.ccélération

d'e

la Pesanteur (9' 81).

soit K le nombre de kilogrammètres cherché

dans

I'unité de temps. P

o-,g1: EIT

*' K kilogrammètres.

ff: Pour un temps r exprimé en secondes, le travail en kilogrammètres

T

est

Oo"":

I"* r:ffixr. nombre de kilogrammètres proEnemple. - Quel estunlecourant ayant l0$.volts et 25 ampar 2 nrinutes duit en pères

?

x t20:80 000 ksm. # Cheval-vapeur $ 9. Unités diverges. Le

représente

75 kilogrammètr'es par seconde. Le cheval-heure vnut 75 X 3 600: 270 000 kilogrammèmes' Lr Calorie est la quantité de chaleur nécessaire Pour

élever d'un degré centigrade la température d'un kilogramme d'eau.

12

MANUEL pRATreuE DE L'ÉLEcrnrcrEN

L'Equivalent mécanique d.e la chaleur est la quantité de travail qu'il faut dépenser pour produire une calorie, il est égal à 424 kilogrammètres. Réciproquement, en dépensant I calorie on développe L24 kilogrammètres. unités de lumière. L'unité de lumière ordinairement adoptée est le Bec carcel; il équivaut à un bec de gaz ordinaire consommant l2b à th0litres à I'heure. On emploie quelguefois comme unité lti Bougie; cette quantité n'est pas parfaitement définie; le bec équi"ai"el vaut environ à 8 bougies. La conférence internationale a adopté, en rgg4, I'unité proposée par M. viollel c'est la quantité de lumière totale émise pflr un centimètre carré dÀ platine à la tempé-

rature de solidification. L'i'tensité lumineuse de cet étalon étant 1, celle du bec carcel est comme cette unité

;0g-.

était tropgrande pour Ia pratiquu,

l"

cles

"ongrès de 1889 a adopté la, Bougie décimare égale u de IVI. Violle.

Il résulte

de là que

carcel.

électriciens

# o" l'unité

la bougie décimale équivaur

à

fr,,

L'étalon de platine n'est pas commode pour des expé_ riences industrielles. Aussi est-il peu ernployé en pratique, et I'on continue généralement ir se servir comme einlons du bec carcel et de la bougie. Toutefois, pour avoir rles résultats comparables entre eux, on doit prendre la valeur de ces derniers en fonction de I'unité admise par In conférence.

Eclairement.

-

La comparaison des intensités lumi-

neuses de deux foyers

ne donne pas I'expression de leur

valeur au point de vue de l'éclairage. En effet la question qu'on se pose dans tout problème d'éclairage est du p"o_

PRrNcrPEs

cÉlrÉnlux

fg

duire en chaque point d'un espace donné an éclairement sulfisant.

L'éclairement produit en un point est Ie quotient de I'intensité lumineuse d' foyer par le camé de la distance du foyer au point éclairé. On a été ainsi conduit à créer une unité d'échrirernentl c'est la Bougie-ntètre oule Carcelmètre, c'est-à-dire l'éclairement produit sur une surface par une bougie ou un cnrcel placé à une distance d'un rnètre.

Il faut 50 bougies-mètre pour qu'on puisse, en se plaà I mètre de la source lumineuse, Iiri un journal

çant

comme en plein jour.

Un bon éclairage doit donner un éclairernent de 30 bou. gies-mètre dans tous les points de la pièce éclairée. produire un cou$ 10. Disposition d'un circuit. - Pour rant, il est nécessaire que le circuit ne présente aucune solution de continuité. On dit alors qu'i[ est fermé, Si le circuit est interrompu en un point, on dit qu'il est ou()ert; alors le cour.ant cesse. Etant donnée une pile E (fiS. 4), on rdmet que le courant partant du cuivre traverse le circuit ABC et arrive au zinc, puis il traverse la pile. Le point de départ se nomme pôle positif +; celui d'aruivée, pôle négatif

-.

Sur Ie circuit on relie les appareils que I'on veut actionner. Ces appareils portent 2 bornes auxquelles on attache chacun des fils venant de la pile. L'appareil sert lui-même à fermer le circuit. Lt ligure 4 nous rrontre une sonnerie

S disposée de cette façon. Terre. On peut dans quelques cas éviter Ia nécessité du fil de retour C, en relitnt chacun des points A et B à la terre, comme I'indiquent les deux lignes pointillées AM, BN. La terre, dans ce cas, sert à absorher l'électricité produite ûux deus pôles. Cette considération est

LL

MANUBL pRATIeuE DE L'ÉLEcrnIctEN

importante, parce qu'elle permet de réaliser une économie sur la longueur du fiI. Il arrive souvent que sur les 2 conducteurs A, R (nS. 5)

ri I

M|

.?aw Fi5.

iW

a.

onattache des conducteurs dérivés M, N, P. Le courant se distribue entre ces divers fils, d'après les lois gue nous avons exposées sur la dérivation ($ 3). Suivant le diamètre

Fis.

5.

des fils des dérivations, on peut régler à volonté I'intensité dans chacun des conducteurs. Etant donnés plusieurs appareils, piles, lampes, etc., orl peut les grouperde diffërentes façons sur un même circuit. Quand les pfiles de noms contraires sont réunis entre eux

PRINCIPES GT]NERAUX

t5

(ffg. 6), les appareils sont associés en tension ou en série. Si tous les pôles de même nom sont reliés ensemble sut'

Fig.t6.

le même ffl (fig. 7), les appareils sont nssociés ôn guantité

.-.-....->+

Fis'.

7.

ou en d.ériçation On lpeut combiner ces deux dispositions

Fig. L

entre elles. La figure 8 montre tension et 3 en guantité.

6

appareils montés, 2 en

CHAPITRE II PEÉr{oilÈNEs ET

rors ÉrrcrnrQuus

MAGNIiTISME Certains minerais de fei ont la propriété d'attirer $ f l. le fer doux ; ce sont des aimants naturels, et cette propriété se nomme Magnétistne. un barreau d'acier frotté avec un limant acquiert les mêmes propriétés; on forme ainsi un aimant artificiel. Dans un pareil barreau les pôles d'at_ traction sont placés aux deux extrémités du bameau; la ligne médi.ne ou ligne neu,tre n'a aucune action sur le fer. Un barreau aimanté horizontal posé sur un pivot

rt__

s N' l'ig.

s'

9.

vertical s'oriente toujours de la même .façon; il prend à peu près la direction Nord-Sud, le même pôle se tolrrne toujours vers le Nord. c'est .insi que se trouve constituée la boussole. Si I'on prend deux aimants, on remarque que leurs pôles

de même nom se repoussent, tandis que les pôles de noms contraires s'attirent. on en conclut que la terre agit sur lu boussole comme un aimant ayant la direction NordSud. On appelle pôtc Nortl celui qui se dirige vers le Nord, I'autre se nomme pôte Su,d. Un barreau de fer doux sous I'action d'un aimlnt prend également deux pfiles et se cornporte comme un aimant.

pnÉNoruÈxns ET t,ots

ÉlncrRIQUEs

17

La seule différence est que son pouvoir magnétique cesse dès qu'il n'est plus soumis à I'action de I'aimant, tandis que dans l'acier I'aimantation est permanente. Si au dessus Lignes de force. Chantp nmgnétîque.

-

d'un aimant on place une feuille de papier saupoudrée de limaille de fer, celle-ci se répartit suivant certaines

,

Fig.

10.

courbes déterminées, et seulement dans un espace limité; ce qui prouve que I'influence de I'aimant ne se fait pas sentir au-delà d'une certaine distance, et que sa force n'agit pas d'une manière uniforme dans tous les points soumis à son action. On nomme champ magnétique I'espace dans lequel s'exerce I'influence de I'aimant. Faraday a représenté cette action par des lignes de forcc donnant en chaclue point du champ la direction d" la force magnétique. Ces lignes sont

figurées par les courbes suivant lesquelles la limaille se dispose dans I'expérience précédente. Pour définir leur sens, on erdmet comûre positives celles qui vont du pôle Nord au pôle Sud, et comme négatives celles qui ont une direction inverse (fig. 10).

f8

uÀNUEL pRATreuE DE L'ÉLEcrnrcrEN

On admet que le nombre des lignes de force est proportionnel à I'intensité du champ magnétique. L'action exercée sur un barreau aâ placé dans le champ magnétique sera donc d'autant plus énergique que ce barreau coupera un plus grand nombre de lignes de force; et I'action magnétique exercée sur une surface donnée pourra être représentée par le nombre de lignes de force qu'elle coupera.

Pour coRserver à plusieurs barreaux leur aimantation, on les superpose en croisant leurs pôles et en les séparant entre eux par une couche mince de bois ou de carton.

Élucrno -MAcNÉrrsuu Ce phé$ 12. Action des aimants sur les courants. nomène a été découvert par Oersted, et Ampère en a formulé la loi comme il suit : Quand on fait passer un courant dans un conducteur placé prèe d'une aiguille aimantée mobile autour de son

-

Fig.

11,

axe, elle subit une déviation et tend à se mettre en croix avec le conducteur, de manière que son pôle Nord soit à la gauche du courant. Supposons un observatèur couché sur le conducteur et ayant la face tournée vers l'aiguille; si le courant lui entre par les pieds et lui sort par la tête, la droite et la gauche de I'obstervateur sont la droite et Ia gauche du courant (fig. tt).

psÉronrÈuEs BT t ols

Ér,rcrnleurs

19

On multiplie I'action du courant sur I'aiguille en con' tournant plusiertrs fois autour d'elle le fiI, qu'on a soin d'isoler. Orr forme ainsi ce qu'on appelle un multiplicateur.

C'est sur ce principe que sont basés les galvanomètres, appareils destinés à la mesure des courânts. Pour neutraliser I'influence exerSystème astatique. cée par la terre sur I'aiguille aimantée NS, on la réunit à une seconde aiguille aimantée N'S', disposée parallèlement

Fig.

12.

(ffg. f2), de telle façon que les pôles de noms contraires soient superposés. Si les deux aiguilles ont le même degré d'aimantation et la même grandeur, les actions des pôles terrestres se neutralisent, quelle que soit I'orientation des aiguilles, et I'on a ce qu'on appelle tn système astatique.

L'action d'un courant sur un aimant est réciproque, c'est-à-dire que si I'on approche un aimant d'un circuit mobile traversé pâr un courant, le conducteur se déplace et tend à se mettre en croix avec I'aimant.

Élncrno-DYNAMTeuE L'élecro-dynamique étudie les $ 13. lois d'Ampère. actions. clue les courants exercent les uns sur les autres. Ampère a posé les lois suivantes :

-

20

ITANUEL pRATreuE DE L'ÉLBcrHrcntN

1o Deux courants parallèles et de même sens s'attirent; 2o Deux courants parallèles et de sens contraires se repoussent; 3o Deux courants angulaires s'attirent s'ils s'approchent

ou s'éloignent tous les deux à la fois de leur point de croisement, ou plus généralement du pied de leur perpendiculaire commune (pour le cas oir ils ne sont pas dans le même plan). Ils se repoussent si I'un s'approche de ce point, tandis que I'auhe s'en éloigne; +

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13.

4o La force qui s'exerce entre deux courants est dans tous les cas proportionnelle au produit des intensités de ces courants par leurs longueurs; elle varie en raison inverse du carré de leur distance; 5o Deux éléments consécutifs d'un même courant Be repoussent; 6o Un courant sinueux produit

la même action qu'un courant rectiligne qui s'en écarte infiniment peu. et qr.ri est terminé aux mêmes extrémités.

lir Lors ÉLEcTRIQUEs 2L deux courants A, B dans ces diverses

PHÉNoMiJNEs

Représentons

leurs poritiorr.; le tableau ci-contre ({ig' 13) représente

actions réciproques dans ces différents cas' On appell e solénoide un système de $ f4. Solénoirdes.

dont les coirarrts circulaires egauxf de même sens' et plans-des les laquelle à droite orr" sur centres sont -ê*"

I'axe cercles sont perpendiculaires; cette droite constitue du solénoide. on enDans la pratique' pour construire un solénoide conducteurAB roule un lil en hélice thg. ralet on ramène le

Fis.

14.

l'axe. Chaque boucle peut être -en effet direction décomposée en deux éléments dont I'un a une circuI'autre que tandis I'axe, it rectiliine parallèle -e-st ces I'uxe à perpendiculaire plan un laire Jt placé dans ' projecaux égaux *"*p*"tin*ment étant deux éléments coutions de la portion d'hélice' D'après le principe des même le rants sineux, chaque portion du lit produit effet que ces deu* éléments' Or I'action des éléments n'a plus rectilignes est détruite par celle du fil AB' et I'on circuéléments en définitive à considérer que I'effet dres

parallèlement

àr

laires.

Ilexisteuneanalogiecomplèteentrelesstrlénoideset

les aimants. Sous I'iùuence de la terre, ils s'orientent se tourne dans la direction du Nord-Sud; et I'extrémité qui est solénoide' du Nord' vers le Nord, c'est'à-dir e le pdte le sens que pour placer se . celle en face de ltquelle il faut de la des cobrants circuiaires paraisse inverse de celui rotation des aiguilles d'une montre'

22 MaNuEL pnAîreun DE LtÉLEcrnlcrEN un solénoide mobile solliciténpar un courant

tend à se placer en croix avec ce courant. Dans deux sorénoides, les pôles de mênre nom se repoussent, ceux de noms contraires s'attirent. cette analogie des aimants et des solénoides a conduit Ampère à une théorie d'après laquelle un aimant est un assemblage de solénoides part'iculaires semblablement orientés, et se comporte comme un vrai

solénoide.

a, $- aimantation par les courants. L'aimantation - rois par les courants est une conséquence des énoncées ci'dessus. Arago plaçant un *o"irau de fer doux en croix

Fig.

15.

avec un fil traversé par un courant constata I'aimantation du barreau avec des pôles disposés suivant ra loi d,Ampère. L'aimantation cesse avec le courant. si I'on place le barreau dans un tube de verre (fig. rb) autour duquel on

enroule le conducteur, on multiplie I'action. Le pôle Nord se forme à I'extrémité devant laquelre il faut se placer p.our que le sens des courants circulaires soit inverse cle

celui de I'aiguille d'une

nrontr.e.

Electro-aimants. c'est sur ce principe que sont basés les électro-aimants. -on enroule sur un ba*eau de fer doux un fil de cuivre recouvert de soie. Le passage du courant

dans ce ûl donne des propriétés magnètiquÀ au fer doux et y détermine deux pôles de norns contraires.

PHÉNoMÈNEs

ET Lols ÉLEcrRlQUEs

23

Les électro-aimants peuvent développer temporairement une force magnétique beaucoup plus considérable que celle

des aimants permanents les plus énergiques. Ils ont de plus I'avantage de n'agir qu'au moment voulu. Aussi ontils donné lieu à de nombreuses applications. Les appareils télégraphiques, les lampes-régulateurs, les dynamos sont presque tous bnsés sur leur emploi. La première c.ondition pour constituer un électro-aimant est de prendre du fer doux qui n'ait aucune force coercitive. Pour cela, on choisit du fer aussi pur que possible; le fer au }ois est indispensable et ceux du Berry sont généralement employés. Après

L fo"*"

lvoir

donné aux barreaux

qu'ils doivent prendre, on les recuit à plusieurs

reprises et on achève de les travailler non pas au marteau'

rnais à la lime. On évite ainsi l* force coercitive que l'écrouissage comrnunirlue même ûu fer le plus pur' La forme d'un électro.aimant dépend essentiellement de I'application à laquelle il est destiné. celle que nous n*nàtta d'indiquer plus 5aut, consistant en un ba*eau de fer doux entouré d'une bobine, est désignée sous le nom d'électro-aimant droit. Lorsque I'appareil doit exercer une attraction sur une pièce de fer doux, cette dernière reçoit le nom d'armature. on construit s.ouvent l'électro-aimant en courbant le barreau en fer à cheval, et on place les deux branches ainsi obtenues dans deux bobines AB (fig. L6), sur lesquelles s'enroule un même fil de cuivre. II faut seu-

lement avoir soin cle régler le sens de cet enroulement, de façon que les actions des deux bobines soient concordantes. L'enroulement doit être tel qu'en suPposant le bar" reau redressé et les.bobines superposées par leurs faces supérieures, I'hélice de I'une soit la continuation de I'hélice de I'autre. De cette façon, les deux pôrles'de l'électroaimant agissent simultanérnent sur I'armilture' et I'action résultante est plus considérable.

24

MANUEL pRATreuE Dts L'ÉLEcTRrctEN

Au lieu de courber un barreflu en fer à crrevar, ce qui peut donner nhissance à une force coercitive, on Préfère souvent réuuir par une truverse de fer doux deux barreaux placés parallèlement (fig. tZ). on emploie quelquelois une modification de cette dernière forme, qui eonsiste à ne mettre de bobine que sur une seule branche de I'electro-airnant. l)ans ce cas, ['"pp"reil est dit boiteu:r.

Fig.

16.

Fig.

17.

L'électro-aimant solénoiclal est formé par un solénoîde en lil de cuivre dans lequer est pracé un noyau de fer

mobile suivant l'axe du solénoide. Magnétisme rémanent. En théorie, ra force produite par un électro-ainrant doit- disp.r*ître aussitôt qu" lu

"oorant est interrompu. En pratiqrre, il n'en est pas toujorirs ainsi et ltaction persiste aPrès la suppression du cour.nt. cet effet est dfi à Ia présence dans re fer doux d'une certaine quantité de magnétisme qu'or a appelé ré,?tarent ov résiduel. Il est d'ailleurs d'autant plus raille que le fer est plus pur. La cause de ee magnétisme a reçu re nom de force coercitiçe. on en diminue I'intensité en enrpêchant le contact complet entre les pôles et I'armatur* pu" I'interposition d'une feuille de carton ou
ÉLDcrRrQUBs 25 qui arrête I'armature ù une faible

PHÉNoltùNEs I:T Lols

disposer ûn ollstacle

disiance de l'électro-aimant. Hystérésis. Quand une substane'e uragnétique est soumise à une force milgnétisante variahle, I'aimantation qu'elle prend n'est pas I un rnoment donné déterminée uniquement

actuelle de cette force, mais elle dépend encore des actions magnétistntes déjà subies' de I'intensité et du sens de ces actions. Ainsi quand on fait décrire à un barreau de fer doux un cycle magnétique complet' en alnenant la force magnétisante ù une vlleur mu-*imo, puis en passlnt à une valeur égale et de sens contraire et en revenant à la valeur m-itximit initiale, on rernarque que la courbe de désaimantation ne se superPose pas à celle d'airnantation; elle est en retard sur celle'ci. C'est ce phénornène qui a reçu le

p"r It val"ur

norn d'/rystérésis.

L'hysiéresis vient courpliquer les questions où I'aimantation vtriable du fer joue un certain rôle, et la dépense d'énergie qui en résulte peut devenir irnportante si les cycles-rottt très rapides corlme dans les alternateurs et les transflormrteut's.

$|6.Induction._Faradayadérrrontréqu'uncourilnt

peut servir à engendrer d'autres courilnts' soit une bobine B (fig.18)reliée à un galvanomètre G, et Bt une bobine I3t placée dans i'intéri.u. de la première. Si une lperçoit on communiqo* *t." une source d'électricité,

déviation au gtlvanomètre chaque fois qu'on établit ou qu'on interrompt le courant, et dans ces deux cas les courants sont de sens contraires. Le mêure fait se procluit chaque fois qu'on approche ou qu'on éloigne Bt de B' Le coura.rt qoi ptoauit cet ellet se nomme ind'ucteur 1 le courant engen4ré estl'ind,uil. Le circuit parcouru par I'inducteur est dit circuit primaire, celui qui est traversé par I'induit est le circuit secondaire. Le courant induit est 2

26

MaNuE[ pnAtreuÊ DE LtÉLDcrtrtcIEN

direct s'il a le même sens que I'inducteur, ilest irrverse dans

le cas contraire.

,

F-araday a posé Ies lois suivantes : 1o Un courant qui commence engendre

dlns un circuit voisin un courant induit inverse; 2o Un courant qui {init produit un courant direct.

Fig.

18.

30 Un courant qui s'approche d'un circuit y produit un courant induit inverse ; 4o un courant qui s'éloigne engendre un courûnt direct.

Un aimant étant, comme on I'a.vu, assimilable à un solénoide peut produire des phénomènes d'induction analogues à ceux qui résulteraient des courants particulaires dont il est formé : lo Un aimant qui se forme ou qui s'approche d'un circuit y détermine un courant induit inverse de celui du solénoide auquel I'airnlnt peut être assimilé;

pnÉrolrùxns ET 2o

lors Ér-ncrRreuns

27

Un aimant dont I'aimantation cesse ou qui s'éloigne

d'un circuit y produit un courant induit direct. $ 17. Lois tle Lenz.

Il

est utile de remarquer que ces

r:ourants inducteurs et induits agissent les uns sur les autres conformémeût aux lois d'Ampère. Ainsi lorsqu'on approche un courant d'un conducteur fermé, on y détermine un courant inverse ou de sens contraire au courantinducteur; il se produit, par suite, entre ces deux courants une force

répulsive qui s'oppose au mouveurent. De même, lorsqu'on éloigne I'inducteur, on

développe dans I'induit un courant direct ou de urême sens, qui tend à attirer I'inducteur et s'oppose encore

au mouvement.rnCette propriété a été exprirnée comme il suit par Lenz :

F'ig.

19.

Quand' on déplace un circuit dewtnt un courailt ou utt aimant, ou réciproqu.ement, le sens du courant induit est tel qu'il s'oppose a.u mouvement qui le produit La notion du champ magnétique et des lignes de force permet de formuler les lois d'induction des courants par les aimants d'une manière différente, dont I'application est plus simple. Quand un conducteur est mis en mourement dans un champ magnétique, de façon à couper les lignes de force, il se développe dans ce conducteur une force dans une direction perpendiculaire au sens du mouvement, ainsi qu'à la direction des lignes de force. Le sens de ce cou-

rant peut êre déterminé de la manière suivante : la direction positive des lignes de force étant supposée du pfile Nord au pôle $ud, admettons ![u'un observateur' soit

28

MANUET,

pnarleun DE L'ÉLEcrnIcIEN

le conducteur, et tourné de façon à regarder dans la direction positive des lignes de force; si le rnouvement se fait vers la droite de I'observateur, le courflnt entrera par ses pieds et sortira pflr sa tête. Si le couché sur

mouvement du conducteur a lieu vers la gauche de I'obsersa tôte et sortira pnr ses pieds. Ainsi, dlns le ehamp magnétique NS (fig. t9), le conducteur AR se déplaçant dans le sens f, le courant induit

vlteur, le courant entrera par

marchert de B en A.

Pour qu'il y ait induction dans un conducteur, il faut entre le conducteur et I'aimant un mouvement relatif de nature à modifier le nombre des lignes de force coupées par le circuit. Un conducteur qui se meut de manière à rencontrer toujours le même nombre de lignes de force n'engendre pas de courant induit. Une augrnentation dans le nombre des lignes de force coupées par le conducteur produit un courant de sens contraire à celui que détermine une diminution dans ce nombre. Nous verrons dans ll théorie des dynnmos une application très importante de ces principes. Pour :rugmenter I'induction, on peut placer dans I'intérieur de la bobine inductrice une brrre de fer doux. Blle s'aimante et produit des courants induits qrri s'ajoutent aux premiers. Les courants induits sont toujours de courte dur'ée, mais ll qrrantité d'électricité mise en jeu est très grande. g 18. Gourants induits d'ordres supérieurs. De même que les courants ordinaires produisent des courants induits, ceux-ci peuvent à leur tour exercer une action inductrice sur les conducteurs voisins, et ainsi de suite. Oes différents courants sont dits de premier, de second, de troisième otdte, etc., suivant qu'ils sont dus i une, à

deux, à tlois inductions. Les réactions qui ont lieu entre deux Il,ntra-cottrant.

-

PHÉNoMÈNEs

29

ET LoIs ÉLDcTRIQUEs

s'exeréléments voisins de deux circuits différents peuvent consécutifs éléments deux entre analogue manière cer d,une d'un même circuit. Cette action, qui se produit principalement à la fermeture et à h rupture du circuit, constitue partie l,eætra-courant. Elle est surtout sensible lorsqu'une elle-même, sur fois plusieurs enroulée est du conducteur son voisicle manière que chacun de se.s éléments ait dans nilge un grand nombre d'autres éléments'

L'extra-courant est dit d'e fermeture orJ de rupture' suidu vant qu'il est produit par la fermeture ou la rupture circuit. L'extra-courant de fermeture est un courant inverse qui diminue pour un moment I'intensité du courant principal. Il letarde l'établissement du régime L'extra-courant de rupture :rgit au contraire dans le même sens que le courant principal dont

il

augmente

I'in'

de tensité. son résultat est de prolon8er un instant I'effet ce dernier.

ÉlpcrnoLYSE Principes généraux' - Si dans une dissolution métallique on plonge deux lames de platine S

19. Qéfinitions.

reliées chacune à un pôle d'une pile P(fig.20)possédantune force électromotrice suffisante, 1e circuit se trouve fermê par le bain. Le courant de la pile traverse le liquide et le àé"o,opo*e. Supposons une dissolution de chlorure d'étain, on voii l'étain métallique se déposer sur la plaque C reliée au pôle nêgntif de Ia pile, et du chlore gazeux se dégager à la plaque- A qui communique avec le pôrle positif' ce phénomène il reçu le nom d'élecffolysel la dissolution décomposée pnr le passage du courant se nomme électrolyte. Lu* deux plnques plongeant dans le bain sont .les électrod,es; la plaque c reliée uu pôle négatif de la 2.

30 MANù!:L pnATreun on l'Ér_rcrnrcruN pile s'appelle cathode, l'autre plaque A porte le

nom

d'anod,e.

' Dans l'électrolyse les

éléments analogues

à I'oxygène

ou aux acides se déposent sur I'anode; les éléments analogues à I'hydrogène et aux métaux se rendent à la cathode.

Pour qu'un composé soit électrolysable, il..faut Qu'il soit liquide; 2o Qu'il soit conducteur de I'électricité;

:

1o

'

3o

Chaque dissolution exige, pour être décomposée, une qui déPend de I'affinité des élénrents qui la cbmpobent ou, ce qui revient au même,

force électromotrice minima

de la quantité de chaleur produite par leur combinaison.

Il n'est pas nécessaire, pour, que l'électrolyse ait lieu, que le sel soit dissous; il. peut avoir été amené à

.

Fig.

l'état de fusion au moyen de la chaleur. Ainsi le,fluorure 20.

double d'aluminium et de so-

dium peut être électrolysé entre,.deux électrodes de charbon. Le courant produit un arc voltaique entre les deux surfaces, et la température engendrée amène la fusion du sel qui est ensuite décomposé. Sur ce phénomène repose un procédé d'extraction de I'aluminium.

De même, en fondant du chlorure de plomb dans un tube en U et en plongeant dans chaque branche une éleclrode en platine, on obtient du chlore d'un cfité et du plomb dans la branche opposée. Faraday n établi les lois sui$ 20. lois de Faraday. Yaqtes au sujet de l'élecFolyse :

ÉLEcrttIQUEs 3f ' Lo L'action chi)mique est identiqu'e en tous les points 'IHÉNoMÈNEs'ET LoIs

d,'un ntéme circuit.

Si, par exemple, on dispose en série sur le même circuit plusieurs bains formés du même liquide, les quantités décomposées pendant un temps donné sont égales dans tous les bains.

20 La quantité d'électrolyte décomposée en un

ternPs

ProPortionnelle à l'intensité du courant, 3o ,Si, dans un méme circuit, on place à la suite les uns cles autres des hains de compositions différentes, Ies quantités des d'igers élérnents électrolysés en un méme temPs

donné

est

*.

sont propofitionnelles à leurs équivalents chimiques' Equivalent électro-chimique. L'expérience a démontré que L coulomb d'électricité, traversant un électro-

lyte, met en liberté

'

milligramme d'h;rdrogène.

0,010384

Si on appelle E l'équivalent chimique d'un corps rapporté à I'hydrogène, le poids de ce corps mis en liberté

par

t

coulomb sera (1) ro :

:

0,10384

X

E milligrammes.

D'après les lois énoncées ci-dessus, ce poids rnest' cons-

tant pour un corps donné I c'est ce qu'on nomme I'Iiquiç

a.le

nt

é le

ctr o -c h imique

.

Nous donnons à la fin de cet ouvrage une table contenant les valeurs des équivalents élecFo-chimiques des corps les plus employés.

Cette notion permet de déterminer d'une façon simple la quantité d'électricité Q nécessaire pour électrolyser un poids P d'un métnl. Bn effet, m étant le poids mis en liherté pitr un cou' lomb, on it (2)

P; n Q.

32

lraNUEL pRATreuE DE L'ÉLEcrRrcIsN

Eremple. - Quelle quantité d'électricité faut-il dépenser pour électrolyser un kilogramme de cuivre I La table nous donne 0,33021 pour l'équivalent électrochimique du cuivre. De (2) on

tire

:

a-* P

I

000 000 milligrammes.

| -^^^ ^^^ a:ffi-g000000coulombs. 30

--

833 ampères-heure.

u

=ffi Cette formule

permet, comme on on le voit, de déterminer quantité d'électricité coruespondant à un poids donné

la de métal électrolysé. Certains appareils de mesure sont basés sur ce fait. Pour mesuret. la quantité d'électricité produite par un courant, on interpose sur son passâge une dissolution qu'on électrol.yse; I'augmentltion de poids

de la cathode permet de calculer la quantité d'électricité cherchée. on fl 21. Théorie de Grotthus et Faraday. - Quand électrolyse une dissolution saline, on r.emarque que les éléments séparés par le courant n'apparaissent que sur +

W crsn rs{r esn sn rh@@ooc€ cr

l'is.

W 21.

les électrodes, comme si le liquide en contact avec ces surfirces avait seul été décomposé. Si I'on traite, par eremple, du chlorure d'étain, on voit apparaltre du chlore au pôle positif et de l'étain au pdrle

PHÉNoMÈNEs ET

LoIs

ÉLBcrnIQUEs

33

négatif. On ne peut pclurtant Pas admettre que les molé' cules intermédiaires R'ont plls pris part à I'action. Grotthus a interprété ce phénomène de la façon suivante. Supposons que la figure 2L relirésente les molécules I l'état inititl d'équilibre; lorsque le courant passera, elles se sépareront, et chaque molécule d'étain venant se combiner à la molécule voisine de chlore, il se formera un groupement nouveau représenté par la figure 22. On peut se faire ainsi une idée de la façon dont le bain se com+

Wis

SnCl -

@oa

Fig.

22.

SnCl

M

porte et s'expliquer comment les molécules voisines des èlectrodes semblent seules avoir pris part à I'action. C'est une conséquence de la première loi de Faraday qui implique I'identité de I'action chimique en tous les points d'un même circ.uit. Actions second,aires. Les phénomènes d'électrolyse ne sont pas toujours aussi simples que I'indiqle la théorie précédente, et il se présente souvent des actions secon' hoir", qui modilient complètement les résultats primitifs.

Ainsi, ,i I'o1 opère sur une dissolution de chlorure de sodium, le rnétal qui se porte au pfile négatif décompose I'eau I il y a formation de soude, et I'on voit de I'hydrogène se âég"g.* à ce pôle. Il arrive aussi que le chlore [,ri t" p"oauii au p$le positif se dissout en grande partie iar,, I'e"u et peut attaquer I'anode si la nature du métal le permet. ôes diflérentes actions qui se passent simultanément donnent souyent lieu à des phénomènes très complexes. La galvanoplnstie et l'électro-métnllurgie sont bnsées sur les lois que nous venons d'énoncer'

CHAPITRÉ] II I APPAREITS DE TESURE

Les galvanomètres servent à $ 22. Galvanomètres. constater la présence des courants et à les mesurer. Ils reposent sur la propriété qu'ont les courants de dévier I'aiguille aimantée. Pour augmenter I'effet du courant sur I'aiguille, on se sert du multiplicateur dont nous avons parlé Q L2; on place I'aiguille dans un cadre rectangulaire autour duquel on enroule plusieurs fois le conducteur en tournant toujours dans le même sens. L'action du courant se trouve multipliée par le nombre de spires. La sensibilité de I'appareil est encore augmentée si I'on soustrait l'aiguille à I'action de la terre

par le

système

astatique. Les galvanomètres sont généralement des appareils de précision que l'on n'emploie que dans les laboratoires pour mesurer les éléments d'un courant, intensité, force électromotrice, résistance; ils exigent des calculs souvent

compliqués

et des manipulations délicates. Nous ne

décrirons pas ici ces appareils. Mais il existe des modèles de galvanomètres portatils servant uniquement à reconnaître I'existence 'd'un courant. On s'en sert, comme nous le verrons plus loin, pour découvrir certains défauts dans une machine ou dans une canalisation. Ils sont construits d'après le principe énoncé ci-dessus. Ils comportent un cadre multiplicateur. Poup s'4ffr4rlchir dç I'obligation de placer I'aiguille daps

APPAN$TLS Dts

MDSUIIIi

35

le méridien nragnétique,'on dispose sous le cadre un petit aimant directeur. L'aiguille suit tous les mouvenrents de I'aimant et il est facile, pour une position quelconque du multiplicateur, de faire tourner I'aimant jusqu'à amener celui-ci à être parallèle au multiplicateur. Pour mesurer I'intensité et ta différence de potentiel il existe des appareils tout à fait industriels permettant par

une simple lecture de déterminer ces quantités. Nous allons les passer en revue.

MESURE DE L'INTENSITÉ $ 23. Aupèremètre Deprez. - Les arnpèremètres ser' vent à mesuner I'intensité. Voici sur quel principe repose celui de Deprez. Si entre les branches

d'un fort aimant NS on dispose deux bo bines B, B'fixes et reliées en quantité, et si I'on place entrc elles une pièce de fer doux a mobile surun axe vertical, celle-ci se met suivant la ligne des pôles NS. Mais si un courantpasse dans

les bobines, il modifie l'aimantation de I'aimant; la pièce de fer se dêplace, et les déviations ayant été tléterminées une fois pour toutes d'après chaque in' tensité, on établit un cadran divisé sur lequel se meut une aiguille I reliée à la piècea. Les degrés du cadran donnent le nombre d'ampères. repose $ 24. Ampèremètre Deprez et Carpentier. - Il sur lemême principe que celui de Deprez, mais il diffère par quelques détails. Le champ magnétique est formé de deux aimants demi-circulaires AB, A'B', aussi identiques gue

36

MANUEL PRATIQUE DE L'ÉLEcTRIcIEN

possible (fig. 2a). Les bobines qui forment le cadre galvanométrique sont placées obliquemerrt, afin de doubler la déviation dans un sens pour une intensité donnée, et de

I'annuler dans I'autre. Le courant doit donc toujours traverser l'appareil dans une direction déterminée. L'aiguille en fer doux est lllacée au centre du champ magnétique; elle est mobile autour d'un axe et porte un index qui se meut sur un cadran dont les degrés indiquent le nombre d'ampères. L'obliquité de la double bobine peut être modifiée ir volonté pour le réglage de I'appareil; elle est formée de lames de cuivre rouge offrant une très faible résistance.

l'ig.

24.

Cet appareil permet de

mesurer des intensités

.jusqu'à 50 ampères. Quand on veut dépasser cette limite, I'appareil est muni d'un réducteur I c'est une lame de cuivre placée en dérivation sur la bobine et absorbant ainsi une partie du courant. Ces réducteurs sont de trois modèles : le no I a la même résistance que I'ampèremètre; le no 2 une résistance 2 fois moindre; le no 3 une résistance 3 fois moindre. On peut mesurer 100, 150, 200 ampères. Pour cela, il faut multiplier le nornbre du cadran par 2 pour le r'éducteur no 1, par 3 pour le réducteur no 2, par 4 pour le

il ne passe ar courant à me-

réducteur no 3; car, en chacun de ces cas,

dans I'ampèreméme .Iu.

+' +, I

ÀPPÀNEILS DE

MDSUIT}:

37

On place I'ampèremètre sur le circuit directement, eyl à reliant le pôle f i,r la borne de gauche et le pôle le sens du circelle de droite. Quand on ne connaît pas cuit, on place I'arnpèremètre d'une façon quelconque; si I'aiguille dévie i\ gauche, en dehors de l'échelh, on intervertit Ia disposition. Lorsqu'on emploie un réducteur, on le place sous I'ampèremètre; on serre fortement les plaqrres reliant les bornes des deux appareils, et I'on attache les conducteurs aux bornes du réducteur, le pôle f à gauche, le pôle à

-

droite.

.

Dans les ampèremètres de cette nature, comprenant des aimants, il amive que ceux-ci s'affaiblissent par I'usage, et I'on est obligé de vérilier de temps en temps leur graduation. C'est un inconvénient. Cet lppareil est formé $ 25. Ampèremètre Richard. d'un électro-airnant A B à gros Iil (fig. 25). L'armature est

t

constituée par une pièce en. fer lVlN mobile autour d'un axe o parallèle aux branches de l'électro-aimant. Cette pièce a la forme d'une hélice à deux ailes. Quand le cou-

rant passe, I'hélice est attirée et elle tourne autour de son axe. Cet effet est contrebalaneé par un poids p porté par un petit. levier. L'armature tourne iusqu'à ce que I'attraction de I'aimant et le poids se fassent équilibre. 3

38

MANUEL

pnarreun

DE L'ÉLEcrRrcrEN

Les déviations sont indiquées sur un cadran par

une

aiguille liée à I'armature.

Pour obtenir un appareil enregistteur, I'extrémité de I'aiguille est munie d'une pointe qui vient tracer une ligne sur un tambour garni de papier; celui-ci est mû par un mouvement d'horlogerie et fait une révolution dans un temps donné. Une échelle graduée perrnet de traduire les indications tracées. Avec cet appareil on obtient pour I'aiguille de grandes déviations angulaires et les angles sont exactement proportionnels aux intensités. Cet appareil (fig. 26.) fl 26. Ampèremètre-balance. repose sur le principe de la balance. Il ne comporte pas

-

Fig. d'aimant permanent;

il

26.

est formé d'une bobine parcourue

par le courant, ayec noyau de fer et armature I celleci en se prolongeant forme le fléau de la balance. De I'autre côté du point de suspension le fléau porte une éehelle graduée sur laquelle glisse un contrepoids. celuici équilibre la force d'attraction du courant, et le degré auquel on s'arrête indiqne le nombre d'ampères. Il pàrmet de mesurer jusqu'à 250 ampères.

Emploi des ampèremètres. Il faut les placer toujours d'irectemenl dans le circuit- dont on mesure I'intensité. Dans ce but, ils présentent une résistance très g 27.

APPAREILS DÉ

ITIESURE

39

faible qdi modifie d'une façon insensible la résistance totale du circuit et qui permet à I'appareil de ne pas s'échauffer. Soit M une dynamo, ABC le courant principal, et PN une dérivation alimentant, par exemple, une lampe. Si

I'on veut avoir I'intensité totale, il faut mettre I'appareil en G. Si I'on désire I'intensité dans la dérivation, on doit le placer en g. Yérification d,es ampèrcmènes. Ces appareils contenant pour

plupart des aimants qui s'affaiblissent avec le temps, il est utile de les vérifier quelqrrefois. lo On fait passer un courant la

dans un électrolyte et dans le galYanomètre pendant un temps t en maintenant la déviation constante. Fig. 27. Le poids de métal électrolysé étant P, Q ta quantité d'électrieité dépensée, et lza le poids électrolysé par un coulomb, on a ($ 20) :

P:rnQ; or d'où

Q-r, .P l:-.

ttt t

Le chiffre donné par le calcul doit s'accorder tvec celui que marclue le galvanomètre.

On opère sur une dissolution d'azotate d'argent ou

de

sulfate de cuivre avec des électrodes du même métal. 2n On vérifie I'ampèremètre par comparaison avec un galvanomètre étalonné dont on est sûr. $ 28. Electro-alynamomètres. Ces appareils sont basés sur les actions des courants sur les courants. Supposons un conducteurlixe traversé par un courantconstant' et un conducteur mobile où circule le courant à mesurer.

40

MÀNUEL pRÀTreuB

og l'ÉrucrnlcrtsN

Les déviations de celui-ci sont proportionnelles au produit des intensités des deux courants. Pour augmenter la sensibilité de I'appareil, on fnit passer dans les deux conducteurs le courant que I'on veut mesurer. Les déviations sont alors proportionnelles au camé de son intensité. Ces appareils peuvent servir ir mesurer des courilnts alternatifs; car, lorsque le courant change de sens, il le fait dans les deux conducteurs I la fois; I'action réciproque reste la même, et le cadre mobile se déplace comme pour les courants continus. L'électro -dynamomètre

de MM. Siemens et Halske est disposé de façon ir annuler I'action magnétique de la terre sur le cadre mobile. Pour I I un courlnt donné,I'action réciproque I des deux circuits est proportionnelle

B au produit des nombres de tours que le fil fait sur les deux cadres. Donc le même courant donne la même déviation si I'on met 10 tours sur chaque cadre, ou bien I tour sur le cadre mobile et 100 sur le cadre Iixe. Mais dans ce cas, I'action de la terre est presque nulle par rapport ir celle de la bobine fixe; il n'est donc pas nécessaire d'orienter I'appareil. Fig. 28. Cet électro-dynamomètre (lig. 28) comprend un cadre vertical mobile AB, n'ayant qu'un tour de gros û1, et mis dans le circuit par deux godets de mercure

S,

g. Il est suspendu en haut par un ressort en

spirale

attaché à une douille métallique d. Cette douille, qu'on peut

lourner à ln main, port€ un index mobile sur un cadran

MESURE horizontal divisé. Les tensions du ressort ÀPPAnEILJ DE

4L

sont propor' tionnelles au carré de I'intensité. Une bobine lixe est placée dans I'intérieur du cadre; elle est formée de plusieurs tours d'un fil de cuivre isolé; le courant lui est conrmuniqué comme I'indique Ia figure. Enfin, le cadre {ixe comprend deux circuits différents : le premier, formé de gros fiI, sert pour les courants de t0 à 60 ampères; le second est employé pour les courants inférieurs à l0 ampères.

Emploi de l'appareil.

-

On place d'abord les deux

cadres dans une position parfaitement rectangultire en amenant un index fixé au cadre mobile à être au zéro du cadran I ce résultat s'obtient en agisslnt sur la douille qui porte le ressort. On note llors la position de I'index lixé à cette douille. Celt fait, on envoie le courant dans l'électro-dynamo' mètre, en prenant celui des deux circuits du caclre fixe qui correspond à I'intensité que I'on veut mesurer. Le cadre mobile subit une déviation; on le ramène à sa position recttngulaire en augrnentârnt la tension du ressort et en firisant tourner la douille. L'angle que décrit I'index de cette douille indique, à I'aide d'une talile, le nombre d'ampères du courant.

MT{SURE

DE LA

$ 29. Compteur Cauderay.

-

QUANTITÉ

l,ss compteurs d'électricité

sont destinés à mesurer les quantités d'électricité Passant clans un circuit penditnt un temps donné; ils remplissent le mênre rfile que les cornpteurs d'elu et de gaz. Le comp' teur Cluder:ry se compose d'un mouvernent d'horlogerie battant la seconde et d'un ampèremètre enregis-

42

MANUEL pRATreuE nÈ r,'ÉlncrnrcrnN

treur. Un cylindre R (fig. 29), tournant autour de son axe r, est mrl pap un mouvement d'horlogerie, de fagon à faire, par exemple, un tour par seconde. Des cerclês pârallèles sont tracés sur sa surface à intervnlles égaux. Le cercle du milieu m ne porte pas de dents; les deux premiers n, n, à droite et à gauche, en ont une; les se-

Fig.

29.

conds o, o, deux, etc. L'aiguille d'un ampèremètre se déplace devant le cylindre. Quand il ne paese pas de courant, elle est en face clu cercle z. Si un courant de deux ampères, par exemple r passê, I'aiguille dévie à droite ou à gauche, suivant le sens du courant, et se place en face du cercle o, dont les deux dents viennent en tournant toucher l'aiguille. Chaque contact fait avancer d'une unité I'aiguille d'un enregistreur analogue à ceux des compteurs à gaz. A chaque tour du cylindre, c'està-dire pendant chaque seconde, on enregistre donc deux ampères. Or, comûie un ampère représente un coulomb par seconde, chaque tour enregistre deux coulombs. Le mécanisme d'horlogerie qui fait tourner le cylindre est formé d'un balancier circulaire, réglé par un ressort

ÀPPÀNETLS

DE

ITESURE

43

à spirale, à raison d'une oscillation double par seconde. Le mouvement du balancier est produit par I'attraction exercée par des électro-aimants Sur deux armatures en fer portées par I'arbre du balancier. I)ans ces électro-aimants passe une très faible fraction du courant à mesurer, tout à fait négligeable par rapport au courant total. Les compteurs en usage sont gradués de deux façons différentes. Dans ceux gradués en t0 000 coulombs, le cylindre R fait un tour en 100 secondes. Chaque contact de I'aiguille et d'une dent représente 100 coulombs. Ils servent dans les installations oir existent des lampes de différents systèmes.

Quand

on n'Ét qu'un

modèle de

lampe, on prend pour unité la lamPeheure, quantité d'électricité consommée par une lampe dans une heure. Le cylindre fait un tour en 60 secondes, et I'ampèremètre est réglé de manière à ce que pour 1, 2,3...lampes en activité, I'aiguille vienne devant le l"t, le 2u,le 3e... cercle du cylindreR, et enregistre par chaque tour Lr2,3...lampesminute. Tel qu'il est décrit, ce compteur ne s'emploie que pour des cou-

rânts continus. Avec des

courants

alternatifs, on remplace I'ampèremètre par l'électro-dynamomètre. fl 30. Compteur Aron.-Le principe

Fig.

30.

de cet appareil repose sur les propriétés du pendule. Rappelons que Pour un même pendule, la durée d'oscillation varie en raison inverse du carré de la force verticale gui I'actionne. Un pendule

44

MANUEL pnarreun DE L'ÉLEc,l,nrcrEN

ordinaire n'agit que sous I'influence de la pesanteur. supposons maintenant un pendule terminé p"" un aimant, et pouvant osciller au dessus d'un solénoide traversé par un courant; i'action développée entre I'aimant et la bobine s'ajoute à celle de la pesanteur, et l'aimant oscille avec une vitesse dépendant de I'intensité du courant. Le compteur Aron (fig. a0) se compose de deux pendules réglés pour la même durée d'oscillation. celui de gauche

A est un pendule ordinaire; celui de droite B est formé d'un aimant d'acier. Au dessous de lui est placé le solénoide s traversé par le cour.nt. chaque pendule est actionné par un mouvement d'horlogerie à ressort. un mécanisme différentiel commandé par eux met en mouvement les aiguilles du cndran C. Les compteurs d'électricité se Plaeent directement sur

le circuit érudié.

Pour mesurer $ 31. Compteur Edison. - méthode brséela quantité d'électricité, il existe une Eeeonde sur l'électrolyse. sur le trajet du courant on place un vase oontenant une dissolution de sulfate de zinc. Deux électrodes en zinc plongent dans le liquide, et d'après I'augmentation de poids de la lame négative on calcule la quantité d'électricité qui a passé dans un temps donné, sachant qu'un coulomb précipite 0,332 mg. de zinc. Quand les courants sont trop énergiques, on n'envoie dans la dissolution qu'une dérivation du courant total. Le compteur Edison est basé sur ce principe. Il pré_ sente plusieurs inconvénients : l'évaporation du liquide et' par suite, son changement de résistance; Ia difficulté qu'offre la pesée. De plus, cornme il est placé en dérivation, et qu'il ne reçoit qu'une faible partie clu courant, les erreurs de mesure sont multipliées p&r un coefficient assez élevé.

APPARETLS

DE

45

]ITESUNU

MESURES DF]S DIFFÉRENCES

DB

POTENTIEL

Les voltmètres servent à mesurer la 32. Voltmètres. ils repodifférence de potentiel entre deux points donnés; 3

ABC sent sur le principe suivant' Si dans un cirouit entre diminue on MN' dérivation e (fig. 31) on ini"rcal" ut Mnis poir,t* la résistance et la différence de poæntiel'

"oî si la résistance de la dérivation est très grande, le courant qui la traverse est très faible; le régime primitif du circuit ne sera donc pas altéré d'une façon sensible, et h différence de Potentiel entre M etN ne changerât Pas. Or la loi de Ohm nous donne

B:IR. La

différence

de Potentiel

E

entre deux Points d'un conducteur Fig' 31' est proport'ionnelle à I'intensité I donne au ,o,rÀrrt qui Ie traverse. Un instrument qui nous I dans la dériviltion pourril donc servir à déterminer E. Il suf{it pour cela d;établir entre M "' N un appareil

sembllble aux ampèremètres, mais offrant une très conségrande résistance. L'instrument étant grldué en différence la quence, une srmple lecture indiquera cherchée.

Cet appareil

$ 33. Voltmètre lleprez-Carpentier' ($24)' est construit cle la même façon que leur ampèremètre

-

sauf que

la bobine offre une très grancle résistance

(environ 2 000 ohms). Les degrés clu cadran donnent les volts' Pour tes différences de potentiel dépassant 120 volts on

46

MaNUEL pnaTleun.

or

r,rÉr,ncTRIctEN

emploie des réducteurs formés de résistances que I'on in. tercale en série dans Ie voltmètre. Le no I a la même résistance qne re vortmètre; le no 2

une résistance double; le no B une résistance triple; ils servent respectivement pour 200, 800, 400 volts. euand on les enrploie, il faut multiplier Ie nombre du cadran par 2 pour le no l, par 3 pour le no 2, par 4 pour le no B. car, dans chacun de ces cas, la différence de potentier entre les bornes de I'instrument, c'est-à-dire celie gu'on

cherche, est double, triple ou quadruple de celre des bornes

du voltmètre seul. on place le voltmètre en dérivation entre les deux points dont on cherche la différence de potentiel ; on relie le pôle f à Ia borne de gauche, le pôie de droire, - à celre quand on opère sans réducteur. Lorsqu'on ignore le sens d'_courant, on place Ie voltmètre d'une façon-quelconque; si I'aiguille va à gauche, on intervertit les point, d'attache. Quand on emploie un réducteur, on le Àet sous le voltmètre; on serre les lames reliant les bornes du voltmètre à celles du réducteur, et I'on attache le conducteur aux boutons placés en avant du réducteur, le pôle f à gauche, le pôle droite.

-à

$ 34. voltmètre Richard. construit des - M. Richard voltmètres analogues à son ampèremètre ($ 2b). g 35. voltmètre-balance. est semblable - cerdeappareil à lâppareil décrit $ 26; il permet mesurer tbO volts. fl

38. Emnloi des voltmètres.

Tout voltmètre doit êre

- points dont on placé en déripation entre les deux cherche la différence de potentiel. si I'on veut étudier, par .xoffiple, une lampe L, on relie le voltmètre aux deux bornes A, B de la lampe (Iig, 32). Il est utile gue I'appareil ne reste dans le circuit que

ÀPPÀREILS DE

MESURB

47

pendant le temps nécessaire à la lecture, parce que le passage prolongé du courant pourrait échauffer le fil de la

bobine; teur i.

il faut donc établir sur la dérivation un interrup-

<_-

Fig. i1-g7.

32.

1o Un ampèremètre'disProblèmes divers. circuit indique 5-ampères; le voltmètre placé

posé sur un

entre deux points marque 10 volts, quelle est la résistance entre ces deux points I La loi de Ohm nous donne

r-

'-F

E

.10 o:_Fd'oir

R:# :

2 ohms'

2o La résistance connue entre 2 points d'un circuit étant 4 ohms, I'ampèremètre marque 6 ampères, quelle est la différence de potentiel entre les 2 points ? La même for'

mule nous donne

6:+

48

MANUIIL pRATrquE DB L'ÉLEcrnrcrEN

d'oir II

:6 X /r :24 volts.

3o La résistance connue entre

'

t:4-

et est

deux points étant 8 ohms,

le voltmètre placé entre eux indiquant 24 volts, quelle I'intensité du courant ? Nous avons cl'après la formule :

,

I

B ampères.

Ip Un courant de 10 ampères n fonctionné pendant 5 minutes, {uelle quantité d'électriciré n-t-il fournie

?

Nous avons la formule

f:300

Q-

Ir.

secondes.

Q:10 2ç 300-3 000 coulombs. La résistance spécifique du cuivre pur recuit étant 1,616 microhm, quelle sera la r.ésistance d'un fil ayant 2 millimètres de diamètre et I 000 mètres de long ? 5o

Appliquons la formule

R:o1. t.s p est Ia résistance spécifique,

c'est-à-dire celle d'un

cube

flyant I centimètre de côté; toutes les autres quuntités devront donc être exprimées en centimètres; d'oir R.-- 1,616 ><

:5

1009)0

ôD' " -T-

_ 191,.u,90 _ 0'0314

146 497 microhrns

:5,1+6497 ohms. 6o Un courtnt traversant une dissolution de cuivre a précipité 5 grammes de cuivre en t heure, quelle est I'intensité du courant I L'équivalent électro-chimique du cuivre est 0,33021, c'est le nombre de rnilligrammes précipités pac L coulomb.

,

La quanti,n

u'u,-rÏÏîil.".î':' 5

i

000 : l5 151 coulombs.

0,33021

,u

nombre de secondes est B 600; donc I'intensité est

donnée par

t5 r51

ffi

-

L'2 a'rPères'

7" Quel est le travail lbsorbé par une lampe i'r incandescence exigeant une intensité de 0,75 anrpère avec une différence de potentiel de 100 volts, pendant t0 heures ?

La puissance électrique en \\'atts est exprimée Pilr EI'

elle est donc égale

ir

0.75 >< 100

En

-

75 vntts.

10 heures on a 75 >< 36 000

-

2 700 000 rvatts'

Le travail esprirné en kilogrammètres est 2 700 000 _0;M_,

et le nombre tle chevitux-heure est donné par 2 7oo ooo 9,81 24 270 00{J

: t

che'al-heure'

8" Quel est le travail absorbé pendant 5 ntinutes pilr un

conductcur présentant une résistance de 0,25 ohm, et par' couru frar un courâtnt de 20 ampères' La loi de Joule nous donne

q: RIst f:60 24 5:300 q:0,25 >< t0' ;4 300 - 30 000 watts 30 000

m-ftmT0o-:0'0llcheval-heure'

DEUXIÈTV

N

PARTIE

PROIIUcTION DE l.'Él,EcTRIcTtÉ

CHAPITRE PREMIER PII..ES

S

38. Théorie de la pile.

-

Répétons I'expérience de

Votta. Dans de I'eau contenant de I'acide sulfurique plaçons une lame de zinc pur et

une lame de cuivre séparées I'une de I'autre; il ne Be produit aucune action. Réunissons les deux métaux (fig. 33) par

un fil métallique

exté-

rieur; le zinc est attaqué aussitôt, oû voit de I'hydrogène se dégager sur le cuivre, et en appro-

Fig. chant une boussole du fiI, on constate une déviation indiqrrant la présence d'un courant électrique. Voici comment on peut expliquer ce phénornène : s3.

Soit une molécule d'eau; elle est en équilibre sous I'ac-

52

[tANr;EL pRATreuE DE L't1:LEcl'RrcrùrN

tion de I'affinité réciproque de I'oxygène et de I'hydrogène /. Si I'on ajoute du zinc et de I'acide sulfurique, l'équilibre est détruit. Appelons F- I'affinité du zinc pour I'oxygène , et a I'lffinité de I'acide sulfuriclue pour I'oxyde de zinc; I'oxygène est attiré par le zinc avec une force F* " - f. Lo molécule de zinc est animée d'une force ég'ale et de sens contraire. I.es deux molécules sont entraînées I'une vers I'aulre, et les forces qui les poussaient se détruisent mutuellement.

Mais.l'hydrogène qui a été nris en liberté est sollicité par une force égule et contraire à celle qui animait l'oxygène. Cette action n'est neutralisée par aucune force opposée, puisque le cuivre et I'oxygène n'ont pas ilssez d'aflinité pour se combiner drns ces conditions. ll faut absolu-

ment qu'elle agisse, qu'elle produise un travail quelconque. Elle donne naissrnce à la force électromotrice. Quand les métaux sont séparés, une actioir électrique se produit; mais elle s'arrête aussitôt, parce que chaque métal prend lt tension électrique qui lui.est propre, et un état d'équilibre s'établit. Si I'on réunitles deux nrétaux par un conducteur, chacun d'eux se trouvant à un potentiel différent, un courtnt s'établit de I'un ir I'autre. Ce courant dépend nécessairernent des a{linités mises en présence, de la quantité de métal attaqué et de la résistance que présentent le liquide et le circuit extérieur. En réunissant les deux métaux à la terre, on obtient également un courant.

L'apptreil que nous avons décrit est un élément de pile. L'accouplement de plusieurs éléments forme une pile. Les électrodes sont les deux lames qui baignent dans le liquide. On appelle rhéophores ou conducteurs les fils qui réunissent extérieurement les électrodes. Les parties extérieures des électrodes auxquelles viennent s'nttacher les rhéophores sont les pôles de la pilé.

PILNS

53

Pour simplifier le raisonnement, on est convenu d'adopter un certain sens pour le courarrt, et I'on suppose qu'il

marche du pôle po.itif, qui est le cttivre, flu pôle négatif' qui est le zinc, it travers le conducteur, et du pôle négatif au positif, dans l'intérieur de la pile' polarisa.tion. Dans le couple zinc-cuivre, on voit le eourant dinrinuer rapidement. C'est que I'hydrogène s'ilecumule sur le cuivre, et par son l{finité pour I'oxygène'

s'oppose à la décomposition de I'eitu' C'est une force contriire à celle qui agit dans la pile et qui tend à recom5iner les éléments quJ I'action .hitt iqo" avait sép*rés; il ce se forme ainsi un courant en sens contraire du premier'

il

phénomène se nomme polarisatiott' l)our combattre cet effet, on enrploie les dispositions sttivantes'

$39.PileDaniell._L'élémentDaniellestforméde

deu* liquicles sép:rrés pitr urle cloison Poreuse : I'un est de l'eau .rcidulée p"* du l'acide sulfurique, dans laquelle est plongée une lame de zinc amnlgarné; I'autre -est une dissôlution de sulfate de cuivre conteltant une ltme de cuivre.

L'eau est décomposée, le zinc s'oxyde et forme du sulfate de zinc; t'hydrogène produit' au lieu de s'accumuler il s'unit sur la lame positin*, dé"o,opose le sulfate de cuivre, I'eau' reformer.de pour cuivre de I'oxyde de ir I'oxygèna métallique' I'état à dépose se iiberté en mis et le cuivre Le dépôrt de cuivre n'exerçant tucune action sur le liquide voisin, I'addition du sulfate de cuivre il eu pour lame de e{I'et d'rbsor.ber I'hydrogène et de cltipolariser La électroforce cuivre. L'expérience montre en effet que la ftrrce cette motrice de cette pile est très constante. c'est vu I'avons nous qui représente à peu près le volt, comme 8') en parlant des unités élecmiquet' (S Mais la résistance de cette pile n'est pas constilnte I citt'

54

MANUEL PRATIQUE DE L,ÉLEcTnIcIEN

la dissolution de sulfate de zinc va toujours en s'enrichissant, et sa conductibilité augmente.

Lâ solutio' de sulfate de cuivre va âu contraire en il faut avoir soin d'y ajouter de temps

s'appauvrissant, et

en temps des cristaux, sâns que cependant elre soit com-

Fig.

34.

plètement saturée. Le liquide'doit avoir toujours u'e couleur. bleue.

En outre, les deux sulfates se mérangent à travers re vase poreux. ces circonstances modi{ient la résistance de l'élément. un ine.rnvénient résulte encore de ce que Ie sulfate de cuivre traverse Ia cloison poreuse et vienien contact ayec

le zinc. Une cer.taine quantité de cuivre se dépose à l'état de boue I c'est une dépense en l)ure perte. Cette action a lieu aussi bien quand le circuit esf ouverr gue

PILRS

55

quand il est fermé. La pile'consomme donc d'une manière continuelle, même sans avçir de travail utile à produire. Ce défaut se fait d'autant plus sentir que le travail de la pile est plus intermittent et avec de plus longs inter-

valles de repos; il est assez grave dans les installations téléphoniques ou télégraphiques, et I'on préfère souvent potlr ces applications ernployer des éléments moins constants, mais qui ne consomment que pendant leur période d'action. Un autre tléfaut de cette pile est que lp Yrse poreux se recouvre vite de dépôts aclhérents de cuivre ayant I'aspect de végétations; les mêmes dépôts se produisent dans I'intérierrr du vase et en traversent les cellules. Une communication métallique peut ainsi s'établir entre le cuivre et le zinc. Cette comnrunication se fait aussi par les boues qui s'accumulent au fond du vase. Pour y remédier, on .suspend quelquefois le bâton de zine au milieu du vase poreux' et I'on recouvre de cire le fond du vase.

La pile Daniell présente encore un inconvénient, lt formation de sels grimpants. Quand la dissolution de zinc comnrence à se saturer, elle forme le long du vase extérieur des cristallisations qui peuvent quelquefois étades communications anormales. Comme la solution de sulfate de zinc à son maximum de saturation est moins conductrice que quand elle est étendue d'eau, le remède indiqué est de maintenir toujours ce liquide dans un état tel qu'il puisse dissoudre tous les cristaux qui se forment sur le vâse. Quelcluefois, pour empêcher les sels grimpants cle déborder du vase de vel're, on en enduit la surface

blir

supérieure de cire ou de paraffine.

Après six mois de service' une pile Daniell doit être complètement renouvelée.

Pour éviter les soins erigés par le renouvellement du

56

TuANUEL

pnarreur DE L'ÉLEcrRtcrEN

sulfate, on place les cristaux dans un ballon en verre qu'on remplit d'eau (fig. 3a); on le ferme flvec un bouchon traversé par un tube, et on le renverse dans le vase poreux. La dissolution tend à s'écouler en raison de sa densité et elle m:rintient le liquide du vase poreux à saturation. on peut ainsi mettre dans la pile la provision de sulfate pour

plusieurs mois. Le v:rse poreux donne à l'élément $ 40. Pite Callaud. Daniell une grande résistance. cet inconvénient est beaucoup dinrinué par la disposition Callaud.

l"ig.

3ir.

fln cyli'rlre clc zi'c s'pporté par trois crochets s'a;lpuie sur les bords du verre (fig. .3b). Au foncl du vase est une bande cylindrique mince de cuivre, {ixée à une tige qui se recou.be au dessus d. verre; elle est garantie contre I'action comosive des liquides Par une gaine en gutta-Percha. Pour rnonter l'élément, on verse presque :ru niveau sullérieur du zinc de I'eau pure ou plutôt de I'eau contenant -fr a. solution saturée cre sulfate de zinc, pour diminuer la résistance intérieure. Avec un siphon

57

PILES

sulfate de cuivre on ûmène au fond une dissolution de

marquant 23o à I'aréomètre Baumé' on en rajoute' -en évitant de Quand le sulfate s'épuise, la dissolution de le mettre en excès; car la saturation de cuivre sur le de cuivre favorise la for.mation de dépôts métalgrappes des zise. Quand it se produit sous le zinc qu'elles aYant vase du tomber au fond

liques, on les fait

deux liquides. a*ivent à ra couche de sép'ration des remuée' Il être pas doit Cette pile, une fois montée, ne liquides' deux des mélange flut éviter âvec grand soin le S

41. Pile 0'f,eenan.

modilïcation

Cette dispositio".!nS' 36) est une

renoude la pile Callaud; les liquides. s'y

est renfermée dans

vellent automatiquelent' La batterie cornporte une cuYe en bois parattné' Chaque élément deux lames de

g*in, -

ploml et une lame de zinc entourée d'une

haut et en bas' de papier parcheminé ouverte en

sont L.* liquides ,up"rpo'és d'après leur densité 2 cenà I de A, nombre de trois. i* .o,,th* supérieur€

eu

La seconde couche

timètres d'épaisseurr est de I'eau pure' est une solution C, qui occupe f""*q"" toute la hauteur' est une coubas en satuîée de strlfate de cuivre' Enlin' par une formée che 7,, de t à 2 centimètres d'épaisseur' saturée' solution de sulfate de zinc presque percée de trous sert Une boîte B munie d'une trémie et cuivre' L'eau pure de à recevoir les cristaux de sulfate

irrriveparlerobinetR.L'excèsd'eaus'écouleparuntrop. de zinc dépasse son plein -. qu"rra la solution de sulfate Le bout inférieur r' tube le par niveau 'lZ, elle's'écoule tieur' contenant nommé vase un de ce tube plonge dans dans le immersion son et tube du du mercure, la Ëauteur mercure du trieur sont réglées cle façon que la pression estsupérieureouinférieureàrcelleduliquidequilef€Inou du sulfate suivant que c'est du sulfate de cuivre

plit,

58

MaNrrEL pfia,r,tQuË DD L]ÉLrc.rntcrnill

de zinc. Dans le premier cas, l,écoulement n,a pas lieu; le second ces' c'est-à-dire quand re niveau du sur. fate de zinc ateint re haut du tube, Ie riquide Jo.nrppu à travers le mercure. pour ent.etenir Ia pire, il su{fit de régler I'arrivée d'eau pure R, et de tenir ra botte B preine dans

de cristaux de sulfate de cuivre. euand re circuit est fermé, le sulfate de cuivre se décompo*", l" cuivre ," dépor.

Ies lames de plomb.

,u"

cet érément est formé d,un vase en $ 42. PiIe carré. - cylindre verre contenant un de zinc supporté par un croisillon en bois qui raisse place aux dépÀÀ qui tombent

au fond du vase sans alteindre les électr
. Au milieu, se place l'électrode positive I c,est un tube en cuivre percé de fenêtres, et entouré d'un vasg poreux

PILBS en papier parcheminé dont

59

le fond est un godet en porce-

laine. .Le tube en cuivre et le vase poreux sont réunis ensemble pilr une licelle qui passe dans des encoches pratiquées au godet en porcelaine et dans des entailles d'une rondelle en fibre vulcanisée placée sur le bord supérieur du tube en cuivre.

Il existe trois types d'éléments. La force électromotrice de chacun d'eux est de 1,07 volt. Le grand modèle a un zinc de 48 cm de hauteur et débite de 15 à 25 ampères en court-circuit. Le moyen modèle r un zinc de 24 cm et débite de I à t2 ampères.

Le petit moclèle a un zinc de 18 cm et débite de 4 à

6

ampères.

Cet élément (fig. 37) est formé d'un $ 43. Pile Bunsen. vase en grès vernissé V contenant une lame de zinc amalgamé Z, enroulée en cylindre. Un vase poreux P, placé

au milieu, renferme un plisme de charbon de cornue C qui constitue le pôle positif. Dans le vase V, on verse de I'eau contenant I à 12 parties en poids d'acide sulfurique p. 100 du mélange. Le vase poreux contient le dépolarisant formé d'acide nitrique marquant 36" à 40o. Le zinc se dissout dans I'acide sulfurique, et I'hydrogène produit par la décomposition de I'eau vient réduire I'acide nitrique en formant de I'eau et du bioxyde d'azote.

On remplace quelquefois I'acide nitrique par

un

mélange comportrnt 2 llarties en poids d'acide nitrique et 5 parties d'acide sulfurique.

La force électromotrice de l'élément Bunsen est

de

1,90 volt. L'élément de 0-,20 de hauteur présente une résistance de 0,08 à 0,11 ohm. Quand le degré de I'acide descend vers 28o, il est trop faible et la pile ne peut plus servir. On dépense donc en

60

MANUItL pttÀTreuù: Du L'ÉLuctlrrclËN

pure perte une assez grande quantité d'acide. Toutefois ces déchets peuvent être revendus dans le corrrnerce, mais à bas prix. Un autre inconvénient est le dégagement de vapeurs nitreuses. Aussi doit-on lllacer ces piles en dehors des :rteliers, dans un local bien ventilé.

Fig.

37.

$ 44. Piles au bichromate de potasse. élé- Dansàces ments, I'oxygène dépolarisant est emprunté I'acide chromique. Comrne il est di{ficile d'obtenir cet acide libre,

on prend un mélange de bichromate de potasse et d'acide

sulfurique, dans lequel I'acide chromique, grâce

à ses

affinités moins puissantes, est bientôt dégagé de sa combinaison.

L'élément Poggendorff comprend un vase contenant un cylindre en zinc et de I'acide sulfurique étendu de

PILEs

61

L2 fois son poids d'eau. Au centre est un vase poreux' contenant un charbon et rempli du mélange suivant 100 parties d'eau

12 25

:

;

de bichromate de potasse; d'acitle sult'urigue.

La force électromotrice de cet élément est de 2,028 volts.-Ce chiffre très élevé s'observe au début de I'action, mais c'est un maximum, et il baisse assez rapidement. Pite Grenet ou pile-bouteille. M. Grenet a supprimé le -vase poreux et a donné ir sa pile la fortue d'une bouteille sphérique, fermée par un couvercle en ébonite (fig. 3ti). L,€ couvercle porte deux plaques de charbon parallèles K, qui desc,endent dans le Yâse, et entre lesquelles est placée une plaque de zinc amalgamé Z attlchée par son extrémité

supérieure à une tige de laiton. Cette tige glissant à frottement doux permet de plonger plus ou moins le zinc dans le Fig. 38. liquide ou de le remonter dans le goulot. L€ contact entre le zincet le charbon est empêché par de petits morceaux de caoutchouc durci. Cette pile a les avantages suivants : Très faible résistance. Polarisation fortement diminuée par la grande surface des churbons. f)e plus, I'usure du zinc est supprimée à circuit ouvert pilrrceque l'élec' trode négative est retirée duliquide lorsque la pilene fonctionne pas. 4

62

rrtaNutt, pRATreuE on l'ÉlncrnrcrnN

L'énergie de la pile baisse assez rapidement. Cet affaiblissement est dû non pas à un effet de polarisation proprement dit, mais surtout à une altération rapide du liquide et à un dépôt d'oxyde de chtome et d'alun de chrome qui se fait sur l'électrode positive. On remédie àr cet inconvénient en agitant le liquide

Lt dépolarisation peut être obtenue avec certains oxydes facilement $

45. Piles à orydes. Pile Leclanché.

réductibles, comme le bioxyde de manganèse. C'est sur ce principe qu'est basé l'élérnent Leclanché.

L'électrode soluble est le zinc, le dépolarisant est le bioxyde de manganèse, et le liquide excitateur est une dissolution de chlorhydrate d'ammoniaque. Le zinc est attaqu6 par le chlore et se transforme en chlorure I I'ammoniaque est rnise en liberté ; quilnt à I'hydrogène, dont on veut détruire I'action polarisante, il se combine à I'oxygène pour produire de I'eau, en réduisant le peroxyde de manganèse, qui passe à l'état de sesquioxyde. Il y a deux types d'éléurents Leclanché : I'un avec vase poreuxl I'autre à agglomérés, sans vase poreux. Lo Elément

à

çase poreutc.

Ce modèle (fig. 39) com-

porte un vase en verre prismatique avec goulot cylindrique sur le côté. Ce goulot présente une cavité où se loge le zinc en forme de crayon. Un vase poreux placé au centre contient en quantités presque égales du peroxyde de rnanganèse et du charbon de cornue. Au milieu esi une plaque de charbon surmontée d'une tête en plomb. Un

bouton de laiton se visse dans cette tête et constitue le pôle positif. Dans le vase en verre, on verse une dissolution de sel amrnrxriac jusqu'à moitié hauteur du vase poreux. Le sel doit être aussi pur que possible, pour empêcher les actions locales. La dissolution doit être concentrée, et il

PILES

63

pas d'inconvénient à mettre un petit excès de sel qui " se dissout au fur et à mesure de la consommation. Il faut autant que possible employer du zinc laminé, ou mieux encore passdr ir la filière; il doit être amalgamé.

tt'y

F'ig.

2o lilément

à

agglomérés.

31).

M. Leclanché, pensant que

- résistance tout à fait inule vase poreux constituait une tile, a construit un modèle dans lequel le bioxyde de manganèse et le zinc baignent dans le même liquide sans Il forme des plaques agglomérées de de bioxyde de manganèse, composées de

aucun diaphragme.

charbon et

64

MANUIIL pnarreun DE L'ÉLEcrRrcrEri

40 parties de bioxyde, SS de charbon et 5 de résine gomme laque. Le tout est soumis à une pression de 300 atmosphères à une température de 1000. Enfin, il ajoute à la masse 3 ou 4 p. 100 de bisulfate de potilsse, qui sert à

faciliter la dissolution de I'oxychlorure. L'électrode de chtrbon est placée entre deux de ces lllaques qu'elle dépasse à sl ;rartie supérieure, et contre lesquelles elle est serrée par des bagues en caoutchouc. L'avuntage de ce système est de diminuer la résistance

de la pile et d'en simplifier la construction. On a, en outre, la facilité de changer les plaques sans perdre le charbon.

Il n'y

a que

le zinc et I'aggloméré qui

se

détruisent.

On peut diminuer à volonté la résistance des éléments en employlnt une, deux ou trois plaques d'aggloméré. M. Leclrnché indique la force électromotrice de l'élément à vase poreux comme églle ir 1"o1,,38. Il donne 1,6 pour lir pile à agglonréré.

Mais ces chiffres s'appliquent à l'élément nouyellement La force diminue dôs que la pile est en fonction, par suite de ll polarisation qui n'est pas complètement évitée; la lorce décrolt même très r.rpidement cluand la résistance du circuit extérieur est faible, rnais elle reprend sa vuleur première après quelques instants de repos. Ln polarisation est au contraire très lente si le circuit offre une grande résistance. Elle devient peu sensible, si la pile ne fonctionne que d'une manière intermittente, comme rhonté.

dans la télégraphie, la téléphonie et les sorrneries.

Le grand avantage de cet élément est de ne rien consommer à circuit ouvert et de reprendre par le repos sa force primitive. f)e plus, les rnatières qui entrent dans sa cornposition sont d'un llrix peu élevé et ne gèlent pits pilr des froids fort rigoureux..

La durée de la pile est très longue. Bien entretenue, elle peut durer deux ou trois ans, snns exiger d'autres soins

PrLBs

65

que I'addition d'un peu de sel ammoniac' On en prépare besoins. une dissolution qu'on ajoute au fur et à mesure des le former se de grimpants cristaux Pour empêchàr des qui interne la paroi de paraffine long du vase, on enduit dépasse le niveau du liquide. bn doit veiller aux zincs qui se coupent souvent au

niveau du tiquide; dans ce cas' il faut les remplacer' se recouvre Quand une tête de plomb du charbon d'oiyde de plomb blanc, il faut rem'lacer l'élément, sinon

toule'la batterie se trouverait arrêtée'

L'entretiendespilesàagglomérésestlemême.Ilfaut veiller à ce que lJ niveau du liquide se maintienne à la partie supérieure des plaques pour éviter les ruptures des bagues en caoutchouc.

s46.Piteàoxy.ledecuivredeMM.deLalandeet Dans cette pile, le zinc constitue toujours -soluble; rnais il n'y joue pas tout I fait le même l'éle-ctrode Cbâperon.

l'ig.

40'

rôle que dans les systèmes étudiés Précédemment. L'élérnent se compose d'une tige dc zinc lru pôle négatif, d'un liquicle excitateur formé par une solution de Potilsse causrique i 30 ou 40 p. 100, et d'oxyde de cuivre rnis en contact direct ftvec une lame de fer ou de cuivre' Cet oxyde sert de dépoltrisant, tandis que la lame de fer ou de cuivre représente le pôle Positif. 4.

66

naNUEL pnaTreun DE L'ÉLEcrRicrEN

Le circuit étant fermé, I'eaI est décomposée, l,oxygène sur le zinc et donne de I'oxyde de zinc qui forme avec I'alcali un zincate de potasse très solubleeuant à I'hydrogène, il réduit I'oxyde de cuivre et . précipite le se porte

cuivre à l'état métallique.

cette pile présente ce grand .avantage qu'à circuit ouvert aucune réaction ne se produit, le zinc et Ie cuivre n'étant pas attaqués par la potasse. La consommation n'a donc lieu qu'en proportion du travail à accomplir. La pile est construite d'après différerrt. typà*. L'élément à auge (fr,g. 40), par exemple, se compose d'une bolte plate A en tôle cle fer, dont le fond est recouvert d'oxvde de cuivre. A la paroi de cette auge est ffxée une borne c qui forme le pôle positif; aux quatre angles sont disposés des petits tasseaux L en terue qui supportent une plaque de zinc amalgamé D et servent en même temps d'isolants. A cette plaque est fixée Ia borne M du pôle négatif. cette disposition permet de donner une grande surface à la pile sans qu'elle devienne encombrante. La force électromotrice de l'élément à oxyde de cuivre 0voltrS à 0,9. La résistance est très faible et peut être "r, estimée à ll3 d'ohm environ pour des surfaces polaires d'un décimètre carré, distantes de b centimètres. La transformation de la potasse en zincate alcalin ne fait pas varier sensiblement la résistance de la solution alca,

line, et la réduction progressive de I'oxyde de cuivre à l'état de métal en augmente la conductibilité. Aussi l'élément possède-t-il une constanee remarquable.

ACCOUPLEMENT DES ÉIÉUNXTS DE PILE Les éléments d'une pile S 47. Tension. Quantité. peuvent être accouplés en tension, ou en quantité, ou d'une façon mixte.

-

PILES

67

Quand on relie plusieurs éléments identigues en rcnsion ou-série, de façon que le pôle f de l.une soit attaché au pôle de I'autre, i'expérience montre que ra force électromotrice totale est proportionnelre au nombre des éré-

ments; il en est de même po'r ra résistance intérieure. si

f

_-->

Fig.

41.

Ia force électromotrice d'un élérnent est e et sa résistance

r, 3

éléments dohneront une force électromotrice égare à 3 e et une résistance égale à B r. Voici eomment on peut se rendre compte cle ce phéno_

mène.

si nous unissons en série les deux éréments A et B, que nous supposons identiques, Ia force e de A, agissant dans le seng de la flèche (nS. 4l), viendra s,ajouter à /

Fig.

42.

celle qui se dér'eloppe en B et qui est elle-même égale à e. Entre les deux éléments B et c nous aurons donc une force égale à2 e. cette force vient encore s'ajouter à celle qui se produit en c. on aura donc finalement sur le conducteur extérieur une force égale à B e. c'est Ia force électromotrice totale de ln pile. Si oq relie les éléments en quançitti (frg.42), c'est-à-dire

uaNUDL PnartQUE DE L'ÉLEcTRIcIEN

68

les d,un côté tous les pôles positifs et de I'autre tous I'expénégatifs, I'effet est différent. comme le prouve le résultat est identique à celui qu'on obtiendrait "iÀ"", en prenant un seul élément d'une surface trois fois plus

VT

J:

l'ig.

43.

grande; la résistance intérieure est trois fois Plus Petite

que celle d'un élément; mais la force électromotrice reste égale ir celle d'un seul élément.

Fig.

14.

ces phénomènes peuvent être rendus sensibles de

la

façon suivunte : supposons trois corps de pompe de même diarnètre munis

chacun d'un piston, et communiquant entre eux comme I'indique la figure 43. Si, sur tous les pistons à la fois, on rnécaniquement la pression p, la pression sera :

"*"r."

et au tuyau de sortie

EnA -B -c

llt, 2p, 3P;

T; on aura une pression 3 p'

PILES

69

Si nous adoptons la disposition de la ligure 44, nous aurons la même pression p en A, B, C et sur Ie tuyau T. Le volume refoulé dans un corps de pompe étantc, ; pour le premier cas !e volume total sera v1 dtns le deuxième cas il sera 3 s. Apperons

e

li i::::,"1"#i:i:lilî:

d'un érément'

E la force électromotrice totale pour n rnents

élé-

,

R la résistance totale de la pile, R' la résistance du circuit extérieur, I I'intensité. lo

Supposons tous les éléments groupés en tension.

E:-ne R::zr et d'après la loi de Ohm

:

rl:4a;'ne

tir

20 Supposons tous les éléments groupés en quantité.

E:e

n-l !-

n.

e

-ne - nrr'+'' R'-{-i n

j2\

Si dans Ia foi.rnule (1) on sul)l)ose Rt très petit par rapport à la résistance rle la pile, on a ir peu près : |

-y-9. llt' t'

On obtient donc l)t.esque la rnême intensité avec la série qu'avec un seul élément. Donc avec une résistance très

70

rtaNUEL IRÀTIQUD DE L'ÉLEcrRIcrRN

faibte à vaincre, il n'y a pas d'intérêt à grouper les éléments en tension. Si Rt est très grand par rapport à r, on peut écrire : f,ê.

r

Il

faut donc dans ce cas Srouper les éléments en tension. Si dans la formule (2) Rt est assez petit pour que nR'soit négligeable, on a à peu près : tfte ?

Dans ce cfts, I'intensité est proportionnelle au nombre

des éléments réunis en quantité; cette disposition

est

avantageuse.

Si R'est ffès grand, on peut écrire

nee I- nRr -

:

Rt

Il n'y a pas d'intérêt à grouper les éléments en quantité. En résumé : Quancl la résistance eûtérieure est très grand,e par rapport à celle de Ia pile, il faut grouper les éIéments en tension; si elle est faible, il faut les grouper en quantité.

Erentples.

lo

est I'intensité du courarlt promontés en tension sur un

Quelle duit par t0 éléments Bunsen

circuit présentant 5 ohms de résistance ? La force électromotrice d'un élément est 1,9 volt, et résistance 0,24 ohm. Appliquons la formule

(l)

sa

:

r:,^ - -- l0 l911'e,, 7,4 >< 0,24 -1- 5 --+

-2,5?'ampères.

2o Combien doit-on réunir d'éléments Bunsen en quantité pour obtenir une intensité de 12 ampères dans un circuit avant une résistance de 0,08 ohm ?

PILES

.

Appliquons la formule (2) 4.,

7L

:

nX'l'9 -

n >< 0,08 -10,24

12 x0,24 n: 1l-ï16-

z:3.06. On prendra le nornbre entier 3 qui est très rapproché de 3,06.

Il

faut 3 éléments Bunsen.

Au lieu de grouper les mirte. on peut adopter des en quantité, ou série en éléments former plusieurs séries intermédiaires, combinaisons qu'on réunit ensuite en quantité. On doit se baser sur la $

48. Accouplement

règle suivante démontrée par le calcul et I'expérience

On obtient l'intensité marimum quand la

:

résistance

la pile est égale à celle du circuit entérieur. Etant donné un nombre d'éléments N, cherchons cotnment il faut les grouper Pour avoir I'intensité maximum. Adoptons la même notation que ci-dessus. Assemblons ar élénrents en série; le nombre des dérivations y est donné

d,e

par:

r-i'N

La force électromotrice totale est r e. La résistance de la pile est donnée par

(1)

:

R:r xLx* ï n-'l >< N _+.

'

pt

r'- r r

Egalons cette résistance à celle du circuit

''T

l'

:

- n'

d'oùXr:

/+

Ces équations permettent de déterrniner a

(3)

ety,

72

MANUET,

prrATleun Dri L'ÉLEcrnIctEN

E.remple (1). Comment doit-on grouper 200 éléments Bunsen sur un circuit ayant une résistance de l0 ohms pour obtenir le maximurn d'intensité? Supposons qu'on assemble

.r éléments en série et que

le nombre de dérivations soit y; la résistance totale de la pile sera donnée par l'équation (2) :

u_

0.24x200

f

y se calcule en appliquant la forrnule (3)

t :

{

0,2t+

x 200

:

o,o.

-Iô--: On choisira le nombre entier le plus rapproché de 2, z qui est 2; rnn

n-

soit 100, nous indique le nombre d'éléments

à

grou-

per en série, et I'on assemblera deux séries semblables en quantité. La force électromotrice est 100

L'intensite ,.t

S;5 ^-:--

X 1,9 - 190 volts. :8,6 ampères.

Un circuit présentant une résistance de d'éléments Bunsen devra-t-on prendre. et comment les groupera-t-on pour obtenir une intensité Etemple (2).

4 ohms, combien

de 10 ampères I Soit N le nomllre total d'éléments, .z le nombre d'éléments groupés en série, et y le nombre de dérivations. On a les 3 équations suivantes, daus lesquelles N, r et y sont inconnus :

PILES rî-

7,3

1,9fr

"---.......]t-.24rY'

__TT

En résolvant ces équations on trouve

:

æ: 42 l: 0,06 Y 42:2,5'

Prenons pour y le nombre entier le plus rapproché audessus de cette valeur.

l:3

s1

N-126.

On devra donc prendre 126 élérnents groupés en 3 déri' vations comprenant chncune 42 éléments.

Quand, au lieu de s'imposer la résistance du circuit

extérieur, on se donne la différence de potentiel aux bornes de ce circuit, on peut procéder autrement. Prenons la formule de Ohm :

-E --

on en tire

:

R

E:IR.

C'est-à-dire que sur un même circuit les différences de potentiel E sont proportionnelles aux résistancês R. Nous avons vu précédemment que I'intensité maximum est obtenue quand la résistance du circuit extérieur est égale à celle de la pile ou àt la moitié de la résistance totale. En ce cas la différence de potentiel aux bornes du circuit est égale à la moitié de la force électromorice. On a donc la règle suivante :

On obtient l'intensité masimumt fluand, Ia d'ifférence de potentiel aur bornes du circuit eætérieur est égale à

Ia rnoitié de Ia force élecffomotice, Comment doit-on grouper 260 éléEnemple. (3) ments Bunsen, sachant que I'on doit avoir aux bornes du circuit extérieur une différence de potentiel de 50 volts

74

MANUEL pRATreuE DE L'ÉLEcrRrcIEN

Ecrivons que double de 50.

la force électromotrice de la pile est le

Soit ,r le nombre d'éléments réunis en tension, la force électromotrice est .rX 1,9.

t x-l,9:2 X 50 t00 t: TO- 52 260 ,

T-r-"'

Nous aurons donc 5 dérivations comprenant chacune 52 éléments en tension.

Combien faut-il prendre d'éléments Eremple. (4) Bunsen, et comment les groupera-t-on pour alimenter 10 lampes placées en dérivation exigeant chacune 50 volts

et 0,70 ampère

?

On a d'abord

N: c7

(l)

Les lampes étant toutes en dérivation, I'intensité totale est

l0 X 0,70:7 ampères. de potentiel indiquée aux bornes La différence 50 volts.

On a d'après la loi de Ohm.

,E --

R

-50 ,:-l-

R-+ _ 7,lohms. La résistance de t" Pit" *rt

" X0,24_. T

est

?5

PILES

Egalons ces 2 résistances

cxo,24

ï

:

-j,1.

lzl

Ecrivons que la force élecromotrice de la pile est égale au double de la différence de potentiel aux bornes :

X 50:

X De ces trois équations on tire 2

1,9

æ. (3)

n:52,6, soit 53 I:l'8' soit 2 N : 106. Lapilecomprentlrat06éléments,avec2dérivations compàrtant chacune 53 éléments en série'

leurs applications'

S 49. Choir des piles suivant dans le Le-s considérations suivantes serviront Pour guider

-

choix d'une pile selon le travail qu'on aà fournir' Quand on doit choisir a besoin d'une grande force électromotrice, on L'inbichromate. au les piles du genre Bunsen, ou celles vapeurs des dégager de ,orrnérriurrt des premières est nitreuses. Celles au bichromate coûtent cher, à cause du

prix des matières Premières. Pour la galvanoplastie sur une petite échelle, dorure, argenture, aciérage, platinage, . etc', quand on- ne veut qo"on. faible force électromotrice, il faut employer les éléments du genre Daniell. Ils fournissent un courant est assez constant et leur entretien, quoique minutieux' peu dispendieux.

On peut se servir également des piles Bunsen pour le oo àéri"" une force électromotrice plus même usage quand considéraù". Avec les piles Daniell, on serait amené à augmenter le nombre d'éléments en tension pour pro-

duire le même effet. Les piles

ne conviennent pas pour Ia galvanoplastie

en

76

MANUEL PRÀTIQUE DE L'ÉLEcTRIcIEN

grand ou l'électro-métailurgie,

à

cause de.

leur prix

de

revient, de I'emplacement et des soins qu'elles nécessitr:nt.

Dans ce cas, il faut se servir des dynamos. Pour un service discontinu, sonnlries, signaux, etc., les éléments Leclanché conviennent très bien. Il. ,ru'consoln-

ment que pendant ra périodè de travail et ils se refor,. ment dans les temps d'arrêt. Irs coûtent peu d'entretierr.

Pour Ia télégraphie, oir les piles ne trlvaillent .. l)as d'une façon continue, on emploie les éléments Danielr, Callaud, Fuller, de Lalande, ùeidinger, Leclanché. Pour la téléphonie, on se sert des éréments Lecranchd:, de Lalande. Pour I'inflammation des mines et des torpiiles, on prencr les piles Leclanché et celles au bichromate. Pour les laboratoires et les usages médicinaux, où l,on ne cherche pas l'économie, les piles au bichromate sont

avantageuses.

En général, pour produire de la lumière, il ne faut pas . s'adresser aux piles. Le prix de revient est trop élevé. Les dynamos seules ou les accumulateurs doivent être

employés. fl 50.

Entretien des piles. Amalgamation des zincs. _

I'orsque dans de I'eau acidurée on plonge du cuivre et du zinc impur' une vive actio., .. p"oduit Lns que res deux métaux soient réunis par un conducteur extérieur. Avec du zine pur cet effet ne se produit pas; la ferme_

ture du circuit est nécessair.e. Le se comporte comme le zinc pur.

zinc impur

amalgamr!

L'attaque du zinc inrpur s'explique en admettant qu'ir se forme sur le métal une foule de couples locaux entre le__zinc et les impuretés qu'il contient. L-e -ercure a pour effet d'empêcher ces actions secondaires. on y a recours, prrce que I'an*lgamation est très facile et trèséconomique à produire, tandis que Ie zinc pur coûte fort cher.

77 PILE$ Grâce à ce perfectionnement, la pile ne s'use pas beaucolp cluand le circuit est ouvert; on peut donc réaliser une grande économie sur la dépense et, en outre' la force

électromotrice paraît un peu augmentée. Pour amalgamer les zincs, on verse dans un vase plat

de I'eau contenant t/16 d'acide sulfuriqne en volume et

du mereure. Puis on frotte le métal avec une brosse en fils de cuivre jusqu'à ce que toute la surface soit brillante. On peut encore employer le procédé suivant : on passe d'nbord les zincs dans une solution de potasse pendant quelques minutes pour les dégraisser, puis on les plonge pendant 10 à 15 secondes dans un liquide formé comme il

suit

:

Bisulûte de mercure. Eau . Àcide

....

sulfurique.

100 grammes

f50 à

900 200

Le bisulffte doit être au préalable dissous dans I'eau ae.idulée. On retire les zincs et on les frotte de façon que lcs surfaces deviennent brillantes. On répète au besoin I'opération une seconde fois. La même solution peut servir de nouveau en remplaçant simplement le liquide errlevé.

En décrivant chaque type, nous avons indiqué les soins à prendre pour I'entretien des éléments; voici quelques rccommandations générales s'appliquant à tous les systèmes

:

llntretenir les éléments dans le plus grand état de pro-

pteté et éviter l'humidité à I'extérieur. Gratter les zincs quand ils se recouvrent de sels, mais nrtn les laver. Ne pas mouiller les zincs ni les serre-fiIs.

ni

les fils qui y sont soudés,

78

MÀNUEL pRATreuE DE L'ÉLEcrRrctEN

Nous avons vu que, pour éviter les sels grimpants, on paraffinait les bords intérieur et extérieu* do vase en

verre. Il est bon de faire de même pour la tête du zinc. Les pinces et les serre-ffls doivent être touiours maintenus dans le plus parfait état de propreté, le mauvais fonctionnement des batteries provenant presque toujours

de contacts défectueux. Pour s'assurer de l'état d'un élément de pile, on se sert souvent dans les compagnies de chemins de fer d'un petit appareil trembleur fort commode, réglé de manière à vibrer avec un seul élément en bon état. cet appareir

est contenu dans une boîte, et porte une aiguille sem-

blable à celle d'un galvanomètre, qui permet d"e constater le sens du courant. Des fils renfermés dans la boite servent à établir la liaison avec les pôles des piles.

CHAPITRE II MAcEINES Ér.uctnrQuEs THÉORIE Les machines électriques servent à trarrsformer l'énergie mécanique en énergie électrique' Dans ce but' on uti' lise les courants dinduction dont nous avons exposé les

circuit dans un champ $ 16. C'est en déplaçant un I un courant' Ce champ naissance donne qu'on *"g.r?tiqoe p.ri et". p"oa,tit Par un aimant Permanent ou par un élec' t"o-"i*"rri; il existe clonc deux catégories de mlchines : les magnétos et les d.ynamos. Pour exposer la, théorie des

lois

machines, nous prendrons comme exemple celle

de

Gramme. $

51. Théorie de I'anneau Gramme'

L'anneau Gramme

doux, autour duquel sont

est formé d'un anneilu en fer enroulées des bobines de cuivre isolées, placées à côté l'une de l'autre. Cet anneau' muni de ses bobines (fig' Ab)' tourne dans le sens des llèches en face des pôles d'un aimant N, S. Sous son action, le fer doux s'aimantera et prendra deux pirles N', S', opposés à ceux de I'aimant' i.{oo, aurons donc toujours deux champs magnétiques NS', N'S, fixes; et les "ho*u* se passeront'comme si' I'anneau et I'aimant restant immobiles, les bobines seules se déplaçaient dans le sens des flèches. considérons une bobine; plaçons un observateur sur Ie fil, les pieds en.p et la tête en t, et tourné de manière que le mouvement

80

MANUEL IRATTQUE

ait lieu vers s' droite,

il

or

r,'ÉlrcrnrclnN

regardera à I'extérieur de lan-

neau' c'est-à-dire dans le sens négatif des lignes de force.

I

I

Y I

Fig.

45.

Le courant entrera donc par sa tête suivant Ia direc_ tion /. Supposons que la même spire ait fait une demi_révolu_

MAcHTNEs

Ér.rctnrquns

81

tion, et faisons tourner I'obsenrateur en même temps; il nura les pieds en pt et regardera toujours vers I'extérieur

rle I'anneau. Mais dans cette position la direction

des

Iignes de force a changé, et I'observateur est tourné dans le sens positif. Le courant entrera donc Par ses pieds suivnnt la direction ft. Ainsi dans ces deux positions diamétrales de la spire, les courants induits sont de sens contraires. Supposons la spire exécutant une révolution complète, et I'observateur regardant toujours vers I'extérieur de I'anneau, de façon que le mouvement se fasse toujours à sa droite' on voit que le sens du courant induit changera quand la direction des lignes de force se modifiera par rapport àr I'observateur. Ces lignes vont de I'extérieur à I'intérieur tlans la demi-circonférence supérieure, et de I'intérieur h l'extérieur dans la demi-circonférence inférieure. Leur sens change donc dans le plan horizontal perpendiculaire à la ligne des pôles NS, et c'est aussi dans ce plan que change le sens des courants induits. En résumé, dans les deux demi-circonférences' on a deux courants de sens contraires, et dans le plan diamétral horizontal deux zones nertnes dans lesquelles il n'y û pas de courant. L'intensité partant de o' augmente jusr1u'à ce qu'elle atteigne un maximum dans la ligne des pôles; puis elle décroit jusqu'à ce qu'elle revienne à o dans la zone neutre.

L'action se produit dans chaque tour de la même bobine, et se trouve multipliée par le nombre de tours elue fait le fiI. Lr même raisonnement est applicàble à toutes les hobines. Toutes celles qui sont en face du pôle N sont l)arcourues à la fois par un courant direct, et celles de

I'autre moitié par un courant inverse. Si nous rattachons les bobines entre elles de façon que ô.

82

MANUEL pnÀTreuE DE L'ÉLEcTRrcrEN

la fin de I'une soit reliée au commencement de la suivante, comme I'indique la tgure 46, nous totaliserons tous les courants produits dans chaque moitié de I'anneau.

Si, maintenant, aux deux zones neutres A, B, nous faisons aboutir

ù'ig.

46.

les extrémités d'un circuit extérieur MP, Ies deux courants s'ajouteront en quantité dans le conducteur. L'effet est analogue à celui qui se passe dans deux piles associées en quantité. Si I'onréunit simplement les pôles de même nom on n'obtient aucun

courant. Mais si les points de jonc-

tion sont rattachés entre eux par un conducteur extérieur, on totalise dans ce circuit les actions de chaque élément, comme nous I'avons vu dans I'accouplement en quantité $ 47.

La ffgure L7 S 52. Anneau. Collecteur. Balais. montre un ânneau Gramme dénudé en partie et coupé transversalement. Le noyau de fer A est formé d'un faisceau annulnire en fils de fer doux. Sur ce noyau sont enroulées les bobines en fil de cuivre isolé B. L'arbre de rotation de I'anneau (supprimé sur la figure)

porte une série de lames de cuivre R, disposées

de

manière à former, par leur ensemble, un cylindre entourant I'arbre. Ce cylindre constitue le collecteur. Les lames, iso-

lées les unes des autres, sont en nombre égal à celui des bobines. A chaque bande de cuivre on attache le bout finissant d'une bobine et le bout commençant de la suivante. Chaque plaque sert de liaison entre deux bobines consécutives. Si donc on établit à poste fixe deux contacts sur les génératrices placées dans la zone neutre, on

MacrrINEs

Ér-uctntquns

83

ree,ueille en ces points le courant total de I'anneau. Dans ce but on emploie les balais. Ce sont deux ressorts frotteurs formés d'un firisceau méplat de fils de cuivre, que I'on appuie sur le collecteur, et qui sont attachés à des bornes formant les pôles de la machine' pour la pile, que le courant va, dans On admet, "o**à le circuit extérieur, du balai positif au balai négatif.

Fi5.

47.

Si les balais ne touchaient qu'une seule lame du collecteur, il y aurait interruption du courant guand ils.frotte-

raient .L" ,rn joint. Aussi les balais sont-ils disposés pour toucher plusieurs lames voisines'

La production a 53. tois des machines électriques. par les lois réglée est les machines dans cle l'électricité des phénomènes celles que les mêmes sont qui suivantes,

-

d'induction

:

1o La force électromotrice induite est proportiOnnelle à I'intensité du chaurp magnétigue;

84

MÂNUEL PRÀTIQUE DE L'ÉLEcTRIcIEN

20 Elle est proportionnelle bobines induites;

à

la longueur du ûl

des

30 EIle augmente avec la vitesse de rotation. $ 54. Différents modes d'excitation. Dans la théorie de I'anneau Gramme, nous *vons supposé r'existence d'un champ magnétique inducteur, sans dire conrment il était

-

produit. Il peut être formé d,un aimant permanent, c'est

Fig.

48.

lr peut encore être engendré par des électro-aimantsr c'est ce qui constitue les ,Iynnmo". Les magnétos offrent cet avantage que leur force élecIe cas des ntagnétos.

tromotrice est à peu près proportionnelle à la vitesse de

rotation, et elle est indépendante du circuit extérieur. Elles ont I'inconvénient d'exiger des dimensions plus grandes que les dynamos, parce que, à proportions égales des pièces, I'aimantation permanente de I'acier n'atteint pas le même degré que I'aimantation produite sur le fer doux par les électro-aimants.

MÀcIrINEs

lo Ercitation

Ér,nctnrqurs

inclépend,ante.

tinguent les unes

85

Les dynamos se dis-

des autres par le mode d'excitation

de

leui champ magnétique, suivant que cette excifâtion est produite par une machine séparée ou par la dynarno ellemême.

Dans le premier cas,

la

machine est

dite à encitation

indépendante. Avec ce sYstème (fig. 48), comme avec les magnétos, la force électromotrice

n'est pas influencée Par les changements de résistance du circuit extérieur. L'intensité du champ magnétique déPend uni'

quement du courant excitateur,

que I'on peut régler à volonté; mais il a I'inconvénientd'exiger une machine excitatrice séParée.

Ce système est

nécessaire

avec les dynamos à courants alternatifs, à moins qu'onne se

Fig.

49.

serve d'un commutateur Pour

redresser les courants avant de les envoyer dans les inducteurs. 20

Ercitation en série.

-

L'excitation des électro'aimante

est produite dans ce câs par le courant lui-même' Si le *ou""rrt total traverse les électro-aimants, la machine est dite auto-etcitatice, à encîtation simple ot en série (fis. ' ae).

An*" ce mode d'excitation, la force électromotrice dimi' nue quand la résistance du circuit extérieur tugmente' la 'rnitesse étant supposée constante. En effet, I'augmentation de résistance amoindrit I'intensité du courantn et' pflr suite, I'intensité du charnp magnétique' La force

86

MANUEL

pnarteun DE L'ÉLEcrnrcrEN

électro motrice de la dynamo s'affaiblit donc juste quand la résistance augmente, c'est-à-dire au moment où I'on aurait besoin d'un accroissernent. En outre, cette disposition a I'inconvénient de ne rien

produire tant que la rotation n'atteint pas une certaine vitesse, ou que la résistance extérieure n'est pas inféiieure

à une limite déterminée. Or,

les lampes à incandescence sont

moins conductrices à froid qu'à chaud; la résistânce, au début, peut donc être trop forte, et

I'on est forcé, pendant les premiers tours, de fermer Ia dynamo en court-circuit, ce qui peut détériorer ses organes.

Enfin, cette

dynamo est su . *| Jette aux renversements de po_

larité quand on I'emploie à des décom positions électrolytiques

Fig.

50.

ou àla charge d'accumulateurs; nous reviendrons plus tard sur ce suiet. I.e principe de I'auto-exci_

tatlon repose sur le magnéforme lu. rroy",rx des électros était parfaitement pur et ne présentaii llas de trace d'aimantation, le mouvement de I'anneau Gramme ne prod'irait aucun courant induit. Mais, âu moment oir ce rnoutisme rémanent.

si le fer qui

vement commence, les noyaux possèdent un magnétisme rémanent qui donne naissance à un courant, très fairlre, il est vrai, mais sulfisant pour amorcer I'excitation des électros. ceux-ci peuvent à leur tour agir sur la bobine, et il se produit ainsi une série de réactions successives gui augmentent I'intensité du courant jusqu'à ce qu'elle ait atteirrt

MAcHINEE

Ér,rctnrquns

87

d'ailleurs sa valeur de régime. Ces opérations se passent

noyaux dans un temps infiniment court' Dans ce but les acier' en ou fonte en faits des électros peuvent être Dans ce système (fig' 50)' 3o Ercitation en dérivation prise les électro-aimants sont alimentés par une dérivation

Itig.51.

un accroissesur le circuit extérieur. Avec cette dynamo'

mentderésistancedanslecircuitextérieurproduit,conâugmentation trairement à ce que I'on a vu plus haut' une deforceélectromotrice;caralorsl'intensitéaugmente devient plus dans la dérivation, et le champ magnétique quel que soit puissant. Cette machine est toujours excitée' pas. ie circuit extérieur, et alors même qu'il n'existerait

de polnrité; Enfin, elle n'est pas sujerte aux renYersements la déridans sens même le touiours car le courant "orrr*.nJ le sens soit vation. Comme le montre la fig' 5l', quel que

88

![aNuEL pRATreuE DE L,ÉLEcrRrcrEN

du courant fou.rni par Ia dynamo sens dans la dérivation D.

M, il garde le

même

4o Etcitation en d.ouble circuit ou compotay1fl.

_ Nous vu qu'avec l'excitation en série, r" fo..u érectromotrice diminue quand on augmente la rrlsistance, et avons

qu'elle augmente' ilu contraire, avec r'excitation dérivée;

on conçoit donc qu'en combinant les deux systèmes, on puisse annurer ces variations ou tout au moins res réduire beaucoup.'c'est le but d.e |encita.tion en clotthle

circuit ou cotnpound, (frg. b2). Les électr(,s sont excités en partie par le co-urant principal, en partie par une dérivation prise sur res bornes de la Le premier circuit est €n gros fiI, le second en -"chine. fil nn. L'*are et res Iongueurs de leurs enrourements varient avec res types de machines, mais ils sont établis de façon que les di{Iérences

de potentiel aux bornes soient réduites a-u minimum. Quand on emproie l'écrairage par lampes à incandescence' il est utile qu'on puisse, à volont,i,

éteindre ou allgmer des lampes, suivont le besoin, sans déranger la marche des autres et sans qu'il soit nécessaire de pré_ venir le mécanicien. Les -achirres cornpound permettent de réaliser ce programme; elles fourni"surrt, change

",rrr'q,r,o. la vitesse, une différence de potentier consr'nte aux bornes machine, quel gue soiile nombre de foyers allnmés.

de_l_a

I'induit conserve rigoureusement Ia vitesse pour laqueile les inducteurs ont été calcurés, si |on veur une différence de potentiel constante aux bornes.

$ 5s. uachines nrurtiporaires. Au lieu d'adopter deux pôles magnétiqu.r, ,ornrne dans Ia machine Gramme que nous venons de décrire, on peut en disposer un plus grand nombre en les praçant deux par deux.ux extrér'i;;; d'un même diamètre. Les bobines induites traversent res différents champs magnétiques et subissent dans chacun

-

I I I

I

t

MAcEINEs

Ér,rctntquus

89

d'eux une action analogue à celle qui a été exposée pré-

cédemment. Elles peuvent donc être animées d'une vitesse moindre, ou donner un courant plus énergique si on leur conserve

la

même vitesse.

Il faut mettre autant de paires de balais qu'il y

a de

champs magnétiques différents.

Les dynamos Prennent le nom de d'upler, quad'rupleæ"' suivant le nombre de leurs doubles pôles'

alter$ 56. Machines à courant continu, à courants coldu disposition La natifs et à courant8 r€dressés. le dont courant un balais les dans lecteur Gramme donne courant à donc est dynamo La même. le sens est toujours

-

continu.

Dans d'autres machines, au contraire, les courants sont tels qu'ils sont développés dans les bobines induites. pris -co**. ils changent de sens dans chaque bobine aÛ rnoment où oelle-ci passe d'un champ magnétique dans un

autre, le courant résultant se modifie aussi en même temps, et I'on a une machine ù courants alternatifs' supposons un anneau ne comportant qu'une seule bopassera par zéro et changera de sens bine. Lu "oo"unt chaque fois que Ia bobine traversera la ligne neutre. si I'on dispose un commutateur spécial redressant ce courant

deux fois par tour, on aura dans le circuit un courant toujours de même sens. Ces machines sont à courants redressés.

à élecffos

I)ans quelques machines mobiles. - et les inducteurs sont mo' {ixes sont induites les bobines biles. La théorie est toujours la même que pour les maMachines

chines

àr

électros fixes.

S5?.Réversibilitédesilachinesélectriques'-Les

machines électriques jouissent d'une propriété fort impor' tante. Elles sont réçersibles, c'est-à-dire qu'elles peuvent

90

MANUEL pnaTreun DB L'ÉLEcrnrcrEN

transformer indifféremment le travail mécanique en énergie électrique ou l'énergie électrique en travair mecanique. on vient de voir qu'en donnant à l'anneau Gramme un

mouvement de rotation, on produisait un courant érec_ trique. Réciproquement, si lion envoie un courant dans cet anneau, il se mettra à tourner spontanément. si ce courant est assez énergique, l'anneau pourra même entrainer dans son mouvement un outil quelconque et pro_ duire un travail mécanique utilisable. c'est de cette expérience qu'a été décrui te ra Trançrnr.s-

sion électrique de l'énergie. Pgur expliquer cette réversibirité, ir suffit de se reporter aux lois d'attraction et de répulsion entre cleux courants

ou entre un courant et un pôle magnétique. $ 58. armature. Erectros. Foucault a démJntré que, quand une masse métallique se- meut dans un champ magné_ tique, il s'ytproduit des courants induits ayant une direc,tion perpendiculaire à celre du mouvement. Le même fait se produit dans les noyaux des érectros et dans l'anneau en fer de I'armature (on désigne souvent sous ce nom l,ensembre de I'anneau' compren_ant re noyau cre fer et res bobines). ces courants particulaires constituent une perte de travail. Pour les diminuer, on forme les pôres des érectros.avec des lames métalliques superposées, de manièr.e à ce que Ia masse soit coupée par des plans perpendiculaires aux courants de Foucault. C'est pour ce motif arrrsi que le noyau. de I'armature est fait en firs de fer très doux enrourés en cercle et isolés. Afin de bien utiliser le champ magnétique, Ies pôles des électro-aimants embrassent unà po"iion irrssi g"ande que possible de la circonférence de I'armature. Pour le même motif, il faut éviter que certaines por_

tions du fil de I'armature soient en dehors de |action directe du champ magnétiguel sinon elres constituent sim-

91 Ér,rctnrqurs inutile I c'est du reste ce qui se

MAcHINEs

plemeut une résistance p".r* dans les parties internes de I'armature Gramme' Le noyau dàs électros peut étre fait en acier ou en fonte. Cetle-ci prend plus facilement que le fer son état normal de magnétisme, et le conserve plus constant sous I'influence de légères variations dans la vitesse de I'induit. Mais elle est moins magnétique, elle exige des dimensions plrrs considérables et doit être recouverte d'une plus grande quantité de fil de cuivre' Le noyau des électros doit avoir une masse suffisante pour que sa saturation ne soit pas trop vite atteinte'

59. Calage des balais' - Les deux pôles qui se forment dans le noyau.en fer doux de l'nrmature ne sont Pas' St sur comme la théorie I'indique, placés exactement en Nt' la réalité' En (fig'53)' la ligne NS des pôles lttduct",trs $

Hgnè de ces.-deux pôles est "l NttStt, un Peu en avant aI U position théorique. Donc la ligne neutre sur laquelle on doit caler.les balais se déplace du même angle et se trouve en CD. c'est que I'anneau de fer n'est pas soumis seulement à

I'action. àes pôles N, S; il subit en outre la réaction du courant qui circule dans le fil induit. cette réaction aurait pour effei, si elle était seule, de transformer les parties ^supérieure et inférieure de I'anneau en deux aimants dont tes pôles coincideraient et seraient en A, B, sur le dia' matie perpendiculaire à NtSt. Ces deux influences contraires donnent lieu à une aimantation résultante pour laquelle la ligne des pôles se trouve occuper en NttSftune po.ition intermédiaire entre les deux positions extrêmes N'S' et AB.

Il résulte de cette observation

qu'une position donnée

des balais correspond à un sens déterminé dans la rota' tion de la machinl et gue, Pour obtenir d'une dynamo le

92

MANuEL pnaTreur DE L'ÉLEcTnrcrEN

courant qu'elle peut produire, re sens du mouvement

de

rotation n'est pas indifférent. une autre conséquence c'est que plus re eourant induit est énergique, plus son action sur là noyau de l,armature est forte' et plus la rigne des pôres et la ligne niutre se trouvent déplacées. La position des balais dépend donc de

"

Fig.

83.

Ia valeur du courant produit et doit varier avec elle, ce qui conduit à adopter dans les machines des barais à carage gariable.

Dans la pratique cependant on peut, au besoin, se dispenser de cette précaution. Mais ir faut toujours avoir bien soin, pour obtenir le maximum de .ou"Àt, de faire tourner I'armature dans un sens ter que Ia position des balais soit en avance sur le diamètre ho"irorrt*ï. Les balais sont pracés aux deux extrémités du diamètre

formant la zone neutre. ce sont res points du crrlecteur

MÀcHINEs

93

Élnctntquns

la clui ont la plus grande différence de potentiel' En effet' it s'ajoute bobine chaque à force électromotrice propre diffé' la mesure I'on si et traverse, la celle du courant qui sucrence de potentiei entre Ie balai négatif t: lames

"t collecteur, on voit que cette différence va en augmentant et atteint son mtximum sur le balai positif' doiLes poirrts de contact entre le collecteur et le balai les diminuer vent être aussi nombreux que possible pour

cessives

iu

étincelles. Aussi les balais sont faits soit

.en

fils étirés,

soit en lames minces disposées parallèlement' machines 60. Renilement des machines' - Toutes les déperdes ele"ctriques subissent dans leur fonctionnement ditions d'énergie dues à plusieurs causes' It y a d'allord les courants de Foucault qui' comme on des I'u v,i plus hautr prennêTlt naissance dans les noyaux $

électros et de I'armature.

de Une autre perte provient clu mode de construction abouinduite bobine chaque l,armature. Iau, ext;émités de tissent à deux lames successives du collecteur, et les balais touchent plusieurs lames à la fois, afin qu'il n'y

aitpasd'interruptionducourant.Ilarrivedoncqueles deu* extrémités de la bobine située dans la zone neutre

se sont réunies par le balai mélallique, et que cette bobine moment Au court-circuit' en elle-même sur fermée trouve par oir cette fermeture se produit, la bobine est parcourue donc le courant de la machine I ses deux bouts possèdent une différence de potentiel qui, lorsqu'elle est en courtcircuit, détermine un courant de décharge et' par suite' une perte d'énergie. d'énergie se trouve encore abcertaine

Une

{uantité

successives Forbée par I'aimintation et la désaimantation une élépièces ces dans des masses de fer, qui produisent vation appréciable de température'

94 La

MANUEL pnaTleuB

on r,,ÉlrcrnrcrEN

résistance des firs absorbe encore une portion du travail qui se trouve transformée en chareur. Enfin res frottements et les résistances passives sont une cause

de perte.

Le rendement industriel d'une machine est Ie rapport entre le travail électrique utile rtisponibre *u* bo"nes er le travail mécanique toial clépensé sur l,arbre. Les bonnes machines orri o' rendement industriel de 85 à 90 p. 100. certains constructeurs ont atteint le chiffre

de 95.

La puissance motrice p dépensée peut être mesurée avec un dynamomètre de transmission pracé entre la machine motrice et la dynamo. Pour avoir Ia puissance utle p, on constate courant avec un ampèremètre, Ia différence 'intensité I du de potentier E

aux bornes avec un voltmètre. La puissance est donnée en kilogrammètres par

EI g

P-

Le rendement de Ia dynamo est exprimé par Ie guo_

tient

P. P

On peut procéder de la manièrr obtenir le travail.de Ia dynamo,J

ff:i::iiirïi,I:::

on se base sur ra réversib'ité des dynamos dont nous 'parlé'plus haut. on prend .r.J .""nnde machine llons identique à celre gu'on et on relie res bornes des d:u: dynamos par des"rr"iu, conducteurs offrant très peu de

résistance. La première, actionnée par le moteur, produit un courant qui traverse la seconde et Ia met en ;"r";_

ment. On mesure au dynamomètre la puissance absorbée par la

MacHlNEs

Ér.rctntquns

95

première, et avec le frein de Prony on détermine la puissance produite sur I'arbre de la seconde. Le rapport de ces deux quantités donne le produit des rendement des deux machines, ou, vu leur identité, le carré du rendement de chacuue d'elles. Pour vérifier les résultats, on fait une seconde expérience en intervertissant le rôle des deux dynamos. DESCRIPTION DE QUELQUES TYPES DE MACIIINES MÀCIIINES

À

COURANT CONTINU

Les modèles de machines sont très nombreux au.jour-

d'hui et se multiplient sans cesse. La 'description

de

chacun d'eux nous entralnerait beaucoup trop loin. Nous nous bornerons à indiquer quelques types en développant

seulement d'une façon théorique les différences €seêotielles qu'ils présentent et sans entrer dans les détails de construction. Notre but est d'indiquer les avantages et les inconvénients de chaque système et le meilleur parti que I'on peut en tirer. Nous avons donné précédem' $ 61. Dynamo Gramme. ment la description de I'anneau Gramme et de son collecteur. Le désavantage de cet anneau est, comme nous I'avons vu, que la partie des fils située dans I'intérieur est en dehors de I'action directe des électros, et constitue une résistance inutile. Mais il a le grand avantarge d'être d'une construction facile, et son sectionnement en bobines indépendantes permet, en cas d'accident, de remplacer facilement les parties endommagées. Lo Type d'atelier. Dans ce type créé pour l'éclai- I'inducteur est formé par le bâti rage électrique (fig. 54), même de la machine, et comporte deur électro-aimants

96

uANUEL pRATreuE DE L'ÉLEcrRrcrEN

montés en face I'un de I'autre, de façon que leurs pôles de même nom se trouvent vis-à-vis. Chacun de ces pôles

s'épanouit en une coquille de fonte embrassant I'armature presque sur une demi-circonférence. Cette dynamo

Fig.

5tr'

absorbe 3 chevaux à une vitesse de 900 tours et fournit 25 ampères avec 75 volts.

Drns ce modèle, I'induit est placé la dynamo. L'électro-aimant en fonte se termine par de puissantes pièces polaires enveloppant I'induit presque aux trois quarts. L'arbre central 2o Type supérieur.

à

la partie

-

supérieure de

MacrrrNts Ér_nc,rnrquns 97 est porté par deux supports venus de fonte avec la plaque de fondation. cette machine est très robuste. Le tableau cijoint donne les différents modèl*-"orrrr"oits sur ce type.

o,o.u*rilTF

xuuÉ nos NoùrBRE r.,-rnnsrm I I I get uo I de toure I I tle potentiel I dee machines machinee

ampèr* fn"" ^i",,t"f

7

600

550

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375 787

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70 110

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40 80 60 40 40 30 20 20

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10

770 270

6

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D

D

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220 110 oô 150

D

D

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I

470 300 350

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f u,,or,îi.*""

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70 110

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| ":ll3ï,ï"

PRIX machines en frarice

I

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700 ))

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4oo 300

I I

3o Machines à galoanoplastie. _ Les machines à galva_ noplastie sont disposg"s de la même façon; mais e'es offrent très peu de résistarr.*, d" manière à donner une grande intensité. Le condu"r.o. enroulé

sur les électros

IuaNUEL PnÀTIQuE DË L'ÉLEcTRIcIBN

98

unique' d:1'. la largeur est formé d'une lame en cuivre et qui fait plusieurs occupe toute la hauteur de l'électro tours sur le noyau' modifications : sur L'anneau a reçu aussi quelques entailles et plusieurs de deux rondelles de cuivre m.rrries barres de de série clavetées à l'arbre, est placée une 'cylindre comun cuivre isolées entre elles et formant collecteurs' Le fil plet dont les deux- bouts servent de sur ce cylindre; enroulé de fer qui forme le noyau est série de barres seconde une il est lui-même recouYert par gont reextérieures et de cuivre. Les barres intérieures rayonnantes' de façon à liées entre elles par des traverses former un conducteur sans fin'

Le type

Do

employé dans les usines [, principalement 'dorurl, dépose à I'heure de 600 g à

d'argenture et de

au maximum de d'argent; l* p''i"*"''e absorbée est cuivre' il précipite t cheval. Utilisé pou' I'affinage du de 5 chevaux' puissance une jour avec 250kg de ce métal par

I kg Il

coûte 2400 francs' cette machine d'n"l.''"

300

-

1"r,,. 4

,',

vitegse.

500 tours'

tiil -

Lamachineno2déposeparheurelS0à250gd'argent, une

en consommant ou 50 à 80 g de nickel ou de cuivre' à I cheval' Son prix kgm 20 puissance motrice qui varie de est de

t

500 francs'

Elle débite : Àmpèrea.

65

-

Yoltc'

Viteese'

6

800 toure'

T'il33 -

spécialeEnfin une grande machine de 12'000 francs '

Élrcrnrquns

MAcETNEs

99

ment employée pour I'affinage du cuivrer p€ut facilement produire une tonne de métal parjour. Sa vitesse normale est de 500 tours et, dans ces conditions, on obtient, suivant les besoins, 3500 ampères et 4 volts, ou 1750 ampères et 8 volts. La vitesse peut être portée jusqu'à 750 tours, ce qui augmente la force électromotrice de 50

p. r00.

$

62. Machine Siemens.

ture est combinée de façon-

Dans cette machine, I'arma-

à ce que le fil soit presque

Fig.

55.

tout entier soumis à I'action des électlos I et I'enroulement est fait de manière à ne pas présenter de Parties internes comme dans I'anneau Gramme. L'induit (fig. 55) se compose d'un noyau cylindrique en fer entouré de fil; mais celui-ci est enroulé dans le sens longitudinal et seulement sur la partie extérieure du cylindre. Les portions de fil qui se croisent sur les deux bases du cylindre sont encore sans action utile. Pour diminuer cet inconvénient, on a augmenté la longueur du cylindre. Cette machine présente un collecteur et ûû cotnmutateur analogues à ceux de Gramme. Le fil de I'armature est divisé en huit bobines. Les huit bobines (fig. 56) ont leurs seize bouts désignés par les chiffres 1,2,3....8, Lt12t23t.,.. E; la première

100

MANUEL pRÀTIeuE DE L'ÉLEcTnIcIEN

bobine.commence par t et ffnit par Lf, la cleuxième com. mence par 2 et finit par 2t, etc... Soient a et e les deux lames du collecteur en contact avec les balais. Les deux courants induits dans I'armature qui, comme dans I'anneau Gramme, viennent s'asso-

Fig.

56.

cier en quantité dans le circuit extérieur, suivent respectivement les chemins a 22t 33t

-d e. sJa-55'-h- -LLt-b_ 66'- g-77'-f-c-44'-s à I'inducteur, il se compose de deux -88'électroQuant aimants situés I'un à droite, I'autre à gauche; ces électros ont leurs noyaux et leurs pôles communs; il existe donc un pôle Nord unique N et un pirle Sud S. Ces inducteurs formés d'une série de lames de fer, sont légèrement arqués sur la bobine et produisent ainsi un champ magnétique bien

réparti.

MAcHTNEo

Ér,rcrnrquns

lOt

Les fils des électro-aimants sont enroulés sur des carcasses en tôle que I'on glisse sur les noyaux.

Cette mashine peut, sous cette forme, être employée il la production de la lumière, au transport de l'énlrgie, à la galvanoplastie; il sulfit, pour cela, de faire varier en conséquence les dimensions des organes et les diamètres des ûls. TYPES DE DYNAMOS SIEITENS

.

lrxrnxsrrÉ lutrrÉnulrcn de PoteDtrel

DESIGNATIONI

en ampèree

^

D1

40

Dr

25 20

Dc SDe SDz

t2

SDr

40

SDs SDz

30 24

t2

SDs

20

SDr

16

I

I aui bornee | €D volts ))

)) )) )) D

110 110 110 66 50

NOMBRE de toure

par minute 600 950 1 300 950 950 100 300 500 600 1. 550

I I I I

PUISSANCE MOîntca néceegaire

en cheraut

4 3 f)

6 3 7

6 t/2

4 tlz

2112

I tlz

Les machines Edison ne préS 63. ilachine Edison. sentent dans leur construction aucun principe particulien

Le noyau de I'armature est formé de fils de flr, comme celui de Gramme; sur ce noyau le conducteur induit est enroulé conformément à la disposition siemens I enfin, Ie

sollecteur est identique au collecteur Gramme. La particularité de ces machines consiste dans res fortes dimensions données à I'inducteur. ce dernier se compose,

en effet, de deux bobines verticales d'une très grande hauteur, réunies à leurs extrémités supérieures par un bloc de fer et formant ainsi un électro-aimant très puissant. Ces bobines se terminent en bas par deux piè"u* 6.

MANUEL PBÀTIQUE DE L'ÉLECTRICIBN

LO}

massives en fer qui constituent les pôles magnétiques entre lesquels. se meut I'armature. Les bobines qui composent I'anneau induit sont en nombre impair, à I'inverse des autres machines. De cette façon, elles ne sont plus diamétralement opposées deux à deux, et les balais ne peuvent jamais en mettre qu'une à la fois en court-circuit. Les machines Edison ont une très faible résistance intérieure. Elles sont destinées à l'éclairage électrique à incandescence et doivent être employées avec des lampes disposées en quantité. Quant à I'excitation des inducteurs,

elle est produite par une dérivation du courant de la machine ou par le système compound. Dans un modèle récent, I'induit est compris entre quatre électros verticaux. Les tableaux suivants indiquent les types les plus adoptés dans I'industrie. DyNAMos

A ExcITÀTrox nÉnrvÉn ou

coMPouNn

,assgs PoLÀrREs rwrÉnrrunss

nÉur gE. É

NoRMAL

o g

en ampères

â

Bobinace à

lË

TD

c

B-È

o

e

a,= x

, ,o

@

z

3 lL

5 6 n

8

2 200 4 400

I

17 26 35 55 88

800 600 400 000 000 000

DC

20

110

40 80

220

I

2

160

I

1

330 490 045 520 670 370

440 680 880

240 320

2 3

375

500

D O/O

200

800

750

tl

5-É .4

-kg I5'

.no =9 .;:F ei

40rt 150 000

fr.

1

800 200 000 000 900

F'o

56 s=

l|È sO .69

-fr. 82

725

650

3 3 5 1100 7 500

207 310 400 550 765

375

14 000

D

900 800

2

MACETNES ELECTRTQUES

DYNÀMOS

A EXCITATION .!a b

at)

lI]

).

F

E" 3:i Ë:Ë 'E: ô:F Ë

)BBIT

:Ëc

E-F

.lg

COMPOUND

I{ORIIAL

103

A ARMÀTURE SUPÉRIEURE E

EII AMPERE1

Bobinage

à

o

tt)

o

Ê.8 s.

o

É

z

É83 33*

o= ,a 4X cé Fo

kg

X

.É

fr.

mm,

c 2 200

tc

40

30

20

180

2

100

150

600

D

3

300

82

60

4D

30

305

I

650

180

750

H

6 600

165

120

90

60

220

1

400

220

I

450

Les machines Thury conS 64. ilachines Thury. struites par la Compagnie cle- l'Ind,ustrie Elecnigze dans ses ateliers de Genève, Paris et Gênes, se font, suivant leur puissance, à 2,4, 6,8 ou 12 pôles. Les types bipolaires ne présentent aucune disposition bien saillante, ils ont un induit à tambour avec un nombre impair de sections. Les machines multipolaires sont remarquâbles par leur faible vitesse angulaire et leur rendement industriel. Ce dernieî résultat est obtenu : lo Par le peu de longueur donné au circuit magnétique, par ses propor.tions, ainsi que par le choix des différents éléments entrant dans sa composition; 2o par le peu de résistance que présente I'enroulement inducteur, les ampères-tours nécessaires étant produits avec le minimum de perte; 3o par la faible résistance de I'induit, la longueur de conducteur inutile étant aussi réduite que possible; 40 le grand diamètre de I'induit permet d'en effectuer I'enroulement avec une seule couche de conducteur, ce qui réduit très sensiblement I'entrefer, et par conséquent améliore le rendement.

IUÀNUEL PRATIQUE DE L'ÉLBCTRICIEN

104

MÀCEINES THURY

Types

'Watts

Poles

Viteess

Poide

(Ks) M1

Mr Mr Mr Mr

1 3 6 7

Cr Cr

l0

Ce

15 20

Cr Co

25

HBC

33 44

EBN

UBL HDC HDN

HDL HEC

BEN

o

DS

60 60 80 105 140 200 300 650

400 800 650 500 600 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

6'

,.) ()

q 2 2 2

4 4 6 ô 6 6 6 6 6 6 8 72

2

600

46 90 180 310 420

2 000

I 500 1 350 I 300 I 100 I 000 900 6ô0 600 500 478 450 350 360 350

276 276 200 160

too

1 1

I

2 3 4

4 6 7

600 870 200 600 650 500 400 000 500 &00

900

10 000 13 000 18 000

Ces machines se construisent pour tout voltage jusqu'à 4000 volts et conviennent également pour électrochimie, élecmométallurgie, éclairage, traction, transport et disribution de travail. Elles sont excitées suivant les applica-

tions, en série, en dérivation simple ou compound, ou encore séparément. Le graissage des paliers est automatique (à anneaux), et les balais sont remplacés par des frotteurs en charbon cuivré de forme trapézoidale qui maintiennent au collecteur son poli et ne I'usent que d'une façon inappréciable, ils suppriment les étincelles.

MAcHTNEs

Éuc'rnrquns

r05

Les types â 65. ilachines Rechniewsky. - électrique suivants ont été établis par la Société I'Eclairage z

PUISSANCE utile

Watts Ro

Rr Rg

A1 Re Rg

Rlo

Ir l1

l3o 10

Rnr

t4

Ru Rls

20 26 36 60

Rrt

70

Rro Rer

110 200

Rno

Rrz

100 600 l6 lo IL 000 6 850 300 o 700 tr 000 000 000 000 a 000 000 000 ) 000 I ê.4 000 l

"Ë

-'-

I rrnlrrHt I

industriel

0,70 0,80 0,84 0,85 0,87 0,90 0,91

0,93 0,93 0,93 0,93

0,93 0,94 0,94 0,9&

PUISSANCE

POIDS

absorbée

en

chevalrr

0,20 1,00

1,60 3,00 5,20 8,75 15,00 21,00

29,00 37,00 62.00 72,00 102,00 160,00 290,00

(Ks)

VITESSE angulairc (cenl Per Ê

9r8 3rg 5r3

720 880 900 900 7 020 120

tb

t I I 7 I I

ËR

iLÈt:' E'P

oeÉ

€.Ë

t20

300 300 200 5) 000 760 7 600 1 900 I 700

Ë

Ë

Ëor 60d

La machine Rechniewsky est caractérisée par la construction des noyaux inducteurs et induits qui sont faits complètement en lames de fer doux, minces, isolées entre elles. Ce système diminue beaucoup le poids de Ia machine.

Les courants de Foucault sont réduits dans une grande

proportion. L'induit, de forme dentée, a I'avantage de bien protéger le lil. La bonne utilisation des matériaux a permis de donner à la machine une grande légèreté.

S 60. Ilynamos multiplex Sautter Harlé

et

Ctc.

Machines compound pouvant servir à alimenter des régulateurs à arc ou des lampes à incandescence.

MÀNUEL PnaTIQUE DE L'ÉLECTRICIEN

r06

FORCE TOURS

TYPES I par

électromo-

minutell,(ampères) .l

rrice (

Duplex zb ûol

Zc zdl

I

900

Yolt8 )

500

DO

400 250

70

I

POIDS

PursSIxcl abeorbée

(xs) 11"h.""ot1 W+

I

500

2

000

4

800

1C'5

tr4

tû

I

Trtplex I SàI Sc l

sdt

Quadruplex

RôI Rc Rdl

600 500 400

600

DD

70

106

43 66 68

I

I

:

400

I t

1

900 500 000

55

70 105

a 67.Ilynamos à pôles intérieurs siemens et Halshe. Ce qui carâctérise ces machines, c'e:" que I'armature -sert elle-même de collecteur. Les inducteurs I fixes (fïg. 57) sont placés dans I'intérieur de I'anneau, au nombre de t0; ils présentent une section rectangulaire, et sont fixés dans la direction des rayons sur un châssis annulaire. Le noyau de I'induit est formé de disques en tôle isolés. L'armature est supportée en porte-à-faux par des bras a isolés fixés sur une étoile en bronze. L'enfoulement de I'induit se compose de barres en cuivre d. Les bouts de ced barres sont réunis par un étrier c, de façon à former une spirale continue dont les différentes Parties sont isolées entre elles. Les barres extérieures r, servent de collecteur. chaque porte-balai est muni de trois balais ô. Les portebalais sont adaptés à une étoile g que I'on commande par une roue engrenant avec une roue dentée. Les porte-balais peuvent être tournés au moyen des leviers f reliés par des piet.t à coulisse avec une autre étoile.

MÀcHiNEs

Élnctntqurs

L07

Ces machines sont attelées directement sur le moteur. Une dynamo de ce genre installée à la station électrique de la spandauerstrass, à Berlin, peut fournir 2000 ampères

et 140 volts aYec une vitesse de 80 tours. La pertelde potentiel dans I'induit est de 3,5 p. 100. Le poids total est 26000 kg. Le rendement est de 95 p. 100. Des machines analogues d'une puissance de 1000 chevaux

ont été construites à Berlin.

Fig.

57.

Des dynamos de la même espèce sont établies à la station électrique de Clichy; elles ont 8 pôles intérieurs; commandées directement par des machines Corliss, elles font 60 tours avec une puissance de 500 chevaux' machine, construite $ 68. Dynamo llesroziers. - cette par la maison Bréguet, se distingue des dynamos précédentes par la disposition de son induit qui a la forme d'un clisque, et par la suppression de la masse de fer qui dans les machines à anneau et à tambouf constitue le noyau de I'induit. Le champ mrlgnétique est donc créé par les électro-aimants seuls. On supprime ainsi les effets nuisibleS dug aux courants de Foucault.

108

MANUEL PNATIQUE DE L'ÉLECTRICIEN

Le système inducteur est multipolaire. Les différents types construits jusqu'à présent ont ti ou l0 pôles. Les inducteurs sont placés parallèlement à I'axe et symétriquement de chaque côrté de I'induit qui tourne dans un vide

annulaire ménagé entre les pôles des bobines. Si I'on considère, pâr exemple, une machines à 6 pôles,

Fig.

58.

le.champ tout entier comprend 6 zones alternées, dont 3 à flux positif, 3 à flux négatif. On peut donc représenter ce champ schématiquement (fig. 58) par 3 zones hachurées et 3 zones non hachurées. Les lignes de séparation représentent les régions pour lesquelles I'intensité de champ est nulle. Les axes de symétrie des 6 zones sont, âu contraire, les régions pour lesrluelles I'intensité de champ est maxima.

rracnrNns

f:lucrnrquns

109

L'induit est formé essentiellement de portions de ûls radiaux comprises entre deux circonférences coDC€ntriques à I'arfre. Ces lils sont reliés entre eux, dans un ordre déterminé, par des développantes de cercle. Les connexions forment, par suite, deux couronnes de {ils, I'une extérieure, I'autre intérieure à la couronne des fils radiaux, e[ il n'existe aucun croisement de fils dans tout I'enroulement.

La droite OA étant une région neutre, le déplacement d'un fil radial dans cette région ne développera dans ce Iïl aucune force électromotrice. A mesure qu'il avancera tiers l'axe Oa de la première zone à flux positif, une force électromotrice de plus en plus grande s'y produira. Puis cette force décroîtrû, pour devenir nulle quand le fil sera en OB. La force sera de sens contraire et croissante en valeur absolue jusqu'en Oû, elle décroîtra en valeur absolue

jusqu'en OC, oùr elle deviendra nulle. Dans un tour plet les mêmes phénomènes se produisent trois fois.

corD-

La puissance d'une machine est proportionnelle, comme on I'a vu, $ 53, à la vitesse de I'induit, au champ inducteur, à l'intensité du courant circulant dans les sections induites.

Or, dans la dynamo Desroziers, ces 3 éléments sont susceptibles d'être bien utilisés. En effet, la disposition en rayons des fils permet d'atteindre des vitesses élevées, la force centrifuge n'ayrnt d'autre action que d'exposer

I'ensemble à un travail d'extension. D'autre part, grôce à

la disposition des fils, on peut atteindre une vitesse

linéaire de 20 à 25 mètres sans que la vitesse de rotation soit considérable. Les champs magnétiques possèdent une grande puissance, parce que la réaction de I'induit sur I'inducteur est beaucoup diminuée par I'absence du noyau de fer et la suppression des courants de Foucault dont I'effet est d'augmenter la température du fil. Enlinl 7

110

MANUtsL PRATIQUE DE L'ÉLECTnTCTEN

les fils induits étant tout ir fait séparés les uns des autres sont soumis à une ventilation qui les empêche de s'échauffer.

Pour l'éclairage des navires on installe plusieurs groupes formés chacun d'un moteur vertical compound et d'une dynamo Desroziers, reliés entre eux par un accouplement élastique du système Raffard. Sur le paquebol Le ^ÎaintLaurent, par exemllle, il existe deux groupes disposés de cette façon. Les dynamos clonnent, âr lavitesse de 350 tours, 175 ampères avec une tension de 105 volts.

Plusieurs dynamos Desroziers sont employées actuellement dans les secteurs éle'ctriques de Paris par' lt Société pour la transmission d,e la force par I'Electicité, et Pflr la Ci" Pupp. Voici quelques types de ces mrchines :

It.l,clrrnns ÉlrcrnreuËd

I,LL

SERIE A VITESSE NONMALE POUR COM.UANDE PAR COUNNOIE

NONTBRE TYPES

AMPERES

VOLTS

dc tour8

par minute

r i*g I r i+g I

r fif I

r iË3 I r 8i3 | T# |

T# |

T# |

r i:3 | r îfg I

r;i3 | r fË3 | r;f3 | T# | r *i I r *# |

r:s

110

DIÂMETItE dc

PRIX

la poulio

(t*)

(F".)

800

340

3

200

400

4

200

zzo

110

800

eoo

110

650

500

5

500

aoo

110

650

500

6

500

700

8

000

roo

110

500

eoo

120

350

900

rzoo

720

300

spécial

18 000

rooo

120

300

))

23 000

800

13 000

zoo

70

szo

70

800

340 I 400 |

aro

70

650

ooo

70

650

zco

70

500

rzoo

70

350

zooo

70

300

zsoo

io

300

3

200

4

200

5oo I

s

soo

500 |

6

600

700 I 900 |

8

000

t3

000

spécial |

))

|

18 000 23 000

MÀNUEL PnÀTIQUB DE L'ÉLECTnICIBN

112

sÉnrn À vlTEsslt nÉuurrn pouR ACCoUPLEIUENT DInECT avEc I\lorEUn a 350 rouns Diamètre

NOMBRE TYPES

ÀMPERES

VOLTS

la poulie

par minuto

(mm)

M#*

t25

70

350

M *i3 M ÊË3

200

70

350

300

70

350

M

iË3

150

M

3""4

300

100 100

de

de tourg

PRIX (Fr.l

4

200

par

5

500

accouple-

6

500

ment

6

500

élastique

I

000

Commande

350 350

MACHII{ES A COURANTS REDRESSES $69.Dynamo Thomson-Houston.

-

f)ans cette machine,

du courant reste toujours constanter i[uel que soit le travail ir produire, et elle est, dans une certfline mesure, indépendante de h vitesse. o. y est arrivé au

I'intensité

moyen d'un régulilteur automatique qui agit pour déplacer les balais, de façon à faire varier la force électromotrice suivant les résistances it vlincre. Aussi cette dynamo corrvient-elle à une distribution d'électricité destinée ir des appareils disposés en série; c1r dans ce cas I'intensité est independante du nombre d'appareils en service. L'inducteur comprend deux bobines G, Gt (lÏg' 59)' enroulées sur des cylindres creux placés bout à bout, de façon à ménager seulement le passilge de I'arbre de ro'

tation. A I'intérieur, les cylindres se terminent pûr une cavité sphérique dans laquelle se loge I'induit. Leurs bouts opposés forment deux rebords extérieurs réunig

MAcHTNEs

Ér,ncrnrqurs

r13

entre eux pilr des tiges de fer qui maintiennent les deux cylindres et seryent à protéger les bobines. La machine est excitée en série. L'induit a la forme d'une sphère un peu aplatie (tig. G0). Son noyau comporte deux coquilles en fonte S, Sf, réunies par des barres de f.er d, d. Sur cette calrcasse on enroule le fil de fer'W formant le noyau. Ce dernier est

È'ig. 59.

recouvert de plusieurs couches de papier isolant, sul. lequel on cnroule le fil de cuivre isolé. L'induit comporte trois bobines. Sur chaque demi-sphère sont placées des baguettes en bois dur J, J qui servent à retenir les fils et à guider I'enroulement. Les bobines sont rnaintenues par de gros fils de laiton. Ces trois bobines fonctionnent comme trois anneaux calés à 1200 I'un de I'rutre. La figure théorique 61 les représente réduites chacune à une spire moyenne. Quand elles tournent, elles sont traversées par un courant

qui change de sens chaque fois qu'elles llnssent dans le

l,l.tr

MANUEL PNÀTIQUE DE L'ÉLEÇTNIÇIEN

plan perpendiculaire ù I'axe des inducteurs, c'est-à-dire deux fois par chaque tou.r.

Le collecteur sert à recueillir ces courants et à les reflresser. Il est formé de trois segments en cuivre isolés entre eux et Occupant chacun le tiers de la circonférence. Chaque segment est attlché au bout finissant d'une bobine, et les trois bouts commençants sont soudés en /t. La {igure 62 représente théoriquement le collecteur et

J Fig.

E

Lfiotr'E

60.

les bnlais frottant à sa surface. Les balais gont au nombre de quatre, et ils sont reliés électriquement deux à deux : B, avec Br; B, avec Bo. On a ainsi deux paires de balais

pour chaque borne positive et négative. Les btlais de même nom sont séparés Pilr un angle de 60o sur le collec' teurl ceux de noms contraires, pilr un angle de 120o. Les trois bobines, telles qu'elles sont représentées sur h figure par 1,2, 3, sont donc toujours en circuit : I et 2 sontassemblées en quantité, et elles sont en tension avec 3.

MAcHTNEs

Ér,ncrnlquns

115

Supposons maintenant qu'on décale les balais, ceux de chaque paire étant déplacés en sens inverse I'un de I'autre de façon à ce que leur angle soit plus grand que 60o, comme I'indiquent les traits pointillés de la figure. Les balais de noms contraires sont alors à moins de l20o I'un de I'autre, c'est-à-dire à une distance moindre qu'un segment du collecteur'. Dans ce cas, les trois bobines sont en court-circuit. En effet, le courant partant de h, point de jonction des trois bobines, arrive flu segment a par la

Fig.01. I'robine t; il y palvicnt encore par la bobine 2, lc segrnent 6, le balai B'* et le halai l3'*. I)u segmcnta, il passe

au segrnent par B'., ct B'r, puis il trâverse ll bobine 3 et revient au point/l. l,t plocluction tlc la machine est donc arrêtéc.

l\'Iais bien qu'il ne soit plus alimenté prtr l'induit, le circuit extérieur reçoit encore un courant. Car it chaque court-circuit les inducteurs se désaimantent un peu et produisent un courant qui prolonge celui des bobines. L'inducteur sert de volant d'intensité. L':rimantation

t16

MANUEL PRATTQUE DE L'ÉLECTRICIEN

perdue est restituée quand I'induit est de nouveatl remis en circuit avec les inducteurs.

Pour que la force électromotrice se modiffe suivant les

besoins du circuit extérieur, on

a imaginé le

système

suivant qui produit le décalage automatique des ballis.

G, G' (fig. 62) représentent les deux bornes de la machinei C, C'les électro-aimants inducteurs. Le coul'ilnt

Fig.

fi2.

treverse un double solénoide FFt, dans lequel se meuvent deux noyaux réunis par une culasse suspendue à un ressort que l'on peut régler. Le courant est rmené au solénoide par un contact D. Afin d'éviter les étincelles en ce point, une résistance en charbon N est établie en dérivation sur le contact D qui ne laisse passer qu'une partie du courant principal. Si I'intensité du courant devient mop forte par suite de la diminution de résistance du circuit extérieur, le solé-

MAcHTNEs Érucrnrquns

tL7

noide attire son armature, et le contact en D est rompu, Le courant de la machine suit alors la ligne pointillée et traverse l'électro-aimant H qui attire son armature L. Celle-ci, au moyen de la tige 1lI, agit sur les balais 82, B, portés par une barre rigide mobilc autour de I'txe de I'induit, et les fait tourner. Par une série de leviers elle actionne une seconde barre portant les balais B, et B*, et les fait tourner en sens contraire. Un frein à glycérine disposé sur I'armature L en atténue les déplacements trop brusques. Grâce à cette disposition, chaque fois que I'intensité du courant varie par suite des changements de résistance du circuit extérieur dus, par exemple, à I'allumage ou à I'extinction d'une certaine qulntité de lampes, le réglage auto. matique ramène I'intensité it sa valeur normale. Le même effet se produit lorsque la vitesse de la machine vient à

varier.

Cette dynamo convient pour les lampes à arc dispoen série et l'éclairage des rues. \roici les diflérents

sées

types.

ryp's C

E G

H

I

J K

L

M P

.::î"ï' p""'ïi""*ll'*'u*.'"'lïffii#ïff1 ampèree .::1.""î1"""

|

I

|

1

I

250 000 950 900 850 850 850 850 850 850

9,6 )) )) ))

) )) D

)) )) D

I I

1 2

150 400 500 600 800 900 000 200 500 500

,o,o, total Kg 270 540 860 900 200

230 270 ?50

900 350

| "*,* lr,

2 750 5 000 7 000

7

I I

11 15 16 20

500 500 000 000 000 000 000

MANUEL PNATIQUE DE L'ÉLECTRICIEN

118

MAC HINE

i$ fir"miff

ALTERNATIFS

Les machines à courants Ûlternatifs, ?0. Théorie. l'eposent sur le principe Alternateurs' aussi nomme qu'on $

suivant

:

Les bobines induites sont placées sur la périphérie d'un disque et se meuYent entre les pôles opposés de deux

Fis.

63.

séries d'électro-aimants (fig. 63). Ces pôles sont alternativement de noms contraires, de telle sorte que les lignes de force de deux champs magnétiques successifs ont des directions opposées. Le courant induit est donc de sens contraire dans deux bobines successives, et I'on arrive à associer les actions de ces différents courants en réunissant les bobines ainsi que I'indique la figure. De . plus, comme le sens du courant se modifie dans chaque bobirle, lorsgue celle'ci Passc d'un champ magnétique

traclrtNEs

ELECTRTQUES

119

il change à lt fois dlns toutes les bobines et, par suite, dtns le circuit extérieur, entre les balais oir dans un autre,

il

est recueilli. Conrme la vitesse de rotation est considérablu, 1". p"rsages des bobines devant les électros se succèdent à des

intervalles fort petits. Il en est de même des renversements du courant, et I'on arrive à avoir dans le circuit extérieur des courants alternatifs très multipliés. Pour les alternateurs à disque, on ér'ite I'emploi du fer dans I'armature. Le fer procure, il est vrai, des champs magnétiques intenses sans exiger une grande force d'excitation; mais il donne lieu à des courants cle Foueault qu'on diminue, comme on I'a déjà vu, en divisant ces

et en les séparant par des couches isolantes à la force qui engendre les courants partsites. Il y a, en outre, production d'hystérésis tlans Ie fer, et accroissement de ln self-induction masses

disposées normrlemcnt

de I'armature dû aux noyaux mobiles. Les cour.ants de Foucault dans les fils induits sont plus importants avec les alternateurs qu'avec les machines à courant continu, à cause du grand nombre de pôles inducteurs. Ce fait est encore plus sensible avec induits à noyaur de fer qui produisent des variations brusques du champ magnétique, au moment oir les pôles changent de sens dans les noyaux. Ces différents effets diminuent le rendement des alternateurs. Aussi a-t-on avantage à supprimer le fer. dans les armntures et à leur donner une forme très plate pour diminuer I'entre[er.

71. Machine Siemens. La dynamo Siemens - sur le principe énoncéà2êcourants alternatifs est basée 70. Elle e.omporte 2 rangées d'électro-aimants fixes disposés de manière que deux champs magnétiques successifs soient

orientés en sens inverse. Les bobines induites tournent entre ces électros

gui sont excités prr

une machine indé-

L20

MÀNUEL PRATTquE

os L'Ér.rcrRIcIEN

pendante I courant continu' dite eacitatice,et leur nombre est égal à celui des champs magnétiques. Les électros ont pour noyaux des barres rondes de fer' doux sur lesquelles est enroulé le fil inducteur. L'armature mobile est forrnée de deux plaques métalliques dont l'écartement est maintenu par des entretoises en bois autour desquelles est enroulé le fil induit. Les deux bouts du ffl induit aboutissent respectivement à deux bagues métalliques constituant le collecteur et sur lesquelles frottent les balais.

ilachine Gramme. - Dans les. mrchines Gramme à courants alternatifs employées pour l'éclairage par les bougies Jablochkoff, les électro-aimants inducteurs sont mobiles, et I'armature est fixe. Celle-ci a la forme d'un cylindre assez long, recouvert de fil et sectionné en bobines distinctes, comme I'anneau de la machine à courant continu. A I'intérieur de ce cylindre sont huit électroaimants inducteurs, disposés radialement de façon que sur là circonflérence extérieure, leurs pôles soient alterna$ 72.

o

tivement de noms contraires. Cette disposition supprime

le collecteur; le

courant

excitateur est amené par deux balais à deux cercles distincts et isolés, Iixés sur I'itrbre de la mlchine, et de là il passe successivement dans les bobines des électros. Au début, ce courant provenait d'une machine séparée, comme dans la machine Siemens, ce qui compliqulit les transmis' sions. I\I. Gramme a simplifié cette disposition. La dynamo actuelle se compose en réalité de deux machines distinctes, mais qui sont montées sur le même axe et mises simulttnément en mouvement. L'une d'elles est à courunts

alternatifs, l"excitatrice est ir courant continu. L'installation devient ainsi plus simple et moins coûteuse.

Il existe trois types de cette machine,

appelée

r2I

ruÀclnNEs Élncrntgurs

auto-eîcitatricc et fabriquée

per la

sociét'ê. l'[lclairage

électique IiOTIBRE DD FOYERS Jabtochlkoff

fr.

kg

2 i\4 6,8 it10

12, 16,

195

'z7i 635

20

On compte environ la puissance de

I

I

800

2 500 4 000

chevll Pour

l&

consommution de chaquc foyer Jablochkoff' dynnrno possède une

$ ?S.Machine Femanti' - Cette ilrmature incluite qui tourne entre deux rangées circulaires

Fig.

64.

d'électro-aimants dont les pôles chnngent de noms alternativement. Chaque rtngée (fig. 64) contient L6 électros N, S, Nt, St....; ils sont montés en série et excités parune dynamo indépendante. L'armature se compose d'ttn long ruban de cuivre aynnt 36 mètres de long, 12 mm. de largeur et 2 mm. d'épaisseur.

122

Il

MANUEL PnÀTTQUE DE L'ÉLECTnTCTEN

est contoyné en forme de feston suivant ra courbe LL.

Le nombre de

ses boucles est B, c'est-r-dire moitié du

nombre des électros; il s'enroule ,,2 fois suivrnt cette même courbe, formant ainsi 12 boucles isorées entre elles. ses deux bouts sont soudés à deux pièces isolées fixées à à I'axe, sur lesquelles frottent les balais. Soient deux parties voisines ab, cd de ce ruban. euand

aû s'approche du champ magnéticlue N, crl s'approche du champ s orienté inversement. Les courants induits dans les deux éléments sont donc contruires; mais comme les directions ab, cd' sont elles-mêmes o;rposées, les deux courants s'ajoutent. Il en est de même pour toutes les boucles, et la rotation produit un courant en ab, crl, chaque fois que ces éléments passent d'un champ magnétique dans un autre, c'est-à-dire 16 fois prr tour. cette machine ne possède aucune pièce de fer dans son armature, qui est, par suite, très légère. Aussi peut-elle tourner à I 900 tours. La résistance de |armature n'est que 0,0265 ohm. Ces dynamos sonr em$ 74. Dlachine li[estinghouse. ployées pour les distributions par- trans'ormateurs suivant les types suivants :

Nombre dc lampes Ampères Yolts Nombre de tours $ 75.

llachine Zipernowsky.

_g 19-3 650 lg00 gS 65 t0b0 t0b0 f600 f000

:

lg0 1050

t000

Ces
à la distribution plr transforrn'teurs modèles que voici

2600

MÀCETNES ELECTnTQUDS

123

TYPE

Volts aux boroes. . Puiesance en wotl Toure pan minute . Nombre de pôlee.

Poida en kg.,...

.

7

000 2

0 000 830 6 ))

5 000

2

6t

62

nl 77

I

A 76. Excitation des inducteurs.

vu en décrivant différents

5 000

o

80 000 160 000 380 00(

30

6

360

770

1,4

30

000

6

000

72i 23

Comme nous I'avons

- tl'alternateurs, systèmes

ces

machines peuvent être excitées par une clynarno spéciale à courant continu I c'est le système le plus générllement adopté. D'autres fois, la machine est auto-excitatrice; on envoie dans les inducteurs une dérivation du courantinduit qui est préalablement redressé par un commutateur spécial. Ce système complique certains détails des machines qui sont soumis à de hautes tensions et qu'il faut, au contrûire, chercher à simplifier. S 77. Régulateur

de courant, Système Ganz. C

-

De

même que dnns les machines à courrnt continu, on peut avoir besoin avec les alternateurs soit d'une force électromotrice, soit d'une intensité constante. Pour obtenir une

12tr

MANUEL PRÀTTQUE DE L'ÉLBCTRICIEN

diflérence de potentiel constante avec les machines autoexcitatrices, M. Ganz emploie un enroulement compound. La mrchine étlnt supposée en M ({ig. t5), et CC' représentant le circuit extérieur, deux transfot'ntateurs T, Tt sont placés, I'un Tf en dérivation, I'tutre T en série sur ce circuit; ils produisent des courants secondaires à basse tension qui, après avoir été redressés par un cornmutateur, servent à I'excitation et jouent le même rôle que dans les dynamos à courant continu. $ 78. Courants

alternatifs polyphasés.

-

Avec les ma-

chines que nous venons d'étudier, on ne peut obtenir qu'un

I' {"

Fig.

G6.

seul courant. Mais une machine peut être disposée de manière ir produire i\ ln fois plusieurs courârnts llternatifs. Avant d'entrel dans cette étude, nous allons établir quelques définitions. Considérons (fig. 66) une série de bobines passant successivement dans les champs inducteurs NS, StNt... Comme toutes les bobines induites ont ll môrne llosition prtr rtp'

MAcHINEs

Élrctnlqurs

L25

il sulfit de suivre l'une d'elles dans comprendre ce qui se Passe dans lt pour son mouvement

port aux inducteurs,

mnchine entière. Quand une bobine se rouve sur la ligne neutre OOt de deux champs magnétiques voisins, la force électromotrice

est nulle. Puis, elle va en augmentant et acquiert son la bobine arrive sur lt ligne des pôles N'St; ir partir de là elle diminue pour redevenir nulle en

maximum lorsque

Fig'

67.

PPt; ensuite les mêmes phénomènes se reproduisent jusqu'en QQ'; mais comme les lignes de force de ce champ .ot i a* signe contraire à celles du premier, le courilnt induit aussi est de signe contraire.

Pour représenter graphiquement les variations de ll force électromoirice, portàns en abscisses (fig. 67)les valeurs des

temps et en ordonnées les valeurs de la force électromotrice, on obtient une sinttsoide O NI N P' On appelle période I'intervalle de temps compris entre les passages de i.r bobine induite en deux points oir la force électromotrice a deux valeurs égales et de même signe' La fréquence est le nombre de périodes par seconde' Sur la fig,67, OP est une période' On dit que deux cou-

t2$

il.tNUEL PnATTQUB DD L'ÉLhCTnrClEN

rants alternatifs ont même phase, quand leurs périodes sont égales. Du reste ces phases égrles peuvent coirrcinder ou non. Ainsi le courant ,r ,n , p a des phases églles, rnais discordan es ilvec O M N P; on clit alors qu'il a sur celuici un retard de phases, ou qu'il est décalé d'une certrine fraction de période. Si, pm exemlrle, O r esr égal à O P, le courant

r mz p

esr décalé

surO M N p a"

f a" f

ae

période.

' Une même machine peut être combinée de façon à produire plusieurs courants alternatifs présentant mêmes phases et décalés I'un par rapport à I'autre d'une certaine quantité. Supposons, par exemple, un anneau Gramme GG tournant dans un champ magnétique N S (fig.6S). En trois

points de cet anneau distants ['un de I'autre de l20o sont fixés trois fils qui viennent s'attacher chacun à une des trois bagues m)n, p isolées entre elles et reliées par des balais aux trois conducteuts t, y z. En faisant tourner I'anneau au moyen de la poulie p, on obtiendra sur les bagues des courants alternatifs triphasés décalés I'un par rapport à I'autre de un tiers de période. On conçoit facilernent que I'on peut produire des courants d,iphasés. Dans ce cils, le décalage est généralement de un quart de période ; s'il comprenait une denri-période, les courilnts se trouyeraient en ol)Position. Avec les courants diphlsés, il faut, pour les conducteurs extérieurs, employer quatre fils égaux, ou trois fils, et I'on donne alors à I'un d'eux un dianrètre plus fort l)our qu'il serve de retour aux deux autres.

Ll fig. 67 montre

qu'avcc des courants trillhasés la des courants traversant chilque {ïl est toujours nulle; on emploie donc trois fils de rnôme section, somme algébrique

/ MAcETNEs

t27

Éluc'rnrquns

chacun d'eux servant de retour I la somrne des courants p,rssant par les deux autres. Dans le chapitre consacré à ta Transmission de t cnergle

nous verrons d'importantes applications

des

courants

polyphasés.

"N

)

I

I T I

I

I

Fig. $

68.

79. Dynamo à courants triphasés des ateliers d'Oer'

likon. - Comme exemple des mar:hines à courilnts triphasés, citons celle qui a été construite par M. Brown pour les espériences de Lnuffen-Francfort, dont nous plrlerons plus loin. Cette dynamo comporte un inducteur mollile unique, et un induit comprenant trois circ.uits

r28

MANUEL PRATIQUE DE L'ELECTRICIEN

décalés entre eux de un tiers de période. L'induit est ffxe, alin d'éviter les balais collecteurs dont I'usage serait très difficile avec les fortes intensités que produit lt machine. L'inducteur possède 32 pôles alternativernent de signes contraires (fig. 69), produits par une dynamo excitntrice indépendante indirluée au bas de la figure. Cet inducteur, porté par ltxe de rotation, tourne ù I'intérieur d'un anneau

Fig.

ti9.

cyhndriclue en tôlc dc fer {ixé ;ru briti. La surface intérieure de cet tnneau est dticoupée par 96 encoches, par.allèles à I'axe, dans lesquelles sont placés les conducteurs induits. Ceux-ci sont forrnés de bnrres a5ant 29 mm. de diamètre, isolées de I'anneau l)ar de I'arniante. Ces barres sont groupées entre elles de rnanière ir former 3 enroulements comprenant chacun 32 barres en tension. Les trois enroulernents peuvent être assemblés entre eux de deux façons

:

\

'

,

MacHrNEs

Ér,rcrnlquns

L29

Lo en niangle (fig. 70), les parties sinueuses, db, bc, ac représentent les enroulements; les conducteurs extérieurs

sont figurés en .r y

zl

Fig.

70.

2o en étoile : c'est la disposition qui il étô adoptée pour la dynamo de Lauffen-Francfort. Les trois enroulements viennent converger en un point commun n (fiS. 7l),

Fig.

71.

eomme dans la mrchine Thomson-Houston ($ 69), et les conducteurs extérieurs s'attachent aux extrémités a, lt, c. La force électromotrice et la résistnnce varient suivant

le

système adopté.

La machine fournit 50 volts et f

400 ampères dans chaque circuit, soit une puissance utile d'environ 210 kilowatts. Le poids total de la dynamo est I 000 kg.; le poids

de cuivre pour les inducteurs n'est que de 300 kg. La vitesse est de 150 tours pûr minute; ll fréquence des

r30

rtaNuEL pRaTIeuE op r,'ÉlrcrRtctrN

périodes est donc de 40 par secondc L'excitation, quand I'induit est ir circuit ouvert, ne consonrme pas plus de 100 wltts; le rendement ir pleine charge atteint 96 0/0. Nous llarlerons plus tard des expériences importantes qui ont été entreprises avec cette machine.

ACCOUPLE}IENT DES I\TACHINBS De même que les piles, les dynamos peuvent être groupées en tension ou en qulntité; mtis il existe certaines précautions à prendre suivant que les machines sont à cou-

rant continu ou à courants alternatils et selon le

mode

d'excitation des inducteurs. g 80. Dynamos

à courant continu.

Couplage en

- procéder indiVoici les différentes manières de quées par M. H. Fontaine : to Si les inducteurs sont montés en série (fiS. 7Z),

série.

Fig.

72.

on réunit la borne d'uns machine à la borne f l'autre; on relie le -circuit extérieur avec la borne *

de du

la première et avec la borne de lit seconde. En pratique, on ne groupe- pas plus de 3 ou 4 machines de cette façon. Elles doivent être construites pour donner la môme intensité I sinon on s'exposerait à brûler les fils dà I'une. 2o Si les inducteurs sont monrés en dérivation (fig. ZB), on ne peut réunir les deux machines en série en laiesant àr chacune son excitation propre. On relie la borne d'une

-

It.tcurliES

ELBCTRIQUIIS

13r

machine à la borne f de I'autre; on attache le circuit de extér'ieur i\ la borne * de ll première et à la borne la seconde; puis on relie le fil dérivé des inducteurs à Ia

* d" la prerniùre machine et à lt borne - de la seconde. Les dynamos ex'citées en dérivation possèdent généralerrrent un régulateur de courant; o'est une résistance variable intercllée dans lc fil en dérivttion et perborne

ltig. 73.

mettant

de

régler à volonté le couraut qui llimente les

inducteurs.

30 Si les inducteurs sont i enroulement compound ({ig. 74), on réunit les gros fils comme dans le couplage (1),

Fig.

74.

et les fils fins comme dans le couplage (2). De même que pour les machines excitées en dérivation, il est bon dans les machines coûrpound de placer un régulateur de courant sur le lil en dérivation. Si le nombre de tours de ln dynamo vient à varier, cet appareil permet de régler le courilnt. Par ces différentes dispositions on a cherché à faire parcourir les inducteurs des deux machines par les mêmes couranis, alin d'avoir des champs magnétiques égaux.

132

MaNUEL pnaTleun DE

r,'Élrcrnrcrsx

S 81. Dynamos à courant continu. - Couplage en quantité. Quand on veut accoupler en quantité deux

-

dynamos excitées en série, I'une d'elles pouvant s'amorcer moins vite que I'autre peut recevoir de celle-ci un cou. rant en sens contraire à celui qu'elle produit elle-même.

Fig.

75.

Elle absorbe donc en pure ;lerte une partie du travail de I'itutre et son aimantation se trouve renversée. Le travail absorbé par ce dértngement peut amener la destruction des induits.

t'ig.

76.

Pour éviter ces accidents, on emploie les dis;rositions suivantes

:

lo Si lrrs inducteurs sont montés en série (lig. Zb), on relie ensemble les deux bornes * et les deux bornes des machines; puis on ajoute entre les bornes f un -{il Iin nonrmé fil d'équilibre. 2o Si les inducteurs sont en dérivation (fig. 26), on relie les deux bornes de même nom cles machines et les extrémités correspondlntes des deux circuits inducteurs.

Ér,rcrnrqurs 30 Si les inducteurs sont à enroulement

t33

MÀcHrNEs

comP'ound

(fiS. 77), on procède comme pour le cas no l; puis on rûttflche les bouts des fils fins au Iil d'équilibre d'une Part et aux bornes négatives d'autre part.

Fig.

77.

$ 82. Dlise en marche et arrêt des machines. - Avant d'atteler une dynamo sur un circuit, on commence par la faire marcher à vide pour constnter si aucun orgilne ne s'échauffe. Puis on I'intercale dans [e circuit. On marche d'abord n faible vitesse, et I'on augmente peu à peu le nombre de tours jusqu'à ce qu'on amive à la vitesse rlorrnale. Comme nous le verrons dans le chapitre de I'Eclairage, on opère autrement quand on a à alimenter des lampes h arc; et dans ce cas on ne ferme le circuit des

lampes que quand la machine a sa vitesse de régime. Pour cesser le travail, on ne doit pas interrompre brus' quement le circuit pendant que la machine est en pleine

charge; il faut aupilravant diminuer peu à peu le courant. Une interruption brusque peut produire des extracourants capables de détruire I'isolement des fils dans la dynamo, et le moteur est exposé à s'emballer. En parlant des lampes à incandescence et des régulateurs à arc, nous dirons quelles précautions on doit pren-

dre dans chaque cas.

Une machine est construite pour un nombre de tours déterminé qui est indiqué par le constructeur. Il faut le 8

134

MANUEL pnÀfleuE DE L'ÉLEcrRrcrBN

vérifier de temps en temps avec le vélocimètre. On doit installer aussi un ampèremètre 'et un voltmètre pour voir si I'intensité et la différence de potentiel restent dans les limites voulues. On peut constater encore le bon fonctionnement d'une machine en surveillant sa température. Quand elle s'échauffe, il faut en diminuer la vitesse ou introduire une résistance auxiliaire dans le circuit. $ 83. ilachines ercitées en dérivation et groupées en quentité. - Quand plusieurs machines excitées en déri. vation sont groupées en quantité, il y a quelques précautions à prendre pour leur mise en marche et leur arrêt. Supposons deux machines, no l, no 2, dans ces condi-

tions (fig. 78). Soient CCt le circuit extérieur, I,l les inducteurs, R un régulateur de courant, A un ampèremètre I un intemupteur

O est placé sur la dérivation du circuit principal,

un

interrupteur P sur la dérivation alimentant les inducteurs, 'Un voltmètre V peut être mis en communication ovec 'chaque machine l)ar un commutateur M. Il peut se présenter deux cas : On veut mettre les deux machines en marche à la fois, ou bien on veut introduire la seconde dans le circuit pendant que la première fonc-

tionne. Dans le premier cas, les résistances ayant été intercalées totalement dans chaque régulateur R, avant 'la mise en marche, on ferme les intemupteurs O, P. Quand les machines ont pris leur vitesse normale, on diminue peu à peu ces résistances jusqu'à ce que le voltmètre indique la force électromotrice voulo. pào" chaque dynamo. Si l'atnpèremètre d'une machine marque trop d'intensité, on nugmente ln résistance de son régulateur jusqu'âr ce que I'intensité soit la même pour les deux ma. chines.

Supposons maintenant que

la

machine no

I

étant en

MACETNEE ELECTnTQUES

r36

mûrche, on veuille lui adjoindre le no 2. On fait tourner celle-ci, et quand ellô a atteint sa vitesse de régime on fermel'interrupteur P'. On mesure avec le voltmètre laten-

Fig.

78.

et on donne la même tension au no 2, en manæuvrant son régulateur; enfin on ferme I'interrupteur O'. Pour arrêter la machine no 2 seule, on augmente la résistance en R' iusgu'à ce gue I'intensité du courant soit sion au rro 1,

r36

MANUEL PnATIQUE DE L'ÉLBCTnICTEN

presque nulle; on ouvre alors I'intemupteur O', puis P', et on débraie la machine. Pour adjoindre une nouvelle machine dans un circuit, on emploie souvent, dans les grandes installltions, des groupes de lampes placées dans la chambre des machines et servant à créer des résistances qu'on intercale sur le circuit de la nouvelle machine tvant de la relier au circuit principal. Ces groupes de lampes sont munis d'interrupteurs. Dans ce cas, on disposu (fig. 79) 2 interrupteurs P, Q dans le circuit alimentant les inducteurs II ; I'interrupteur P sert i,r empêcher les renversements de pôles de la rnachine i ffi, fl représentent les 2 conducteurs dérivés alimentant le groupe de lampes; un interrupteur B est placé

sur la dérivntion m. La mlchine no I étant déjà en marche, si I'on veut lui adjoindre le no 2, on fait tourner celle-ci à sa vitesse de régime; puis on ferme I'interrupteur P' pour nlimenter les inducteurs. On ferme I'inten'upteur B': on intercale peu à peu des lampes dans le circuit jusqu':\ ce qu'on obtienne le même travail que dans le no l. En même temps on règle la tension avec le régulateur R'. Puis on ferme I'interrupteur O'; on retire successivement les lampes du circuit, tout en agissant sur les régulateurs pour régler à la fois la force électromotrice dans les deux machines. On ouvre alors B', on fernre Q' et on ouvre P'. Pour mettre la même machine hors du circuit, on ferme

I'interrupteur B' et I'on intercale des lampes dans le circuit de façon à avoir dans le no 2 le même travail que le no I devra fournir plus tard. On agit sur le régulateur pour établir la force électromotrice dans cette machine. On ouvre alors Ot; on retirepeu à peu les lampes du cirçuitet

i et I'on arrête Ie

no 2.

UaCEINES ELECTnTQUES

Nol

t\r

!-'-----t

f7L '

É'ig.

79

t' 'B'

r37

138

MaNUEL pnÀTreuu DE L'ÉLBcrBrcrEN

84. Accouplement des macbines à courànts âlterne associer ces machines en série, - On peut parce que les courants y prennent des phases opposées d'alternativité et se neutralisent I'un par I'autre. S

uàtifs.

On peut au contraire les grouper en qurntité, parce qu'il se produit en ce cas une concordance spontanée dans les différentes phases, et les courants s'ajoutent

Fig. 80.

Fig.

81.

entre eux. Mais cette concordance s'établit quelquefois d'une façon brusque, et le courant extérieur subit une veriation très rapide susceptible d'endommager les appareils. Si I'on peut accoupler les machines au moment oir une de

ces concordances s'établit, on évite ces inconvénients. Voici un moyen qui permet de reconnaltre les moments oir les courants s'accordent.

Si I'onréunit ensemble les bornes de même nom de deux machines à courants alternatifs, les deux dérivations m, n ne seront traversées par un courant que quand les cou' rants des deux machines seront de sens opposés, comme l'indique la figure 81, et ce courant aurû une tension

MAcHINEs

Élrctntqurs

l'39

double de celle de chaque machine. Dans le cas conpaire, quand les machines s'accordent, les conducteurs m, n l'e reçoivent aucun courant (fig. s0). si donc on place sur un de ces conducteurs une lampe à incandescence A d'une

résistance appropr.iée, elle sera lumineuse ou obscure suivant que là courant PaSSera ou non' c'est-à'dire selon

Fig.

82.

que les machines seront opposées ou en concordance' On ,i'* donc qu'à saisir le moment oir la lampe devient obscure pour accoupler les machines. Les courânts alternatifs étant rnd.icateur d,e plmses. généralement employés à haute tension, on ne peut placer àirectement une io*pu sur les fils n, z, il est préférable de transformer le coulant primaire en un courant ir basse tension avant de I'envoyer dans la lampe' L'appareil destiné à cet usage est disposé comme il suit (fig. S2). La première machine M, étant supposée en com' munication ayec le circuit extérieur, une dérivation prise

sur ses bornes communique avec un fil c, alimenttnt une bobine d'induction à noyau de fer, La dynamo M, destinée

140

MANUET nRATTQUE

on l'ÉlncrnrcrrN

à être associée en quantité avec Ia première, communique avec un second lil dérivé cr, identique au premier et enroulé sur le même noyau. Enfin celui-ci porte un troisième enroulement Cs en série avec une lampe-térnoin L. cet appareil fonctionne comme un transformateur dans lequel le troisième enroulement constitue le circuit s€cordaire. La lampe subit des fluctuations; elle brille quand les phases sont opposées et elle s'éteint quand les phrses coincident. Il suffit de saisir le moment où la lampe s'obscurcit, et on opère alors le couplage au moyen des clefs Ir. Avant de faire le couplage, il faut que les deux machines soient dans les mômes conditions de travail. oo y arrive au moyen d'un cadre de résistance. voici Ia série d'opérations à effectuer pour accoupler une

dynamo2àunedynamol: chaque dynamo à courants alternatifs est munie d'une machine excitatrice. Avant de réunir L et 2, on accouplera leurs excitatrices. Dans ce but, celles-ci sont munies d'un cadre de résistunce, afin que I'excitatrice 2 entrant en fonction ne dérange pas la tension du cour.ant excitateur. On mettra la dynamo 2 en marche : on y enverra le courant excitateur qui alimente la dynamo l. on intercalera dans le circuit de 2 une résistance équivalente à celle qui existe dans le circuit de la dynamo l; cette résistance sera indiquée par les ampèremètres. on établira alors le circuit de I'indicateur de phases; quand la lampe s'éteindra, on fermera les interrupteurs placés entre les deux machines. Enfin on supprimera peu à peu les résistances du cadre.

MAcITINEs

Élrcrnrquns

,.41

MONTAGE DES MACHINES S AS. - La salle des machines sera à I'abri de I'humidité pour éviter les pertes d'électricité. Les fondations

seront très solides afin d'empêcher les trépidations; pour les mlchines à haute tension, le bâti en fonte de la dynamo et ses boulons seront bien isolés du sol. Dans ce but, on place entre la machine et la fondation un cadre en bois ou une couche d'asphalte, et I'on met sous la tête des boulons de la fibre isolante. Les trous tles boulons sont revêtus de cette même matière.

Afin de tendre la courroie de transmission, on place souvent la dynanro sur une double glissière formée de deux rails entre lesquels s'engagent les boulons du socle. Pour tendre la couruoie, on déplace la machine avec des leviers ou au moyen d'une vis. Quand la dynamo est placée dans le voisinage de maisons d'habitation, il faut, pour éviter les bruits dus aux trépidations, que ses fondations soient indépendantes de celles des murs. L'emplacement choisi doit permettre I'accès facile de tous les organes. La plus grande propreté est indispensable. Sur les parties isolantes, les poussières et l'humidité peuvent produire des dérivations et des pertes de courant. Sur les parties métalliques, telles que les balais, le collecteur, côs corps étrangers créent une résistance et absorbent du travail. . $ 86. Moteurs. - La question du moteur a une gra.nde importance surtout pour l'éclairage. En effet, la lixité de la lurnière dépend de la constance de la vitesse. Les variations dans les nornbres de tours produisent, particulièrement dans les lampes à incandescence, des irrégularités d'éclairage fort désagréables à l'æil et très nuisibles à !q

Il*2 .

MANUEL pnÀTIeuE DE r,'Ér,nctnrctnn

durée des lampes. Aussi doit-on éviter d'atteler des machines sur un moteur actionnant déjrï d'autres outils, qu'on est exposé à débrayer souvent. Le travail de ces moteurs n'est jamais constant et la vitesse de la dynamo ne peut être régulière. Il est préférable que ces machines aient un moteur spécial. On peut rendre la marche du moteur plus régulière en mettant un volant plus lourd sur le moteur ou sur la transmission. à, un seul cylindre ne conviennent pour cet usage. La force motrice produite par I'exploeion du gaz procède par coups brusques suivis d'un ralentissement. Pour obtenir un mouvement uni-

Lee moteurs à gaz

pas non plus

forme dans ce cas, on doit munir le moteur d'un fort volant et ne pas trop tendre la coumoie de commande. Les moteurs :a gaz à deux cylindres donnent une vitesse uniforme et conviennent bien pour actionner des dynamos; mais il est bon de prendre les préeautions indiquées plus haut.

Pour les courroies commandant

la dynamo, éviter

les

joints faits avec des vis, des boutons ou des boucles, adopter les joints cousus, ou de préférence encore leg joints collée. Le nombre de tours doit être vérifié très souvent. Car la force électromotrice est proportionnelle à ce nombre de tours. Pour cette vérilication, on emploie un conrpteur d,e tours. L'appareil construit par M. Deschiens est d'un usage

très commode.' Lorsgue I'on est très limité par I'espace, comme à bord des navires, on ne peut employer les courroies de trans-

mission;

il faut donc que Ia dynamo soit

commandée

directement. On employait d'abord des moteurs à trèg grande vitesse tels que ceux de Mégy ou de Brotherood. L'électricité prenant chague jour une importanc€ Dotl-

MAcrriNEs

Élrcrnrquns

t4B velle sur les navires, on a ôherché à réduire les vitesses aûn de substituer aux moteurs spéciaux les machinespilons"types courants dans ra **"inr. ce but a été atteint par MM. Sautter et Lemonnier, par exemple, à bord du cuirassé l'rndomptabre. La dynamo, du typl Gramme du. plex, c'est-à-dire à deux p"i"", de pôIls, tourne gbO à tours' et le moteur du type p'on est à deux cyrindres compound. Le moteur et la dynamo sont montés dans Ie prolongement l'un de l'autre sur un châssis commun en fer à double T' L'accouplement est fait par un manchon flexible à ressort dispensant ,es p"à"ution, qu,exi. gerait un accouplement rigide. cette est impor. luestion tante' surtout dans la marine marchande, oir l'on cherche

à réduire niciens.

autant çlue possible Ie p"rsorrn"l

Jr, *e"u-

L'emploi des dynamos à faibre vitesse a été, dans le principe, recherché par Ia marine pour les raisons €xpo. sées ci-dessus, et, dans les autres installatio.r., or, .on. tinuait à ge servir de dynamos à grande nitrs.". on pré. férait accouprer ensembre plusieurs machines de petite

dimension. La tendance actuelre est au contraire de rem. nlacer cee groupes de mach-ines par une dynamo unigue de grande puissance. on cherchl à réduire autant que possible les nombres de tours, de façon à atteler directe" ment les dynamos sur leurs moteurs. En parrant des machines, nous ilvons cité, par exemple, celle de M. Desroz-iers qui produit 144000 watrs à ra vitesse de 2bô tours, celle de siemens et Harske qui donne 2000 o'opi"u, et 140 volts à 80 tours. En décrivant les stations c'entrares,

nous citerons en^core une dynamo Etison fournissant 200000 'watts à 135 tours. Les exempres de cette espèce sont nombreux aujourd'hni. ul moteur à vapeur à d'oubre effet donnant, comme cerui -de l' rndomptabte, BS0 tdurs, c'esr.à-dire z00 .oup, ae n

fiio'

r*

L44

pÊ r,'ÉlncrRlcrEN MÀNUEL PBÀTTQUB

une all ure forcée qui pré' minute sur les bielles, est soumis à

Sentepeudesécuritéetentralneàdesdépensesd'errtretien obligenti*pori*rrtes. Et encore ces vitesses insuffisantes coûteuses' elles à employer des dynamos plus Cettelacuneaétécombléedanscesdernièresannéespar

effet qui atteignent les machines à grande vitesse à simple normalemeut 500 tours à la minute' machine WestinNous citerons parmi ces meteurs' la centrales stations les ghouse qui est très employée dans applications nombreuses i., Etrt.-Unis et a reçu aé;n at en Europe.

très robustes et Ces machines sont Peu encombrantes' les organes rotation; de présentent une grande régularité qui en rend ce l'huile' dans mobiles plorrg.ni constamlent est rendu coûteux peu l'usure irrsigrrina,,te; enfin I'entretien fort simpl.l*t des pièces interchangeables' I'avantage de simpliLa commande directe des dynamosa tous les organes supprimant en l'installation, fier beaucoup intermédiaires des transmissions. Le

prix de revient est

coûte moins ;;;1"*."t moins élevé' Car une forte machine plusieurs..dynamos premlere I {ue comme dépense Ie travail absorbé "t*", lloinot.rrtes. on économise encore tout

la distribution pât f" ransmission de mouvement' Enfin se fait d'une manière plus simple' ho "oo."rrt les de la machine' Àccidents' - Voici S 8?. Entretieu ma' les dans ,"ËiJ.rrr, qui se produisent le plus souvent de fortes .hirrr. et qui se iraduisent généralement par étincelles au collecteur : to Calage défectueux des balais porto-bulais;

'

ou mauvais état

des

'-20 Rupture du fil dans une bobine de I'armaturel ou mauYais état de sa 3o Déformation du colleoteur, surface;

t45

uÀcTIINES l:LECTnTQUES

4o Court-circuit dans les bobines inductrices; 5" Surcharge cle la mrchine, produite soit par un défaut dans le circuit extérieur, soit par un travail trop fort im-

lit machine. IJn nautais isolement des conàucteurs extérieurs ou

posé ir

un court-circuit existant entre eux dirninue la résistance du

iircuit et augmente, l)ar suite, I'intensité du courant. Si, dans un circuit alimentant des larnpes à incandescence en dérivation, on augmente le nombre des lampes allumées au delà de la limite voulue, le nrême firit se produit. Dans ces deux cas, tous les org{lnes de la dynamo s'échauffent. Nous allons examiner successivement ces différents cas.

Dans l:r théorie cles machines, nous S 88. Balais. avons vu I'importance que présente le calage des bahis au point de vue de la production du courant. L'entretien de ces appareils exige beaucoup de soins, à cause deb étincelles qui se produisent aux points de contact entr.e les balais et

le collecteur, et qui détériorent rapidement celui-ci. Le plrties frottantes doit être aussi parfait

contact entre les

que possible; les balais doivent être bien appliqués sur un peu ressort. I[ ne faut pas que la pression soit trop forte, ce qui userait les lames. Si la pression est insuffisante et si le eollecteur offre uilc surle collecteur et faire

face irrégulière,

il

se forrne des étincelles

Une poussière de cuivre se dépose sur le collecteur; il fant chaque jour I'enlever aveo un soufllet et une br.osse.'

On doit veiller à ce qu'il ne tombe pas d'huile sur

cet

orgflne. Il est bon de nettoyer les bahis de tenrps en temps avec de I'alcool ou du pétrole, mais on ne les rernct en place que quand ils sont tout ir fait secs. Jamais on ne doit enlever un halai pendant la marche.

I

146

MaNUEL PRATIeuE

nn l'ÉlncrnrcrnN

Pour les balais appliqués tangentiellement (fiS.

83),

quand ils ne sont pas encore usés, le bout ne doit dépasser la surface de contact que de 4 r\ 5 millirnr)tres. Quand ils sont usés, pour les réparer, on les place dans une sorte de pince en bois mrintenue danS un étau, on coupe le bout qui dépasse et on termine à la lime. Les balais en biseau (fig. 84) doivent toucher le collectetrr par toute leur surface oblique. Si quelques {ils s'usent d'une façon anormale, on les enlève avec des ciseaux ou une lime, sans toucher au reste. Tant que les balais sont au contact, il ne faut pas faire marcher la machine en arrière; sinon on s'exposerait ir les

ffi ,W Fig.

83.

Fig.

84.

rebrousser. La machine peut quelquefois tourner en sens contraire en s'amorçant; dans ce cns, il faut éloigner les balais au repos, et, pour les appliquer de nouveau, on doit attendre que la machine soit en marche; on commence par une vitesse très faible en ayant soin d'interrompre le

circuit extérieur. Quand la machine ne marche pas, il faut toujours maintenir les balais relevés. Au lieu de constituer les ballis avec des {ils de cuivre, on les lorme souvent d'trne toile à tissu très serué faite avec des fils de cuivre de 0*', 12 de diamètre. Cette toile

repliée plusieurs fois; est firçonnée en forme de lame. Ces balais s'usent d'une firçon très uniforme et s'appliquent bien sur le collecteur.

MAcHTNEs

Ér.rcrnrquns

r47

Sl"! quelques cas particuliers,

les points de contact tu" le même diamètre du collecteur. Pour trouver ces points, on compte les lames du collecteur comprises entre res barais des deux côtés, ou bien on se serl d'une bande de papier gu'on enroure sur re

-

des balais sont placét

cylindre et qu'on partîge en deu* pour avoir cette distance. Les porte-balais seront toujours tenus dans un parfait état de propreté, et le cont".i .."" souvent vérifié entre Ies porte-balais et reurs bourons. Entre res boulons et Ia pièce qui les supporte il n'existera jamais d'huire ni de poussière ; I'isolement sera complet. $ 89'

collecteur.

un accidenr qui

se présenre

fréguem-

rnent est la rupture- du fil de l'armature dans re voisinage du colleeteur' ce défaut est occasion'é soit par le carage imparfait du collecteur sur son arbre, soit po. .,n mode d'attache défectueux du fir avec re segment co.respon-

dant.

' Il arrive souve.nt aussi que re monteur, pour mettre à nu le bout du fi,, fait avec ui couteau une incision sur'en-

veloppe isolante pour pouvoir ensuite dénuder le cuivre. rupture est souvent due à ra rainure produite ainsi sur -le La métal. cette manière de procéder cloit être absolument interdite. Si Ie cuivre a été obtenu par électrolyse et s'il est bien doux, Ies ruptures sont moins à craindre. Pour y obvier, on renforce les bouts des fils par des tubulures; mais le remède est imparfait; car le fil se brise quelquefois à son

entrée dans le tube. on reconnatt la rupture du fil ir ra production des étin-

celles qui s'étendent autour clu coilecteur et détériorent

Ies cloisons ainsi que les segrnents voisins du point de rupture, Quand ce fait se produit, il faut immé. diatement; car le collecteur serait brûlé très"r"êt"" vite,

148

MÀNuEL PRaTIQuE og' l'ÉlncrRIcIEN

Ladéformalionducollecteurdonnelieuaussiirdes

produit par I'usure inégale étincelles. cet inconvénient est que certaines parties monré a àu ,, surfitce. L'expérience que d'autres' Les rite plus s'usent d'un même collecte'ur collecteursenbronzedouxirvecisolationaumicadonnent une surveillance cor' tle bons résultats; mais ils exigent

ie bronze dur est préférable dans les machines qu'on ne Peut

tinue.

visiter continuellement ' comme ' par exemPle, les moteurs de trrmrvays

L'isolation ir I'amiante est

ûussr

très bonne; mais il faut Préalablement PréParer les lames en les trempant vingt-quatre heures dans F'ig.

85.

du

vlrre soluble et les faisant

construit de ensuite bien sécher' Dans un commutateur n'entraîne pas Ja perte de cette sorte, la rupture d'un fil quelque temps; l'appareil, même quand le défaut a duré de remplacer ln pièce compromise' if de La Société alsacienne cle constuctions mécaniques des machines ""rn, de-ses Ailortconstruit pour certains types I'air; ils sont formés de commutat.or* ".0'." isolation par àéparées-I'une de bandes d'acier a, a ($g' 85) simplement La partie isolantes. *"iie*es l.autre sans interpo.i,io" a" centrale M est vide' qurt que soit le mode de construction adopté' le collec' teurseratoujoursmaintenuparfaitementbrillant.Quand des étince.lles' on le sa surlace it été endommagét put polit avec du papier de-verre' S,i les irrégularitésrésistent' onsesertdelalime.Cetravailexigeleplusgrandsoin; carsilasurfacen'étaitpasabsolutnentcylindriqueetciret le défaut culaire, il se procluirait beaucoup d'étincelles' on fait lime' irait en s'aggravant' Quand on a fini avec la

MAcEINEs

Élrcrnrquns

149

tourner la machine, et on frotte le collecteur avec du pn-

pier de verre fin. Si le déflut du collecteur est trop grave, on le pnsse au tour. On peut le faire quelquefois sans dénronter I'appareil,

en fixant ru bâti un chariot de tour. On fait tourner I'arhre à la urain avec une mlnivelle qu'on adapte à la poulie de commande. On peut, en huilnnt très légèrement lu surface du collecteur, diminuer les étincelles; mais il faut beaucoup de précautions; Ia couche d'huile.doit être très mince et on I'essuie avec un chiffon sec. Un graissage mal fait nugmente les étincelles. $ 90. Armature. - Parmi les travaux de répnration qu'exigent les arrnatures, il en est quelques-uns que I'on peut exécuter sur place sans porter I'appareil I I'atelier. De ce nornbre sont le rcnouvellement de bobines avûriées et les réparations dans I'isolement des fils. Dans le cas, par exemple, d'un anneau Gramme, oir les bobines sont disposées en lignes parallèles indépendamment les unes des autres, si le {il est rompu ou I'isolement défectueux, on déroule la bobine en observilnt avec soin le sens et le nombre des tours, et on enroule un nouveau fil. Si I'on n'en A pas à sr disposition, on se sert de I'ancien fil qu'on soude et gu'on entoure d'une galne isolante. Comme cette gaîne est ordinnirement plus épaisse que la première, on rachôte cette surépaisseur en diminuant un peu le nombre de tour.s de la bobine; le seul inconvénient est de réduire, d'une firçon presque insensible, du reste, le travail de la dynamo. Les soudures doivent être faites r\ la résine, et non à

I'acide.

Ces réparations sont bien plus difficiles dans les trmatures du genre Siemens, oir les bobines se recouvrent entre

150

MANUEL PRÀÎIQUE DB L'ÉLECTRICIEN

elles. Quand la portion endornmagée est placée dans I'in' térieur, il est presqlle indispensable de faire le travail à I'ntelier. g 91.

Court-circuit dans les bobines inductrices.

-

Ce défaut se traduit encore par de fortes étincelles. Quand lnbobine està fil fin et gu'on a à sa disposition des instruments de précision, on vérifie la résistance de la bobine. Si I'on constate une diminution sur le chiffre réel, c'est qu'il existe un contact quelque part. Cette opération n'est plus possible avec les bobines ir très gros fil; car la résistance étant déjà très faible, l'écart devient parfois insensible. Dans ce cas, on'peut opérer comme il suit. On place la bobine dans un champ alternatif intense, en maintenant ouvert le circuit. Si I'isolement présente un défaut, la partie en court-circuit forme une boucle où se produisent des courants induits, d'ot) résulte un échauffement immédiat de la bobine qui est ordinairement sensible à la main. Quand un court-circuit se produit, la zone neutre du commutateur se déplace; Ia position des balais n'est donc plus convenable, et il en résulte des étincelles. Pour chercher ce défirut i[ faut procéder par éliminations successives, et voir d'abord s'il n'y a l)as d'autres accidents dans la machine. On commence donc plr examiner si Ie commutateur ne présente pas d'aspérités, si les balais fonctionnent bien, sila machine n'est pas surchargée. Quand on n'a constlté aucun défaut de cette nature, on enlève I'inducteur, on le met sur un tour' on dépouille la bobine et on retire le fil qu'on enroule en môme temps sur un dévidoir. Après la réparation faite, on remet de nouveau le Iil sur sa bobine. $ 92. Recherche des défauts d'isolement. - Dans une dynamo, il faut que les porte-balais et les bornes soient

isolés du reste de la machine.

MAcHINEs Ér,rctnlquns

151

La dynamo doit être isolée de la terre, et aucune communication ne doit exister entre sa masse métallique et son enroulement.

Pour vérifier un isolement, on fait un essai au galvanomètre. On place (fig. 86) un galvanomètre G sur le même circuit qu'une pile P, et en touchant simultanément avec les bouts libres du fil a, û deux points qui doivent effe isolés I'un de I'autre, on ne doit pas apercevoir de dévia-

tion dans le galvanomètr"e. Pour voir, par exemple, si une borne est isolée par rùpport au bâti, on touche le bâti

Fig.

85.

lu borne avec le bout Z'. Si le $âlvanomètre dévie, e.'est qu'il existe un défaut d'isolement entre

avec le bout a,

ces deux organes. On vérifie de même I'isolement des bobines inductrices par rapport au bâti.

Le même ;rrocédé sert à reconnaître une solution de continuité, dans une bobine inductrice ou dans une bobine de I'armature. Il suffit d'attacher un bout de la bobine essayée à I'extrémité a, I'autre n I'extrérnité à, et si le galvanomètre ne dévie pas, c'est qu'il y u interruption dans le conducteur. Il existe des rnodèles très variés de galvanomètres portatifs assemblés à une pile de petite dimension. Le tout est contenu dans une boîte. Ces appareils sont très com-

modes, ils évitent un montage et forment un ensemble peu encombrant. L'essai successif de toutes les bobines de I'armature étant assez long par ce procédé, la méthode suivante permet d,: simplifier I'opération.

t52

MÀNUEL PRATIQUE DE L'ÉLECTnICIEN

On met la dynamo en communication avec le circuit extérieur, et on la fait tourner. Puis avec un bout de fil métallique nt n (frg.87), on touche deux points du collecteur comprenant entre eux lllusieurs lames. S'il existe un point défectueux, on voit s'y for.mer un arc électrique. ll faut aussitôt arrêter la machine; on retrouve la bobine défectueuse par la trace de brfilure du collecteur. Quand il se produit, pendant la marche, un court-circuit entre deux sections de I'induit, il s'y développe une température très élevée, et I'on en est prévenu par une odeur. de Fig. 87. brûlé. On amête aussitôt et I'on procède à une réparation. Le défaut peut résulter d'une

.

ôommunication établie entre deux lames du collecteur par des poussières; un nettoyage suffit. Si I'avarie est placée dans I'intérieur, il faut opérer un démontage. Si la machine ne fournit $ 93. Refus d'amorçage. pas de courant, ce fait peut tenir aux causes suivantes : Le magnétisme rémanent des inducteurs est trop faible. Dans ce cfts, on nmorce la machine. Si elle est excitée en série, on lt fait tourner. I sa vitesse

normale, et, pendant un temps très court, on met ses deux bornes en court-circuit par un fil métallique. Ce contact doit durer très peu de temps, sinon on pourrait

détériorer le collecteur. Si la machine est excitée en dérivation, on interrompt le circuit extérieur, on donne à la machine sit vitesse ttorrnui" et I'on rattache rapidement le circuit extérieur. Dans le cas d'une dynarno excitée en dérivation, le refus d'nrnorçage peut être dû à un court-circuit dans la canalisation. En ce c&s, le courant alimentant les induc-

MACHTNES

Élrcrnrquns

fb3 teurs est trop flible. Pour voir si ce défaut vient réellement de la canalisation, on détache un des conducteurs de sa borne et I'on met une larnpe ii incandescence entre les deux bornes. si elle ne rnarche r)âs normalement, le défaut est dans la tlynamo; sinon ir est dans le circuit. L'absence de courant peut être due encore à des cléfauts

d'isolement aux bornes, aux porte-balais, {lux bobines inductrices. Il peut y .voir aussi court-circuit dans les bobines inductrices, interruption dans re circuit de I'armature ou dans cclui des inducteurs. on vérilie ces défauts comme nous I'avons vu précédemment. $94. Changement de polarité, redressement. euand la dynamo sert à charger des accumurateurs, il peut se produire des interversions de llolarité, comme nous le verrons en parlant de ces appareils (S l t0). La force contre-électromotrice des accumulateurs devenant sullérieure i,r celle de Ia machine par suite d'un nccidcnt, ir sc produit d*ns les électros un courant de sens invcrse au courant normal; les pôles changent de signes, et le courant de la dynamo se trouve interverti. Quand ce fait se produit, on arrête la dynamo; puis on attache son pôle * au pôle _ de I'ac. cumulateur et réciproquement; on fait passer ainsi dans les électros un courant contraire à cerui qui u produit I'accident; on remetla machine en marche, l* tensiàn augmente peu à pe' dans Ie sens normar, et quand elre a atteint sa valeur, on rattache rapidement lcs fils à leurs bornes premières et on établit la communication avec le circuit général. $ 95. Précautions à prendre. Il faut éviter qu'.o.un objet en fer ne se trouve près des pôles de la machlo"; car

-

-

il pourrait être attiré; dans lc même but, on ne doit laire à proximité aucune espèce de travaux l)ouv{rnt Produire

de la limaille de fer. Aussi est-il recommandé cle ne pas se se-rvir pour le graissage de burettes en fer; on peut em-

ployer le zinc à cet

usage. 9.

MANUEL PRÀTIQUE DE L'ÉLECTRICIBN

L54

est très important de ne jamais détacher subitement les conducteurs du circuit pendant que la machine est en marche. Si I'on a besoin de changer les communications, il faut arrêter la machine; sinon on Pourr&it fortement

Il

endommager les lils de I'armature'

Avec làs machines à haute tension, 2 000 volts' par exemple, il est prudent, quand on touche un organe de la dynamo ou du circuit, de faire usage de gants en caoutchouc.

On ne doit pas se servir des deux mains en même temps

pour toucher diverses parties du cilcuit, telles , Paf '.*.*p1", que deux balais opposés; parce que, s'il existe

on poirrt défectueux, le courant s'établit it travers le corps de I'opérateur qui peut recevoir ainsi un choc' il faut se tenir sur une Quand on touche une machine, phù forme isolée. Si on a les pieds sur le sol, il ne suf-

fft por, pour être à I'abri du danger' que la dynamo soit isolée. Au contraire, dans ce cfls' le péril est plus grand' ll est imprudent de toucher d'une main le bâti de la dynamo, et de I'autre le circuit ou les balais' si I'on voit paraître un défaut dans I'isolement des

électro-nimants, on répare le point faible en y passant une couche de bitume de Juclée dissous dans de I'essence de térébenthine. Pour nettoyer un orgàrne quelconque d'une dynamo' on doit se servir de chiffons de toile non pelucheux et jamais de déchets de coton. Pour les paliers des dynamos, em'

minérale de première qualité' ployer ' gO.la graisse Ràcettes diverses. Voici quelques 'ecettes qui S p.uo.nt être utiles dlns les tt'avtux de réparation des machines

:

Pour enduire les fils des dynamos on peut employer le vernis suivant : on met 500 grammes de gomme laque blanche dans une bouteille de 2 à 3 litres et I'on y verse

MacHrNEs Ér,ncrntquns

I litre

155

on agite fortement plusieurs jour en exposant à une douce température.

tl'alcool ir 40o Baumé.

fois chaque

Après quinze jours on filtre. Pour les gros fils, on applique le vernis à froid avec un pinceau. Pour les fils lins, on opère de m.ême après avoir étendu le vernis d'une quantité d'alcool égale à son volume. ' Vernis. On obtient un vernis pour papier isolant en

dissolvant- une partie de balme du Canada dans deux parties d'essence de tér'ébenthine. on chauffe légèrement et on filtre. Pour noyau de bois, dans une bobine d'électro-aimant, ()n compose un vernis en dissolvant de la cire à cacheter dans de I'alcool à 90". On applique plusieurs couches successives au pinceau, à froid.

Yernis pour Ia soie. G parties d'huile 2 parties d'essence de térébenthine rectifiée.

bouillie

et

composition de chatterton. cette composition sert à réunir entre elles les couches-successites de gutta-percha placées sur les câbles

:

Goudron de Stockolm. . . . I partie Résine f id. g id. Gutta-percha... Contposition de Clarkc. _- Sert à recouvrir les arma-

tures des cûbles

:

. Silice Goudron....i Poix minérale .

On l'étend rvec du chanvre 2 de composition.

6b parties

B0 b

id. id.

: I volume de chanvre pour

TROISIÈNIE

PARTIE

TRaNsFoRMarroN DEs couRaNTS ÉtucrnrQuus

CHAPITRE PREl\{IER ACCUMUIATEUNS Les courants érectriques ne sont pas toujours ut'isés

directement tels qu'ils

procluits par les clynamos.

.sont Dans querques cas on a intérêi à leur faire subir une trânsformation pour des raisons clue nous exposerons plus loin. Les appareirs servant à cet u.ngu sont de deux sortes : res

Accumulateurs et les Transforn àrcur". s 97' Théorie des accumurateurs.

Les accumurateurs

- nous avons sur Ia porarisatio' cront p'rlé 'asés (s 38)'Qrran. sont

I'oxygène

on électroryse, par exempre, de

acidurée,

porre à un pOf" et l,hydrogène 'eau au pôle contraire' -se trlais ces deux gu" *ont soumis ii une force de llolarisation qui tend à l*, *..oorbiner pour reformer I'eau. Si donc on sup'rinre Ie c.ourant, ou gu,on le diminue 'e

suffisamment', cette force 4e polarisation s'exerce

lieu

ir un courant de *.rra

et clonne contraire o,, p"rroi.". On

donc que, si I'on peur ûccurnuler aux électrodes :o"çgjt les éléments produits pr;. le du courant, on l)assage constitue une provision àe fo".e éreci'o-motrice, et l'on

forme une véritable pile.

MÀNUEL PRÀTIQUE DB L'ÉLECTRTCTEN

r58

Leur but est Tel est le principe des accumulateurs' une gnnnde Ia polarisation cl'emmagasiner alon'unt* par êtrc rcstiruée au moment rloit t,élecilicité qui ;;;;

voulo sous forme de courant' est mis en La période pendant laquelle. I'rtccumulateur se nomme on., lo source lltimtire d'drlectricité oir il restitue I'électricité ""pp"i', t*o"d"

ilt'*t'

ht clnrge. La

emmngasinée, s'itpp elle

I

déc h

^arge' doit remplir le Un accum,rtotJoi, pour êtrl indusrriel'

progrûmme suivant : quantité d'electricité sous Emmagasiner la plus grande le volumà et le Poids minimum' restituer le plrrs Avoir un bon rendement, c'est-à.dire la charge' possible du ravail dépensé pour

Fournir un courant constant' décharge à rolonté Il faut encore qu'on puisse régler la

suivant les aPPlications'

cap-acité d'tun accuCapacité. Pttissartce' - On appelle qu'il peut fournir par multteur le nonrbre d'ampères-heure se rtpporte tiiot*u--e de mttii:re employée' La capacité kilogrûmme par .oi,";o poids des pltques seules (capacité par kilogramme lu pfuqï"s), soit io poittt total (ctpacité complis)' a" p"ia- toill, liquide et récipient qu'il peut fournir tt"tuil dt quantitJ tl'Iu La" puissan"

par seconde. de I'accuAccumulateur Planté' - L'invention *,ilr,un. est due à M' Planté' 88) est flrme cle deux lames de plomb Son appa*"ii 1ng' "l,eau'ilcidulée au dixième par de I'acide baignant ctans dL en *,tiio"iqo". Elles sont enroulées concentriquement qui caoutchorrc' de bandes spirale et maintenues par deux serventàempêchertoutcontactentreelles'Letoutest en rerre' contenu dans un vase cylindriclue $ 98.

ACCUMULATEUNS

159

Pour la charge de cet élément, il faut 2 couples Bunsen ou 3 Daniell. La larne positive, c,est-à-dire celle qui communique avec Ie pôle positif dc la pile primaire, se revêt d'une couche brune dl J,ero*yde de ptoàn; puis on t'{ dégager de I'oxygène. Ln iornu ,r.gative,

T:1t

pu" I'air,-devient ,U'il"-{.:xydée bulles d'hydrogène.

Quand

{ui

'rillante

Otait

et se couvre

Ia charge atteint son maximum, ce

de

qu,on

remarque au dégagement d'oxygène produit sur l'érectrode positive, on a*ête la source itJrt"iqu", {ui, à partir de ce moment, se dépenserait en pure perte. Durant la décharpçu, .'u.t-,r,-dirl quand on ferrne sur lui-

même le circuit de I'accumulateur, les deux lames couvrent de surfate de plomb. voici res réactions passent

qui

se se

:

Pendant la charge, I'hydrogène qui se porte au pôle négatif réduit I'oxyde de -pro-lb qui esr à sa surface; la

lame positive absorbe I'oxygène et se couvre de peroxyde.

Durant la décharge, ce peroxyde passe à l,étili de pro_ toxyde, et I'oxygène abandonnl vient oxyder Ia lame né_

t60

![aNuEL PRÀTIQUE DE L'ÉLBCI'RICIEN du existant sur les deux pôles forme

gttive. Le protoxyde I" liqueur du bnin' Ïulfate "n.. Si l'on soumet l'itccumulateur

I une nouvelle charge'

et les mêmes phénomènes le sulfate de plomb se décompose est pénétrée à une positive lame se reproduisent' Mais Ia de peroxyde est plus plus gran,le profondeur; la quantité

consit:abl:' iorrr,"., la pùvision cl'électricité Plus Plnnté' on est élément un Avant d'employer utilement souvent' de le'chirger et de 1e déchnrger très durer peut la "biiil appelle formatiorz' Cette opération,- qi'o" cet de plusieurs mois; c'Ëst Ià là principnt ^i1."on--*t:îi flit pas uniquement Ir.urool"teur. La formation ne se on opère alternatives; décharges des par des charges et courlnt du plus rapidement au moyen de renversements lames s'oxydent égaleprimaire. De cette f*çot les deux

reviennent ir l'état permet

elles ment et quand, "f*Ut Ia décharge' poreuse.q."i texture une ont *U,"ffiq"", elles

l::,"

quantité d'électricité'

d'emmitga*in." ttnt plus grantle effet maximum que quand Un accumulateur ne produit-son on doit avoir il a été lrrofor,dlrneni oxydé' I)ans ce cls' de décharger courant' du soin, avnnt de changer là sens donnent plus qu'un 'faible ne jusqu'à"ce qu'ils les éléments courant en court-circuit'

il ne faut plus I\Ilis, quand I'accumulateur a été formé' de l'élecdépenserait on changer le sens du circuit; car qui plomb de I'oxyde de ticité en pure ;";; pour réduire ' seconde' la oxyder pour ct pourrait rester tu' tt"" plaque chargé rester I,e couple secondairt"u"" fols formérpeut le reftos par perd il jours' Cependant clurtnt plusieurs intérêt ir et l'on a plutôt une eertain. qr,^niité d'électricité' le décharger immédiatcment'

Lesélémentsd,unepilesecondairepeuventêtregroupés res couples Primaires; entre eux suivant ri même règle que ou suivant des comquantité' en tensiotl' réunit en

on les

I

I

ÀCCUMULÀTEUNS

r.6L

binaisons mixtes. On peut résoudre à leur égnrd les divers problèmes que nous avons exJlosés au sujet des piles

(s

48).

Ll

forrne en spiralc des électrodes leur donne une grande surflce sous un faillle volume, et les deux lames étant très rapprochées, sitns interposition de corps étrangers, la r'ésistance de l'élôment est fort petite. Celle d'un élément ilvant 50 décimètres carrés de surface totale, avec des lames éloignées de 5 millimètres, est de 0,04 it 0,06 ohm. L'inconvénient des appareils Planté à formation directe, est leur forrnation qui exige beaucoup de temps et de nombreuses manipulations; ils ne conviennent pas à I'indusrie. On a essayé bien des moyens pour remédier à ce défaut. Quelques inventeurs ont cherché à augmenter la surfircc du plomll. D'lutres ont imaginé d'appliquer sur les plaques de lrlomb des osydes de plomb tout formés; c'est la formation artificiette. Nous allons passer en revue ces divers s1'stèmes. $

99. Accumulateur Regnier. -- Dnn. cet appareil

(fig. 39), les plaques positit'es et négatives sont en plomb et toutes senrblables. La plaque est fotmée d'un plissé enchâssé clans un cadre lbndu clui lui sert de support et de conducteur. Le plissé est fait d'une larne de plomb ayant 0', 005 d'épaisseur. Cette bande est striée ru lami-

noir.' On I'introduit dans un moule en fonte laissant

autour d'elle un vide qu'on remplit avec du plornb fondu, pour constituer Ie cldre. Ce cadre résiste au foisonnement du plomb pendant la formation, et il comprirne fortement les matières pulvérulcntes superficielles, qui sont mises ainsi en contaot intime avgo les parties condLrctrices de la plaque. Des prolongements Yenus de fonte avec le cadre servent de cottducteur et de support. La formation des plaqrres s'o1lère comme pour l'acctt-

t62

MANUEL PRATIQUE DE L'ÉLECTRICIEN

mulateur Planté; on

Ia rend plus rapide en

attaquant

d'avance le métal par I'acide azotique.

h plaque sont : largeur 0., l/r0, 0., 245, épaisseur 0'o, 005. Le poids du plissé est

Les dimensions de hauteur

Fig.

89.

650 g,le poids total I 300 g. Les modèles ne diffèrent que par le nombre des plaques, qui est toujours un nombre impair, de façon que la première et la dernière soient négatives. Voici les modèles courants : C{)URÂI{T NORIIII

|YPES

I

NorBRr

I

do

nloloo'

àla

àIa

charge

rlôchatge

CÀPÂCITÉ

Bf$SrÀNCI

totale

intérieuro

tnlx

I

N'III

I

ampèrcs amPereô e

ohms

fr,

0,010

40

108

0,006

50

160

0,004

70

0,003

90

amp.-h.

8à12 tri18 14 ù 18 1ù24 à 2l-r 1r\40 1ri60

240

à

1r0

72

La capacité est d'environ 6 ampèrcs-heure par kg de plaque, ou 4 ampères-heure par kg de poids total. La charge exige 2 à 2,2 volts ; la force électromotr.ice

ACCUMULATEUNS

163

de décharge est de 1,8 à 1,6 volt, et se maintient de 7 àr 8 heures. Ces appareils sont solides et ont une assez grande durée. $ 100. Accumulateur de Montaud. Le programme que s'estproposé I'inventeur est : formation rtltide, grande surface, écartement symétrique entre les différentes parties des deux plaques voisines. Pour la formation on n'a pas recours aux renversements de courants dontnous avons parlé. Voici le principe sur lequel ou s'appuie :

Si dans un bain rlcalin saturé, oir I'on a dissous de la litharge, on plonge deux électrodes en plomb,et qu'on fasse passer un courrrnt ,

I'rnode, au lieu de se dissoudre, se couvre de pe[-

Fig.

90.

oxyde de plomb; la cathode se couvre tle plomb réduit. Avec un courant de 0,054 ampère par centimètre carré de

surface de lllaque,

la formttion dure à peu près

une

demi-heure.

La cathode iinsi formée doit êre bien lavée, conseryée dans I'eau I I'abri de I'air et soumise à une forte pression qui lui donne plus de solidité. Les plaques sont rectangulaires (nS. 90). A I'un des coins est une oreille présentant dcux épaisseurs de plnque, pour recevoir une tige de plomb antimonieux qui

réunit les plaques de même nom. Les angles des plaques sont ensuite repliés et soudés à la tigel au e,oin opposé est une échancrure pour le passage de la seconde tige. Les plaques positives et négatives sont ainsi intercalées. L'écartement est maintenu plr des peignes en bois placés en bas, le dos au fond du récipient. Le dos empêche les

M.TNUEL PRÀTTQUE DE L'ÉLECTRICTEN

164

plaques de descendre, et les parcelles de plomb qui se détachent ne peuvent étlblir de contact entre les plaques. I.,e liquide est formé de deux volumes d'rcide sulfurique pour 13 volurnes d'eau distillée. La capacité est d'environ 10 ampères-heute par kg de plaque, et de 3,3 ampèresheure par kg de poids total. La durée des plaques positives est d'ir peu près un an plr millimètre d'épuisseur. Dans les modèles courants, les plaques positives ont 3 mm, les négatives ont 2 mm. Z LÛl, Accumulateur Faure.

et décharges

Pour éviter les charges

de formation, 1\I. -Faure a imaginé

de fixer

mécaniquement I'oxyde de plonrb sur ses plaques, au lieu de le déposer par l'électrolyse. On rétluit ainsi le temps nécessaire à I'opération; mais I'oxyde est moins adhérent que par

lm

formation directe. L'accuthultteur Faure se com'

pose de dqux lames en plomb recouvertes de minium mis en

pâte avec de I'eau. Ces lames sont entourées de papier parcheminé et renfermées dans un fourreau de feutre; puis on les enroule concentriquenrent et on les place dlns de l'eau acidulée. Ce système a deux grantls défauts : Le feutre se détériore. Le minium n'adhère ptrs itu plomb. 102. Accumulateur Faure'Sellon-Volkmar 0u E.P.S. NIM. Sellon et Volkmar ont perlectionné le système de -M. Faure. Leurs plaques sont composées d'un grillage en plomb dans les alvéoles duquel se loge la pûte d'oxyde. Mtis celle-ci se dilate en se transformant en peroxyde pendant la charge; il en résulte des gondolements qui peuvent produire des contacts entre les plaques et détacher les pnstilles de leurs alvéoles. Pour empêcher ces contilcts, les placlues sont séparées entre elles par des anneaux en ébonite qui entourent les S

plaques positives.

ACCUMULATEURS

t65

Les plaques négatives sont reriées par cinq traverses en plomb qui les maintiennent invariablement. Deux tl,entre elles, soudées dans le bas, reposent sur tles tasseaux de

bois dans Ie vnse en verre; deux autres sont à mi-hauteur des_plaques et portent dês petits blocs en ébonite sur les quefs s'appuient des saillies présentées par les plaques

positives. Celles-ci ne descendent donc

p* lorqu,uu

fond

l'ig.9t. du vase. La cinquième traverse est en haut et sert de con.

ducteur..

La carcasse des plaques est faite avec un alliage de plomb et d'anrimoine; la pâte d'oxyde forme f a, poids total de la plaque. Alternativement positives et négatives, elres sont pracées

dans un vase contenant de l'eau d'acide sulfu"u.. f rique en volume. Les éléments sont fabriqués sur deux types, suivant qu'ils doivent fournirune décharge rapide ou lente. Les premiers (typ. S) ont u,r.-.u1rncité de 12 anrpères. .heure p;rr kg de plaque, et g par kg de poids total. Pour les seconds (type L), ces copacitJs sont g et 0 *m-

pères-heure.

166 S

MANUEL Pfi,atIQuE

lr

l'ÉlucrRtclEN

103. Accumulateur Philippart'

-

Un nouvelu perfec'

I\[' Philippart Permet.d'assemles soudures et les jonctions' é-vitant bler les plaques, en d'une batterie' excepté pou. les accumulateurs extrêmes jumelle (fig' Ot) pièce seule d'une 1,., pt"qoes fabriquées par un réunies négative tl.ut: positive comprennent une on alliage cle plomb et d'antirnoine' Voici comment poni "r, monte une batterie :

tionnement apporté par

No3

Fig.

92.

contenues dans Les plaques positives extrêmes (fig' 92) A' Entre le récipient no I sont réunies par un collecteur dont les jumelles' de plaques eltes on loge les négatives celles-ci Entre 2' no récipient le positives plongent dlns plaques de rangée uouvelle d'une on rnet les négatives

plongent dans le récipient jumelles, doni les positives ^sont

intercalées les plaques négatives B' collecteur un par extrêmes réunies plaques' sauf celles Les montage' le facilite Ce système qui so"nt reliées aux collecteurs, peuvent être enlevées

ï" g. Entre celles-ci

167

ÀCCUMULÀTEURS

sans interrompre la marche. Un court-circuit produit entre deux plaques n'affecte pas les autres. Mais ce dispositif exige un gmnd emplacement. De plus, une plaque usée nécessite le remplacement de celle qui loi est accouplée.

La capacité de ces éléinents est d'environ [0 ampèresheure parkg de plaque, et 6,6 par kg de poids total. Voici les types adoptés par les constructeurs : ÀCCU}IULATEUIIS PHILIPPÀRT COURANT

TYPES

NOTTMÀL

àla

àla

charge

dr!charge

-

POIDS

CAPACITII

total

totale

Ampèree-heure

PRIX

Ampùrcs

Ampènes

Kg

00 0

c 10

10 20

7

1

15 20

30

a,

3

30 40 60 80 100 150 200

&

o

6 7

8

I

$ 104.

25 45 60

90 720 150 200 300

Accumulateur Julien.

lateur E. P. S

:

13

50 100

20 30 a5 60 85 110 130 200 360

150 200 300 400 600 800 1 000 I 500 I 000

Francs

26 40 60 70 90 105 150

t90 235 350 470

- Il diffère de I'accumu-

1o Par I'ilme des plaques qui est formée d'un alliage inoxydable eomprenant : 95 0/0 plomb, 3,5 antimoine, 1,5

mercure. 20 Parla formedes alvéoles; celles-ci, au lieud'être firites parun simple cluadrillage, affectentlt forme d'auges qui ne

peuvent laisser échapper la pirte d'oxyde. 30 Plr la perforation de la matière active au centre des alvéoles.

Ces différentes particularités font que le support est

MANUEL PRÀT|QUE DD L'ÉLECTnTCTEN

168

inoxydable, que la matière active est adhérente, et que la capacité se trouve augmentée. Le débit normal var:ie de I à 2 ampères, mais peut être sans inconvénient poussé jusqu'à 3 ampères par kilogramme de plaques. Voici les résultats constatés par des expériences faites au Laboratoire central d'Electticité.

[. x.

t

OPERATIONS iloye, ll0l

CÀPACITÉ n,r,n kg

o

o I

û o h

I @

auP.- It.IwaT.-B Yol ts

35 I 7,421 2,3J | 0,1)81 1,t7 36 | 1,451 2,30

zl. Chargementl16

Décharsementl lg t12l'24,5 B. ChalEementllS DdcharlementlL I '1,137

ll4,0l

3

3/+l2s |

21,6 ,tt

1,97

C. Chargementll2 tl2ltû | 1'601 2'34 Déchargementl 5 r/1166 | 2,651 1,90 Déchalge supp.l

22,5 19,2

1'001 1,91

17

20

'3ilu lî33is

14,51âô-

3,S13

La troisième déchar6çe C, à 66 ampères, a été suivie Nota. d'une décharge supplérnentaire à 25 ampères.

Les essais du Laboratoire Central se résument dans Ie tableau suivant, lorsque le chargement est effectué il l r,l2 ampère par kg. Énergic

Cnpacité

Force

\\ratts*

tu

utilisable

e. m.

heure

charlçcment.

par kg

moyennc

par kg

$'atts-h.

amp.-h.'

rolts

à 1/2 amp. ri1

48 h4

2l

à, 1712

t+3112 42

t7

2 05 2 025 2 0c

16

7

40712

15

38

14

REGIME DE

DECIIARGE

par kg

à2 ir 2112

ô3

-

absor'bée

18

rvatts.

-h.

l)urée du déchargcment heures'

43 36 34

rl2

42 18

3112

I

7, 95

29

71t1

I, 90

26U2

c75

Ilendement

pratique en

énergie 0/0 90 83

113

i8

lr 213

72 70

t1

6

10

ACCUUULÂTEUNS

r60

$ 105. Accumulateur Gatlot etPisca. - Les plaques comportent une série de rainures horizontales remplies par ll matière active. Le montage présente quelques particularités intéressantes. Cette question est fort importante; car (on ne saurait trop le répéter) le mauvais fonctionnernent des accumulateurs provient presque toujours d'un défaut d'en-

tretien. Dans I'appareil de NINI. Gadot ct Pisca, les plaques sont suspendues dans le liquide sans l'intermédiaire de tlsseaux; elles reposent par le haut sur les rebords du récipient, de façon ir Iaisser au dessous d'elles

un grand espûce libre. Ainsi les particules détachées des plaques peuvent s'amlsser dans le fond sans créer de courts.circuits. On a complètement rejeté I'emploi de matières susceptibles de se délormer ou de s'altérer, comme le bois, le caoutchouc, les vis, boulons, etc.l on n'emploie que des pièces en verre ou en porcelaine. Les plaques sont maintenues à distance les unes des autres par des tubes verticaux en porcelaine. Le montage se fait facilement, et la disposition des appareils permet de visiter et de nettoyer I'intervalle entre les plaques même en marche. La capacité électrique à débit normal varie de 5 à 7 ampères-heure par kg de plaque. Le tableau suivant donne quelques-uns dee modèles établis par les constructeurs.

IrlaNtltsL pRÀTtQtlE

170

Dr r,tÉr,rcrRlctEN

POI DS

CIIARGE

DECHARGE

In tensité

du

Inteneité du

coufant maximum

clc décharge

\<-F

CÀPÀCITII

tol ûl

rPPro-

des

I

plaques

I

TYPES

ximatif

utilisable

6A nA

courant

liquide Ks.

Kg.

1r

6

I

4a

72

15

8a 9d 15a 21a

22t

to

21,6

26,2 38

8t

97,5 159 295 680 1000

198,5 &96,5

28r 33r

28

27 135

745

A^p'

Amp.-;1.o"o

2,4

811

6

15,3

136 160 orl+ 928 1208 3059 4669

A-F'

3,6

ll,lL

1.04,4 162

13,4 46,4 77 ,4 100,7

&10,4 617,4

389,1

18

61,2

255

100. Accumulateur de I'Electrical Power Storage Ci"Cet élément est assez employé en Angleterre, il en

S

-existe différents types : Typ. L.

fixe destinée à l'éclairnge électrique

Typ" T.

Batterie portative pour la traction des tram'

- Batterie et à la production de I'energie. "lilays et des-embarcations.

Typu C. gons.

-

Batterie portative pour l'éclairage des wa-

Le type L se construit dans les dimensious suivantes

NoMBREI potos I de

I

plaques l

dee

Plaqrres I

ts.

I

31

1L

45 58

15 23 31

l

tÉrlr maximum ampères

95

13 22 30 4/

119

64

NouBRE dc

I

lampes I

de 10 bougies

27

36 50 76 100

I

ceplctrÉ "o

ampères-hcurc

130 220 330 500 660

:

L7L

ACCUMULÀTEUNS

Les plaques sont formées d'un grillage en plomb pur fondu. Les positives sont remplies de minium, les néga' tives de litharge. L'espace entre elles est de 18 mm. Les plaques négatives reposent sur des blocs, et sont maintenues à 37 mm au dessus du fond. Elles supportent entre elles les plaques positives par I'intermédiaire de barres en ptomb avec interposition de supports en ébonite. Toutes les plaques de Ia même espèce sont soudées à une bande de plomb servant à frrire les iaccords. Les auges des batteries fixes sont en verre; pour les tràmrvays

on emploie des boîtes en bois

revêtueS de

plomb ou d'ébonite.

'

A

$7. Accumulateur Duiardin. - L'élément positif

est

formé d'une série de lames juxtaposées et réunies ir leurs extrémités pâr une barrette en soudure qui sert en même temps de prise au courûnt. L'intervllle très faible réservé entre ces lames (0,3 à 0,5 mm) se remplit de peroxyde de plomb par voie électrolytique. Le négatil est constitué par le métal réduit des vieux positifs, maintenu dans une enYe' loppe de plomb perforée. La disposition des deux éléments empêche la chute de matières actives.

TYPES

CAPACITI:

Amp.-heure

nÉctrrm Nonuall PoIDs BRUT récipient ct de charge I et décharge I liquiducomPrie À^P.

Kg.

3&5

4

30 60 120 240

12à15

375

37à45

500 625

50à60 60ù70

6p

750

75à85 85ù95

8P

1 000

u4P

r12 P P

2P 3P 4P 5P

7P

875

6à8

25 {r 30

100 à 120

lro 13 30

40 60

to 80 95 100

172

MANUEL Pnarleun

og l'Ér,ncrnlcIEN

Les récipients sont faits en plomb régulé et fondus d'une seule pièce1 I'absence de suppor.ts en bo:s leur nssure une l
Ces accumulat,eurs possèdent une capacité très élevée

par rapport ir leur poids.

$ f08. Accumulateurs au cuivre Commelin, Desmazures, et Bailhache. - Cet appareil diffère complètement des précédents en ce qu'il ne contient pfts du tout de plomb. La lame négative est en fer étamé, ll llositive en cuivre poreux. Le liquide est une solution de zincate de potasse additionnée de chlorate de potasse. Pendant la charge, le zincate se décompose; le zinc se dépose au pôle négatif, I'oxygène vient sur le cuivre qui s'oxyde, et lt potasse reste dtns la liqueur. Pour la décharge, on a donc une vraie pile à zinc, oxyde de cuivre et potasse, comme celle de I\IM. de Lalande et Chaperon (fi 46). Les plaques positives sont formées en comllrimant du

cuivre pulvérulent àr une pression de 60 à f20 atmosphères. On obtient ainsi une plaque solide, mlis spongieuse et capable d'absorber rapidement les gaz. Le récipient est en tôle étamée; le fond supporte la placlue négative, et de cette façon sa surface s'ajoute à celle des électrodes.

La force

électromotrice utilisable de cet élément est volt. Il n'est pas appliqué dans I'industrie.

seulement 0,85 $

109. Comparaison des différents systèmes

Comme nous l'nvons vu précédemrnent, les éléments à formation directe, du genre Planté, présentent un 6;rand inconvénient, c'est la lenteur de leur formation, et pitr suite la dépense exigée par cette opération; mais ils offrent un ilvantrge, c'est que I'oxyde de plomb, au lieu d'être appliqué mécaniquement, est fornré par une action chirnique et

ACCUMULATEURS

173

possède une forte adhérence; on peut donc faire supporter

aux éléments des courants excessifs et des variations brusques sans les désagréger profondément. En outre, plus les plaques sont vieilles, plus I'attaque v pénètre profondément et Plus la calracité cle l'élément augmente. ces accumulateur.s s'améliorent par l'âge au lieu de s'user comme ceux de formation artilicielle. En expliquant mécaniquement I'oxycle sur les plaques, on a simplifié la construction et dirninué la dépense, mais au prix d'un autre inconvénient, c'est Ia faible durée de ces ap;rareils. Au moment de ll charge, les pâtes des plaques positives augmentent de volurne et foisonnent; pendant la décharge, il se llroduit un retr*it. Ces effets sont moins accentués <Jans les plaques négatives. ces dilatations et ces contractions successivcs finissent pitr détacher les pâtes. Il y a donc perte de matière activc et diminution de cnpacité cle l'élément. IJn outre, ces matières peuvent occasionner des contacts entre les plaques et des courtscircuits. Cet effet est surtout ir reclouter dans les batteries soumises à des variations brusques et à des trépidations. Nous avons vu précédemment comment les constructeurs ont chcrché à éviter ces inconvénients. Tous les aecumulateurs tant à formation directe qu'artificiel e présentent un défaut commun, c'est leur poids. On compte pour les types ordinaires une citplcité moyenne de 0 lmpères-heure par kg de plaques ce clui représente 63 kg prr chcval-heure et environ 100 kg cluand on tient compte du liquide et du récipient. Un autre inconvônient des accumulateurs est d'cxiger un entretien très minuticux. Si, dans un ôlérnent, la couche

liquide comlrrise entre deux plaqucs n'est pas homogène,

ll

conductibilité n'est Plus uniforme, le courant pûsse d'une façon inégnle et les plaques se déforment. Ce défaut va silns cesse en s'ilggravant et des contacts s'établissent sur10.

MÀNUEL PnÀTTQUE DE L'ÉLECTRTCTEN

174

tout quand les appareils sont soumis ir un travail exagéré. Les déformations sont sensibles surtout dans les plaques positives. Gr:âce à ces courts-circuits, les éléments se déchargent d'eux-mêmes, et il alrive parlois qu'ils ne donnent plus de courant. Cet exposé rnontre tout le soin qu'exigent les accumulateurs. Leur entretien ne peut être con{ié à un simple ouvrier; il exige des connaissances spéciales.

On ne saurrit trop insister sur cette question

d'entretien qui est capitale pour les accumulateurs. EIVIPLOI DES ACCUMULATBURS $ ll0. Charge des accumulateurs. - Tous les appareils producteurs de I'électricité peuvent servir à charger les accumulateurs; mais, dans I'industrie, on n'emploie jamais à cet usage que des dynamos àcourant continu. Dans cette

opération, on doit éviter avec grand soin qu'il ne se produise des inversions de pôles. En effet, pendant la

il se développe entre les deux électrodes une force de polarisation contraire I la force qui produit ll charge.

charge,

Si,

à un moment donné, elle lui

devennit supérieure,

à

cause, par exemple, d'une diminution de vitesse de la dynamo, le courant s'étlblirait en sens contraire. Il faut donc que, dans les dynamos destinées i cet usage, les électroaimants soient excités en dérivation ou par une machine séparée.

Cette force contraire est nulle au début et va en augmentant. La force électrontotrice de la dynamo pourrait donc être trop grande en commençant, et I'intensité serait trop considérable. Pour I'empêchel', on interpose dans le circuit principal ou dans le circuit d'excitation une résistance qu'on fait varier. On peut encore, pour arriver au même but, modifier le groupement des accumulateurs ou changer la vitesse de la dynamo.

ÀCCUMULATEURS

L76

du Pouf reconnaître sflns appareils spéciaux le sens procédé le. employer courant pendant la charge, on peut fixe I'une des suivûnt indiqué par \I. H' Fontline' On placé au élément un extrémités dlun fil de cuivre à adapte on fil' du extrémité milieu de ll bttterie. A I'autre

être une petite lame en plornb assez mince l)our pouvoir lame' cette plonge On introduite dans un accumulateur. tantôt dans pendant la charge' tantôt dans [e premier' se le dernier élément. D'un côté, le plomb brunit en métallique: peroxydant; de I'autre côté, il prend I'aspect Le courant secondes. t5 de moins en s'obtient il" rerultat

vadel,élémentoùleplonrbsedéposeàl'élémentoùle plomb se PeroxYde. La force électromotrice

la dynamo employée ir chnrger 100 la des accumulateurs doit dépasser d'environ 10 p' force mitxima que prendra la batterte' élément' la Cette limite etant de 2,5 volts Pour chaque volts égal de nombre machine devra fournir au moins un â'ssod'éléments nombre au produit de (2,5 + 0,25) par le ciés en série. et L'intensité maxima de charge varie avec les modèles moyenne en est elle elle est indiquée par les constructeurs; Une trop de 0,? à t ampère par kilogramme de plaque' dètériore' les et éléments les g."r,du intensité échnuffe à Vers la fin de la charge, il est bon de climinuer peu en intercalant des résistances peu I'intensité; on y ""*inu d'excitation de la dynamo ' circuit le dans soit de

variables soit dans le circuit de la charge'

divisant la Le temps nécessaire it la "ùu'gt s'obtient en ampèresen capacité iottle de I'aecumulateur exprimée ampères' heo.. par I'intensité de charge exprimée en éléments Pendant la charge, il est utile d'accoupler les le de façon que leur ùsistance totale soit environ celle de la rnachine.

triple

de

176

maNUEL pnATtQUE DE L'ÉLECTRICIEN

La fin de la charge esr ;diquée par re bouiilorrnemenr du liquide. Mais cette indication ,,'urt pas toujours exacte. on obtient des renseignements prus précir ou moyen du densimètre. En effet, pendant ra charge, ra couche de sulfirte de plomb de la lame positive se chlnge en biosyde de plomb, celle de Ia lame négative se t.ansforme en promb métallique. Le poids des praques diminue donc au profit du liquide. La densité de cerui-ci atteint son maxirnum quand Ia charge des éléments est comprète. comme on connaît re poids de sulfate de plomb décomposé par un coulomb, on peut calculer facilement Ia quantité d'électricité qui, à un

moment donné, a traversé l'accirmurilteur, d'après le poids

d'acide sulfurique contenu par le liquide densité.

oo d'a;lrès sa

L'expérience

prouve {ue, quand les éléments sont chargés, la densité normale du licluicle est 1,220; quand ils sont épuisés elle est de l,lb0. on peut donc reconnaitre ln fin dc Ia crurge aux indices suivants : Le bouillonnemenr du liquide; Lr densité du liquide qui est 1,220; La forcc électromotrice qui a'eint 2,b vorts par érément. Pour rnaintcnir constante Ia capacité d'une batterie, il faut lui donner un excès dc charge. Si l,on se règle, pur exemple, sur le bouilronnernent, il ne firut pn* o"lêt"" rn charge au moment oir_cel.i-ci se produit, il iaut llrolonger encore pendant une dizaine de nrinutcs; en oPérant oiùi, on sacrifie, il est yrai, un peu du renclement.

s lll. Ilisjoncteu.r automatique. a - [I. Hospitrrier imaginé un appareil étarlrissant ou coupant autonr*tiquement Ia eommunication avec la clynamà, suivant que Ia force électromotrice de celre-ci est supérieure ou inférieure à celle de I'accumulateur.

t77

ACCUMULATEURS

Cet appareil (tig. 93) comporre un aimant NS et une

-Dynaru

I' Fig.

03.

tige en fer doux oscillante a, pllcée dans une bobine fire B. Celle-ci est entourée de deus lils. I'un long et fin, e i, f

L78

MÀNUEL PRÀTIQUE DE L'ÉLECTRICIEN

I'autre gros et court EFI. La tige a s'limante par I'effet des courants traversant la bobine, et, suivant le sens du

courant, elle peut prendre deux positions différentes, entrainant avec elle un basculeur en cuivre 1\{, muni de trois appendices plongeant dans des godets en fer remplis de mercur€, G, B, 8'.

.Le {il fin de ll bobine est monté en circuit avec les ac-

cumulateurs et lit dynamo. Lorsque celle-ci produit une force électromotrice supérieure ir celle de I'accumulateur, le courant, qui est de mêrne sens dans le fil fin et le gros fil, aimante la pièce a de telle sorte que le basculeur établit le contact entre les godets G et g' ; Ie circuit de charge se trouve fermé. Si la force électromotrice de I'accumulateur devient supérieure i,r celle de la dynlmo, le cout'tnt change de direction dans la bobine; la pièce c est attirée par le pôle

S de l'aimant, et Ie basculeur établit la communication il rompt le circuit du gros fil et ferme le circuit des accumulateurs sur une

entre G et g, comme I'indique la figure;

sonnerie X. Deux butoirs r, r' permettent de régler I'amplitude des oscillations de la tige a. Le système fonctionne donc automatiguement, suivant que la force électromotrice de I'accurnulateur est supérieure ou inférieure à celle de la dynamo. La résistance du fil fin de la bobine varie de 300 à 2 000 ohms, suivant le

nombre d'accumulateurs en tension qu'il s'agit de charger. C'est afin de dépenser très peu de courant quand la machine ne charge pas.

2tlà. Mise en marche et arrêt. - Pour charger des accumulateurs avec une dynamo, on ne doit mettre les accumulateurs dans le circuit que quand la machine a pris sa vitesse normale. Quand la charge est terminée, la première chose à faire est de retirer les accumulateurs du

t

ÀCCUI\It'LÀTEtJRS t79 circuit. cela f*it, on réduit ra te_nsion aux pôles de ra dy-

nâmo et on nrrête ra machine. ces précautiàns sont nécessaires pour empêcher les inversions de courants. $ tr3. Ilécharge. La force érecrromorrice d,un érément, au début, c'est'il-dire au moment même oir il vient d'être formé, est qrb0- volts; quelques rninutes après, ce

chiffre baisse,

er Ia force ereâtroùotrice pendant Ia dé.

charge est en moyenne de 2 volts. Au bout de quelques heures cette force diminue. Il est bon alors d'avoir i,r sa disposition quelques éréments de renfort, que I'on intercale dans le *oyuo d,u1 commutateur, et qui permettent de"i""ui, "o prolong.a un peu Ia durée de la décharge. on peut encore intercarer dans re circuit une résistance variabie qu'on diminue p.og"urrio*ment à mesure que la force électromotrice buisse. on ne doit jamais pousser. r'opération jusqu'i\ ce que ra tension devienne inférieure à l,g volt. Après la décharge, sî on laisse l,accumulateur reposef un peu, on obtient une seconde décharge moins forte que Ia

première,

et ainsi de suite pendant une période plus

ou moins longue. c'est pour cetie raison qur'lu déclarge est plus.complète quand on la fait en plusiJurs fois. L'intensité fournie décroit lenteme't si re circuit présente une grande résist.nce. Dans le cns contraire, l,écoulement est pltrs rapire. La crurée de ra decharge'dépend donc de la résistance cxtérieure. une aech*"gu iiop *"pia. doit être évitée, parce qu'elle peut entraîner la déformation oes praques. Pour obtenir un bon rendernent, il ne faut pas, en gé_ néral, que le débit dépasse 1. ampère par kg aË pl"q,re*. Il ne faut jamais épuiser .o-piètu*entun accurnulateurl on doitlui laisser une réserve d-'envir on 25p.x00. Do, quu Ia tension descend au dessous de r,g volt, ir-faut recharger. En effet, quand les praques sont déchargée. com;

pffi.

* 180

MÀl{uEL PnÀTTQUE DE L'ÉLl:crllICIEN

les alvéoles se trouve plètement, la mntière remplissant de plomb' ![ui est sustranslormée tout entière en sulfate d'ordre plus élevé et ceptible de se changer en sulfate sont en p*, *t.rrer des go"Jolements quand les plaques chlrge.

doivent être U+. Entretien' - Les nccumulateurs lussi unitempérature à une placés dans un endroit sec' que les local rnême le duns jamais torme que possible, S

qu'ils dégagent' La machines, à cause des vapeurs acides aux 8lz détonants égard eu *t". doii etre bien ventilée,

iui *. produisent' ll fuut que les récipients

. î:- *^-+ i^ soient parlaitement isolés du

sur bûti qui les support;' Le récipient rePose

des isola-

plus de précaution' teurs en verre ou u" porcelaine' Pour du

suivante' Les isolateurs on peut employer ta disposition en bois goudronné' et ce cadre o"

récipient portent tu* rangée d'isoi*rnir., plr I'intermédiaire d'une seconde bon' pour avoir toute séculateurs, repose sur le bâti' lt est

de

munis rité, de: monter les batteries sur des isolateurs et I'on parfait, isolemenr un ainsi obtient on huile. il;;; par if po. à craindre les pertes qui peuvent se produire l'hurrriclitédéposéesurdesimplesisolateut.senverreou en porcelaine.

par un

1,.* récipients doivent être séparés entre.eux qui sert à les isoler et vide de 2 à 3 centimètres environ'

et de les remplacer' permet, en outre' de les nettoyer résulte Le mauvitis fonction"'*""i d'un accumuluteur ne faut il surveillance; prr.qo* toujours d'un rrlanque de aussitôt y po-rte qu'Ôn *"nt ;;;- io'"" ief*ut se produi*t plus souvent Les tccidents qui se présentent le ".*aàr. gont :

loDespertesirlatcrreproduitesparundéfuutd'isole. ment.Pourvérifierl'isolement'onmouillesesdoigtsavec qui supporto acidulée et on les pose sur la planche de I'eau

7 ACCUMULAI'EUNS

I'auge'

181

si I'on ressent une secousse,

c'est que l'isolement est imparftrit. Quanct ra dynanro donne plos a" r00 vorts, cet essai devient dangereux. De môme si, en touchant les connexions, on éprouve une sensiltion cle chalcur, c,est qu'il existe un défaut. 2o une seconde cftuse r|^cciclents provient tre conracts

"

; les plaques se touchent eiltre eiles ou bien eiles touchent Ies parois de I'auge; ce fait est dû à .es gondolements des surfaces, à des boursouflernents de Ia peie ou à du surfirte de plomb qui s'interPose entre les lames. Il s,établit uilli des courts'circuits dans l'élément et cres pertes d,électricité; en outre l'éhment ne peut plus se ,ho"g.".

Pour surveiller Ie fonctionnement des nccumurateurs, on se sert des instruments suivants : 10 un densimètre pour constate. Ia densité du liquide 20 un voltmètre I assez lluissant pour mesurer Ia tension totale de Ia batterie; 30 un petit voltmètre sensibre, gradué en dixièmes, de 0 à 3 volts, permettûnt de mesur." l" force électromotrice de

chaque élément séparé I 4o un ampèremètre; Tous les jou.s, on doit vérifier Ia force électromotrice de -

la batterie; on se base sur cette règle

cJue

Ia

tension

moyenne d'un élérnent est de 2 volts. si te nombre total des volts divisé par le nombre des éléments ne dépasse pas 2, chaque élément doit être essayé séparémerrt Ie- petit

"lnu" voltmètre, .iusqu'à ce. qu'on rencontre un élénrent s,abais_ sant au dessous de r,80 volt. si ra différence n'est pas

très notable, on se contente cle redresser les ;tlaques au moyen de deux lames tle rrois crur tailrées cn qrr'on introduit "ni., entre les plaques; Puis on racle les boursorflu"., avec une lo|: :" bois qu'on promène dans les intervalles des plaques. Mais, si la force érectromotrice est tombée t"op bas,

l'élément ne Peut prus se charger; il faut le mettre hors circuit et le remplacer par un érement de rechange, Arors

on redresse ses plaques, on ôte les bavures, on Jhange Ie

tl

MÀNUEL PRÀTIQuE DE L'ÉLEcrRIclEN

182

liquideetonprocèdeirunenouvelleformation'c'est'à-dire de charge' jusqu'lu moment qu'on le soumet au courant normale' sa valeur oir la force électromotrice reprend

densimètre Ia densité du

On doit ..rro" constater au précédemment' cette indiliquide; comme nous l'avons vu éléments' .riior, renseignera sur l'étlt des environ, de passer entre mois deux les Il est utile, tous les nettoyer' Il faut aussi' les plaques la ta'ie àe boit pour

les bacs' laver lesplaques tous les si* mois au moins' niatt de fer imbibée du lrquide du bain avec une brosse t" nft et renouveler ce liquide' . Le liquide doit touiours êre prélll.Electrolyit' Z dans les récipients qu'après paré d'avance, et on ne le verse

'

le préparer' il faut toujours

refroidissement t"*pft'' Pour dans I'eau, qu'on agite verser lentement i'o"ia" sulfuriquà verre' En versant I'eau constammutt "nu" t"'* U'gotttete it-at* projections-de liquide' L'eau dans l'acide' otl ''u*po" et e.xempte de calcaires' sera aussi pure que possible d'acide 1'ur dans les batteries' Il ne faut jarn'J"

"jou'u" les plaques Entretien des plaques' - Quand de la façon active Ia matière sont usées, o" i.-o-, *rouirt* $

fl6.

suivante

:

on mélange du minium avec Pour les plaques positives' parties d'""o Pour I partie de l'eau aciduùe contenant 2 devient rouge-brun foncé' d'acide sutforiqïe' C"t" pite jo*tlÏ'.n j:-:t: la couleur On ajoute de l'icide sulfurique càmplètement'- La pâte est

rouge du minium disparaisse

plomb' on p;;d; ;"ut àr fait de sulfate de et I'on fait la comprime la bourre dans le' alvéoles' on minium' de

alors formée

heures' Au lieu

sécher p."a""t "i"gt'qo"tre de plomb puce; car il vautmieux *mplo]"t du peroxyde carbonate' le minium contient toujours du Pour remplir

le*

evec de la litharge'

caihodes' on

fait une pâte

semblable

ÀCCUMULATEUftg L'état d'une plaque est indiqué par la couleur

I83 de

see

bords. Si le bord d'une plaque positive présente la même couleur que la négative, il faut examiner I'intérieur de l'élément. S'il aruive, pendant la charge, un renversement de cou-

rant de la dynamo, de telle sorte que le courant partant du pôle positf de la machine aille au pôle négatif de I'accumulateur, on décha.rge celui-ci lentement sur une résistance qu'on diminue à mesure que la force électromotrice baisee. Quand l'accumulateur n'a plus de force électromotrice, on le relie à la machine dans le sens normal, et on le charge en intercalant une résistance dans le circuit. Lorsque des plaques doivent rester au repos pendant quelque temps, il faut avoir soin de les charger complètement.

M. Roux

a fait à ce sujet

des expériences evec deux

accumulateurs Julien de 200 ampères-heure. Le liquide était recouvert d'une couche de para{fine; les vases étaient en verre et supportés par des isolateurs à huile I I'accu-

mulateur se trouvait donc parfaitement isolé. Le liquide, qui contenait 4 p. 100 de sulfate de soude, présentait une densité de 1,2 guand I'accumulateur était chargé à saturation. Les deux éléments essayés ont été chargés le 5, puis déchargés le 6 aoûtjusqu'à ce que latension fûtdescendue

à 1,8 volt; ils ont fourni à la décharge 233 ampèresheure. Le 7 août, on a fait la charge à nouveau dans les mêmes conditions que le 5, puis I'accumulateur est resté tranquille jusqu'au 20 octobre. A cette date, on I'a déchargé, dans les mêmes conditions que le 6 août, et on a trouvé 220 ampères-heure.

Comme on peut admettre que les éléments ont pris ls 6 et le 7 août la même quantité d'électricité, ile n'ont donc

t84

IIIÂNUTJL

PnÀllQUE DE L'IiLECTnICIEN

perdu que 63 ampéres-heure, soit 6 p. 100 durant les deux mois et derni pendant lesquels ils ont été laissés en repos.

On peut conclure de ces expériences que les éléments hien isolés peuvent se conserver sans être utilisés quand ils ont été préalablement chargés à slturation. Le rendement d'un élément est le S ll7. Rendement. peut fournir et celle qui a été qu'il rapport entre l'énergie Le rendement utile se détercharger. le dépensée pour le norrrbre d'ampères-heure pro' par mine ordinairement la avant f
débité par centimètre carré. f)ans la prâtique, on ne dépasse généralement pûs un ampère par décimètre carré. La rapidité de la décharge a une grande influence sur le rendement. Iin opérant trels lentement, on augmente beaucoup ce chiffre. La force électromotrice s'itbaissc vite

la densité du couraut est trop forte, et le travail disponible diminue à mesure qu'on demande par unité de temps un travail plus considérable. En opérant par faibles couranls pour la charge et la

tluand

décharge, on a encore I'avantage d'assurer ir l'élément une plus grande durée. Bn forçant le counrnt, on détruit les plaques. On peut citcr comme l)l'euve ir I'appui les itccumulateurs employcls pour la télégruphic qui ne sont pas surmenés et qui ne se désagrùgent pas.

On tdmet, en général, que le débit des aecumulateurs nu pl
ACCUITULATEUIIS

185

bien précis. On admet généralemeut qu'un accimulateur rend seulement 60 à 65 p. 100 du travail qu'on lui a fourni. Supposons qu'on emploie un travail de 100 chevaux accumulateurs, La dynamo et les conducteurs en consommeront environ l0 p. 100 en pur.e perte. On ne fournira donc, en réalité, {ue 90 chevaux aux accumulateurs. En comptant sur un rendement de 0160, ceux-ci ne restitueront que 90 X 0,60, soit 54 chevaux. Ce chiffre montre que I'emploi des aecumulateurs n'est pas économique.

pour charger des

S

ll8. Récipients. Les récipients destinés aux srccu-

tout être parfaitement étunches; car une fuite de liquide peut mettre I'accumulateur en contact avec la tene. On emploie le grès, le verre, le hois

rnulateurs doivent avant

dorrblé de plomb, l'ébonite. Le grès a I'inconvénient de donner. des suintemeuts. Le verre est parfaiternent étanche et il permet de surveiller facilement I'intdrrieur des appareils; mais sa fragilité est un obstable quand les dimensions dépassent certrines limites. Le bois doublé de plomb ou d'ébànite est irr., employé; mais ces réeipients sont d'un prix élevé. Le bois simplement enduit de résine ou de goudron donne de mauvais résultats, parce que ces matières sont attaquées par I'acide

sulfurique Pour empêcher les sels grimpants, les bords des récipients sont enduits I I'intérienr et à I'extérieur d'une couche de parafline ayant quelques centimètres cle hauteur.

Les réactions chinriques déterminent des bulles de gaz'

qui en crevant projettent du liquide sul les conducteurs. Pour éviter cet inconvénient, on peut étendre ir chaud sur le liquide une couche de paraffine qui se solidite et fet'me le récipient. On rnénage un trou pour le dégagement des gaz, et on enlùr'e un peu de liquide afin de .mènager un espace libre.

!J'

ti

186

MÀNUEL IRÀTIQUE DE L'ÉLEcrnlcIEN

Il est important de r'ériffer souvent I'isolement des récipients entre eux et avec les suppolts sur lesquels ils sont placés, à cause des cristallisations salines qui peuvent se former et établir des courts-circuits ou des contacts à la terue. A Mg. Calculs sur les accumulateurs. - Les accumulateurs étant susceptibles d'être groupés en tension et en quantité, comme les piles, donnent lieu ttux mêmes problèmes.

La résistance intérieure des accumulateurs varie suivant les types; elle est du reste toujours très petite. La formule

suivante permet dans les cas ordinaires de calculer' approximativement cette résistance r en ohms, en fonction du poids total P exprimé en kg.

":

0,08 __F_

Calcul du nombre d'éléments.

Exemple.

Combien

doit-on prendre d'accumulateurs pour alimenter 25 lampes à incandescence, exigeant 65 volts et 0,98 ampère, et placées toutes en dérivation

?

La force électromotrice nécessaire pour les lampes est 65 volts; en ajoutant 10 p. 100 pour la résistance des conducteurs, on doit fournir TL volts. L'intensité est 0,98 X 26 :24,5 ampères. Supposons qu'on choisisse I'accumulateur Philippart, S 103. Le no I fournit 25 -ampères, il suffit donc d'un élément en quantité. Chacun d'eux donne une force électromotrice moyenne de 2 volts; il faudra donc en associer 36 en série. Pour pflrer à la baisse de force électrornotrice qui se produit, comme nous avons vu, on prendra 4 éléments de renfort r {ue I'on ajoutera successivement suivant les besoins, soit en tout 40 éléments. La capacité de I'accumulateur est de 150 ampères-heure.

accuMularEuns

lg7

L'éclairage pourra donc durer 6 heures. (Ce chiffre est un maximum qu'on n'atteint jamais en pratique.) Quelle est la dépense de travail ? La puissance absorbée par les lampes est :

7l x24-5

-

174 kgm Par seconde;

Soit t74X6 X 3 600 : 3 758 400 kgm. pour 6 heures. Le rendement des accumulateurs étant 60 p. 100' on devra dépenser pour la charge

3

758 .400

-CË

:

6 260 000 ksm.

-

6 260 ^^^

23,2 chevaux-heure.

TidTdd- -

Si la dynamo et les transmissions nbsorbent environ 10 p. 100 du travail, le moteur devra fournir 25,5 chevaux-

heure.

Il est importitnt, surtout pour les quês' traction et de navigation, de savoir la quantité tions de emmagasinée dans un accumulateur par kg de' d'énergie plaques et par kg de poids total. Pour ce calcul on se sert de la formule Gapacité.

M |

EI

--. 9,8

Prenons pour exemple I'accumulateur E. P. S. (type S).

On peut compter 2 volts pour la force électromotrice moyenne pendant la décharge. La capacité est de 12 ampères-heure par kg de plaques et de 8 par kg de poids total.

12x2><3600 -'---.F -gg15kgm par kg de plaques. T=ff8x2x3600 58,.i ligm par kg de poids total.

-

188

MANUSL PRATIQUE DB L tsLECTnICIEN

Donc, pour emmugasiner

i5)lz- 3

#-

cheval-heure,

il

faut

:

--Bo kg de praques,

# et

I

600 46 ,^,kg de poids rotal.

Supposons un modèle d'accumulateur de 2 ampères par kg tle plaques ; sa débit donnant un Puissance.

'

ztr:

.r* n5,tu pill'Kg tle plilqu€ par kg ue plaques. -- o,4kgm Pour fournir un cheval par seconde il fautl"o dot" -ffi

pulssance sera

lJ-

soit 187 kg de plaques. Cette question est importante .

dans

l:r traction et la navigation électriques, oir I'on a par moments des coups de collier ir donner; on doit savoir quel travail maximum on lleut demander aux accumulateurs

pour un poids déterminé. Pour l'éclairage électrique, I'intérêt est moindre; il importe peu dans ce cas d'avoir quelques éléments de plus à son service.

Le faible 120. Applications des accumulateurs. limitent leur élevé prix des accumulateurs et rendement appareils. de ces indusrielles les applications beaucoup On s'en sert surtout dans les cas suivants : 1o Comme réserve disponible, pour parer à I'insuffisilnce ou à I'arrêt des dynamos. C'est le cas des théiitres. Il importe d'avoir toujours une provision d'électrictité, et le rôle des accumulrteurs est naturellement indiqué dans S

cette circonstance; 2o Quand on & par moments dans une usine un excès de travail moteur disponible. Ce travail est employé à charger

d'avance des itccumulateurs, qu'on utilise ensuite aux moments voulus pour l'éclairnge;

,tt "..'

tl

3o Pour l'éclainrge des rvagoris on emploie des accumu'lateurs qu'on ehitrge, soit avant le dépnrt ptr une dynamo

ÀCCUMULAI'EUBS

189

placée dans la gare, soit pendant le trajet par une. dynamo disposée dans un fourgon du train. Dans le même ordre d'idées, les accumulateurs sont très commodes pour un éclairage momentané, comme celui d'une salle de réunion. Ot y transporte pour le moment voulu les éléments tout churgés avec le matériel d'éclairage. Certaines entreprises d'éclairage sont basées sur ce procédé. 4o On r fait beaucoup d'essais pour la propulsion des tramways et des bateaux au moyen d'accumulatears. Les éléments sont embarqués avec leur charge d'électricité, qui est fournie par une usine installée dans ce but. Pour les bateaux, le poids des accumulateurs est un grancl obstacle à leui emploi; mais I'absence de chaleur et de furnée peut avoir parfois un grand avantagel c'est le cas de certains torpilleurs et bateaux sous-marins. 50 Les accumulaieurs'peuvent remplacer avantagetlse-

ment les piles pour la télégraphie et pour la production des signaux. La télégraphie exige des courants de très faible intensité comparativement à ceux que demande l'éclairage; on y emploie des courants ayant au plus 0,05 ampère' Au bureau des postes de Londres il existe, depuis 1884' 220 circuits télégraphiques alimentés par 38 éléments seulement. 6o Les accumulateurs peuYent être employés pour toutes

les opérations d'électrolyse et de galvanopltstie. Nous reviendrons plus tard sur ce sujet en étudiant les installations de lumière électrique, de transport d'énergie et de galvanopltstie.

tl.

CHAPITRE II TRAI{ SFORITATEIIRS SECONDAIRES

$

f2l.

Théorie du transformateur.

Dans une ins-

tallation d'éclairage élecæique à grande-distance, une

des

plus grosses dépenses est représentée par les conducteurs, comme nous Ig verrons plus loin. Pour la diminuer, on.a songé à enrployer les courants à très haute tension. En effet, l'énergie électrique dépensée dans un réseau est égale à E I, et le travail absorbé par les conducteurs ù R I t S 6. On peut augmenter E et diminuer I sans que le produit E I varie. De cette façon, l'énergie électrique reste la même; mais on se donne la faculté d'augmenter R, c'est-

à-dire de diminuer la section du conducteur. Le travail total absorbé ne change pas; mais la dépense nécessitée par Ie réseau se trouve réduite dans une grande proportion. Ce système exige, eomme on le voit, des courants de haute tension, qui sont dangereux, surtout pour des distributions particulières. Pour supprinrer cet inconvénient, on a imaginé les nansformateurs secondaires. Ces appilreils placés chez les abonnés reçoivent de I'usine électrique les courants à haute tension, et les transforment en courants à grande intensité et ir frrible tension, dont I'emploi ne présente aucun danger.

Supposons, par exemple, qufon veuille alimenter en yolts. La

80 lampes à ineandescence de 2 ampères et 50

ÎRAN8FONMÀTEUNS

SECONDAINES

puissnnce dépensée est représentée par 2 X 50 >< 80

191

- I 000

$'atts. Si on leur envoie directement le courant, il faut 160 ampères. En admettant qu'il passe I ampère par millimètre carré, le conducteur aura 80mmz. Envoyons maintenant dans Ie conducteur principal un courant de 500 volts et 16 ampères, et avant de Ie distribuer faisons le passer dans un appareil qui le modifie dans le rapport de 10, c'est-à-dire qui le transforme en 50 volts et 160 ampères, il pourra alimenter les lampes. Mais le conducteur principal n'aura plus que g mmz de section, et la puissance restera toujours égale à 8 000 watts. 'fel est le but des transformateurs. Ils sont basés sur les courants d'induction, et leur théorie est ilnalogue à celle de la bobine de Ruhmkorff, dont nous allons rlppeler le principe en quelques mots.

Boltine d.e Ruhmkorff. Autour d'un noyau de fer doux on enroule deux bobinesl I'une dite primaire est formée d'un gros fil; la deuxième appelée secondccire est <:onstituée d'un fil fin farisant un grand nombre de tours. Si dans le {il primaire on envoie une série de courants alter'natifs à grande intensité, on développe dans Ie fil secondaire une succession de courants de faible intensité, mais dont la tension peut être très considérable. On peut produire le phénomène inverse; en envoyant dans le fil fin des courants de forte tension, on détermine dans le gros fil des courants de grande intensité. S

t22. Transformateur Gaulard et Gibbs.

-

C'esr sur

ce principe qu'est basé le transforntateu,r, dont la première application a été faite par N{M. Gaulard et Gibbs. L'appareil

est formé de deux circuits isolés I'un lutour de I'autre; le circuit primaire est parcouru par des courants alternatifs envoyés de la station centrale; ces courants induisent dans

le circuit secondaire, sur lequel sont placées-les lampes,

192

IIÀNUEL PRÀTIQUE DE L'ÉLECTnICTEN

d'autres courûnts alternatifs; I'intensité et la tension de ces derniers dépendent, pour un courant prirnaire d'énergie déterminée, des dimensions relatives des deux circuits de Ia bobine, etpeuvent,pitr suite,prendre les valeurs que I'on {ésire. Les deux circuits entourent un noylu en fer doux {ui, passant par {es phases successives d'aimantation, {r pour effet d'augmenter les actions

d'induction. Le transformateur Gaulard et

Gibbs renferme deux hélices, composées de disques de cuivre

superposés et isolés entre eux, de manière que les éléments d'une des hélices se trouvent intercalés entre les éléments de I'autre. Fig.

94.

Ces disques, d'une épaisseur de 0'o"', 25, ont la forme d'une couronne circulaire coupée rldiale-

ment (fig. 94), et sont munis, sur les borcls de cette coupure, de deux languettes A, B qui servent itux sou.lures; ils sont isolés par. des disques de papier parcheminé et un rernis qui couvre leut's surfaces. LeS unS constituent le circuit primaire; les autres forment le circuit secon
SECOTiDAIRES 193 h spire secondaire en quantité' les divers éléments de relier iT vo' ,fNÀNSFORMÀTNURS

étlnt divisés en plusieurs sections qu'on peut

lonté eri tension ou en quantité' f31 éttit mobile Dtns les premi.rt *odales, le noyau de des et pouvttit pénétrer plus ou rnoins dans I'intérieur les Dans 5o5ines, tlc façon I uràdifi.r les effets d'induction.

Fis. ôs' sur lui-même' appareils actuels, le noyau est lixe et fermé verticales tiges deux c'est-à-dire qu'il est clnstitué prr Chlque demi-anneaux' r'éunies en haut et en bas par deux 95)' (fig' bobine portion verticale comporte une

et Blathy'

123. Transformateur Zipernowsky' Déri I'anneau appareil offre quelque ressemblance nvec autour fôr -t*, en (fig" 96) un noyilu Gramrne. ll "ornlrorrt' àti" hilices en fil de cuivre isolé duquel sont enroutet* circuit secondaire' constituant le circuit primaire et le spirale un ruban en Pour former le noyau, on enroule clont les spires latgeur en fer plat d'un Jentitètr* de $

sont isolécs.

t94

MANUET PRATIQUE DE

['ÉtEcTnICI[N

'0n eonstitue de eette façon un tore plat à secrion recrangulaire qu'on appelle galette. On superpose une série d'assises semblables isorées entre elles, et on forme ainsi le noyau. Le tout.est assemblé par des montants en bois verni qui constituent re suppori. Lu, montants divisent Ie no;rau en huit segments, sur: lesquels on enroule les fils primaire et secondaire. L'hélice secondaire recouvre I,hé-

Fig.

96.

Iice primaire. L'appareil esr comprété par deux prateaux en fer, I'un placé à la partie supérieure, I,autre à la partie inférieure, sur lesquels sont boulonnés les montants. Au

plateau supérieur sont adaptées des praques *., po".ut"irr" sur lesquelles sont fixées res rrornes servant ir assembrer Ies extrémités des fils.

Les inventeurs ont construit un autre type dans lequel le noyau central est fait avec des fils de .uin"u isorés formant deux ou plusieurs hélices, ces firs sont enrourés eu

TNÀNSNEONMATEURS

SECONDAIRES

I'96

cercle et entourés d'une matière isolante. Sun I'anneau ainsi constitué on bobine des fils de fer fin is.olés. Les Iils de fer sont vernis et garnis de coton. Ils servent à constituer un champ *"grrétiqu", et en même temps ils forment une enveloppe protectrice âux fils de cuivre dont les extrémités sortent par uue fente ménagée ir travers eette enveloppe. Voici quelques données relatives à cet

appareil

:

TRÀNsFoRMATEUR

nn 7 200 warrs urILEs

Résistance du circuit inducteur

induit Intensité du courant à pleine charge D aYec I'induit à circuit ouvert Force électromotrice inductrice Poids de cuivre

l

fer

Fréqueuce (périodes par secondes)

1,15 ohm 0,0045 r 8,25 anlpères

0,32

))

900 volts. 33,5 kg

82

.

kg

50

ne. rend pûs $ 124. Rendement. - Le trânsformateur route l'énergie qu'il a reçue, et la modification subie par

le courilnt entraîne nécessairement une certaine Perte à la production de chaleur dans le circuit et aux

.due

courants qui prennent naissance dans le noyau' D'après des expéri"rr."* exécutées à

Turin par le professeur Fer-

raris, le rendement atteint 92 p' 100. Dans lâ pratique, on peut compter environ 85 P. 100. , Indopendamment de cette perte, il en existe une seconde ,rlue aux motils suivants. Un transformateur doit toujours être calculé d'après le nombre complet de lampes ratta.chées à son eondùcteur secondaire et " même pour une petite réserve. Il en résulte que guand le nombre de lam,pes décroît, le transformateur fonctionne dans des conâitiottr défavorables; le rendement se trouve beaucoup

r96

MANUEL PRÀTIQUE DË L'ÉLECTnICTEN

réduit quand on diminue le travail qu'il doit produire et qu'on Ie fait descendre au dessous de la limite pour lu-

quelle il a été calculé. Des expériences faites dans I'installation de la Grosvenor Gallery montrent que, pendant les heures du minimum de consommation, le courant fourni par I'usine est bien plus considérable que celui qui correspond au nombre de lampes. Les pertes aecusées atteignent 20 p. f00.

On pourrait, pour éviter ces pertes, installer plusieurs transformateurs de petite dimension au lieu d'un grand. L'un serait toujours en circuit, et les autres n'y seraient mis que suivant les besoins; mais c'est une complication et un accroissement de dépenses. En outre, les petits transformateurs associés donneraient moins de rendement qu'un grand. On poumait encore réunir ensemble les conducteurs de plusieurs transformateurs. cette disposition aurait en outre l'avantage que, si un transformateur cessait de fonctionner, los autres y suppléeraient. Mais il y aurait encore lir une augmentation de dépenses poup I'installation.

S f25. Commutateur Swinburn. Poun diminuer. autant que possible la perte dont nous venons de parler dans les distributions domestiques sujettes à de très grandes variations, NI. srvinburn emploie un commutateur automdtique qui couPe le circuit quand Ie débit descend au dessous d'une certaine limite. T étant le transformateur' (fig. 9z), le circuit prirnaire est représenté par les deux fils rn et I; le circuit sêco'daire est liguré en s, r. Le fil secondaire r traverse un électro-aimant {, dont I'armature est reliée à la manette d'un commutateur placé sur le circuit primaire. euand I'intensité s'abaisse trop dans le circuit secondaire, l'électro-aim'nt ne peut plus retenir son armature qui, tombant

107 SDCOIiDÀTRES jusqu'à par I'effet tle son poids, coupe le circuit primaire àr la I'armature relevant en qu'o' vienne ie rétablir "u trilnsformateur. du débit milin et en augmentant le TNÀNSFOIIITATAUNS

Fig.

e7.

transforma2126. Précautions à prendre avec les important il est accident, tout teùrs. - Pour ernpêcher transformateurs. des Quelde bien choisir I'emplacement d'une centraux points certains en clispose quefois on les voiréseaux différents des fils les aboutir fait I'on oill., oir dans trlnsformateur un met on cas, d'autres sins. f)ans chaque maison d'abonné. Tout dépend des circonstunces locales. Quel que soit le mode adopté, I'appareil

doir être bien prorégé, et il est prudent de I'enfermer dans une boîte spéciale. l)es coupe-circuits sont installés sur chaque conducteur'rimaire alimentant le transformateur; il en est cle même pou" Ies conducteurs secondaires. Un cornmutateur est disposé sur le circuit primaire' Dans rtn transformateur' il peut se produire des fuites dues à 1n défaut d'isolement. Une fuite de cette natul'e'

r98

MANU&L PRÀTIQUE DE L'ÉLECTRICIEN

même très faible, existant entre les bobines primaire et secondaire, il peut arriven qu'un courant ir haute tension s'introduise dans Ie circuit secondaire et clonne lieu à des accidents, dans le cas, par exemple, oir une personne toucherait un lil d'une main et de I'autre une pièce métallique comme un tuyau de gaz. Pour parer à cet inconvénient, M. Kant place entre les bobines primaire et secondaire du transformateur un écran métallique relié ir la terre. si une fuite se produit, le courant, avant d'arriver à la bobine secondaire, doit traverser la feuille métallique. Le promb de sûreté du circuit primaire fond, et Ie transformateur est mis hors circuit. un autre dispositif a été imaginé par M. carderv. son appareil contient deux disques en laiton parallèles placés I'un au dessous de I'autre ir faible distance. Entre les deux disques est interposée une feuille mince d'aluminium reposant en temps normal sur le disque inférieur gui se trouve relié ri Ia terre. Le disque supérieur ro,o*rrniqu" 'avec ln bobine secondaire du rransformateur par I'intàrmédiaire d'un fil fin fusible. ce fil maintient la clef d'un .interrupteur à resssort dont les bornes sont reliées à celles du circuit primaire. Quand la différence de potentiel entre la terre et le circuit secondaire atteint Ia limite fixée, Ia leuille d'aluminium attirée par le disque supérieur détermine le passage d'un cour*nt qui fond le fil ; la cref de l'interrupteur poussée pnr son ressort met en court-circuit les deux bornes du circuit prirnaire, ce qui détermine la fusion des pièces de sûreté primaires du transfiormateur. Dans les expériences de Francfort, dont nous parlerons _ plus tard, la matière isolante des transformateurs était du caoutchouc durci; cette matière donne un isolement parfait tant qu'elle reste compacte; mais il n'en est plus de même si des fentes s'y produisent. Pour se mettre à I'abri de tout

TNANSFORMÀTEURS

SECONI}ATRES

199

accident, les transformateurs étaient plongés dans un bain d'huile ; ce tiquide, s'introduisant dans les fentes, assurait I'isolement. Avec des appareils montés de cette façon, la tension a été poussée jusqu'à 30 000 volts.

QUATRIÈMI' PARTIE Écmnlcn

ÉlncrRIQUE

CHAPITRE PREMIER ÉIUNU DES FOYERS IUIIINEIIX

se divisent en trors Lcs foYers lunrineux électriques .catégories : régulateurs 1o" Lampes ir arc ou

I

2o Bougies;

30 Lflmpes à incandescence'

LAMPES A ARC OU RÉGULATBURS théoriques' - Dans lcs lampes $ 12?. Consiitérations un courant produit la lumière en faislnt Passer a, "r"1" intenseÏ;;;;;;" p"i"tt= de ctrarbon que I'on élecrique

On voit apparaître entre maintient écartées l'une de I'autre' qui provient sans doute e'es un arc lumineux très briilant ftu courant' Pour oppose de la grande résistance que I'air les deux pointes tlue faut que l'arc prenne-noi*tn'i'*' il déterminer la de alin contitct'

soient d'abord tnises en

,irj

202

pnarreu' nn r,,Ér,ucrnlcl'N fermerure du circuir; puis on les eloigne MaNuEL

peu à peU jUS. qu'à une distence déterminde, dépend tre Ia tension du courant, et qui doit être maintr{ui enue toujours égale

pour Ie appareil. Le charb on posirif, c,est_à-dire celui qui est relié au pôle positif de la source électrique, ,,urr';r; fois plus vite que et ir se creuse en forme cre cratère. même

Le charbon négatir 'autre,reste pointu. Avec des courants alternatifs s,usent ogalement er demeur.enr poinrus |;:.d;JJ;lfibons

La quantité de lumière est en raison

du diamètre du charbon et de .intensité du .ou""nt. c,est dans re cratère du charbon positif que se p"oaoit

de lumière' Aussi

,T't_l:r".

l" pl"* ;;;L

pt*..-t-on ..

e*i.rio'

toujours au dessus quand on veut que la"hr"bon lumière soit projerée vers

L'arc étant engendré comme on vient de re voir, pour le mainte c o n s erv e n * ll iiT ; *n", ï H #' " ", "i'.,i durée de l'écla'

'

faut,

îï, * ;:ïl îï e i.,., lïl ii I Ëi l, i ih,î " "; ii;l: ;: Le programme est "'i" de donner d'abord ^:::L

cha

qu

u.,,

.

"

naiÀsance à l,arc

et de maintenir constant r'écartement des charbons; ces opérations doivent se faire automatiquement. Les différents

:frïiiïj:rînf,",.teurs

reposenr

-tous

sur l,emploi d,un

une dérivarion, mouvementpar suite des l'ariations de l,intensité du courant ou de la résistance de l,nrc.

ï;',ii"ffïiïJ

$ 128. Charbons.

_

Les charbons

:ï#JJJ':{ *:l,Ïf

sont fabriqués seron res procédés généralemenr adoptés ind"iqnés r;;"-il carré. On emploie un ju ,ot, ,** p"rriu. g. pu" lelySe fO poudre' 20 parties de noir ae "n rime* calciné, et 30 parties

Étuon DEs

FoYERs

LUMINEUX

d'un sirop gommeux. Cette pâte bien triturée est

203 passée

à Ia filière sous une pression de 100 atmosphères. Puis les baguettes sont soumises, dans des creusets à une haute température. On les imprègne ensuite d'un sirop concentré de sucre, et lprès un lavage et une dessiccation, on les cuit une seconde fois. On répète plusieurs séries d'opéra-

tions analogues. On se sert quelquefois au pôle positif de crayons dits zi ntèclte, dans lesquels un trou central, fait à la tlière, est rempli d'un charbon plus conducteur de l'électricité que le crayon ordinaire. Cette disposition maintierrt le foyer lumineux au centre du charbon et donne à la lumière plus de fixité et de régularité. Le prix de ces çharbons est un obstacle à leur ernploi. Ils conviennent surtout pour les éclairages d'intérTeur. On fait aussi des charbons sur lesquels on dépose du cuivre ou du nickel par électrolyse. Ils sont plus durs et plus solides que les charbons ordinaires; mais la lumière est moins régulière au point de vue de.la couleur et de la lïxité. Ce système est adopté en Amérique pour les voies publiques.

Le diamètre des charbons Diamètres d.es charbons. Voici les chiffres géné' du courant. varie suivant I'intensité : ralement adoptés

ï 3 amPères 3à 5 4:à' 6 7ù. t0 10à ll ltà 15 l2 à 16 13à 20 15à 34 16à 25

2 millimètrespour 2

4 5 7 9 {0 tt t2 13 l4

-

204

MaNUEL pnÀtreuo DE L'ÉLEcrnrcrEN

à 30 ampères 30à 45 35 ir 60 40â 80

15 millimètres pour 25

t7 t8 20

50 ir 88 à

25 30

120 180

Pour les arcs de grande dimension, on emploie, lu lieu d'un charbon unique de fort diamètre, un faisceau de petits crayons ou des charbons cannelés de James Douglass.

Lantpe SePrin. S {29. Régulateur monoph0te. Dans le régulateur de Serrin on obtient la régulation -de I'arc, c'est-à-dire qu'on maintient

la distance normale des charbons, flu moyen d'un électro-aimant traversé pflr le courant total. Lrr figure 98 représente théoriquement le jeu de I'appareit.

Les charbons positif et négatif étant amenés au contact par le poids du premier, le courant qui aruive de 1\{ passe prr les deux charbons, puis par l'électro-aimant E. L'armature A se trouve attirée.

Par une série d'engrenages, Fig.

e8.

ce

mouvement de I'armature se trans-

met aux deux charbons et proL'lrc se forme; mais la résistance éprouvée pâr le courant diminue peu à peu son intensité, et l'électro-aimant n'est bientôt plus assez fort pour équilibrer le poids de I'armature. Un mouvement inverse se produit, et les clrarbons se rappl.ochent. Leu'r distance se règle donc d'après les variations d'intensité

duit leur

éloigne rnerrt.

du courant.

ri:r'unr DDs trorltlts LUlltNtiux

205

L'upyrirreil décrit ci-dessus est monophote 1 il ne pernret de placer qu'un réguluteur dans le même circuit. Si I'on en met deux, en effet, le courant agissant à la fois sur les deux électro-aimrnts, influence les deus lanrpes en même terups. Si, par exemple, la première est en écluilibre et que I'arc soit trop grand dans la seconde, le mécanisme auto-

matique rapprocherl les charbons de celle-ci; I'intensité augmentera et deviendra trop grande pour la première' Ainsi les varittions ;lrocluites sur un régulateur r'éagiront sur I'autre, et on ne pourra régler simultanément les deux. Aussi ces appnl.eils ne servent guère que pour les installations exigeant un seul foyer, comme les phares. Dans les régulateurs Serrin le mécanisme d'horlogerie commande à la fois les {eux char}ons; il en résulte que le centre lumi' netix reste parfaitement fixe. C'est un grand avantage pour l'éclairage des phares. $

f30. Régulateur à dérivation.

industriel,

il

faut générale-

-

Pt'rur un éclnirage

ment gu'on puisse alimenter plusieurs lampes arec le même courant, et que le jeu de chacune d'elles fonctionne sans influencer les autres. Dans ce but, on actionne l'électro-aimant du r'égulateur, non plus avec le courant total, mais avec une

dérivatiott.

Une bobine à tl fin E (fig. 99 ) est alimentée par' une dérivation du courant principal. Les charbons étant en contact, le courant passe de M à N entraversantles charLrons. Quand leul distancc augruente, la r'ésistance s'ilc72

206

MaNûEL pnÀrrQUE nn r.'Ér,EcrfrrctÈN

moît et une partie du courant traverse l'électro-aimant. L'armature A est alors attirée et produit Ie rapprochement des charbons. Le réglage s'opère donc suivant les différences de résistance de l'arc. Le porte-charbon a S l3l. Régulateur différentiel. (fig. t00) est fixé ;'r I'extrémité d'un levier cc' mobile autour du point di et dont I'autre bout est relié à un barreau de fer doux SSt. Ce blrreau pénètre dans I'intérieur de deux

Fig.

100.

bobines, I'une T à fil fi.n et ir grande r.ésistance, I'autre R à gros fil et à résistance très faible. Le courant électrique arrivant en L se partage entre les deux bobines : une partie passe par R et alimente I'arc, I'autre traverse To et elles viennent se r.éunir en à pour se rendre par Lt à la lampe suivante. Chaque bobine attire

le barreau de fer doux ayec une force proportionnelle à I'intensité du cour.ant qui la traverse.

Si donc la distance des charbons est trop grande, la résistance de I'arc s'accroissant en proportion, le courant augmentera dans la bobirie T dont I'action deviendra plus

Étuor

DEs FoyERs

LUMTNEUx

207

forte; le barreau SS' sera déplacé vers le haut, et le mou_ vement du levier produira Ie rapprochement des crayons. Quand au contraire Ia résistrrnce de l'arc diminue, c,est ra

bobine

R qui devient prépondérante, et le

rnyer.se se produit,

mouvement

si donc la résistance de l'arc est convenabrement régrée et le rapport des résistances cles deux bobines bien établi; l'équilibre du système est indépendant des variations d,intensité du courant total; il ne àepend plus que du rapport des deux eourants dérivcs, c'est-à-dlre du rapport des r'ésistances des llobines et cle I'arc. ce n,est plusl,intensité du courant total qui rôgle la lampe, comme dans les réguIateurs monophotes' c'est ra rèsisrance de r'arc. on peut donc dans le même circuit pracer plusieurs foyers de cette espèce. La résistance de i'un n'influu po. *u* lJs autres; les Iampes sont toutes indépendantes. on peut en éteindre quelques-unes dans un circuit sans influencer ceiles qui restent' La même observation s'applique aux régurateurs à dérivation. Au repos, Ies deux charbons se touchent. euand le courant vient ii passer, il traverse l'électro n, attire Ie barreau de fer; le charb'n supérieur s,éloigne "t et l,arc

prend naissance.

Dans ces appareils le point lumineux n,est pas lixe, puisque le charbon supérie-ur seur est mobile ce serait rà un inconvénient pour un phare; mais dans un éclairage 'industriel ce firit n'a ilucune-irrportance. S .l32 Régulateur Siemers. :- Le régulateur Siemens est différentiel; son intensité rumineuse dé;rend du courant qui Ie traverse. On peut prendre comme moyenne gb à 40 carcels; chaque lampe exige, dans ce cas, trois quarts de

cheval-vapeur environ, et par heure g centimètres de crayon; sa durée"nn*o,n,oe moyenne est de 4 heures l/2. Comme nous I'avons vu, on peut disposer

,".

"ég.rl"teurs

208

ltaNUEL PnÀTlQuB DE L'ÉLEcrnIctEN

en tension. En général' on qu'on réunit en quantité' S

les groupe en plusieurs stlries

tielle

est différen-

- Cette lampe et munie d'un frein de réglage'

133. Régulateur Bardon'

T Elle comporte ({ig' 101) une bobine I ror*4" dà deux enrouletnents' I'un

les à droite, I'autre à gauche, et dont noyaux les sur actions magnétisantes rJe fer ne sont Pas coucordantes' Dtns I'âme de la bobine sont deux la noyaux, I'un N fixe, occuPe i de suivant mobile est llui,turrr, I'autre N'

l'axe. Celui-ci se Prolonge Pu une tige en cuivre coulissant dans I'nxe mz ae t'[ et apPuyant sur un levier s'attachent n et rn articulé en-o.-En les bouts d'un cordon de soie' Celuici passe sur une pouliep qui soutient

le charbon supérieur, puis sur trois

centre poulies, dont I'une placée au

solidaire du volant \r; enfin le qui Passe sur la Poulie Pt elle et *oppo"," le charbon inférieur' ti."r s'attacher au levier en n'

"r, cordon

Le Poids

du Porte-charbon

suPé-

rieur amène les crayons au contûct' Au moment de la fermeture du cit'cuit, I'action de I'enroulement en

fil est Prédominante' Le noYau iobile N' est attiré vers N' sa tige rz presse le levier Ûtflt I'extrémité gros

Fig.

101.

une rnonte, et n descend, mais dans forme levier le car certaine limite; frein sur la roue V' L'écartement

ETUDE DBS FOYBNS LUTTINtrUX

209

en sens inverse des chrrbons donne nrissance à I'arc. \roici maintenant comment se f.it Ie réglage. euand |usure des crayons augmente leur disr.nce, I'enroulement en Iil fin devient prédominant, N est attiré vers le brs, Ie levier ,', z baisse du côté n et libère le volant qui laisse dévicler le cordon I I'rrc se trouve ramené suns choc à sa gra'deur normale. Les charbons avancent de la même quantité, et le positif a une section double du négatif. Supposons deux lampes A et B en série dans le même circuit; on ne peut admettre qu'elles sont nrathématiquer4ent identiques; Ia plus sensible A règlera la prernière, les charhons se rapprocheront de plus en plus, tandis que dans B I'usure des charbons augmentera leur écartement. Dans celle-ci I'enr.ou-

lement en

fil fin

devient prépondérant, le

freinage du volant diminue, et le cordon se déroule de manière à ilmener les crayons à leur distance normale. f)ans A, au con-

tr:rire, le gros fil exerce son action sur le noyau qui vient caler fortement le volant, empêche

le rapprochement des charbons ct

Fig.

109.

;rrévient leur collo gc.. Pour empêcher cet effet dont les conséquences sont toujours dangereuses, le noyau mobile N ne commande plus clirectement le levier tn n, mais il I'actionne par I'intermédiaire d'un ressort à boudin (fig. 102). Admettons que dans une lampe les charbons viennent à collerr pour une raison quelconque I I'arc de la seconde lampe associée en série s'accroît, puis elle se met aussitôt ir régler, augmentant ainsi I'intensité dans le circuit; alors le noyau mobile de la première s'élève et tend subitement le ressort pour: produire un second allumage dont l'écartement maximum est m n. GÉrce à cette combinlison, Ie collage ne dure que le 72.

2r0

IIÀNUEL PRATIQUB DB L ELECTRICIEN

temps nécessaire au fonctionnement de I'appareil, c'est-àdire quelques secondes. Cet $ 134. Régulateur Cance.

-

appareil permet d'obtenir la division de la lumière avec des foyers placés en dérivation sur les bornes de la maehine. L'installation comprend alors

autant de circuits dérivés que de foyers, ce qui exige une plus grande clurrntité de conducteurs que pour le systènre en série; mais ll machine a

hesoin de rnoins de force électromotrice, ce qui est l)lrfois avantageux, rluancl on veut, par exernple, ulimenter avec h rnême dvnamo des régulateurs et rles lampes à incandescence. Le régulateur Cance (fig. 103) comporte unc vis vcrticale V tournant sur deux pivôts, et sur laquelle peut courir un écrou r\, rrornmé écrou

moteur)

qui supporte le

charbon

ûu moyen de deux tringles. Cet écrou tend ii descendre plr son poids, et comrre les trinpçles I'empêchent de lourner, il fait tourner la vis de gau-

che à
li.

Chaque tige Passe au travers d'un

ETUDE I}ES FOYERS LU1ITINEUX

2rl

cylindre de fer doux G fixé dans un solénoide H. Les tiges E portent des noyaux de fer doux I,' mobiles dans les sorénoides et réglés par un ressort. Au repos, les charbons sont en contact, mtis, quand le courant vient à Passer, il traverse les solénoides dont les noyaux s'élèvent, entraînant a\rec eux Ie pl.teau D. La surface de celui-ci vient se coller sur l'écrou r.égulateur. ce de.nier, ne pouva't plus tourner.lui-même puisqu'il devient solidaire de D, imprime à la vis une rotation de droite à gauche. L'écrou moteur monte, les charbong s'écartent et la lampe s'allume. Mais I'écart des charbons augmentant par I'usure, Ie courant éprouve plus de résistance, I'intensité diminue dans les solénoides, et les novaux mobiles descendent sous cle leur poids et des rlssorts. Le crisque D et l'écrou régulateur suivent le rnême mouvement de descente, et il arrive un moment où I'adhérence cle D et de l'écrou B n'est Plus assez forte pour contre-rrarancer laction de la Pesanteur déterminrie plr l'écrou moteur Â, qui en descendant rapproche les charbons. Le réglage s'opère par les va.iations cl'adhérence entre le plateau D et l'écrou régulateur, qui constituent un frein dont Ia force suit les différentes phases dc I'arc électrique. L'intensité Iumineuse du fover est réglée par le frottement de D sur l'écrou, clui dépend lui-même de I'attraction exercée ltar les solénoides sur leurs noyuux.

I'tction

La disposition

e'

dérivation a pour eff'et de produire.le

reglage réciproque des fovers. Supposons, en effet, deux lampes A, B en dérivation sur les pôles cle la machine, et admettons que, A fonctionnant, on allume B. Le cour*nt total augmente d'i'tensité pirr suite de la dirninution de résistance et se divise err deux Parties. comme les charhons de R se touchent, Ie courant est plus fort qu'en A. ,,. 'Aussitôt B est mise en action par ses sorénoides, tandis

212

MÀ:{uEL PRaTIQUE DII L'ÉLuctntctsx

de la dimiqu'en A les charbons se rapprochent à cause ensuite nution du courent passant par cette lampe' Si lampe l'écart des charbons devient plus grtnd dans une dernière que dlrns l'autre, le courant augmente dans cette *,ti*irr,re dans la prernière dont les chlrbons sont forcés par de se rlpproche.. Lu', lampes se règlent donc I'une

I'rutre.

Enfin, comme' dans une installation d'éclairage élecir la trique, ies lumpes ne se trouvent pas tout-es placées circuits différents meme distance de la mrchine, et que les au bon n,ont pls la nrême résistance, condititln nécessaire chnque sur intercale fonctiànnement des foyers, M. Cance les circuit un rhéostat dont il firit varier la vlleur suivant besoins.

fil de maillechort enroulé Suruncylindreisolantdemanièreirformerunehéliceà Ce rhéostat se compose d'un

de pas réguiier. Le courant arrive à I'une des extrémités contact fait qui curseur jusqu'ii un ce fil et le parcourt avec le fil et par lequel il sort du rhéostat. Bn déplaçant ce curseur suivant une génératrice du cylindre' on peut modifier à volonté la longueur du fil traversé par le courant; on fait ainsi varier la résistance intercalée sur le cir-

i donner la rnême résistrnce aux diffédérivations. rentes Le type principal sur lequel sont construites les lampes : Cance donne de 40 à 45 carcels; ses constantes sont i't 05 et lampe' 7 ampères, 50 volts aus bornes tle chlque 70 volts aux bornes du tableau de distribution' Il existe un autre modèle, utile flans les applications iudustrielles, flonnant de 20 à 25 carcels avec 4 am'ères et cuit et l'on affive

45 volts.

Enfin, lorsque les circonstances exigent que les lampes soient reliées en série, il suffit de modifier légèrement le mécanisme de l'appareil pour pouvoir adopter ce montage.

ETUDE DEg FOYENS LUMINEUX

S 135.

Ilivers types de régulateurs.

-

_

213

Le rableau

suivant contient quelques cronnées sur certains régulateurs assez employés dans I'induslrie, que notre cadre ne nous permet pas de décrire :

txtnxetrÉ

oÉstcNerrow

lumineuee en

DEs FOYERS.

Weston Cance

Thomson-Rice ..

.

| J,TL-,t"+ill I tuplul l;ù;;;t'à | 'abeorbée en | ;;;-- | sur In e(r | ," T.iJ"" | -a"hioe ori I u^ ampèresl ' I l(gto lcnevaux

rNTnrsrTÉ

250

JO

2t+

168

45

tl

49

rle 80 à 100

1r5

22

99

40 30 150 500 120 200

50 50

10 6 72 2tt 6 10 19

20 50

Pieper

borner

du foyer en volts

150 45

Grrlcher

potentiel

aux

carcels

40

Brush

DI[[fftXNCX de

100 250 35 100 150 250

BOUGIE

j-r0

50 {r

i)

tlit 30 50 {lJ 65

ti5 tiir 43

43 4'r 50

,1

4 4

I

16 o

I

68 10

2,

314

7,

50 30 60

120

,1

45 î1 3.-t

18 26 52 104 22

39

iit 50

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112

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ll2

3 L

1, U2

2

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u2

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12

3l,r

JABI-,,OCHKOFF,

$ 136. Bougie. Colombin. Les régulateuls comportent tous, comme on vient-de le voir,, un mécanisme plus ou moins compliqué. Ils exigent donc des soins et de I'entretien. En ont.e, dans ceriaines usines contenrnt des poussières ou des vapeurs clélétères, les organes

2r,4

MANUEL PRÀÎIQUE DE L'ÉLECTRICIEN

s'encrassent et Se tlétériorent. C'est pour éviter ces inconvtinients qu'on a imaginé les bougies. Illles sont formées p1r une cle deux clurrbons placés ;rarallèlement et séparés portés sont Ils matière isolanle qui se consume &vec eux. à leur temps même prr un support métallique qui sert en par le fabriqués iransrnett.. l* "outant. Les charbons sont de dia4 millimètres procédé Carré; ils ont généralernent

Irtatru. Lt matière isolantc se nomme rolombin; il faut qu'elle isole bien à froid, et c1u'à la tem'érature de I'arc etle soit âssez conductrice, sinon le courant se répartirait sur toute la longueur des charbons, et I'arc ne serait limité à leur estrémité. Le colombin doit se consuurer pas -en mê*e temps que les charbons sans subir de retrait et srns laisser de vides. On le fait avec un rnélange de deux parties de sulfate de chaux pour une partie de sulfate de trryt.. Cette substance remplit bien les conditions du programme.

Pour que I'allumage se fasse, on constltue une &morce i

' trempe te t out de la bougie dans une pâte de charbon'

oî Ce

corps se consume vite sous I'action électrique et permet àr I'arc de se former. Comme, avec un courant continu' un charbon s'userait deux lois plus vite que I'autre, il est nécessaire d'employer des cout'ants alternatifs' brûrlent vite. Pour $ l3?. Chandelier. - Les bougies chandeliers comdes emploie oll {éfaut, remédier à ce

portant ordinrirement quatre bougies. Blles sont Placlans cles pinces dont les deux branches sont "e.. isolées I'une cle I'autre et qui coulmuniquent respectivement avec chaque conducteur. un commutateur permet de substituer une nouvelle llougie à celle qui vient de se consuûler. cet appareil est manæuvré à la main ou automatiquement. Dans le premier cas, on dispose ordinairement autant de circuits qu'il

y a de bougies

sur url chan-

,

tunrlnût 2r5 delier'; ces circuits sont commandés par un corhmutateur central. Avec un chandelier à quatre bougies, il surfit de cinq conducteurs, les quatre premiers sont r"éunis chacun à une bougie, et le cinquième sert de fil de retour commuu. rrrr.;Du DEs ijoyglts

chandelier de M. clariot. Lechandclier de M. clariot produit automaticluement I'ullumage. Au manchon tle cuivre (fig. 104) qui forme la base d'un des crayons, on fixe un bout de fil métallique S par une goutte cle soudure très fusible. Tant que I'arc est placé assez haut, la bougie, pressée par le ressort zz, rnaintient la tige pp dans la position indiquéc à droite de la figure l0b. euand l,arc est en bas, il fait fondre la soudure de S; la tige pp n'étant plus retenue se relève pal. I'effet du ressort r, et le cône j vient touc,her

la partic métallique X. Considérons maintenant la figure tOZ. Les quatre bougies sont représentées eî brb,r, b2b'2, bsb'3, b^lt'0. Les quatre charbons ba, b2, Fig. bs, l)l communiquent avec une pièce centrale qui leur amène le courant par le conducteur aa.

104.

chacun des autres charbons est relié avec un des secteurs t, 2, 3, 4, qui divisent la circonférence en quiltre parties égales et qui sont isolés les uns des autres. L'un d'eux communique avec la source électrique par le conducteur gr <[ui est mobile et qu'on peut appliquer à volonté sur. tel ou tel secteur.

Le rôle du cône i est de produire à un moment la communication entre deux de ces secteurs.

donné

supposons I'appareil disposé comme I'indique la figure 107.

Le courant arrivant en aa passe à travers la bougie

brbt, et

s'en ya par qq, toutes les autres bougies étant en dehors du circuit. Quand lt,bt, est brûlée, grâce à la disposition du petit fil métallique s dont nous ilvons parlé plus haut, le

2t(i

L.{NUEL PnA'TIQUD Dli L'liLECTntClEN

contact entre les secteurs I et 2. Dès lors, le courant passe et brlttrpar les secteurs2, 1, et s'en va suivant r1q. La même cltose se reproduit successivement pour chacune des bougies restantes. On peut se demander comment I'électricité passe par I'r&t, clès que le contact est établi en i, et pourquoi I'arc ne cône

i étûblit le

Fig. 10i.

continue pas à se formcr cn brlt'r. C'est que, la bougie brli, ,Lta:nt rnunie dc sort ittnot'ce à sit partie supérieure, l'électricité trouve là unc résistance très faible et y passe immédiatement. Iln môrne teml)s, le cout'ant diminue en bJ)'t, la température s'abaisse entre ces deux charbons, ll résistance de I'arc û,û', augmente par suite et atteint rapidernent une limite tclle que I'arcs'éteint; à ce moment, ln bougie brli, se trouve seule en circuit et s'allutne, Cettc dispusitit-rn rlui n'cxige ilucun tttécanisme pet'utet

UiTUDE DES FOYERS LUIIINEUX

2t7

de^réaliser une grande économie sur les bougies que l,on brûle. ainsi presque totarement, au lieu .'en- pu"i*. uou certaine longueur comrne cela a lieu ordinairement.

l--r

brF

il ll tl

Fig.

106.

t38. Constante: 9., bougies. grâce à sa simplicité, est tès S

_

La bougie

Jablochkoff, utire pour "t'ertni""ge des chantiets, des mlgasj.ns, rt_es gares, etc..., chaque fois qu'ol n'a pas besoin d'une tu*ii". fixe. son inconvénient est de produire des variations d'éclat continuelres. pour en amortir l'intensité, on d,un globe de verre opalin' La dépense de travail ',entoure varie avec re triamètre des charbons et l'intensité Iumineuse. voici querques

chiffres à ce sqjet. ueuÈrnn

tnrrxsrrÉ

dcg chanbons

lumincuse

en

cn

PUISSANCE en chevaux absorbée

millimètres

carcrls

tu *PuXTiou

90

1,5

42 ù .t3

1.0

25ù30

0,33

à

ntrr'ÉnnNcE de potentiel aux borneg

du foyer en voltg

.tô

--- 42 0,40

rnrrnstrÉ en

ampèree

L'ItLEcrlltcIEi{ staNUEL PItÀTlQutt DE

218

Liexpérience prouve que

ln bougie u: n:.iÏlnètres

est

d'un dépensant nne puissance un dans compris un espace chevnl, on éclaire amplement rayon de 10 mètres'

la plus avantageu";

*

LAMPES A INCANTJESCIINCE

-- Dans les lampes t39. Considérations théoriques' en faisant Passer la lumière à incande*r.,,"t- o" obtient dans un filament peu intense un courilnt relativement la haute température produite conductèu* a* t'lit"tricité; $

rend le filament lurnineux' de la combustion' on le renPour p*é"'n'" ce dernier aussi en verre ou I'on fait un vide

ferme dans une ampoule d'abord servi d'un fitament parfait qo, po*.ti-ft^'' On s'est on edrploie d'une façon presque de platine; auSourd'hui fois plus offre. une résistance 250 générale t. ".t'o"t'on qui égale' un

à température grande, ur, ""['ill* "t po*'ède' t" métal' pouvoir rayonnant.plus ât:li1,lu" la résistance du suivant varie L'intensité lumineuse suite' selon la pal du cour:rnt' et

filament et l'intensité

les bornes' différence de potentiel entre

à mesure que le Le ,.rra.tt"i--io*i""o* diminue I!t' F'ontaine évalue augmente' nombre d'heures de service la diminution est de travail de heures 600 qu'après i0 p. 100;

20 P. r00.

"p'a'

800 heures'

t5 p' t00; après

1 000 heures'

en général de lampes h incandescence est La durée des-C; quand on dé' beaucouP ;;pt diminue

t 000 normlle; il augmente porru la différence de potentiel de cette limite' dessous au contraire qo*tJ o" h.o"tt'

ûu

"ttit lanrpes ont. été imaginés ; mais Beaucoup de moclèles de les divers tyPes ne p.i;;ipË é., touiours le même' et

le

Èruon DEs FoYEns diffèrent que

219

LUMINEUx

par des détails de construction.

Nous

allons plsser en revue quelques-uns des modèles les plus usités dans I'iuclustrie.

$ 140. Lampe Edison. Edison emploie pour ses Iampes un filament très mince de bambou carbonisé. Les ûbrÀs sont découpées dans de petites lames Provenant de

la surface extérieure de la plante.

On les place dans des moules Plats en nickel, dans lesquels on les recourbe en U. Les moules une fois fermés sont entassés dlns des moufles it fermeture hermétique, que I'on achève de remplir avec de la plombagine,

pour empêchet le contact de l'air. Les moufles sont placés dans une étuve oir on les chauffe assez longtemps à une température élevée. On obtient ainsi des filaments de carbone

très flexibles et jouissant en

même

temps d'une grande solidité.

Ce conducteur présente à

ses

extrémités deux petits renflements (Iig. 107), sur les<1uels on fait la jonction avec les fils de platine qui doi. vent lui amener le courant; ces fils

Fig.

107.

sont contenus dans un petit tube fermé au fond duquel ils sont scellés. Pour consolider leur jonction avec les {ilanrents de carbone, et pour {rssurer la communication électrique, le tube est soumis à un bain galvanoplastique de sulfate de cuivre, on étùlit ninsi par une couche cle cuivre mince et contïnue une liaison parfaite entre le circuit extérieur et les extrémités du charbont

MANUEL PnÀTTQUE DE L'ÉLECTRICTEN

220

Ensuite le tube est introduit dans une âmpoule en verre, avec llquelle il est soudé, et qui sert d'enveloppe à la litmlle. On fuit le vide dans cette arnpoulc ru mo)'en d'une pompe à mercure de Spr:engel. Enfin, la lampe est soudée au chalumeau et lutée lvec du plâtre dans un rnanchon en cuivre fileté estérieurement et rnis en contact avec un des fils de platine. Une lletite rondelle en cuivre est scellée au milieu du plâtre e\ la base de la lampe et communique avec I'autre fil de platine. Pour mettre la lampe en place drns une installation, on visse le manchon drrns une douille en bois 1lrésentant deux pièces de cuivre qui viennent faire respectivement contact avec le manchon et Ia rondelle, et auxquelles aborrtissent les deur conducteurs du couraut. La lampe étant montée, on en fait I'essai, pour déterminer sa résistance à froid et ù chaud, et la différence de potentiel correspondant à sa marche normale.

Les différeuts types de lampes Edison sont contènus dans le tableau suivant

DESICNA-

TION

INTENSITE

olnr'Énuscr

Iltengité

lumiocuse cn bougics

dc

approximativc

32

.4,

A16

16

-

Ar0 B8

Act6

:

10 8

12

ir 16

poteoticl aux bornes en volts

en ampèr'os

à

chaud cn ohme

90 ir 115 90 u 110 90 n 110

1,20

66,6

0,75 0,55

135,0 191,9

+o t|. DJ

0,75

62,5

1,60

78,7

23à28

NOMBRE dc lampe.e par cheval

RXSISTÀI{C[

B!0

+o it

DD

1,20

l+i,4

Br0

4IJ tI ôJ

0,60

83,3

lburni

à

la

machin,

4

I

10,8

8,16 14,8 10,8 20

La durée moyenne de ces lampes est de I 000 heures, elles consomment en moyenne 4,5 \.vltts par bougie. Il existe dcs modèles fournissant 10,20 et 30 bougies avec

Érunn DEs

221,

FoYERg LUMINEUX

une dépense de 3,5 watts par bougie; mais ce rendement est obtenu au détriment de la durée. $

l4l.

Lampe Gérard.

-

Le filament de la lampe Gérard

(fig. 108) est faitavec du coke soigneusement trié et réduit rin poudre très fine. Cette poudre est mélangée à des matières gommeuses, de façon i\ former une pâte qui est fortement comprimée et passé'e àla filière. Le filament se compose de deux bouts réunis ir leur som' met de façon à former un angle aigu. Voici les principaux

types

:

pouvornl

ttotl I

éclairant

Dr[[[R[NcE Potentiel

en ltte I tux

Dorne6

bougies I crr volts 00 0

I

3).

8 15

20

3l

7

20 25 33

Éxnnotn

rnrusstrÉ approxirnative

à

cbaud

nbsorbéc

NOMBRE lampee

do

pnr

chclal

en

en

ohms

1\'at[s

8,1 9,1

36 44

16 13,5

2,3

11 ,0

13,2

58 83

10,5

2r5

en ampères

2,1

,

.).

fou rni

it

ln

machi

D'après ce trbleau, on voit que ces lampes exigent une différence de potentiel lssez faible. C'est un avantilge pour une installation de petite importance alimentée par des

piles ou tles accurnulateurs; on peul ainsi diminuer le nombre des éléments.

Mais dans une grande installation ce système aurait I'inconvénient cl'exiger des conducteurs trop gros' si I'on ernployait le montage en dérivation avec les ilutres lnmpes. Pour y remédier, on réunit un certlin nombre de foyers en quantité, et ces groupes sont assernblés en tension. On peut ainsi réduire les dilmètt'es des conducteurs. Ces lampes, fabriquées 1,42. Lampe Bernstein aux Etats-Unis, fonctionnent avec une différence de poten'

222

MANUEL IRATIQUE DE L'ÉLEcTRIcIEN

tiel variant de 7 h L4 volts, suivant qu'elles produisent de 18 à 50 bougies. L'intensité est de t0 rrnpères. Elles dépensent donc entre 4 et 2,8 'watts par bougie. Dtns cette lampe, le charbon a (fig. 109) est fixé aux extrérnités de deux {ils conducteurs b, b', disposés de façon à se rapprocher I'un de I'autre au lloint c; en d, tI' sont placées des

n\ Fig.

108.

Fig.

109.

douilles formées de rnatière isolante et réunies pilr un ressort à boudin. Si le charbon a se détluit, le ressort rapproche les deux conducteurs b et b'qui viennent se toucher en c et ferment le circuit. Grâce à cette disposition on peut disposer les lampes en série. L'extinction de I'une n'entraîne pas la rupture du circuit.

Étuon

DEs FoYERs

223

LuMINEUx

oir les Le système de distribution à intensité constante verl"tp.s sont disposées en série est, ainsi que nous.le que installation ,onà plu, tard, plus économique comme celuiàdifférence.depotentielconstanteoùleslampessont

en dérivation.

dans le Afin qu'otr ne procluise pas une interruption

son support' circuit en série quand on retire une lampe de retirer la ce clernier est établi de telle sorte que' Pour et le support' laurpe, on doit établir un court-circuit dans la que tant cette communication ne peut être interompue lampe n'est pas en place' nterçeilleuæ M. Bernstein construit sous [e nom delampe en déri' installer peut un appareil à grande intensité qu'on vation. un groupe de Avec un de ces foyers on peut remplacer

fraisd'ins' petites lampes à inclndescence' ce qui réduitles ils ont arc' ir régulateurs tallation. Substitués aux petits le d'éviter et fixe plus ,,"t lumière l'avantage de donne,

remplacement des charbons'

une seule Sur les circuits de 50 à 65 volts on place on met volts 110 à 100 de coux lampe en dériv:rtion; dans dérivation' Les 3 lampes de 34 volts en série sur chaque tableau sui' types de ces lampes sont indiqués dans Ie

vant:

' INTENSIlÉ

tNrnnsrtÉ

otrrÉnnxcu

lumineuse

de

en

en bougies

potentiel en volts

ampèree

ù

150

50à65

6

ti

210

50à65

I

34 {i

37

6

34à37

I

120 160

82

ti

90

110 À 120

-

224

MANUEL PNATIQUE DE L'ÉLECTNICIEN

: s t43. ûampe swan.

-

Les rampes srvan se eonstrui.

sent sur les modèles suivants POUVOIR

urnr'ÉRnxcr

dclair.ant

poteuticl

:

RI'SISTANCE

de

en bougies

a .....

Id.... Id.... Id.... Id.... rd.... Id.... Id.... Id.... Id.... B ..... Id.... Id.... Id.... Id.... Id.... Id. ... Id.... Id.... Id....

cl volts

10 10

100 50

10 16 16

25

t6 32 32 50 50

10

l0 10 16 16 16 32 32 50 50

à charrd

aux bornes

100 65 50

100 50 100

en 0,40 0,90 1,60 0,64 0,gg 7,29

ohms

250 63 16

156 66 39

NO[IBR do lam P8r chcval

fourui à I machine 75 15 15

9'5 915

9,5

1,28

78

2,56 2,00 4,00

20 50

c i) 3

13

100

or30

,3

50

333

0,60

83

25

1,20

100

0,49 0,74 0,96 0,96

20 20 20

'50

65

50 100

50 100 50

'l'r92 1,50

3,00

2l 208 88

52 104 26 67 1,7

72,6 72,5 '1,2,5

6,25

6,26 4 4

. !*t lampes du type B dépensent B rvatts par bougie; celles du type A en prennent 4, mais Ia durje des pre_ mières est moindre. 8 Iy. Lampe lVeston. lampes sont fabriquées - Ces sur différents modèles donnant de ro a ooo rrougies; elres

sont employées à Net'-York pour l'écrairage î"* elles donnent 12b bougies avec 2,8 ampères"et 160 "o"r; vorts, ce qui comespond environ à B rvatts par bongie. S 145. Lampe Woodhouse et Rawson. _ Cene larnpe est assez employée en Angleterre; elle exige 2,5 à B,b rvatts par bougie. La durée est de t 000 lreur.es.

Éruon IlBs

226

FoYERS LUMII{EUX

En voici quelques modèles

:

Volts

Rougics

95 à

lir

100

r0

18à

t0

95 à r00

r0à 4ù

I

2à3

55 16 G

deux tyPes : l'un s 146. Lampe Siemens. - Il en esiste de 50 bougies avec une différencc de potentiel'cle l0 volts; I'autre de 100 bougies avec 20 volts. L'intensité est de Lt ampères. Lrt bougie exige donc 2,20 s'atts' $

|4?. Lampe Cruto. Cette lrmpe, tle fir|rricntion t 000 heures et esige 3,5 \\'atts

italienne, dure enliron

par bougie.

\Ioici les pricipitux tvPes PUISSAN

CN Iumineuse bcugics cn

:

DIF'FIiRENCE tle

potentiel cn volte

100 ô5

50

2i

lG........

I}iTENSITI' movenlc ett nmPùres

0.35 0,53 0,70 L,40

100 (iir

0,5(i 0,t]0

50

7,12

9;

2,2tr

100 65 b0

100 (i5 50

1,12 1.72 2.24 1.'.75

2,65 3,50

148. LamPe Sunbeam Cette lampe, destinéc iI l'éclairage de surlaces tt'ès étendues, possède unc grande $

13'

226

MANUEL PnÀTreuB

nn r,'Ér,ncrRIcIEN

intensité lumineuse. Les types courants sont contenus dans le tableau suivant INTEN lumineure

:

VOLTS

VOLTS

en bougice

150 200 300 400 500 600 800 1000 1200

50

6

65

))

8 72

))

6 6

))

9,5

D

))

) )) t) ))

))

1500

D

15,5 15,5 15,5 15,5 15,5 15,5 15,5

80

6

100

))

6

))

))

))

8

6 6 6

D

72

))

))

))

))

10

D

15,5 15,5

8 10 72

D

15,5

))

1,2

))

1

20 25

D

))

15,5 20

) )) ))

5,1r

15,5 15,5 t 5,5

D

))

D

)

30

D

))

30

D

25 30

Comme nous l'avons dit |.t4g. Durée des lampes. - lampes à incandescence en commençant, la durée des dépend beaucoup du travail qu'on leur dernande. Chaque lampe est construitepour une certaine différence de poten-

tiel. En dépassant cette limite, on augmente beaucoup le rendement lumineux, mais on diminue la durée. ce fait est démontré par Ies chiffres suivants observés à l'ûsine Edison d'Ivry sur des lampes de 16 bougies construites pour une différence de potcntiel de 100 volts. Volts

95 96 97 98 99 {00 10t 702 t03 r04 105

Différcncc dc potentiel

Ç

Heurea

Durée dc la

lampc

Sbgb

2751

2rg6 16\5

tZTj 1000

i85 601 t*?7

375 Zgt,

Éruon DEs

FoYERs

LUMINEUX

227

on se demande donc de quel côté on aurait intérêt à réa' liser une économie, sur les lampes ou sur le travail moteur ? Il est difficile d'établir une règle lïxe à cet égard' Quand le travail moteur coûrte peu' comnte dans le cas d'un moteur hydrnulique, il est certain qu'il vaut mieux ménager les

l"*pus ut t.. maintenir ir une tension inférieure it

celle

qo'*U** cornportent. Dans le cas, ilu contraire, oir I'on est limité pm i. travail, il sera préférable . de- sacrilier les lampes. En effet, on obtient une intensité lumineuse beauco,ip plus grande en forçant un peu la différence de

avec un faible excès de travail' potentiei, "'u*t-e-dire la on peut augmenter durée des lampes à incandescence le sens du courant d'une façon régulière. .n "h"ngeant encore que la durée de ces lampes était On a constaté accrue quand on les alimentait par des accumulateurs ilu lieu de les atteler directement sur une dynamo' comme on I'a vu, les divers types de larnpes sont carac' térisés par la différence de potentiel E et I'intensité I

nécessaires à leur fonctionnement. Le produit le nombre de watts déPensé.

Et le quotient

EI

donne

DI æ EI ;,35

donne en chevaux le travail absorbé pff une lampe pendant une seconde. A ce chiffre on doit ajouter l'énergie consomntée par la résistance cles conducteurs' Nous reviendrons plus tard sur ce sujet. Pour obteuir avec les lampes à incandescence une

lumière bien régulière et, en outre' pour prolonger leur durée, il est nécessaire que le moteur ait une marche parfaitement uniforme.

CHAPITRE II INsraI.LATI0N DE

ta

I,UMIÈRE Ér,ucrRIQuE

$ l5O Choix des lampeg. + Quand on a besoin d'un fgyer lumineux unique d'une grande intensité, on se sert des régulateurs monophotes tels que celui de serrin. on peut obtenir ainsi une intensité de 2 000 carcels. c'est le système qu'on emploie dans les phares. pour les signaux de la guerre et de la rntrine on se sert de ces mêmes appareils, et on les munit d'un réflecteur Nfangin qui permet de projeter Ia lunrière ir grande distlnce. En disposant sur un chariot une chaudière portilnt un rnoteur Brotherood attelé directement à urr" .lyrrumo, on a un foyer lumineux qu'on peut déplacer facilernent et fort utile ir la

guerre. Quand on veut diviser l. lumière, il faut se servir des autres systèmes de régul.teurs décrits précédemment tels que ceux à dérivation ou différentiels, des bougies et des lampes à incandescence.

-

Les régulateurs donnent une intensité lumineuse variant

de 40 à 500 carcels; ils conviennent pour les rues,

les

chantiers, les gares, les grands magitsins. La bougie Jablochkoff est avantageuse dans les locaux oir I'atmosllhère est chargée de poussières ou de gaz délétères qui pourulient nuire au fonctionnement des réguluteurs; mris elle ne clonne pas une lumière fixe.

rNSTÀLLATTON DE

Les

lampes

n

LA LUlrlùnE ÉLBCTnrQUri 229

incandescence doivent

être

adoptées

quand on veul diviser ]a lumiène, comme dans les at)partements, magasins, bureaux, filatures, moulins, navires, etc. Enfin, dans bien des cos, on peut combiner ensemble ces divers modes rl'écltirage.

Les chiffres suiZ tït. Distribution de la lumière. - (,1,'ormulaire prayants sont empruntés ir \,I. Ilospitalier tique de l' électricien) Pour les cours d'usines, les places, les gares non couvertes on obtient de bons résultats avec des foyers rle 15ampères placés à 12 mètres de hauteur. Pour l'éclairage de gares oir ne se ftrit rucun tlavail, ou de chtntiers de terrassement, on atlmet généralement : Lampcs de 10 ampères.

Ilnuteurs

l0

mètres.

13

15à16

15

18

t8

20

Lorsque dans I'espace en question on fait un certain travail, il faut diminuer la hauteur de 2 mc\tres environ. Dans un intérieur, chambre, sllon, etc., on obtient un éclairage su{fisant par la règle suivante : Disposer des Iampes de 8 à 20 bougies, et ealculer leur nombre de telle façon que l' quantité cle lumière totrle qu'elles produisent exprimée en hougies décimales (0,1 bec Carcel) représente la moitié du volume do ln chlmbre exllrirné en mètres cubes.

Soit une chambre ayant une surface de 40 mètres carrés flvec une hauteur de 3 mc\tres, le cube représente 120 mètres cubes; la quantité de lumicrre devra être de 60 bougies ; on pourra donc employer 8 lampes de I bougies. On peut encore se régler d'après h surfuce, en admettant t à 2 bougies décimales par mètre carré pour un éclairage moyen, et 4 à 5 bougies pour un éclairage brillant. Pbur

230

MANUEL PnÀTIQUE DE L'I|{,ECTRICIEN

une sûllle de théâtre on compte 0,5 bougie par mB du volume total (salle et scène). Il est impossible d'établir aucune règle Pour l'éclflirqge industriel. En effet, dans une usine, chaque machine, chaque outil doivent être éclairés d'une façon pitrticulière, La iumière n'est pas ré'artie de la même manière, par exemple, dans un moulin ou dans une {ïlature; une étude spéciale cst donc nécessaire dans chaque cas'

des régulateurs.. - Les régulateurs p.oouttt être placés soit en série, soit en dérivation, soit $ 152. Montage

enlin en séries multiPles. Tous les régulateurs sont placés Lo Montage en série. à la suite les uns des autres conducteur même le sur

Fig.

110.

(lïg. 110); le système présente une rès grande simplicité d'installation, puisqu'il ne comporte r1u'un circuit. La différence de potentiel aux bornes de la machine est égale ir la somme des différences de potentiel exigées par chaque régulilteur, plus celle qui résulte de la résistance des condocteurs; elle est donc assez élevée. Quant à I'intensité du courant, elle il pour valeur celle d'un seul régulateur, de telle sorte que le diamètre du contlucteur peut être relativement faible. Ce système a l'inconvénient de rendre toutes les lampes

solidaires ençe elles; I'extinction de I'une engatne celle

rNsraLLATIoN DE LA LUMrÈnE ÉLECTRTQUR 231 des autres,

si les régulateurs ne sont pab munis d'nppa-

reils automatiques qui les mettent hors circuit. Quantl on met des lampes hors circuit, on lcs rcmpluce par des résistances équivalentes. Les résistances intercrlées dans le circuit onI le défaut

de dépenser du travail en pure pcrte. On pcut éviter cet inconvénient et rendre poultant l'éclairage général indépendant de I'extinction de lllusieurs lamlles. Il faut employer des dvnamos i't intensitô constante. Certaines machines, comme on I'l vu, sont construites dans ce but. Leur force électromotrice est rendue cl'une façon automatique proportionnelle au nombre de foycrs allumés. Ln machine Thomson-Houston est dans cc cas. comrne nous I'avons dit $ 69. 20 Montq,ge en dériçation. Les régulateur.s sont branchés sur deux conducteurs pârtant de la dvnamo (fig. 111).

Fig.

111.

Dans ce cas, la différ'ence de potentiel aux bornes de la' machine est égale à celle d'une seule lampe; mnis I'intensité clu courant est égale à la somme des intensités de chaque foyer. Les diamètres dc tous les fils de dérivation doivent êtle calculés pour que la différence de potentiel soit la même aux bornes de toutes les larnpes, ce qui com.

;llique I'installation; mais Ies régulateurs sont indé-

pendants les uns des autres. Une résistance avec interrupteur est placée sur chaque dérivttion pour compenser les différences de résistance. Une autre disposition en dérivltion consiste ir mettre

u.{NUnL PnÀTIQUE DR L'ÉLBCTnICIBN

232

chaque réguhteur sur un circuit spécial aboutissant aux bornes de ta dyntmo (lig. 112). La différence de potentiel et I'intensité se déterminent comme précédcmment' On augmente ainsi la clépense cn conducteurs, mais on assure I'indrlpendanc,: absolue des foyers. On ajoute il chaque circuit un rhéostat pour écluilibrer la résistance.

Le montilge en dérivation convient bien pour une installation située ir proximité tle la dynamo. Dans le cts

contraire,

il a I'inconvénient d'exiger

des conducteurs

de fort diamètre, à cause de la grande intensité du courûnt, ce qui augnrente beaucoup la clépense première.

Itig.

112.

Ce système nzitte ou cn séries tnultiples. des deux défauts les et arantagcs lcs la fois à présente précédents. La différence de potentiel est égale à la somme 30 Montagc

des {ifférences de potenticl exigées l)lr les npplreils d'une môrne série, et I'intensitti totale à ll somme des intcnsités de chaque série.

Ce système exige des conducteurs de moins gros diamèlre que celui en dérivation; mais les foyers rle chaque série sont solidair.es, et si I'un vient à s'éteindre, il doit êtr.e remplucé plrl une t.ésistance Pour clue lcs ilutres régulateurs du môme circuit n'en soient pns influencés. 153. ilontage des lampes à incandescence.

Tout

ce

qu'on a dit pour les régulitteurs peut se répéter pour S

I

ineandescence, avec cette ohservation que le montlge en série cst réserr'é rux llmpes à faiblc résiittnce

les lampes

INSTALLÀTION DE LÀ LUNIIùnB

ÉLECTBIQUE

233',

que Pour les lampes à (comme celle de Bernstein), tandis en dérivation' montage le élevée o" adopie soit

résistance électromotrice soit le montage mixte, suivant que ll force potentiel aux de différence la cle la dynamo est égale à

triple, quadruple' bornes tl,une lu*p.l or, tu double, potentiel' etc., de cette diflérence de el dérivttion est Montage en ilériça'tion' - Le montage le plus adopté pour les lampes à incandescEnce'

Fig.

113.

lampes Dans le nrême circuit on ne place q-uu ^9u:. doit Si..lon exigcant la même différence de potentiel'

qmiloyer i h fois des lampes de tensions différentes' ;r;,-b, b, telles, pilr exen,pi", qot a exige une,tension I'indiquc la double de lt, ot'di*po.e le monitgt totn*e

Fig.

114.

on met

figure 113. Avec cette mnnière de procéd.er'.qltttd aussi' ,riu f"rop* hors circuit, la seconde doit s'éteindre disposées lampes de quantité Lorsqu'on a une grande

con-ducteur a lt de cette façon, nn pio* les reunir Par un d'une lampe n'en({ig. tl4). Par ce procétlé, I'extinction

23t+

MANuEr, pnATteUE

on l'Ér,rcînrctEN

tralne pas absolument celle des autres. Mais on ne doit plus d'une lampe sur dix; car lorsqu,on met des lampes hors circuit, celles qui sont situJes du même côté brûlent plus et peuvent se trouver endommagées. Montage en boucre. Dans re montage en dérivatiôn, les l*mpes placées à -l'extrémité des cÀducteurs possèdent une tension moindre que celles qui sont à l,origine, à cause de la résistance du circuit. É*" la disposition en boucle-(fig. llb) la résistance se trouve uniformément pas éteindre

répartie sur toutes les lampes.

Fig. fl5.

Ce système complique I'installation et augmente la lil; mais ce défaut est compensé par le bon fonctionnement de l'écrairage résultani ae l'egalité des dépense en

divers circuits.

Pour calculer la section du conducteur, dans ce montage, faut supposer toutes res lampes à I'extrémité du circuit. Montage en ceinture. La ligure 116 montre une disposition adoptée dans -quelques cas particuliers, guand,

il

par exemple, il s'agit d'écrairer les côtés d'une-salle, d'un théâtre. C'es-t ce qu'on appelle le montage en cein_ ture' Il ;rrésente l'*vantage de mettre toutes res lampes exactement à Ia même distance des bornes du circuit. Ainsi, dans une salle oir l'on devra disposer cres lampes sur Ies quatre côtés, le circuit en ceinture assurera à toutes les lampes le même llotentiel.

INSTALLATTON DE

LA LUMrÈnE i]LEC'r'RTQUE 235

En entrant dans la salle, chacun des ûls, positif et négatif, prend une direction opposée pour en faire le tour. La première lampe à gauche est branchée au commencement du fil positif et à Ia fin du négatif. La der-

Fig.

116.

nière est placée au conmencement du négatif et à la.fin du positif. La section du conducteur sur le circuit en ceinture calcule sw la ntoitiô de la longueur.

se

Montage à tois fils cl'Ed.ison. Par ce système, Edison est arrivé à réduire le poids des- conducteurs. Deux dynamos Mr, NI, sont réunies en tension. Le circuit est formé

de deux conducteurs e, a, b b, et d'un troisième c c, dit d,e compensation, ltartant du point de ionction des machines. Les lampes sont placées en dérivation, comme I'indique ll

figure 117.

236

Mr\NUEL PnarrQun DB L'ÉLEcTRIcIEN

Quand

est le

le nombre de lam'es

allumées

!n"*

a a et c

c

même qu'entre b b eJ c c, aucun Courant ne traverse

le fil de compensation. Au contraire, si I'un des circuits rlr par exemple, dix lampes de plus que I'autre, c c est

parcouru par un courant dont I'intensité est dix fois celle i'on. lampe seule. Dans la pratique' on doit, au point de vue éconÀique, éviter autant que possible que cette circonstance se Présente.

La disposiiion à trois fils n'est

pas autre chose que la

+.

llz

Irig. ll7 . juxtallosition cle deux circuits distincts sur chacun desquels les lampes seraient en dérivation'

p. 100 deux sur employé serait dlns ù poids clu cuivre qui {ils' deux par chacun groupes separés alimentés - comme i" prntu d'énergie est lu même que dans un circuit simple, et comme le nombre des lampes est double, on voit que dans la distribution à trois conducteurs la perte est la moitié de ce qu'elle serait dans un système L d..,* fils. Aussi ce procédé permet-il de distribuer économiquement le courant dans un rayon de ce système permet

t

de réaliser une économie de 25

200 mètres.

DistributionàtroisfiIsparcciblesét1tt'itibrés._La

Iigure lt8 rePrésente ce système de distribution. Il est eirployé par la compagnie Eclison pour le secteut électrique comprenant les boulerards entre I'Opérl et le fau-

ÉLECTRTQUB 237 INSTALLÀTION I}E LÀ LUTIIÈRE

trois conducteurs

h bourg Saint-Mattin' C'est le système avcc cette diffé' précédemment' qouttio" dont il a été distribution vont en dimirence que les .o"tlo"tors de de I'autre' de manière nuant d'un côté et en croissant tt"" h même que la section totale soit toujours lt:t:,"'' au points' tous en J. p"o"eaé la tension est constante

Fig.

moins pour

;il;"i

la distribution

118.

moyenne des lampes corres-

calculées en chaque point'

"u*.*..tions 125 volts aux bornes' Chaque macnrne donne 105 à se fait direc. L'excitatio. a. tttt'que couple de machinesles inducteurs volts' 240 et tement au tablenu tni" 200 Chaque circuit I, I étant groupés deux àr deux en tension'R, et I'on peut variable excitateur porte une résistance extérieur' Comme circuit le dans insérer une résistance V Cette disposition a été on le voit, le fil neutre est double' adoptée Pour faciliter la Pose'

I'indique Ce système frt"i c"ti simplifié c:mme

la

'figure 119, ce qui le rend plus économtque' Ce procédé recommandé à cinq frl''

Disnibution Paris' pour la cana' par Siemens et Halske est monté ir 'iis"tion du secteur électrique.de Clichy'

238

rrattrtr, PhaTleur

nr

r,,ÉLscrnrcrBN

Deux feeders M,M (fig. 120), partant de l,usine avec une différence de potentiel ,e 44ô iorts, amènent re courant dans le quartier oùr iI doit être distribué. Là trois autres fils A, B, C, de manière à sont étabris former qufltre ponts' Les lampes sont réparties sur chacun de ces ponts avec une différence de potentiel de 110 volts.

Les

Fig.

choses

119.

se passent comme si l'on disposait res rampes pnr séries de quatre' Pour un fonctionnJment normar, il faudrait que le nombre de lampes allumées fût lc même.u"-*h"qu,

pont' ce qui est impossibre à réaliser en pratirlu*. pou, y remédier on dispose des égalisatcurs

nutomatiques qui rétablissent l'équilibre. Tous les branchements sont disposcls suivant principe. Ce système pcrmet de distribuer le même l'électricité

jusqu'à une dis.tance de 3 000 mètres cle la centrille.

station

Différents procétrés ont été imaginés pour. mettre hors . circuit une rampe ir incandescence ,1ui ne fonctionne prus quand eette lampe fait partie d,une série. la lampe

Siemens, exemple, une dérivation est . ?T. établie sur res borncs; elre 'ilr .o,op.unJ un érectro-aimant qui ne peut atrirer son q*

quand il est traversé par ,armatll. le courant total, c'est-à-dir. quona le filament est brisé.

rrfsrAt,larloN DE LÀ LulrrÈRn

Élnctntqun

230

Le mouvement de I'armature libère un ressort qui vient établir un circuit entre les deux bornes. La lampe Bernstein présente, comme on I'a vu S 142, une disposition

automatique.

Distribution par fceders. Ce système est très employé dans les stations centrales. -f)e I'usine U (fiS. 12l), partent

des

f/s

d'ali.ntentation ou feeders

F, F, qui aboutissent

certains points servant de centre de distributiot c,

à

c.

(Aucune dérivation n'est prise sur le parcours des feeders.) Aux centres c, c sont disposés des conducteuts principaua ou de distribution M, nI, qui se rattachent aux fecders et sur lesquels s'embranchent les fils des abonnés. On établit

un réseau de conducteurs principaux auxquels le courant est fourui par des feeders en des points nombreux I le potentiel se trouve ainsi égalisé dans tout le résenu, quelles que soient les variations de Ia consommation, à la condition qu'on le maintienne fixe aux centres d'alimentationr Dans ce but, des fils fins partant de ces cehtfes et nommés

240 fils

lttaxunt, PRaTIQUE

pitotes, aboutissent

or

l'ÉlacrnlclnN

à I'usine où ils cotumandent

des

voltmètres. Un rhéostat est dispos! sur chaque feedcr, et il est munæuvré d'après lcs indicttions du voltmètre. En multipliunt suffis&rnment les ccntrcs de distribution, on perrt étendrc la zonc d'action. f)n cherche atrtant que

Fig.

121.

possible à former avec les conducteurs de distribution des {igures fermées; car si un feeder vient à mlnquer en un point, le courant peut arriver par les conducteurs voisins. Le système à mois fils est applicable ii une distribution par feeders. Dans ce cas, pour égaliser le courant dans les

deux circuits, on se sert de I'apprreil suivnnt, nommé Egalisateur, qu'on place au centre de distribution. Le troisième fiI, qui ne sert ordinairement que de conducteur de compensation, n'est pas râmené à I'usine; on emploie au centre de distribution un système de deux

lNsrÀLL.\'rIo1{ DE LA LUIIIÈRn

Éluctntqun

241

induits calés sur le même arllre et tournant dans le mônre champ. On fait communiquer un balai de chaque induit rvec le conducteur de compensttion, tandis que chacun des balais restants est relié à un des conducteurs principilux. Si les lumpes ne sont pas unilormément réparties 'sur les deux circuits, un des induits fonctionne comme moteur et absorbe I'excès de courant d'un circuit, tandis que I'autre induit, agissant comme génénrteur et mis en mouvement llar le prernier, ajoute du courant au circuit qui n'en a pas assez. 2 t54. Montage combidé de régulateurs et de lampes à incandescence. lo Montage cn tensiort. Dans ce systè'me les lam;les ii nrc sont montées en tension itvec

I

I

I

des groupes de larnpes ir incandescence' comlne I'indiquc la figure L22. Ce genre de montage exige que I'intensité soit constante dans tout lc circuit. Il faut donc que chaque groupe de larnpes à incandescence contienne assez de lampes pour que I'intensité du courant qui traverse ce groupe soit égnle à celle' qui passe par les régulateurs. L'inconvénient de ce système est que les différents foyers sont dépendants les uns des autres. 20 Montage en dériçation (fig. 123). Les lamPes à arc et les régullteurs sont tous instnllés en dérivation sur

l4

242

MÀNUEL pnÀTIQUe DE L'ÉLBcTRIcIEN

les conducteurs. La différence de potentiel devant être Ia même sur ch:tque dérivation, il faut mettre sur chacune d'elles un nombre de régulateurs I arc tel qu'ils repré-

sentent

la tension nécessitée par une lampe à incandespar une résistance R.

cence, ou établir l'équilibre

Si l'on veut, par exemple, installer à

lt

fois une lampe

i

Fig.

124.

ir incandescence

de 100 volts et un régulateur de 65 volts et de 4 ampères, la résistance R qu'on devra ajouter à la d é riva t i o n d u r és u I a l' é q u ati o n

iï ïi, l",g i ;;".

R - 8,7 ohms. fil de femo-nickel Un de 1,5 mm. de diamètre et

t

de

mètre a une résisttnce de 0,443 ohm, la longueur qu'on devra employer comme résistance est donnée par

*7

Tfu:0,1e

n,

INSTALLAÎION DE LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE 243

Le montage en dérivation esi celui qu'on adopte généralement parce qu'il assure I'indépendance des divers groupes.

Dans une installation importante, il vaut mieux en général placer les régulateurs et les lampes à incandescence sur des circuits distincts alimentés par des dynamos spéciales; on obtient ainsi un f
On peut encore établir un circuit spécial pour

les

lampes à incandescence, et monter les régulateurs en dérivation sur un autre circuit (fig. 124). De cette façon les variations des arcs n'influencent pas les lampes à incandescence.

155. Montage des bougies Jablochkoff. Les bougies Jablochkoff se montent toujours en série simple ou en séries multiples. On place ordinailement cinq bougies dans chaque circuit. La tension nécessaire dans $

chacun d'eux est égale à la tension exigée par une bougie multipliée par le nombre de bougies disposées sur le cir-

cuit, et I'intensité est égale à celle que prend un seul foyer.

Les bougies sont toujours alimentées par des courants alternatifs, ainsi que nous I'avons dit précédemment en décrivant ces appareils. L'installation exige donc une dvnamo alternative avec machine excitatrice. $

t56. Calcul des conducteurs.

-

Le fer n'est

pas

employé comme conducteur dans les installations d'éclairage électrique, à cause de sa faible conductibilité. On ne se sert que du cuivre et du bronze phosphoreux ou silicieux. On emploie rtrement des fils ayant plus de 5 millimètres de diamètre, la pose devenant alors trop diffi' cile. Au dessus de cette dimension' on se sert de câbles. La détermination du diamètre est très importante. On a intérêt à I'augmenter pour diminuer la résistance, et

244

MANUEL

pnatreun oe r,'ÉLrcrRrcrnN

par suite l'énergie dépensée; mais on est limité par des considérations économiques à cruse du prix élevé du métal. On doit encore veiller ir ce que I'intensité du courant ne dépnsse pas une certaine limite; clr le conducteur pcut s'échauffer et produire des accidents. Lr température du ciible dépend de la nature de ['isole+ent et des conditions d'installation. Un fil nu a.yant une section dc I millimètre camé r pûr exemplc, laisse facilement p:lsser 10 nmpères sans échauffement tnormal, tandis qu'un ciible de 70 millimètres carrés isolé au ca,outchouc supporte à peine 2 ampères par millimètre carré. C'est qu'un fil nu perd une partie de sa chaleur d'abord par rilyonnement vers les corps voisins, ensuitc pûr convection, c'est-à-dire transmission directe à I'air; un {il isolé se refroidit beaucoup moins. Voici les chiffres qu'on adopte géneralement pour I'intensité des courants tr{rversant des conducteurs en cuivre : n*nn"::;1,î:mms

I'air Fils recouverts dc coton Fils rccouverts de caoutchouc.. Fils nus tcndus en

Crïbles ir grand isolcment ayant unc scction comprise entre l0 et 200 millimè-

tres carrés.

de i

6 4 2.5 1,5

ou renfermant les deux conductcurs sous

cnveloppe

Ces chiffres n'ont

1,00 à0,75.

rien d'absolu; ils indiquent simple-

ment les limites qu'il est prudent de ne pts dépasser.

En pratique, l)our les conducteurs isolés, on adopte le chiffre de 2 ampères par mmz de

comme moycnne section.

D'après

I'I.

|

I I

Câblcs r\ grand isolemcnt ayant unc scction supéricure à200 millimètrcs carrés, la mêmc

]

Fontaine, la perte de force électromotlice

l |

INsIÀLLATToN DE LÀ LUurÈRE

Élncrnrqun

245

due à la crnalisation doit être d'environ l0 p. 100, répartie comme il suit : 6 p. 100 pour les conducteurs principaux, 2 p. 100 pour les conductcurs intermédiaires, et 2 p. 100

pour les dérivations. Quand on emploie, p?r exemple, des lampes de 100 volts, il flut calculer la dynamo pour qu'elle donne 110

volts entre les bornes. I)ans une installttion

peu étendue, comme une mrison, on aclmet entre la dynamo

et la dernière lampe une perte de 5 0/0. Pour calculer la perte en volts proyenant des conducteurs, on ernploie la

formuledeohmt

o-IR:

I représente I'intensité du courant, R la résisttnce du conducteur, B donne le nombre dc volts absorbés par cette résistance. Etenzple. On veut installer 50 lampes Edison de 100 volts et 0,7 ampère en dérivation sur un conducteur présentant une longueur totale, aller et retour, de 400 m. On adnrel dans ce conducteur une perte de tension égale ri 6 p. 100. Les lampes étant en dérivrtion, la dynamo devra fournir 35 arnpères; la perte dans le conducteur est 6 volts.

La résistancc du fil est Sa résistance

+ :

pu mètre

est

0,17 ohm; 0,0004 ohm.

+00L La table ci-jointe nous montre que cette résistance correspond à un diamètre de 7 mm. Le calcul, très sinrple dnns Ie cas précédent, devient lssez il s'rgit d'un réseau; car on doit tenir compte des éléments suivants : 1o Nombre maxirnum d'ampères pouvant l)asser par le fil ; 2o Nombre de volts sacrifiôs pour la résistance du circuit; 3o Pour qu'il n'existe pas une trop grande diffôrence dans l'intensité lumineusc cles lampes, il faut calculer les

cornplirlué quand

lb,

246

M^NUEr pRATIeuE DE L'ÉLEcrnIcIEN

conducteure de façon que la différence de tension entre les

lampes les plus éloignées ne dépasse pas une certaine limite; on admet ordinairement 3 p. 100. On ne peut donc procéder que par tâtonnements, et le calcul est quelquefois assez long. Pour éviter ces difficultés, les constructeurs dressent généralement des tables qui permettent de simplilier beaucoup la question. Nous empruntons le plan du tableau suivant ir M. Von Gaisberg (Montage des appareils poun l'éclaîrage électique). TÀBLE cÉxÉnl'r,n

poun LE cat,cur, ons nrluÈTnns DEs FlLs DD culvnn

-;l

INTE NSITII LIMITE

RÉsrsr.e,n CE

DIÀ.

uùrnn

SECTION

Par mètre

Par

millim.

2

mm

mm2

0'6 1'0

0,20 o,79

1,5 2,0 2,6 3r0 3,5 4,0 4,6

7,77

5r0 oro 6r0 6,5 7,O

lro 8,0 8,5 9,0 9r5 10,0

3,14

4,gI 7,o7 9,62 72,57 15,90

19,64 23,76 28,27 33,18 39,49

t&,78 7ù0,27

56,75 63,62 70,88 78,54

3

ohmg

0,0814 0,0203 0,00904 0,00508 0,00325 0,00226 0,00166 o,oo127 0,00100 0,000814 0,000672 0,000565 0,000481 0,000415 0,000362 0,000318 0,000281 0,000251 0,000226 0,000203

I I

Par

3 ampèree

Par

POIDS Par mètre

millim.

millim.

carré

carré

D

0

7

amP.

rmP.

amP.

grammca

0r2 0,8

orL 1,6

0,6 2,4

6,99

1,9 3,1

3,5 6,3

5,3

carré

I

t

ampère l ampèrcs

4l

|

9,4

4,9

9'8

74,7

7,1

14,\

21 ,2

9,6

19,2 25,7 31,8 39,3

28,9 37,7 47,7 58,9

1t7,5 oorD

1',t,3

66,4 77,0

99,5 1L5,5 132,5 150,8

'1,2,6

15,9 19,6 93,8 28,3 33,2 38,5 I+4,2

88,4

50,3

100,5 113,5 127,2

5(),7

63,6 70,9 78,5

1,47,9

757.1

81r,8

\'.70,2

190,8 216,6 235.6

'l',75 15,73 27,96 43,69 62,92 85,63 711,84 747,55 774,75 211,45 251,64 295,33 342,51 393,19 4t+7,36

505,03 566,19 630,85 609,00

rNsraLLATroN rlB LA LUMrùnE ÉLECTnTQUE 247

Partant des intensités qu'on s'impose comme limites, L,21 3 ampères par millimétre carré, on trouve dans les colonnes 4, 5, 6 les nombres d'ampères correspondants passant par millimètre carré dans les fils de différents diamètres. Ces nombres ont été obtenus en divisant les nombres d'ampères L, 2, 3 par les différentes sections des fils. On lleut donc, connaissarrt le nombre d'ampères imposé comme devant passer par un conducteur, détermi-

ner directement son diamètre; inversement, connaissant le diamètre d'un fil on trouvera le nombre d'ampères

Fig. qu'on peut

lui

125.

imposer sans dépasser une lirnite déter-

minée.

La colonne 3 donne la résistance par mètre de chaque fiI, et permet de calculer la résistance totale d'une canillisation. La colonne 7 indique le poids par mètre des différents fils, et par suite le poids de cuivre employé. Les exemples suivants montrent comment on se sert de cette table. Lo

Etemple.-

On veutinstallerendérivation 20 lampes

Edison (0,7 ampère,l00 volts) au boutd'un premier circuit A ayant 100 m. (aller et retour), el 30 lampes sur un second circuit B ayant 150 m.; ces deux circuits sont reliés à la dynamo D par une ligne M qui a 200 m, (fig. 125). On

248

MÀNUEL PRATIQUE DE L'ÉLBCTnICIEN

s'impose la condition de ne pas dépasser 2 ampères plr mmt de section. L'inlensité en A est 0,7;<20: L4 ampôres. Nous trouvonsà ln 5u colonnedu tableau le chiffre 14,tcorrerpondant à un diamètrc de 3 mm. Lr résistance du conducteur est 0,00226><100 - 0,226 ohm; et la perte en volts R I est 0,226X LtL- 3,164 volts. L'intensité en B est 0,7 X 30:2L ampères. Prenons dans la 5'colonne le chiffre 25,1, correspondlnt à un dilmètre de 4 mm. L:r résistance est 0,00127X150-0,19 ohms, et ln perte en volts 0,19 >< 2I:3,99 volts. L'intensité en M est L4 + 2L:35 nmpères, le tablenu indique 39,3 correspondant à un diamètre de 5 mm. Ln résistance est 0,000814 X 200- 0,16 ohm, et lû pertc en volts est 0,10 X 35 : 5,60 volts. La perte en volts depuis la dynamo jusqu'ùr l'cxtrémité de B, qui est la ligne h plus chargée, est donc 3,09

+

5,60 : 9,59 volts. Cette perte inférieure à

l0

n'avons pas tenu compte de

0/0 peut être admise.

Ia perte subie

Nous

dans les

particuliers des lampes, auxquels on donne ordinairement t à 1,5 mm. de diamètre. La dynamo devrn donc fournir 109,59 volts à ses bornes. Si cette tension est trop forte pour lamlchine, il n'y a qu'à augrnenterun peu le diamètre des fils, surtout dans la pûrtie M qui reçoit le courant le plus intense. La tension en D est 109,59 i ei m 103,99 ; en a 100, S2 ; en /' 100. Bntre a et lt la diffôrence n'est donc que de 0,82 volt; elle ne peut influencer lu mrrche des llmpes. Bn itdmettant les mêrrres données, le problùme peut - posé autrement; on s'impose, par esemple, de ne être pas perdre plus de 6 volts dans la canalisation. et 2 en B. L'intensité Supposons 4 volts per<.lus "n Y, 0,095; lt résietance en B est 2t ampères; on a R

- î -

.,

fils

i

I '

tNsraLLATtoN DE LÀ LutrrùRr Éurcrnrqur

249.

o o!r5

: 0,00064 ohm, ce qui corresfiond à prr mètre est ff un tliamètre de 5,5 mm. Ll colonne 4 nous montre que dans ce Iil il passe moins de I ampèr.e par T*t. L'intensité en M est 35 ampères; R : + : 0,12; la par mètre .., ffi : 0,00066 ohm, ce qui correspond à un diamètre de 5,5 mm.; la colonne 5 nous' r:ésistance

montre que dans ce fil il pâsse moins de 2 nmpères par mml. Admettons pour n tX même perte de 2 volts, I'intensité est 14 ampères; R

: if :

0,1.4; la résistance p1r mètre

0,0014, ce qui correspond à un diamètre de 3,5 mm.; Ie courant est inférieur à 2 ampères par mml. On peut donc admettre ces dimensions. D'après les données du problèrne,latension est la même est

+#:

aux extrémités des deux lignes.

2' Eremple.

Installer en tension 5 bougies Jabloch-

koff de 4 millimètres sur un circuit présentant une longueur totale de 500 ùôtres (nller et retour). On s'impose la condition de ne pas dépasscr 10 p. 100 pour la perte en volts à travers les conducteurs. Une bougie de 4 mm. exige 8 ampères et 42 volts à ses bornes. La machine devra donc fournir 8 ampères, puisque toutes les bougies sont en série, et 5 >< 42:210 volts pour les bougies. Il faut y ajouter 21 volts perdus dtns les conducteurs; en tout 231 volts. La résistance du conducteur est donnée par 21

Ë

:

2.6 ohms

I

et sl résistanc.e par mc\tre cst 9A

# :

0,0052 ohm.

MANUEL pnÀTteun DE L'ELBcrIttcIEN 250 La 36 colonne du tableau nous indique le

nombre 0,00508 correspondant à un diamètre de 2 ^'. L'intensité par mms est supérieure à 2 ampères, comme le montre la 5'colonne. Si cette intensité semble exagérée, on prendra le diamètre de 2,5 mm. La 5u colonne nous montre que, à raison de 2 ampères par ffiffi2, il donne passflge à 9,8ampères.

Le poids de cuivre est donné par 43u,70 >< 500

-

21,85 kg.

S 157. Calcul de la résistance d'un conducteur. - Le même tableau nous permet de calculer facilement la résis-

tance d'un conducteur de cuivre ayant une longueur / et un diamètre d. En effet, la colonne 3 nous donne 0,0203 ohm pour la résistance d'uu filayant 1mm. de diamètre et I m.de long. Donc pour le conducteur en question la résistance est : 0.0203

T

X I ohms'

158. Calcul tle la puissance motrice. - La puissance dépensée soit par les lampes, soit par la canalisation' se calcule d'après la formule $

n: #

kilogrammèrres.

Reprenons le premier exemple ci-dessus. La dynamo doit fournir 109,6 volts à ses bornes, et I'intensité totale est 35 arnpères.

r h donc p

35>
384

T:5,'[ lo -:

g

384 kgm.

chevaux'

INSTALLÀTION DS LA LUMIÈRE

ÉLECTRIQUE 25L

En admettant que la dynamo rende 90 p. 100, la puissance motrice nécessaire sera 5,1

@

:

D'b chevaux'

Prix de revient de l'éclairage électrique. Cette dépense premier établissement. cbmprend le moieur I vapeur, la dynamo, la canalisation, $ 159.

Lo Dépense de

les lampes et les appareils accessoires, appareils de mesure, etc.. Pour

le

commutateurs

t

moteur à vapeur, on

peut admettre comme moyenne les prix suivants : Prix d'une machine à vapeur il condensation avec chaudière et mise en plitce : 6 000 fr. 5 chelaux

t0

I

000

20

14 000

50 75

25 000 36 000 40 000

100

Nous avons clonné plus htut les prix de quelques dynt' mos; pour les machines à grande vitesse qui sont généra' lement employées dans les petites installations, le prix d'achat peut être déterminé en moyenne pûr la règle suivante 0,50

:

fr. par watt pour lc modèle dc

0,25 0,17

I 5 15

000 watts 000 000

A ce prix de la dynamo, il faut ajouter environ

10 0/g

pour I'installation et ln commande. Nous avons vu précédemment comment on déterminait la section des conducteurs; le tableau no [], placé à la fin de I'ouvrage, en indique les prix. Il est bien entendu qire ces prix n'ont rien d'absolu; ils varient evec le cours du -cuivre; nous ne les citons que comme simple renseigne-

252

M^:{uEL Pnarteun og r,'ÉlncrnrcrÈN

prix des lampes et des appareils accessoires ne peut être déterminé que par un devis détaillé. Pour ces dépenses de premier étlblissement, on adoptera un amortissement annuel de 10 0/0, auquel on ajoutera 5 0/0 pour I'intérêt annuel. ment. Le

20 Dépenses cl'entetien. - Une bonne machine à vapeur à condensation dépense en moyenne l, 3 kg de charbon pm cheval-heure mesuré sur le piston. En admettant un rendement de 0,75, la dépense par cheval-heure sur I'arbre

est 1,75 kg. En comptant liO fr. les 1000 kg de charbon, cheval-heure coûte 0,05:l fr. Le graissage et les frnis divers étant évalués ù 0,017 fr., Ie prix du cheval-heure est 0,070 fr. La dépense en main-d'æuvre, entretien des lampes, peut être calculée à 5 0/0 du capital engagé, pour l'éclairage à

'le

arc et celui à incandescence. Lcs lampes à incandesccnce de B à 20 bougies coûtent 3 fr. et durent t 000 heures; leur prix de revient par

'

heure est donc 0,003 fr.

Les crayons pour lampe

ir arc se vendenl lr2} lr. le les deus

mètrel I'usure est de 80 mm. par heure pour crayons, soit unc dépense par heure de 0,10 fr. Etentple.

-

Reprenons I'exemple ci-dessus. La puis6 chevaux, soit 0 chevaux.

Êance motrice nécessaire est 5,

Prix de la nrachine à vapeur'.... . r. Prix de la dynarno Le poids du conductcur est 58 kg qui, au prix dc

6 i00 fr. I 200

D

3fr., repr'ésentent... Admettons pour les appareils acccssoires ct lcs conducteurs des lampcs,... 50 lampes à 3 fr. Imprévu

Tôtal des dcrpenscs de prcmier élablissemeut..

.

I

174

)

S00

D

150

D

176

))

700 fr.

TNSTALLATToN DE LA LUMrÈRr

Élncrnrqun

zb3

supposons que l'éclairage fonctionne b heures par jour pendant 300 jours, Ies frais-d'entretien

sont

:

Charbon et graissage 0,02 14 6 X f 500 Renouvellement des lampes 0,00i X b0 >< 1800. . . . . . Main d'æuvre 8700 X O,OS... .. . .. .. Amortissement BZ00 X 0,1f., ....,"" Imprévu.

Total.

630 225 435

)) )) D

1305

D

156

))

2750

D

Le prix de revient de la lampe_heure est donc

##}}_0r.037. Nous n'avons,cité cet exemple que pour incliquer

la marche à suivre dans un carcul de cette nature; res chiffres varient nécessairement avec les conditions d,instalrfltion et l.im-portance de l'exproitation, et re prix de revient obtenu ci-dessus ne peut être pris pour base dans un devis.

APPAREILS ACCESSOIRES D'UNE DISTRIBUTION

ÉmcrnreuE

La distribution de r'érectricité à travers une canarisation c9r1ai_ns appareils accessoire,

"Tig: régularité $ 160'

au.iioJ, l îrlo"u,

de l'éclairage et à prévenir tout

d".;;

voltmètres. ampèremètres. compteurs

ro

d,éIectricitrf;. Pour constater l'intensité du courant, on se sert de I'ampèremètre. cet appareil doit être installé directement sur les circuits dont on désire connaltre l,intensité. Lorsque les lampes sont disposées toutes en série, on place I'ampèremètre sur l'un des conducteurs. si les ranpes sont toutes en dérivation, on re met sur I'un des con;

ls

os u'ÉLn:TntcIEN séries ducteurs principaux. Enfin, qunnd on a plusieurs ampèreun de lampes aitpôtees en dérivation, on pllce mètre zur chacune de ces ddriv:rtions'

254

MÀNUEL PnÀTIQuE

Laborne*d.l'appareilcloits'attacheraufilvenant

L'amdu pôle f de la dynamo, et la borne - ilu pôle -' mais mrchines, pèràmetre se pla.e dans la chambre des ne pfts pour à une assez grande distance de la dynamo' l'éloigne on subir son influence. Pour la tnême rltison'

autlnt que possible des .conducteurs à haute intensité qui pourraient se trouver dans le voisinage' Pour reconnaltre les différences de potentiel, on frrit usage du voltmètre, que I'on place toujours en dérivation entre les bornes dont on cherche la différence de potentiel. Il ne faut pas que la dérivation soit fermée d'une manière absolue I le courant ne doit Pas traverser constam' ment I'ap'areil, et on ne le met en circuit qu'au moment voulu par un commutateur c (fig. 126)' Pour le montage rle cet appareil on suit les mêmes prescriptions que pour I'ampèremètre, on ajoute palfois au

Élncrnrqun . 255 voltmètre un appareil indicateur destiné à avertir des moments oir la tension devient trop forte ou trop faible. rNsrÀLLATToN DE LA LUNrrùRu

Aux extrémités de la course de I'aiguille du voltmètre sont placées deux butées communiquant avec deux lampes diversement colorées. L'aiguille ferme le circuit sur I'une oul'autre de ces lampes suivant les variations de latension. On dispose quelquefois sur le 'circuit une sonnerie qui se met en mouvement quand une des lampes s'allume. De même que I'ampèremètre, le compteur d'électricité se place directement sur le courant principal, ou sur le circuit dont on cherche le rendement.

Le courant produit $ 16l. Régulateur de courant. par la dynamo doit varier avec le -travail nécessaire dans le circuit extérieur. Nous avons vu, en étudiant les différents systèmes d'excitation des machines, que I'enrouIement Compound pernrettait d'obtenir ce résultat d'une manière automatique. Avec les autres enroulements, il faut modi{ier la production de la dynamo suivant le nombre de lampes en service. On pourrait croire, au premier abord, {u'il suffit pour cela de faire varier la vitesse de rotatiou. Mais cette opé* ration est fort difficile dans la pratique; elle est même impossible quand la force est prise sur un moteur général, ce qui se présente dans beaucoup d'usines. Aussi se serton, pour arriver à ce but, d'une série de résistances auxi. liaires qu'on introduit dans le circuit ou qu'on enlève sui. vant les besoins. L'appareil est formé en principe d'une série de spirales

en maillechort constituant des groupes séparét1

mais

reliées entre elles, comme I'indique la figure t2?, par des bandes de cuivre. Chaque bande est attechée ir un plot ag

b, c d'un commutateur à manette; Le pivot de celui-ci

communique avec un bout du fil de ligue arrivant en M. L'autre bout s'attache en a. On voit qu'en déplaçant lo

256

IÀNUBL pRATIeuD DD L'ÉLEcrntcIEI{

manette on peut mettre en communication les deux extrémités du lil de ligne sûns y interposer de résistance, ou

bien intercaler un nomhre de spires voulu, c'est-à-dire une résistance déterminée.

Pour le montage du régulateur, il peut se présenter tr.ris cas, suivant que la dynamo est cxcitée en série, en

Fig.

127.

dérivation,
rNSTÀLLATTON DE

LA LUMtÈnE ÉLECTnIQUE 257

La disposition suivante estadoptée par la Société Edison. Des bobines en ffl de maillechort sont disposées pnrallèlement à côté I'une de I'autfe, et leurs extrémités aboutissent à une série de segments métalliques, comme dans la figure L27 . La première bobine est reliée it I'une des bornes de I'appareil, I'autre borne communique à un curseur qu'on peut faire tnouvoir avec une vis sans lin munie d'une manivelle. Suivant la place qu'il occupe,le curseur vient en contact avec un segment plus ou moins éloigné, c'egt-àdire qu'il introduit telle ou telle résistance d;rns le circuit. Quand plusieurs dynâmos sont destinées ri être accou' plées ensemble, leurs régulateurs sont disposés de firçon à pouvoir être mtnæuvrés isolément, et à ôtre commandés, si on le veut, tous par un même arbre, de façon à opérer le même réglage sur toutes les machines à la fois. On com'

mence par régler chaque machine isolément avec son

régulateur spécial, et quand l'équilibre est établi enffe toutes les dynamos, on les commande toutes ensemble par lc régulateur général. Nous yerrons quelques exemples tle ce mode de régulation dans les stations centrales. Il existe rlivcrses S 162. Régulateurs automatiques. dispositions permdttant le régluge automatique du coultnt. L'appareil suivant a été imaginé par NI. Blathy pour régler le courant excitateur d'une dynlmo. Le courant

excitateur traverse un solénoide. Celui-ci actionne un noyau en fer doux qui est adapté à I'un des bouts d'un lcvier équilibré par un flotteur. Le noyau de fer porte à son extrémité supérieure un godet de mercure dans lcquel peuvent plonger les exmémités de divers fils reliés h des résistances. Ces cxtrémités sont placées à différentes profondeurs; de sorte que, suiv:rnt I'attraction exercée sur le noyau de fer, telle ou telle résistance se trouve introduite dans le circuit, réglage s'opère d'une façon autontatique.

et le

258

MANUEL pRATreuE DE L'ÉLEcrRrcrEN

Le régulateur Houghton (fi9. 128) destiné à régulariser la différence de potentiel aux bornes d'une dynamo s€ cortr-

pose d'un solénoide A à

fil lin monté en dérivation sur

les bornes de la machine. L'armature en fer doux B porte à son extrémité inférieure un cylin-

C en ébonite qui plonge dans du mercure. Des résistances E sont dre

placées à différents niveaux. Suivant

Ia tension, I'armature B est plus ou tnoins attirée; le mercure s'abaisse

donc ou s'élève, et la résistance introduite dans le circuit excitateur de la dynamo varie en conséquence,

La différence de potentiel aux.bornes se trouve ainsi régularisée auto-

matiquement. Un ressort à boudin

permet le réglage de I'appareil. S 163. Résistances. - Nous avons vu, en parlantdu montage des foyers

électriques, que sur le circuit des lampes à arc on dispose des résistances pour remplacer les lâmpes mises hors circuit. Voici comment on peut résoudre la queslion. Si I'on veut, par exemple, mettre hors

circuit les trois lampes a, Lt, c (fig. 129), et leur substituer la résistanee R, on coupe le circuit en ri les deux bouts du fil sont rattachés I'un à la borne p, I'autre à I'axe de rotation de I'interrupteur f. En urière de la lampe c on attache un lil venant se relier à l'extrérnité r de la résistance R, dont I'autre bout s'attache à la borne na. Quand Ies trois lampes a, b, c, fonctionnent, I'interrupteur est Fig.

128.

INSTALLATION DE LA LUMTÈNE

ÉLECTRIQUE

259

mis en contact avec p. Lorsque I'on met les lampes'hors circuit, on amène I'interrupteur en contact avec n2; le circuit est ouvert €n pr et le courant traverse la résistance R. ces résistances se font avec cles fils de maillechor.t ou de ferro-nickel. ce dernier métnl ayant une résistance spécifique plus élevée permet d'employer des fils moins longs.

-//

çP

Fig.

129.

Calcul d'un rhéostat. E.nentple. _ qu'on - résistance en Supposons veuille remplacer par une fil de ferro-nickel une lampe exigeant 43 volts et b ampères, guels seront le diamètre et la longueur du ffl I La résistance R est donnée par

* : l* :

8,6 ohms.

La résistance spécifique du ferro-nickel est

Zg,B

microhms. supposons qu'on emploie un fil de ce métal ayant un diamètre de I mm., sa résistance r sera donnée pour une longueur de I mètre prr

.

r._78,3

- f

:æ

y

fi,: 'z'

118 000 microhms

1,1{8

ohm,

(S 97)

260

MÀNUBL PRaTIQUE

os L'ÉLBcrnIcIEN

La longueur du fil sera déterminée Par

8,6 T:

i. ,'Ù^ metres'

â

Le tablenu no 4 placé à la fin de I'ouvrage Permet de sim' pliffer ce calcul; it indique les résistances Pilr mètre des tls en ferro-nickel. de marche du courant. S lM. Indicateur - Quand on veut suivre dans la chambre des machines le fonctionnement des différentes lampes, on se sert d'un appareil nommé indicateur de ntarche. Voici comme exemple celui de M. Cance. Cet appareil se cornpose d'un électroairnant A traversé par le courant. Bn face du pôle P est un Pendule mobile autour du point O, et terminé en brs par deux Petits cylindres de même poids I I'un d'eux C est en fer doux, I'autre

D est fait d'nne substlnce non

magnétique, de cuivre' par exem-

ple. Sous I'action du courant, le noyau B s'aimante, et le Pôle P Fig. 130. attire le cylindre C, en faisant prendre au pendule la position inclinée de la figure' Quand l. .orrrrnt ne passe pas, le pendule revient à la verticale. On peut donc suivre le fonctionnement du courant.

165. Parafoudres. - Quand une canalisation électrique est placée i,r I'extérieur des bâtiments, il est indispensable de la protéger contre les effets de la foudre clui pourrait déruire les conducteurs et les appareils. Les parafoudres ànt pour but de créer un écoulement à l'électricité atmosphérique en I'entraînant vers la terre' a

INSTALLTTION DE LÂ LUUIÈRts ÉLECTNIQUB 261 Ces appareils sont blsés sur le fait suivant

: L'électricité

p.onrn,*t .l'o1 coup de foudre possède une tension très tel étunéo; elle peut donc frrnchir facilement un obstacle, conducun dans continuité de soltrtion {aible qu'une très teur, tandis que le courant produit pltr une dynamo s'v trouverait arrêté. cela éttnt, le conducteur de la dynamo se trouvant en I) D (lig. 131)' Pn éttblit une dérivation T allant à la terre. Ce fil est interrompu en un point i de son Parcours sur une faible épaisseur. Une décharge atmo-

sphérique trouYerâ issue en ce point, tandis que le courant de la dynamo restera dans le conducteur D I). Plusleurs dispositifs ont été imaginés dans ce but. f)ans le parafoudre à pointes, deux plaques sont. placées en regard en d, I'une reliée au conducteur D, l'autre au fil de terre T, et ces deux plaques sont pourvues de pointes disposées en firce les unes des autres, sans se toucher. Fig. 131. Dans le parafoudre I l:rme isolitnte, les deux plaques sont séparées par une lame non conduc-

trice très mince. La dérivation T se rentlnnt ir la terre ne cloit pas s'embrancher sur [e conducteun d'un paratonnerre étallli pour la protection de l'édifice; il faut même, pour éviter tout acciclent, qu'elle en soit assez éloignée' Blle est faite cl'un fil de cuivre de 4 mm de diilmètre' ou la d'une corde formée de deux ou trois fits de 2 mm' On Celle-ci terre' de plaque la à relie par une fortc soudure est cinstituée pae une lame de fer galvanisé ayant 5 mm 15,

262

MANUEL

pnarreur on l'Ér,ncrnrcrnN

d'épaisseur et une surface d'au moins un mètre carré. on I'enfouit dans le sol en un enclroit humide, et, si cela est possible, dans une nappe d'eau courante ou un puits. on la place dans une position verticale plutôt qu'horilontale. Quand le conducteur n'entre pas en te*e au pied même de l'édi{ice, il firut le disposer de frçon qu'il soit bien visible jusqu'au poinr où il pénètre dans le sàI. Il esr nécessaire qu'il soit visité très souvent, surtout après les orages. pourqu'une dynamo $ f 66. Parafoudre automatique. se trouve suflisamment protégée -contre les décharges atmosphériques, il faut que chacun de ses conducteurs extérieurs soit muni d'un parafoudre. Mais il y a là un danger avec les instruments adoptés ordinairement. En effet, les poirrtes de chacun de ces appareirs pouvant être fondues par une décharge et réunies, il s'établirait ainsi un court'circuit mettant les deux pôles de la dynamo en corDmunication avec la terre. La disposition suivante, adoptée par central Electric company de chicago, a pour but d'enrpêcher un pareil accident (fig. t32). une décharge atmosphérique se produisant, par €xerl_ ple, sur la ligne L, l'électricité suit la direction des flèches; elle passe par l'électro-aimant E, elre traverse deux pointes de charbon placées en c; puis, par le levier T, le bras m, elle arrive à la terre. En même temps, I'armature T est attirée; une pointe de charbon portée par le bras r se trouve éloignée de I'autre par suite du mouvement de I'armature. Les deux charbons ne peuvent donc entrer en fusion et se réunir entre eux. L'inconvénient signalé plus haut est ainsi évité Mais I'armature T, en s'approchant de l'électro-aimant, ' dégage son extrémité de droite qui était maintenue en prise avec le bras m par I'effet du poids p. Le circuit est donc rompu. L'électro-aimant se désaimante. Le levier T est ramené à sa position primitive par un ressort r, et il

i

INsTALLATIoN DE La LUMIÈnn

Élrctntqun

203

arrête de nouveru le bras m qui, après avoir fait un tour complet autour de son axe, vient se remettre en prise' Ainsi le parafoudre est replacé automatiquement dans sa position primitive, et il est prêt à fonctionner s'il survient

,t...

--4 I

----_L-' I

I

Fig'

132.

un nouveau crlup de foudre. La ligne Lf est munie d'un appareil sernblable, qui n'est pas indiqué sur la figure'

Les ditmètres S 16?. Coupe-circuit de sûreté' conducteurs, comme on l'a vu précédemment, sont calculés

-

des

d,après I'intensité du courant qui cloit les traverser. IVIais si cette intensiré se trouve dépassée par accident ou pilr inadvertance, les çonçfqcfeurs s'échaufl'ent et peuvdnt occâ'

264

MANUEL pnarreuo DE L'ÉLEcrRrcrEN

sionner des incendies. Pour l'éviter, on place sur le circuit des fils de plomb ou d'un alliage fusible, qui fondent quand

le couraut devient trop fort et interrompent ainsi le cir-

cuit. Il faut déterminer le diamètre de ces fils de façon que leur fusion ait lieu avant que le cuivre soit trop chauffé. ce diamètre dépend donc de celui du conducteur. voi.i, à

cet égard, quelques renseignements : Pour les Iils de plomb de petit diamèrre, iusqu,à I millimètre, on compte comme intensité limite g amperes par

millimètre carré; pour les fils de plus grand àiamètre, cette limite est de 5 à 6 ampères. Les chiffres suivants établissent le rapport entre les diamètres des fils de cuivre et les diamètres des fils de plomb qu'on peut employer comme coupe-cir.cuits. Diemètre du fil de cuivrc.

I

Diamètre du fil de plomh.

millimètre.

0,8 millimètre.

2

7,5

3

2,0

45-

deux fils

de

3,0 3,0

on place un court-circuit à I'origine tlu conducteur principal o (fig. 133) et I'on en dispose un pr g à la nais_ sance de chaque branchement qu'on veut préserver.

Il

est

important de disposer ces appareils tous sur le circuit positif ou tous sur le circuit négatif. car si un court-circuit vient à s'établir accidentellement dans la canalisation, pûr exemple en tn il, le courant travers() toujours un appareil de sûreté en se lendant du conducteur A dans B, ce qui pourrait ne pas arriver si ces appareils étaient placés tantôt sur le circuit positif, tantôt sur le négatif. Les coupe-circuits ne doivent pas être placés àans des endroits humider. Il faut éviter égarement les locaux

Lulllilnn Élnctntqun 265 des gaz suiets à I'incendie ou susceptibles de renfermer tNs'l'aLLÀTIoN DD LÀ

explosibles.

irou, voir si un appareil de sûreté fonctionne conrenilblement, on p"o.tuit'un court-circuit dans l'embrilrrchese lond ment oir il esiplacé, et on regarde si le fil fusible anorutitle' firçon avant clue le cuivre s'échtulle d'une

+d(

P

au

B

Fig.

133.

fondu sur un embranchement Quand un coupe-circuit s'est veiller avec soin sur la machine; car la

iàportant, on doit

du fil mettant hors circuit une grande quantité de I'allure llmpes, il peut se produire un dérangement dlns

fusion

de la dynamo..

se trouve Lo"*qu'rrr, fit de sûreté vient à fondre' on où canalisation la de Ia portion de averti immédiatement soit conducteur, du soit provient existe un défaut. Le vice

rlucoupe.circuitlui-mêmequiesttropfaibleôumalins-

conducteur' talté. Si I'on ne trouve rien d'nnormal dans le autre d'pn un par sûreté de I'a;lpareil on n'& qu'ir remplacer numéro convennble et vsir comment il se comporte'

266

MANUEL

pnarrQur DE L'ÉrEcTRrctEN

s'il résiste, c'est que le défaut se rr'uve

dans la canali_ sation. Il est nécessaire que re rempracement des app.reils de sûreté puisse se faire rapidement et sans main-d,æuvre. Il existe bea,coup de motrères de ces aPpareils. ceux de

M. Grivolas, par exemple, se com'osent cle ba*ettes qui supportent le fil de plomb et qu'on loge entre deux fortes pinces en cuivre communiqunnt unui les bouts du

conducteur. Ils sont d'un usage très commode. On a toujours quelques-uns de ces appareils de rechange, et on les met en place quand u, coupe_circuit a été fondu. Ils portent I'indication du nombre cilampères pour requer ils ont été construits. s 168. Indicateur d'isolement à la terre. Il

irnportant de pouvoir vérifier continuellement

esr

si

une

installation électrique est bien isolée p* rapport à ra te*e et d'être averti immédiatement d'un nccident. L'appareil indiqué par Ia figure 184 résout re problème d'une façon

simple. Sur les deux conducteurs principaux A, B, on attache en dérivation un frl m n, sur lequer àn instaile deux r.mpes à incandescence a, b, exigeant re même nombre de vorts; le milieu est relié à Ia terre par un fil l. Si les conducteurs A et B ne touchent pas la terre, Ies deux lampes brûlent peu, mais avec le même éclat. Si B â. un contact avec la terre, la lampe à éclaire moins clue c ou s'éteint; a lait de même si Ie contact se trouye sur le conducteur A. Quand A et B touchent tous res deux ra terre, res deux

lampes éclnirent peu, mais donnent la même lumière. Pour savoir à quoi s'en tenir, on met alors une lampe hors circuit au moyen d'un commrtnteur; si rn seconde- rampe s'éteint, c'est que re conducteur est en bon état; si elle c.gntinue à brûler, c'est gu'il exisTe un défaut,

rNsr^LLÀTroN DE LÀ LUMIùnB ÉLECTnIQUE 267 le

Pour compléter I'appareil, on place une sonnerie S sur lil r; elle se met en mouvement quand ce fil estparcouru

par un courant, c'est-ir-dire lorsqu'un contact avec la terre se produit sur un conducteur.

t;tVin Fig.

134.

alternatifs. Pour y avoir inconvénient à

htd,icateurs de terce pour courants

les cour&nts alternatifs, il

peut

mettre le circuit en communication constânte avec la terre; nussi quand on emploie I'appareil décrit ci-dessus, onplrtce sur le fil de terre un interrupteur et I'on n'établit la communication qu'au monrent oir I'on fait I'expériencc. I\I. Picou a imaginé un procédé donnant des indications continues et basé sur I'emploi des cond,ensatenrs. Rappelons en quelques mots le mode de fonctionnement de cet appareil. Il se compose de feuilles d'étain très minces placées les unes sur les autres avec interposition d'une matière isolante, gutta-percha, mica, papier paraffiné. Les feuilles

d'étain sont réunies de deux en deux, c'est-à-dire que celles de rang pair communiquent toutes entre elles; il en est de même pour les feuilles de rang impair.

MaNUEL pnartQun DF L'ÉLEcrnIclEN

268

On constitue ainsi deux armûtures analogues à celles de la bouteille de Leyde, et le yert'e de celle-ci est remplacé plrlt matière isolunte. On réduit de cette façon le volume du condensateur tout en lui donnant une grande capacité. Si I'on met chlque mmature en communication avec le pôle d'une pile, un courilnt se produit et chacune d'elles prend le potentiel du pôle auquel elle est attftchée; c'est la période de charge. Si I'on supprime ll pile, et gu'on r'éunisse ensemble les deux

armatures, comme elles ont entre elles une différence de potentiel, qui est égale à celle des pôles de la pile, un courant en sens inverse du premier se

produit

I c'est la période

de

décharge. Ce courant, cornme celui de charge, dure très peu de temps. M. Picou emploie deux condensateurs C, C' (fiS. 135);

Fig. 1ii5.

chaque flrmature semblable est reliée ir un des {ils de ln ligne. Les deux autres sont réunies entre elles par un conducteur commun nt n, qui est relié à la teme par un fil T dans le circuit duquel est installé un téléphone e. Tant que l'équilibre esiste, le fil nt n est l)arcouru pilr un courant alternatif, mais le fil T ne reçoit rien. l{ais si une terre se forme dans le circuit, des couranls se llroduisent dans ce fil et ils actionnent le téléphone. On

peut disposer celui-ci de manière à renforcer les sons, llour qu'ils soient entendus dans toute h salle des machines. S

169.

étlblir

Interrupteurs.

-

Les intcrrupteurs servent à circuit. ll existe

ou ir interrompre le courantdans un

une quantité de dispositifs plus ou moins différents les uns

rNsrÀLLÀTIoN DE LÀ LUMtÈnr

Élnctnrqun

269

des autres. Nous ne les décrirons pas en détail. Nous nous bornerons à en rappeler le principe. Dans I'interrupteur zà cheville, chaque extrémité de la ligne aboutit à un bloc métallique. Les deux blocs sont sépnrés, et, pour établir la communication, on enfonce entre eux une cheville qui les réunit. DunsI'intemupteur â écrou,,la communication est établie pHr le serrage d'un écrou. Dans celui â manette, on fait I'ouverture ou la fermeture en manæuvrant i,r droite ou à gauclte une rnanivelle. La construction de ces allpnrcils exige beaucoup de pré' cautions. Il faut que les surlaces de contact soient toujours en parfait état, et, dtns ce but, on doit éviter les étincelles qui se forment tou.iours à la ferrneture et surtout ir la rupture du circuit. Les positions d'ouverture et cle fermeture doivent être parflitement déterrninées, de façon que I'opérateur puissc faire la manæuvre rapidement et sans hésitation. La dimension des pièces est déterminée d'après I'intensité du courlnt qui les traverse pour éviter tout échauffement. Les boutons ou manettes sont toujours flits en matière isolante, telle que la porcelaine et l'ébonite. Pour les courants à haute tension, il ftut que I'opérateur soit mis à I'abri de tout danger, et que la maneuYrê, suf-

tout d'interruption, se Êtsse très mpidement. La façon d'installer ces apPareils a une grande importance. Les placer ir portée de la mnin et bien en vue' pour qu'on puisse vérifier l'état des contacts. Eviter les endroits humides. Si I'on est forcé de les établir dans un local de cette espèce, interposer entre le mur et I'appareil un corps

isolant. En plein air, placer I'appareil dans une botte en tôle, et disposer I'entrée et la sortie du conducteur de façon à ce que I'eau qui s'accumule ir sa surface ne puisse pas pénémer dans I'appareil en suivant le fiI. Eviter les locaux contenant des mltières très combustibles ou des

270

MANUEL PRATTQUE DB L'ÉLECTnTCTEN

gaz explosifs. En ce c&s, on place les appareils dans.un local voisin ou dans la salle des machines avec un condirc-

teur spécial. S

t70. Commutateurs.

-

Ces appareils sont destinés

ir changer la direction d'un courant.

le

Ils sont construits sur

et exigent les mêmes précautions. Les modèles sont très nombreux. La disposition indiquée ;rar ln figure 136 permet, quand même principe que les interrupteurs

on a, par exemple, trois machines et quatre circuits, de

Fig.

13{i.

relier I'une des machines avec I'un quelconque des circuits. L'appareil comporte deux r.angées de lames de laiton croisées h angle droit et isolées entre elles. Aux points de jonction sont percés des trous où I'on peut enfoncer des chevilles métalliques. Les larnes horizontales eommuniquant avec les maçhines, et les lames verticales avec les circuits, on voit qu'en enfonçant une cheville dans un trou, on établit à volonté la communication entre I'un des circuits et I'une des machines.

f,es appareils S l7l. Tableàur de distribution. énoncés ci-dessus se placent, autant que possible, dans la chambre des machines. On les dispose sur un pilnneuu en bois ou en'ardoise, auquel aboutissent les conducteurs dea

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272

ITANUEL PnATIQUE DE L'ÉLECTnICIEN

dynamos et les circuits des lampes. C'est sur ce tablenu que I'on opère la fermeture et I'ouvertule des circuits pour

allumer et éteindre les llmpes. En outre, quand I'instal' lation comporte plusieurs dynitmos, ce tableau est disposé de firçon que I'on puisse envoyer dtns n"imPorte quel cir' cuit le courflnt de telle ou telle dynamo, en cas de suspension d'une partie de l'éclairflge ou d'accident à I'une des machines.

Le tableau représenté {igure 137 est celui de I'installation de la Banque de France, à Paris, qui comprend 3 dynamos et 6 circuits de lamPes. Les conducteurs des dynamos arrivent aux deus barres de cuivre llIN, I\I'N', les conducteurs des pôles positifs i'r la barre NIN, les conducteurs des pôles négatifs à la barre MtN'; les blocs métalliqucs A, A' sont reliés à ll machine de 200 lampes, B,B' à la machine no I de 500 lampes, C,Ct à Ia machine no II de 500lampes. En a,a't,brlt',c,cf sont des interrupteurs à cheville métallique. Lorsque les chevilles sont en place, le courant des dynarnos arrive uu tableau; dans le cas contraire, les machines sont hors de circuit. En outre de ces six interrupteurs, les barres en Portent rleux autres en d, /, dont nous indiquerons le rôle plus loin. On voit déjir que, lorsque les huit interrupteurs sont fermés, les trois dynamos se trouvent associées €n {uilû-

tiié.

Les deux barres MN, Nl'iY sont reliées pilr de gros torons de lil de cuivre ir six autres interrupteurs placés ir la partie centrtle du tableau et corresPondant aux six circuits des lamlles. Chacun de ces interrupteurs est muni tl'un plomb de sfireté en P, P... Les désignations des six circuits sont indiquées pnr des étiquettes fixées sur Ie tablenu.

lln temps normal, la dynamo de 200 larnpes sert à I'alimentation d'un seul circuit, celui de I'imprimerie; et les

INSTÀLLÀTION DE LA LUMIÈRE

ÉLSC'InIQUE 273

interrupteurs d, df restent ouverts. Mais, pour Parer tu cas oir I'une des machines de 500 lampes ne se trouverait pas en état de fonctionner, et afin d'empêcher I'extinction âe l'éclairage, il est utile de pouvoir mettre la dynamo de 200 lampes sur le circuit général. Il suffit pour cela de placer les chevilles d,dt.

En R eet le voltmètre, du système Deprez-Cnrpentier, destiné à contrôler la différence de potentiel aux bornes des dynamos. Ces bornes sont respectivement reliées aux boutons ff , Sd, hht , Ces derniers, analogues aux boutons des sonneries électriques, communiquent d'autfe pflrt avec Ies bornes du voltmètre, de sorte qu'il suflit d'appuyer à la fois sur //t, ou g/, o,t, hll rpour avoir la différence de borne. d. lo machine correspondante' R, R', potentiel ",r-* h., sont les régulateurs du champ magnétique des trois machines. S Lo

l?2. ilige en marche et arrêt des mecbines' I'on a ir

Lantpes

à incandescence.

-

Les opérations que

faire pour mettre en marche ou arrêter les machines ne sont pas les mêmes, suivant que le circuit comporte des

l"*pÀ

à incandescence ou des régulateurs à arc' à incan' Quand le réseau ne renferme que des lampes descence, avant de mettre en malche, on ferme tous les circuits; on insère toute la résistance du régulateurr et I'on fait tourner la machine. Quand elle a atteint sa vitesse normale, on agit peu à peu sur le régulateur pour diminuer la résistance, jusqo'à ce que I'on obtienne la tension voulue.

la

il

faut, chaque fois qu'on allume retirer ou ajouter des résistrnces, au moyen tlu régulnteur, en se guidant sur le Pendant

marche,

ou qu'on éteint des lampes,

voltmètre..

la Quand on veut arrêter, on commence par débrayer le interrompt machine, et c'est seulement ensuite gu'on cir''cuit.

274

MANUEL PnÀTTQUE DE L'ÉLECTRTCTEN

Si I'on est obligé d'éteindre toutes les lampes, sans qu'on puisse 1lréalablement arrêter le moteur ou débrayer la dynamo, on ne doit pas couper subitement le circuit principal ou celui d'excitation; il faut au moyen de résistances diminuer peu à peu le courant de la dynamo. En coupant brusquement le circuit, on s'expose à voir le moteur s'emballer. En outre, l'extra-cour.ant qui prend naissance dans les électros peut détruire I'isolement. 2o Lantpes ri arc, en série, ces lampes sont - Quand montées en série, on attend pour les mettre dans le circuit que la dynamo ait repris sa vitesse normale. Lorsque, pendant la marche, on éteint une lampe, il

h remplacer par une résistanee équivalente au moyen d'un rhéostat qui est manceuvré à la main ou d'une façon faut

automatique.

Pour arrêter, il faut commencer par débrayer la machine, ou diminuer sa vitesse jusqu'à ce qu'elle soit inférieure au tiers de celle de régime I e.'est alors seulement qu'on interrompt le cir.cuit des lampes. En opérant autrement, on s'expose à des décharges et I'on compromet I'isolement de la dynamo. Si I'on ne peut arrêter la machine, on doit réduire I'intensité en ljoutant des résistances avant de couper le circuit. Lantpes à arc, cn dériçatiott. Pour des larnpes ir arc

-

placées en dérivation ou en groupes multiples, on opère de la même façon; dans les deux cas on les allume lorsque

la mlchine a pris sa marche de régime. On met les diflérents groupes en circuit, I'un après I'autre, et I'on attend pour les insérer que les lumpes précédemment allumées aiént pris leur allure normale; eûr" au début les lampes h arc demandent plus d'intensité que pendant leur marche de régime, et en mettant à la fois tous les groupes en circuit, on pourrait demander à lt machine un travail trop grand. Pour éteindre, on met les différents groupeshors circuit

rNsraLLATrON DI' L.1. LUMrÈnE ÉLECTRTQUT' 275

I'un après I'autre. Au moyen des résistances et en régrant les balais, on maintient les lampes qui restent à leur intensité normare, Enfin, on ne déilraye r.r dynamo que quand toutes res lampes sont hors circuit, convenablement

sinon on s'exposerait à détériorer leurs mécanismes. Il est nécess.ire d'éteindre les lanrpes penrlant clue la machine a son allure normale. En enet, tes régurateurs à arc, sauf quelques types particuliers, exigent ioujour, .r.,

courant d'intensité déterminée et sont ràgrés en conséquence. si cette intensité vient à diminue-r, il se produit un rapprochement des charbons, Ia résistance décroit, un courârnt anormal se produit et le régurateur peut être endommagé.

s 173. Essai des lampes à incandescence. commre nous I'avons vu précédemment, toutes les lampes à incandescence qui clonnent la même intensité lumineuse doivent avoir à leurs bornes la même différence cle potentier. II importe de pouvoir les vérifier. Le fabricant crasse ses lampes en divers types suivant l'écrat qu'elles fournissent et la différence de potentiel qu'elles exigent. pour chaque type sont établies des lampes-étalons. P_:u. essayer une lampe, on dispose I'expérience comme -.. I'indique la figure lB8. I)eux opérftteurs sont placés dans deux chambres voisiles. La pierrrièr.e contierrt ,r' photo_ mètre de Bunsen p. D'un côtJ de l'écran se prace à poste fixe la lampe-étalon L; tle I'autr.e cirté, la lampe cssayée L'1 un rhéostat est établi en R,.

-

la seconde chambre se trouve une table munie d,un rhéostat R, et d,un voltmètre V. Le courant a*ivant eî a traverse l"i-;;; L, puis, suivant Ie fil ze ,, il se rend au rhéostat R, et Dans

de, deux interrupteurs C, C,,

s'en_

va par /'.

dériv*iion partant de cette lampe se \r après avoir traversé l'interrupteur c. 'end De même, le courant trilver.sant Ia larnpe L; arrive Une_

au voltrnètre

MÀNUEL PRÀTTQUE DE L'ÉLECTRICIEN

276

le rhéostat Rt, et s'échappe en q' Une dé.inrtiott plrtnnt de L' se rend au voltmètre V nprès

par p, passe dans

avoir traversé I'interrupteur Ct' \roici comment on opère : La lampe L'étant placée à son poste, le premier opérateur comrnence par fermer I'inteirupteur C, ce qui met le voltmètre aux bornes de la

Fig.

138.

lampe-étalon; et il agit sur la résistance R de manière à o-Àu" la différence de potentiel à être celle de l'étalonnil8e.

Il

fait alors un signal au second opérateur' Celui-ci agissani sur la résistance R', fait vurier I'intensité du courant dans la lampe L', de manière à lui donner le même éclat que l'étalon. It fait alors un signal

au premier opérateur {ui, ouvrant I'interrupteur C, ferme ct, et attele par coraséquent le voltmètre à la lampe L'. Il lit la déviation, qui lui donne en volts la

rNsraLLATroN DE LA LuMrÈRE

ÉLEclnrQUE. 277

tlifférence de potentiel aux bornes de L' au moment oir cette lampe acquiert I'intensité lumineuse de l'étalon. Puis il ouvre C' et ferme C, et les essais recommencent pour une autre lampe. Ces opérations se font très rapidement.

. Rappelons que le photomètre de Bunsen est basé sur le principe suivant : Quand deux sources lumineuses ayant des intensités I, I' et placées à des distances r, r', d'une même surface, produisent le même éclairement, les intensités sont proportionnelles aux carrés des distances. L'appareil est formé d'une feuille de papier E au milieu de laquelle est une tache d'huile. Les sources lumineuses L, L' sont placées de chaque côté de cette feuille. Quand la tache présente la même apparence sur les deux faces, elle est égnlement éclairée; on a :

IrI l' -

r'2

Si donc les deux distances r et r' sont égales, et que la tache soit également éclairée, les deux intensités I et I dont égales. $ f74. Emploi des accumulateurs pour l'éclairage. Dans l'éclairage particulier, les accumulateurs peuvent jouer plusieurs rôles : to lls sont employés comme une simple pile, on les charge au dehors et on les installe seulement pour le moment voulu. Ce cas est assez rare à cause de la manutention qu'il exige. On y a recours pour des installations provisoires : salles de fête, etc., ou pour. l'éclairage des trains de chemins de fer. On embarque les erccumulateurs tout chargés suivant le nombre de tvûgons et la longueur du trajet. Dans de pareilles installations on opère comme

avec des piles

primaires. t6

278

MANUEL PnÀTIeuE

og r,'ÉlncrnrcrrN

2o Les accumulateurs sont chargés par une dynarno affectée spécialement à cet usage. C'est le cas d'une usine posséd;rnt un excès de puissance motrice. On I'utilise pendant le

jour pour charger les

accumulateurs qui doivent suffire ensuite à I'entretien des lampes. La figure 139 donne d'une manière théorique les dispositions que I'on peut adopter dans cette circonstance.

D A V I P a, b. c L S

Dynamo.

Ampèremètre placé dans le circuit. Yoltmètre en dérivation, avec interrupteur i.

Disjoncteur automatique. Accumulateur. Commutateur à trois chevillcs. Lampes.

Commutateur communiquant en O avec la ligne, et possédant plusieurs plots que I'on peut relier aux ,ililférents éléments de I'accumulnteur.

Si I'on enfonce les deux chevilles a, c et qu'on retire ô, le courant de la dynamo suivra la directiotr g, n, chargera I'accumulateur et reviendra per o) a, æ. Dans le cas oir la force électrornotrice de la batterie deviendrait trop forte,le circuit serait interrompu en I par le disjoncteur. Le commutateur S permet de charger un nombre d'éléments voulu suivant le plot sur lequel on I'appuie. Pour alimenter les lampes avec I'accumulateur, on ôte

la

a et on enfonce û et c; le courant suit la ntft e, lt, o. Le commutateur S permet de mettre

cheville

direction

dans le circuit un nombre déterminé d'éléments j en outre {uand1 à la fin de I'opération, la force électrornotrice de

l'accumulateur diminue,

il

donne

la faculté d'ajouter

quelquér Éléments de renfort. Au lieu de cette disposition

rNsraLLATroN DE LA LUMtÈnr

Élnctnrqun

Z7g

on peut placer en s un rhéostat avec lequel on diminue la résistance intercalée à mesure que la décharge avance. Entn, si I'on veut alimenter res rampes avlc h dynamo, on ôte la cheville c, et on met en place a et b. Le àourant suit laligne y, f, rtaverse les lampes et revient par e, b,n. 3o

Les lampes doivent être alimentées à

la fois par la

dynamo et par les accumulateurs. c'est le cas otr la foree a,

-

Fig.

139.

motrice qui commande la dynamo est susceptible d'éprouver des variations. Les accumulateurs servent alors L aup-

pléer à l'insuffisance de la machine. Reprenons Ia figure 139, et admettons clue les trois chevilles a, ù, c soient en place.

Tant que la dynamo a sû vitesse et sa force électromotrice normale, une partie de son courant alimente les lampes par le circuit !, f, e,.r; lâutre portion sert à charger les accumulateurs en suivant le chemin y, n, c, fi.

si sa vitesse ralentit, et que sa force électromotrice à celle de I'accumulateur, le disjoncteur I fonctionne et rompt la circulation entre la dynamo devienne inférieure

280

IIÀNUEL PnÀTIQUE DE L'ÉLEcTnIclEN

et la batterie. Les lampes sont dès lors alimentées par le courant de I'accumulateur qui suit la direction n' f, b, o' Les différents procédés que nous venons d'étudier mon' trent le parti qu'on peut tirer des accumulateurs dans une installation privée, par exemple, pour une usine, ûr ûlâ-

.

gasin, un théâtre, etc. En étudiant la distribution de l'électricité par stations centrules, nous verrons plus loin comment ils peuvent être employés dans cette circon' StAnCe.

l?5. Instructions générales pour I'exécution des installations électriques à I'intérieur des maisons. Dans sa séance du 7 juin 1892, la chilmbre syndiclle des industries électriques a adopté les instructions suivantes. S

résumant les règles indispensables au bon fonctionnement d'une installltion électrique. Ces lois ne sont pils absolues; en laissant à chacun son initiative personnelle, elles indiquent seulement les précautions qu'il est prudent d'obsel'ver.

I.

-

quulrÉs ons ul'rÉnlÂux

< l. Tous les cdbles et f,ts conducteurs seront en cuivte d,une conductibilité au moins égale à 90 pour 100 de celle du cuivre purl.

2. Ll sectiott sera déterminée plr la condition gue la perte de charge, entre le coffret de hranchement et la i"rnpu la plus éloignée, ne dépasse pûs 3 pour 100 du voltage au coffret. -En

outre, elle devra toujours être suffisante Pour que le passage accidentel d'un cour:tnt d'une intensité double dc hr normale ne détermine pas un échauffement supérieur ir

'

1. on entend par lù la conductibilité rlui correspond tance spécifique infér'ieure ù 1,8 microhm-centimètrc'

it une résis-

INsrÀLLA'rIoN n'n

u

r,uutÈnn

Éwcrntqun

400. Ce résultat sera obtenu en genéral courant ne déPasse Pas :

3 ampères Par mm2 pour des sections

2 |

28t

si la densité tlu

d.e

t- lt

*-'

-l 5à5ommt"'

au dessus de 50 mm3 '

-

Enffn on n,emploiera aucun conducteur dont l'âme soit formée par un fil unique d'un diûmètre inférieur à 0,9 mm. 3. Llemploi cles fils rtus, interdit en principe, pourra

être autorisé dans certains cas particuliers. Quelle que soit la nature des locaux, la couverture isolante du fi|, ou la galne de protection mécanique doit'être (l'une ou I'autre) imperntéable.

L'isolation seraobtenue pilr une ou plusieurs couôhes àe matières non conductrices, placées directement sur l'âme de cuivre. Cette couverture isolante devra être nssez solide pour r.ésister aux détériorations dues au montage.

4,

En règle générale, les tls seront touiours pourvus d'une protection mécanique indépendante de leur couyerture isolante. Si les conducteurs

5.

Protection ntécanique.

sont posés sur les murs dans des locaux humides, cette

protection devra formen une gaïne imperménble. orr Pourra à-ploy", les bois moulurés dans les locaux secs. Ces màu' luràs devront être en bois bien sec et fermées à I'aide de couvercles. Lorsque les lils seront laissés apparents dans des locaux secs, ce qui n'tura lieu, autnnt que possible' que hors de portée de la mÙin, ils devront être Protégés par un ruban, une tresse, ou toute autre Couverture indépen' dante de la matièr'e isolnnte. 6. Inte*uptcurs, - L.r rnatière formant lu base des inter' rupteurs devra êpe appropriée i\ la nature de I'emplacement qu'ils occuperont. Les interrupteurs devront assurer unbon contact et ne pas s'échnuffer Par le passtge du ctiurant. Lorsque la rupture peut donner lieu I un arc notlble, dessus de 5 nmpères sous 100 volts. il est p1r exempl"

"o

t6,-

282

MANUEL pnaTreuE

on r,'Ér.ucrnrcrrN

nécessaire que I'appareil

ne puisse pûs rester dans une position intermédiaire et que son support soit en matière incombustible et indéformable. 7. Coupe-circuits et fils fusibles. _ Les coupe_circuits doivent être disposés de telle sorte que Ia fusion d'un ril fusible ne détermine pas de court-circuit. Les firs fusibles doivent être faciles à remplacer., ne pas donner lieu à des projections de nrètal fondu.

fk

devront être marqués d,,un chiffre bien apparent, repré_

sentant re courant normar pour lequer its sint étabris. n8 deeront fondre pour un courant ai ptus égal au tripre du cou|ant normal. 8, Lampes à arc. Les lampes à arc seront toujours pourvues d'enveroppes et de cendriers. Les lampes placées à I'extérieur auront leurs bornes bien protégées'de ù pluie et des chocs. Les rhéostats devront ôtre montés sùr r'r. tière incombustible et non hygrométrique. Leurs fils seront calculés de manière à ne pas dépassàr Ia température de 200o en fonctionnement normal.

II.

- coNDrrroNs DE posE. 9.'Cond,ucteurs, servant de protection - Les moulures mécanique aux conducteurs ne doivent présenter aucune discontinuité dans les raccords ou tlans les angles vifs. Les conducteurs n'y seront maintenus que par le àuvercle. on ne pourra pas mettre deux fils dans Ia même rainure. Aux croisements des tuyaux de gaz, il y aura un supplément d'isolement et de protection mécanique. A la travàrsée des murs et plafonds, la protection mécanique sera avantageusement formée d'un tube en matière dure .vec angles arrondis. si ce tube est métallique, une gaine isolaùe supprémentaire devra recouvrir le fil et déborder les extrémités du tube. Lorsque des conducteurs séparés ser.ont appa_ rents' ils seront à un écartement minimum d'un centimètre et assujettis de maqière à conserver cet écartement,

rNsrar,r,ÀrroN DE LÀ LuurÈnn

Émcrnrqun

283

10, Fils doubles.- Desconducteurs doubles, renfermant sous une même tresse ou ruban les deux {ils isolés séparé-

ment, peuvent être employés; mais I'isolement électrique des deux âmes et leur écartement devront être parfaitement assur'és. Cette prescription est également applicable à des conducteurs de même polarité. LL. Fits souples. - Les fils souples ne seront employés que lorsqu'ils serontinévitables. Ils seront reliés aux appareils de telle sorte qne la traction ne puisse déchirer I'isolement des ffls. Leurs raccordements avec des fils massils seront faits par des soudures soignées. Il sem placé un lil fusible simple à I'un des points d'attache d'un lil souple à deux conducteurs. L2. Soud,ures. seront faites en évitant - Les soudures I'emploi des substances décapantes liquides. Elles ne devront pas former des points faibles, soit mécaniquement, soit électriquement, et I'isolement électrique devra être rétabli avec des matières isolantes équivalentes à c'elles qui servent d'enveloppes aux câbles et fils. 13. Tableaur et petits appareils, Il est toujours désirable que le départ des circuits -s'effectue à partir de tableaux sur lesquels ln subdivision est poussée aussi loin que possible sur la face apparente. Il fnut prendre les précautions nécessaires pour qu'un court-circuit n'y puisse. pas être produit par Ie contact d'un objet métallique. L4. Coupe-circuits. Chaque circuit serl pourvu à son origine d'un double -coupe-circuit. Chaque branchement en sera également pourvu; et de même chaque subdivision

dans laquelle I'intensité peut atteindre 5 ampères. Ce coupe-circuit devra'être facilement accessible et mis à I'abri des matières inflammables. Appareillage. - Si des appareils portent chacun un grand nombre de lampes, celles-ci seront divisées en plu-

sieurs groupes, consommant chacun 5 ampères au plus, et

284

MaNUEL pRarleun DE L'ÉLEcrnIctEN

chaque groupe sera muni de son double-circuit. Les appa-

reils tels que lustres, appliques, etc., exclusivement employés ri l'électricité, seront isolés électriquement à leur point d'attache, et la masse des appareils ne devra pas faire partie intégrante du circuit. Les douilles y seront Iixées de manière à ne pas pouvoir tourner. Lorsque les apprreils servent à la fois au gnz et i,r l'électricité, ils devront remplir les conditions suivantes : La masse de I'appareil sera isolée électriquement de la canulisation du gaz par 500 000 ohms ru moins ; 2u Les douilles des lamlles incandescentes ou la masse de la lumpe à arc seront elles-mêmes isolées électriquement de celle de I'appareil; 3o En{in les fils fortement isolés et protégés seront assujettis en épousant les formes de I'appareil, et de manière à n'être pas détériorés par la chaleur du gaz. Chaque circuit de lampe ù itrc L6. Lampss ) a7ç. comprendril un interrupteur et un plomb fusible. Si I'on fait usage de résistances, elles seront placées de manière à éviter le contact de toute matière inflammable, rssez éloignées de la paroi pour que celle-ci n'ait rierr i,r craindre de l'échauffement du fil, et disposées de telle sorte que la circulation de I'air soit assurée. . L7. Isolement. L'isolement devra ôtre tel que, duns une section quelconque de I'installntion, la perte du courant qui peut se pt'oduire, soit entre un conducteur et lit terre, soit entre les deux conducteurs, atteigne nu plus un dir-milliènte du courant qui doit alimenter les appnreils de cette section. Par exemple, un branchement parcouru par [0 ampères devra posséder un isolemènt tel que le courant n'y excède pas 0,001 ampère, et dlns ce cirs particulier, sur un circuit à 100 volts, la valeur de I'isolement sera donc au moins de 100 000 ohms. > 1o

CHAPITRE

.

III

DISTRIBUTIOT{ PAR STATIONS CENTRÂIES

. !i l?6. Considérations générales Nous ai.on's vu dans le chapitre précédent comment on peut,résoudre le problème de l'éclairage dans une instrllation partièulière, comme une usine, ùn théiitre, un magasin, etc. Dans ce cas, I'einplacement gu'on a à éclairer bst

liniité,'le nombre

des lampes, sans ôtre absolument fixe, peut être préiu avec une certain'e approximation. Enlin la durée d'éclairage de'chacune est ir peu Près connue. on peut donc calculer la puissance molrice, le débit d'électricité et par'conséquent les sections des conducteurs I et, en se basant sur les que nous ûvons indiquées, on arrivera à résoudre la "egtu, ques_ tion dans la plupart des cns. Mais qua.nd il s'agit de distribue' l'électricité à un quar.: tier d'une ville, le problème se complique beaucoup. Eo effet, le nombre de larnpes ailumées ensemble varie à

chaque instant, sans qu'on puisse poser aucune loi à cèt égard. La durée d'éclairage d'e Àoqou fo),*" ,re pêut pas non plus être fixée d'avance. Tous les appareils àesservis par la même station sont absôlument inclépendants les uns des autnes. L'usine doit donc être calculée pour le cas du débit maximum oir tous les appareils marcheraient à la fois, mais il faut que sa productiàn se règle continuel. ldment d'après la consommation. En outre, dans une pareille inst*ilatioir, la question des

286

MÀNUEL PRÀTIQUE DE L'ÉLBcrRlcIEN

conducteurs joue un rôle capital. Les distances sont généralement très grandes et la dépense de canalisation est considérable; il importe donc de la réduire' ll est impossible de prévoir tous les cas qui peuvent se présenter dans une installation de cette nature. Les disporitionr valient avec les habitudes des pays, avec la nature des établissements qu'on a à éclairer, aYec la surface et la distnnce. Nous nous bornerons donc à poser quelques principes généraux et à citer des exemples Du reste, nous rorrrr limité par le cadre de cet ouyrage, qui s'adresse

plutôt à des particuliers qu'h des entrepreneurs d'éclairage public. Plueieurs systèmes sont adoptés pour les statiors CeDr trales, et on les divise en deux catégories : Lo Distributions directes dans lesquelles l'énergie éIectrique produite par la station est livrée au consommateur

subir aucune transformation. 20 Distributions indirectes qui

sans

ne livrent l'électricité subir une trangforfait eux abonnés qu'après lui avoir mation dans un appareil spécial, accumulateur ou transfor' mateur. Enffn ces deux modes de distribution sont souvent appliqués en même temps dans la même station. DISTNIBUTTONS DINECTES

l??. L'énergie électrique fournie par les machines doit varier constamment suivant les besoins de la congommation. Elle est représentée par le produit de I'intensité par ll différence de potentiel aux bornes (EXI). Il sufût de faire varier en conséquence I'un des facteurs de ce pro' duit. On peut donc résoudre la question de tleux façons ; 1o Etablir aux bornes de la dynamo une différence de $

potentiel constante, et faire varier I'intensité;

CENTBALE8 287 2o Maintenir I'intensité constante dans le circuit et faire varier la différence de Potentiel. ll s'agit, pour résoudre le problème, d'adopter un système de régulation maintenant constante ld. différence DTSÎNIOUTTON PAR 81ÀTION8

de potentiel ou I'intensité.

Chacun de ces procédés présente ses avanttges et ses inconvénients. Avec une différence de potentiel constantet les lampes sont placées toutes en dérivation; elles ont donc I'avantage d'être indépendantes les unes des autres; mais I'intensité étant proportionnelle au nombre de foyers en sernirice, le diamètre des conducteurs doit augmenter en Conséquence. En outre, ces conducteurs absorbent une grande quantité d'énergie, leur longueur doit rester Coltrprise dans certaines limites. En général, on ne dépasse guère un rayon de 500 à 600 mètres autour de I'usine con' tenant les dynamos. dis' Quand I'intensité est constante, les appareils sont

Ilg sont donc dépendants les uns des autres et la régulation est plus difficile que dans le premier cas. Avec cette disposition, la différence de potentiel doit croltre avec le nombre de foyers en service et peut créer un danger. Ce système a I'avantage d'exiger des conduc' teurs de moindre section que l'autre procédé.

posés en série.

ns.Ilistribution à différence de potentiel conetante. On obtient une différence de potentiel constante aux

A

-bornes de la dynamo en faisant varier I'intensité de son champ mngnétique de façon à proportionner le courant inducteur au travail {u'on a àr produire. Voici comment Edison a résolu la queetion dans la distribution de lumière faite par I'usine de Pearl Street, à New-York (fig. UrO). Les électro-aimants inducteurs de la dynamo ront placés

en dérivation sur le circuit principall eingi gu'un fé-

288

MANUEL

pnaTreul DE L'ÉLEcrnrctEN

gulateur de résistancg B, sur lequel peut être développée une résistance v.riable allant jusqu'à rg0 000 ohms. t augmentation ou la diminution de cefle résistanÇe se fait à I'aide d'un commutilteur circulaire c, manæuvré à la fnain

Fig.

140.

p*r un ouvrier qui se règre au moyen d'un galvanomètr.e. Sur une dérivation dd prise au courant principal, se

t'ouvent un galvanomètre Thomson G, et une batterie étalon P de 110 volts dont Ie courant est opposé dans Ie galvanomètre à celui de la rnachine. Lorsque I'image refréchie par le miroir du galvanomèFe ïeste au zéro de l'échelle, c'est que la différen--ce de poten_

DISTRTBUTTON PAR STÀ1iIONS CEN,TITALES

tiel entre les contlucteurs a,

289

a

estde tt0 vorts. si le galvanomètre dévie, c'est que cette clifférence de potentiei doit

ôtre modifiée, ct.l'échelre esr grûduée de fuçàn ir indiquer résistance qu'il faut lrjout"" 1.r I pour .".. "h"qu" comme nous I'avons vu prus"r,haut, l'i'converrient de ce système est
ll

dc cuivre. Plus tarcl il . générarisé cette solution e' r'eriant trois ou qu*t.e dynarnos e' série et établissant entre elles des

fils de compensation an.logues au troisième conducteur dans le montage à trois fils. s t?9. Distribution à intensité constante. r)ans ce système, la différ.ence dc potentiel aux bornes doit var.ier suivant lc nombre- de lampes allumées. Oo ),;rpr.ive par I'emploi d'un régulateur de champ magnétiqu* qu. l,on manæuvl'e ir la nrnin d'apr.ùs les indications de li rnpè"c-

-

mètre, ou en adoptant des dispositions autornatiques,

comrne celle qui produit crans I' macrrine TrromsonHouston le décalage des l-rllais. Les lanPes étant g.oupées en série cloiveut être rnises

lt":-r circuit quand elles ne ma.chent pas. Nous

indiqud: quelques disPositions destiné*, ,i

aïons

usagc.

"u, Dans les distributions à interrsité constant", orr'ernploie ordinairement des courants dé|assant pas r0 arnpères, 'crayon ce qui permet d'lugmenter le d'actiàn. Le maximum adopté généralement pour la différence de porenrier aux bornes de Ia dynamo esr dc 2 000 à 2 i00 volis.

l?

290

MaNuDt PnarlQUE

or

DISTRIBUTIONS

L'ÉlnctntclnN

INDIRECTES

$|s0.EmploidesaccumulateursdanslesstationscenNous avons vu $ L74 comment ces appareils particulières. oïon"i.r,t être utirisés dans des instailations sont centrales st*tions les dans rendent [r" ..r"ices qu'ils demêmenature.IlsserYentseulsàl'alimentationdes

trales.

en aide aux dynamos et conelles pour fournir le couritnt nécessaire à

Iampes, ou bien

"n""

ils viennent

"ou"*rri l'éclairage. par M' V' Popp Un syîtème de distribution étûbti à Paris dynamos pla.céesdnns estbasé sur le premier système' Les desusinessituéeslgrandedistanceenvoientl'électricité sont disposés des dans des stations iitermédiaires oir Là les batteries se chargent, et le courant

accumulateurs. ect ensuite distribué aux abonnés' à Chetsen Par la' Chelsen Ce même pro,,édé est appliqué

sont

Electricity Sipply C'' L; accumulateurs dansdesstations-auxiliairesquidistribuentensuitelecou. a., batteries. Il existe trois stations semblables; chargés

"."i chacunealimente2000lampesde30wattsetdel0bou.

I'un fournit le cougies. lt y a deux groupes de-batteries; de charge a courant Le charge' rant pendant quei'"ot'" se est livré courant le et staiion' une tension de 500 volts par volts' 100 de eux abonnés à ln tension au point de Les accumulateurs offrent toute garantie employer les peut On fonctionnement' vue de la sécurité du àr un excès ou accident h un face fnire eomme réserve pour eppareile de de consommation imprévu' En plaçant des secondairest on a le moyen eette nature dans des stations une interruption subite ; de fournir la lumière sans craindre

DTSÎNIBUÎION PAR STÀTTONs

CENTNALES 29I

on peut encore suppléer ainsi au travail des dynarnos pendantlrr nuit, ce qui permet de diminuer la puissance de ces machines et de réduire le diamètre des conducteurs principaux. Enfin, on peut avec les accumultteurs satisfaire lu service de jour ou ilu service tardif de sont très onéreux.

nuit qui, sans cela,

D'après la comnrission de Francfort, il est préférable, dans une grande installation, d'avoir des accumulateurs, plutôt que de faire marcher de grandes dynamos pendant le jour. Quand la consommation dinrinue, on utilise les machines à charger les accumulateurs; mais, pour en tirer le meilleur parti, il faut les répartir en plusieurs points, tels que des stations secondaires, pour décharger les câbles.

Les accumulateurs ont I'inconvénient de produire une perte de travail importante, puisque toute l'énergie élec' trique consommée par les lampes n subi deux transformations; elle a servi d'abord à charger les batteries, puis elle a été restituée sous forme de courant. Chacune de ces modifications enlraîne une perte. Nous avons examiné cette question en parlant du rendement des accumulateurs. En outre, ces appareils représentent un matériel considérable qui est très coûteux et exige beaucoup d'entretien.

IJn autre procédé est appliqué à Londres Par ilI. Crompton, à Vienrte par 1\'I. Monnier, et à Berlin par M. Khatinsky; il consiste ir établir les accumulateurs et les lampes en dérivation sur les machines, comnre I'indique la figure l4t. De cette façon, tant que l'énergie consommée par les lampes est plus faible que celle qui est fournie par la machine, les accumulateurs absorbent cet escès de travail et se chargent. Les lampes sont alors alimentées directernent par la nrachine.Lorsque le contraire se produit et que le réseau exige plus de travail, la dynamo et les accumulateurs ajoutent leurs courants pour alimenter les

292

MaNUEL pnaTreuE DE L'ÉLEct,RrcrEN

La figure représente la disposition adoptée ir vienne pour une installation comprenant 4 batteries de 100 volts chacune. La dynamo produit 400 volts; et Ia distribution se fait Par le système à b fils d'fldison, sur 4 'circuits I_1mpes.

n 100 volts.

- Dans ce système, les accumulateurs nc fournissent qu'une fraction du travail total; la perte dc ce côté est

F t--

F

Fig.

141.

moindre que quand le coupant tot*l est fourni par 9o"," les batteries. De Plus, ce Procéclé perrnet de r.écluire d*ns une forte proportion la quantité des accumulateurs. $ lEl. Emploi des transformateurs. - La distribution par transfbrmateurs se ftrit de deux manières différentes. on peut avoir une différe'ce tle potentiel co'st*nte aux bornes du circuit seconclairc ou une intensité constante dans ce cir.cuit. Le circuit primaire sera disposé en consé. quence; c'est-à-dire que la différence de potentiel ser"a

constante aux bornes de Ia dynamo ou que I'intensité sera constante dans le circuit primaire.

DISTRIBUTION PAN STATIONS

CENTRALES

293

'Pour obtenirla constance dans la différence de potentiel,

on placera les trrnsformûteurs tous en dérivation sur

le

circuit primaire. Pour avoir I'intensité constante, on disposera ces appar.cils en série.

La figure 142 montre un mode de diàtribution dlns Iequel les transformateurs t, lr sont montés en dérivation sur le circuit primair.e P P. Chaque appnreil est affecté à

l'ig.

142.

ull groupe de lampes montées russi en dtlrivation sur les circuits d'alimentation, L'inconvénient de ce genre de montage est que, s'il

arril'e un accident au transfor.mâteul., toutes les

lampes

tlu groupe sont arrôtées.

Poul l'éviter, on peut alimenter le urôme groupe de lampes par deux trlnsformateur.s disposés en quantité,afin que I'un d'eus puisse entretenir le circuit en cas d'accident de I'autre. $ 182.

Ilistribution Siemens et Halske,

-

Ce sys-

tème de distribution représenté par la figure 143 est ana-

2gh

MANUET nnÀTIQUE

un l'ÉucrnlcrnN

logue à celui que nous avons étudié, sous le nom de montage à nois fils. Le circuit primaire p du transformateurT est relié directement à la dynamo M. Les circuits secondaires Sr, S, se rattachent aux trois {ils a, lt,, c du circuit

extérieur. Tant qu'il existe un même nombre de lampes

Fig.

143.

il nepasse aucun courant par le ffl compensateur û. Dans le cas contraire,l'intensité y est toujours égale à la différence iles intensités en ab et eî bc. nllumées entre alt eJ ûc,

On peut par

le

rnême procédé desservir plusieurs bran-

chements.

La figure t44 représente quatre groupes de circuits Ëecondaires 51, S7, Se, 51, disposés en çéric

et dçsservant

DI8TRIBUTION PAN STATIONS

CENTRALBS 295

cinq branchements a, b, c, d, e au moyen de trois circuits compensateurs b, c, d,

Fig.1L4, .S

fæ. Distribution

'-

Ce système de liVestinghouse. distribution sert à assurer le passage des courants dans les conducteurs principaux jusqu'aux points oir ils doivent être utilisés dans les transformateurs. Il est représenté sur la Iigure 145. D étant la dynamo à courants alternatifs, les courants sont transmis sur une série de lignes principales (nous en supposons troi$ dans le cas présent), LrL', L", I, lt, ltt,

296

uaNUEL Pn^TIQUE

Cr. lign.s sont Jestlnôes

os L'ÉLncrntclnN

l *t.n.* l, .ou*rnt Jtns l.*

\t tzt qui doivent desservir les lnmpes ligne c, ct. double montées sur la La bobine primaire du transformateur I est tlimentée parle lil l, l, reliant les conducteurs L, /. La bobine pri-

transformateurs tt

Fig. maire de t1 est alimentée

145.

par le Î\l 2, 2, reliant Lt et I.

Enlin, la bobine primaire de t, est alimentée par le fil 3, 3, relinnt Ltt et /tt. f)es commutateurs ,n, nt', m" sont placés i

I'origine de ces lils, et ils peuvent établir la communication entre chacun de ces fils et chacun des conducteurs L, L', Lt'. Les commutateurs M, M', Mtt permettent également de relier les lïls primaires sortant des transformateurs avec chaque conducteur' /, l' , 1", Les circuits secondaires des transformateurs sont reliés en quantité aux conducteurs c, c'. Griice à cette disposition,

s'il se produit une interrupconducteur principal I.,t', le transformateur correspondant pourra être rattaché à I'un des autres conducteurs de même sensr I.t par exemple, et le courant

tion sur un

DISTRIBUTION PAN STATIONS

CENTNALBS

297

nécessaire sera fourni à la ligne cct jusqu'à ce que le défirut soit comigé. Ce que nous avons dit au sujet des soins it donner aux rnachines et aux appareils divers peut tltre répété à propos des stations eentrales. Comme dans une pareille installn-

tion le service ne doit jamais être interrompu, il

est

indispensable d'uvoir un matér'rel de r'éserve, moteurs et dynamos. Il est utile que les d.lnambs soient disposées de façon à ce que I'une d'elles puisse alimenter I'un quelconque des circuits. Le grand inconvénient de ces industries est la nécessité d'un matériel qui est inactif pendlnt une grande partie de la journée. Il est regrettable que la distribution de l'énergie n domicile ne soit pas encore entrée dans les habi' tudes parisiennes. L€s stittions tpouveraient là une façon d'utiliser leur matériel pendant le jour. Pour terminer cette question, nous donnons plus loin quelclues exemples de distr.ibution de lumière l)ar stations centrales.

IIXEI\{PI,ES DE DISTRIBUTION 'AN STATIONS

CI,:\

$ 184. Station électrique des Halles centrales. il e-riste deux modes de disribution difld'rentes, I'un it basse, I'lutre à haute tension. l,s3 dynlmos, du type Lo Distriltution ri Lasse tensiort. Edison, au nombre de six, sont groupées dans le système à trois fils par fecders. Iillcs sont rattachées toutes à trois barres, A, B, C, C étant le conducteur neutre (fig. 146)' et c'est au lrlo)'en du tableau de distribution seul que le courant est réparti dlns les difféi'ents cir"cuits. Dans cettc stltion

17.

298

ilalutrl nutrqun ou l'ÉlncrntclnN

Un commutateur-inversefrr permet d'nssocier les ltrilchines en tension ou en quuntité suivant les besoins. Les harres sont relides à trois plots a,lt, e. Autour de I'axe o tourne un commutateur à nranette rnuni de deux touches ot, n

attachées respectivement

o l, )

-/a

c

rux

deux llirles de la

o ,(,,,

Fis. 146.

D. Le commutateur peut occuper tnois positions : celle de la lïgure où aucun courant ne passe; la position lr oreliant B à C; er la position a O rutt.chunt A à C. La dynamo D peut donc être reliée en quantité à I'une ou I'autre des machines M ou ,r?. chaque dynamo est munie d'un conrmutateur sernblable, eJ ces six inverseurs sont montés sur le même bâti que les trois barres. sur ce bâti sont encore disposés les six rhéostats de crynamo

DTSTRIBUTION PÀR STÀTIONS

CB!{TIIALES 299

champ magnétiqu. du, dynamos avec I'appareil suivant qui sert à les milnæuvrer.

Les rhéostats à curseurs sont indiqués €Î P1r P3t rg:"r (ûg. tA7); ehaque curseur peut être mnnceuvré isolément les pu, un. ,nrrri".il. tn, orr bien ils sont rendus solidaires

às

Fig.

147.

uns des autres. Dans ce but' I'arbre du curseur porte une roue dentée qui peut être rendue folle ou s'embrayer avec un pignon de I arbre correspondant B, A, et alors les rhéostats d'un même groupe de machines sont commandés solidairement. Si, par exemple, les machines l, 3' 5 sont associées en quantité,2, L,6 également, ces deux groupes et étant réunis en tensign, on embrayera drt dat ao Sur A, à chaque b, b., /,,. sur B, et le mouvement communiqué arbre sera transmis aux rhdlostats correspondants. si une machine est hors circuit, la roue dentée afférente est laigsée folle

sur I'arbre.

Lorsqu'on veut introduire une dynamo dans le circuit àu I'eu tirer pendant que le courant circule, il faut

:

1o Fermer I'inducteur avant de fermer I'induit; 2o Fermer I'induit au moment ori la tension de la machine en question est égale à celle du courant établi.

300

ilaNUEL pnÀrreuE Dts L'ÉLEÇrhrÇrEN

Dans ce but, Ie plot m de I'inverseur (fig. t46) a une échancrure oir pénètre un disque c (fis. 'tisl, qui commande le commutateur du champ magnéiique; ceii*quu aussi une échancrure semrrlarlle. L'induit est ouvert " dans la position de gauche ; pour re fermer on troit préalablement fermer I'inducteur en mettant son commutateur dans Ia position de droite. Avant de rompre le courant intluit, il faut également rompre I'inductcur. voici clonc la série

d'opérations à laire pour intercaler une dynamo dans le circuit pendant la marche du courant :

Fig.

t4E.

Fermer le circuit excitateur; mettre la manette mn dans la position voulup, et cJuand le vortmètre indique pour la dynarno une tension égale à celre du circuit, fermer I'in-

terrupteur I (fig. 1a6). Pour retirer la dynamo du circuit : Agir sur le rhéostat du champ mngnétique jusqu'à ce que I'ampèremètre indique 0; ouvrir l'interrujrteur I, le commutaterrr mn, et couper le chamll magnétique. Les barres A, B, c a''ivent au tarrleau de âistribution (lig. ta9). De là parrent z feeders. Lcs trois fils de chacun aboutissent à des interrupteurs:iverrou, I' Ir...

D'

D?,... ampèrernètres

\r, voltmètre; K, inverseur; H, commutateur; 1\[, NI, voltmètres;

I

DISTRIBUÎION PAN STATIONS CEN'TNALIiS

301

T, T, indicateurs

de terre à sonnerie; L, indicateurs de terre à lampes-témoins. Trois circuits avec cinq feeders (à droite du tableau) servent au réseau extérieur'; ils doivent alimenter 2 000 lampes de 60 \yatts, dont I 500 peuvent brûler en même

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Fig.

149.

temps. La chute de potentiel consentie aux bornes

des

leeders est de tb volts. (à gnuche du tableau) aboutissent à destinés à alimenter les pavillons des

Les feeders 6, 7 deux centres A,

B

Halles.

De chaque centre partent trois fils par pavillon' Les lampes à incandescence sont attachées au fil neutre et à un des fils actifs, de façon ir ce que le nombre soit égal des deux côtés. Les lampes à arc sont reliées Par quatre en tension sur les deux fils actifs.

302 MaNUEt, IrlraTteur DE L'ÉLEcrnrclEN A leur eortie du tableau de distribution les feeders aruivent à deux tableaux de réglage oir sont placés des rhéostats et des lanrpes-témoins ainsi que des ampèremètres. A chague point d'insertion des feeders dans les circuits de distribution sont placés des Iils de retour eboutissant i un voltmètre à commutateur donnant la tension en chacun de ces lroints. Le réglage qui doit assurer ri chaque lampe sa tension est fait par deux opérateurs. Le premier placé devant le tableau (lig. l4g) mainrient une différence de potentiel constante de lt0 volts entre les barres AC, BC au moyen des rhéostats d'excitation. Il se règle d'après les indications des voltmètres et des lampestémoins. Le second opérateur placé devant le tableau de réglage des feedërs fait varier Ia résistance intercalée dans les divers circuits, de manière à ce que les indications cles voltmètres soient constrntes. De cette façon le potentiel est maintenu le même aux centres de distribution. 2o Disniùution à haute tensiott. Le réseau extérieur âr haute tension est alimenté par -3 machines alternatives Femanti, de 150 cheraux et de f tB 000 rvatts avec 2400 volts. L'une de ces machines est réservée comme secorrrs. Les deux dynamos ont à entretenir 4 000 lampes de 60 bougies; chaque machine comporte un circuit spécial. Pendunt le temps oir la dépense ne nécessite qo'on" dynamo, les deux circuits peuvent être réunis sur un seul par le tableau de distribution. Le courant partant de I'usine a une tension de 2 400 volts ; il est livré aux consommateurs à t00 volts. pour obtenir ce résultat, des rransformateurs Ferranti ont été interposés entre le circuit et chaque compteur. Lampes. - Les lampes à arc sont groupées par séries de quatre, ehaque série possédant un rhéostat de réglage, chaque lampe est munie d'un allumeur avec commutateur

DrsTntBUTto!{ pAtr sra'flolr8

cDliTlrat,Es

303

sutomatique permettant de subslituer, en cas d'extinction,

une résistance équivalente; ce commutateur peut être mnnæuvré également à la main. Moteurs ci vapeur. Les dynamos Femanti tournant à 500 tours sont rnises- en mouvement par trois machinee Lecouteux et Garnier tournant à 180 tours. Lt commande est faite par des cordes en coton. Les dynamos Edison sont commandées au moyen de courroies par des machines 'Weyher et Richemond, du type vertical à pilon à triple expansion et à condensation. Les moteurs marchent à 160 tours ; les dynamos à 600 tours.

185. Station de I'avenue Trudaine.

Cetre starion

a

la canalisation est h trois lils, mais avec feeders. Les dynamos à I pôles sont it induit double et à double collecteur. Deux induits &\'ec leurs collecteurs sont montés sur un même arbre et ils lournent à I'intérieur de deux inducteurs formés de 8 S

été installée par la Ciu Bdison;

pôles disposés en cercle. On n en réalité deux machines distinctes au point de vue électrique, mais montées sur le même briti et commanrlées par Ie même nrbre. Cette disposition est motivée par le système de distribution à trois lils qui exige deux dynamos accouplées en série, comme nous I'avons vu précédemment. L'arbre est attelé directernent ru moteur i\ va;teur par I'intermédiaire de plateaux à llielles. Les constantes sont : Puissance, 200 000 watts.

Force électror4otricc, 125 volts.

2- | 600 ampères. x2 - 2 000 135 tours minute.

Inteusité normale, 800 x Intensité maxima,

Vitesse

I

000

par

Résistance d'un circuit inducteur, 4,80 ohms. Résistance induit, 0,0037

MÀNUEL PRaTTQUE DB L'ÉLEcrnrcIEN

304

double I250 Kg' double f 5350 23 000 Poids total. 1*,80' ..... I'lnnefltl... de Diamètre , Poids d'un inducteur

induit

L'excitation de chtque ilnrleflu es[ prise en dérivation sur lui-même; elle nécessite environ 25 ampères' Il n'existe pils de tableau général de distribution; chaque organe , machine ou feeder' a un apppreil spécial'

La figure 150

montr.e schématiquernent 11 clisposition

adoptée.

ni U repr'ésente une machine ir double induit; les deux conducteurs actifs sont fipçurés en It, F, le conducteur neutre en F'. I)eux interrupteurs conjugués I, I à vemou sont placés sur les conducteurs F, F; en m1næuvrant le levier on lerme ou on ouvre le circuit i la fois sur les deux conducteurs. Les inducteurs étant en S, S, deux interrupteurs de champ magnétique également conjugués sont disposés en K, K ; A, A sont les ampèremètres; V, \r les voltmètres.

Les régulateurs de champ sont figurés en R, R' Ils sont disposés cle telle flçon que I'on peut manæuYrer isolément le régulateur. de chaque machine, ou les rentlre tous solidaires I'un de I'tutre.

La disposition est anologue à celle que nous avons décrite pour la stltion centrale des Halles. Elle est représentée théoriquement sur lt figure 150 ; mais en pratique ellr: diffère un peu. La figure 151 montre I'irrstallation telle qu'elle est faite pour une machine. Le curseur c est commandé directemènt par la manivelle r, et dans ce cas, il se -.ui isolément. Son arbre lreut êtrd également manæuvré par une roue dentée i\ calage mobile qui la fait à volonté engrener avec un pignon porté par I'arbre y, régnant tout le long du bâti, et peut commander les régulateurs de toutes les machineb par un dispositif anfllogue ; on obtient

305

DTSTRIBUTTON PAR STATIOIIS CENTRALES

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306

MANUEL pnÀTreun DE L'ÉLEcrRrctBN

ainsi un mouvement solidaire de tous les curseurs et un réglage uniforme. Les résistqnces sont représentées en R. (fiS. 151) est un interrupteur à verrou pour la ligne; I est I'interrupteur de champ magnétique. Ces appareils sont disposés de telle sorte que I'on ne peut abaisser le

t

Fig.

151.

levier L que quand I est lui-même en bas; c'est-à-dire qu'on ne peut fermer le circuit de ligne que lorsque le circuit inducteur a été préalablement fermé. Dans ce but Ie levier L, qui a, en plan, la forme d'un fer à cheval allongé, est muni en son milieu d'une trâverse qui vient buter sur / net empêche le mouvement tant que ce dernier est en

DISTNTBUTION PÂR STÀTIONS

CENTNALBS

307

haut. f)e môme, pour relever I il faut que L ait été luimeme relevé, c'est-à-dire qu'il faut ouvrir le circuit de ligne avrnt d'ourrir celui de champ. La figure 150 nous montre, à droite, la disposition adoptée pour le réglage des feeders; un seul groupe y est indiqué; il en existe dix semblables. I, I sont des interrupteurs ii verrou, R, R les rhéostats des feeders. V, V des voltmètres reliés par les fils f, f aux embranchements des abonnés.

y

S

186. Usine de la ilauerstrasse à Berlin.

-

Ce qu'il

a de plus intéressant dans cette usine, c'est I'installation

de quatre groupes de moteurs et de dynamos de 400 cheyaux tournant avec une vitesse de 80 tours par minute. Les dynamos à courant continu sont à inducteurs

radiaux et à armnture extérieure. Chaque dynamo a f0 pôles, le diamètre de I'armature est de 3 mètres, celui du collecteur 1!n,50. Il existe dix porte-balais. Deux leviers servent pour la manæuvre des balais : I'un règle tous les balais à la fois; I'autre sert à les applicluer sur le collecteur. Chaque paire de pôles constitue avec la partie de I'artnature et les porte. balais correspondants une section formant une machine indépendante, et ces différentes sections sont groupées en quantité.

Les dynamos sont directement actionnées par

des

tùoteurs verticaux du type Corliss. Le réseau est rlirnenté par 42 paires de feeders d'après le système à deux conducteurs. On a adopté I'emploi de feeders avec réseru de distribution pour diminuer autant que possible les variations de potentiel; ce résultat a été atteint grâce lu grand norubre des feeders. La plus forte variation de potentiel admise dans le réseau de distribulion est 1,5 p. 100, Dans les feeders à pleine charge, elle

30S est de

IIAliuBt pnarIQUD DE t'ÉLncrntctnN

tb volts. Toute's les dynanros sont groupées en et elles envoient leur courant directement dans

quantité

les feeders.

Les câbles sont formés de torons recouverts de jute lvec enduit dc llitume. Par dessus est une chemise de plornb recouverte d'une composition isolante et armée de deux spirales croisées en fcr. Ils sont placés sous trottoirs sans ûucune protection. Les embranchements se font par des boîtes en fonte et sans emploi de soudures. Ces câbles ont donné de mauvais résultats; le plomb a été percé et le cuivre a été attaqué. On pense que.le plomb a formé avec le fer un élément galvnnique. Quand on veut introduire drns le circuit une nouvelle dynamo, pendlnt la marche du courant, on la fait d'abord fonctionner sur une résistance; on règle le courrnt excitateur jusqu'ir ce que l'équilihre soit établi avec les autres machines'; c'est alors qu'on introduit la machine dans le circuit; puis on retire Ia resistance auxiliaire. De cette façon on évite de fortes étincelles aux balais et I'on empêche que le courant des autres ne fasse rnarcher la nouvelle machine en sens inverse eomme moteur. On se sert également de la résistrnce auxiliaire pour retirer une machine du circuit. Un commutateur est établi dans ce but.

cHAPI'l'ttLl lV CANAI,ISAlION

CANAI,IS]\TIT)NS AIïRIEI{NE

$

S

ls?. Fils. - Les fils de cuivre nus sont affectés ordi' canalisations aériennes; ils ont de 0-t,04 à

nairement aux

5-.dedilmètre.Quandonabesoindesectionsplus façon' grandes, on emploie des torsacles de lit tn' De cette du reste le pas ne compromet fil à un arrivé in accident de ou conducteur. On se sert souvent tussi de lames

150 prismes en cuivre. Quand la sectiou est plus grande que i ZOO mrn', il vaut urieux employer plusieurs conducteurs'

LeSyndicatprofessionneldesindustriesélectriquesa ii suit les précautions ir prendre pour les

rédigé Jororn*

canalisations aériennes

:

< Les fils employés en plein air peuvent être nus' Dlns ou ce cas ils seront placés sur isolateurs en porcelaine itutre substance equivillente comme isolement, et attitchés ces isolateut"s.

ir

a lls seront écar.tés le plus possible rles ntasses rnétalS'ils liques telles que gouttières, tuyaux de descente' etc' ces de centimètres t0 de ntoins I p*rr.", nécessairàment conY€isolant un pilr séparés être en doivent irr"...., ils nable.

3r0

MANUEL PRATIQUE DS L'ÉLECTRTCTEN

< L'entrée dans les bâtiments des lils venant de I'exté

'ieur

se fera de bas en haut, de manière à éviter la péné-

trntion de I'eau de pluie le long du fiI. a Les lils nus seront placés hors d'ntteinte et disposés de manière que les fils d'aller et de *etour du courant ne puissent être rnis en conta(;t accidentellement.

n

poteaux destinés à supporter les $ 188. Poteaur. - Les lignes aériennes sont en bois de pin ou de sapin lnjecté de sulfate de cuivre. En Belgique on injecte leslrotea'ux avec de la eréosote; on emploie 2b0 à 280 litres par mètre cube de bois. Leur diumètre varie avec la hauteur. voici les dimensions adoptées par les chemins de fer français : IIAUTEUR

ITÀUTEUR

der poteaux

cnfouic dena lo eol.

m.

m,

ô

I

E

I

,j

!) 10

1l

l2

,itr0

1,50

a,

()

2

2,50

or,lltÈrnr I I u"

mùtre dc la base.

m.

o,l2 0,16 0,18 0,20 o,22 0,24 0,26

Quand I'effort exercé sur un poteau est rrop considérable; par exemple, dans les courbes, on le rnaintient par une contrefiche, ou bien on le forme de deux poteaux jumelôs et réunis par des brides en fer.

l)ans quelques pays, ori les bois sont exposés à être détruits par Ia pourriture ou les insectes, on emploie des poteaux en fer. Fig. - 152. Les formes sont assez variées. euelquefois c'est un sirrPlc fer T. souvent on se sert de deux bandes

.

CANALTSATION

3tt

de tôle, assemblées ir rivets et présentant la section représentée par la figure 152. Une autre disposition consiste en une série de tubes en tôle emboîtés comme un télescope et supportés par une embase en fonte qui s'adapte dans le tube de fer. Dans les villes on ne se sert pas de poteaux à cause de la gÈne qu'ils procurent à Ia circulation et du mauvais effet qu'ils produisent au point de

vue décoratif. Quand on n'a pas recours aux lignes souterraines, on se sert de consoles en bois ou en fer fixées ilux murs. Souvent les fils sont placés au dessus des maisons et soutenus par des supports en fer ou des consoles scellés dans les toitures ou dans les cheminées. Un inconvénient de ce système est le bruit produit par les vibrations des fïls.

$

189. Isolateurs. Entre les supports et les fils on interpose des isolateurs. Ces appareils se font en porcelaine à base de kaolin pur Fig. 153. doivent se nettoyer facilement, car Ia poussière qui s'accumulerait à leur surface finirait par établir une communication entre le fil et le support. Il en existe beaucoup de types, Nous en ayons réuni quelques-uns sur. la fig. lb3.

et entièrement émaillée. Il

I

rraNUEL PnÀTIQUE DE L'ÉLECTnICIEN

312

Nous prendrons pour exemple celui qui est représenté en et que nous ntontrons en coupe fig. 154. L'isolateur est supporté l)nr une eonsole en fer c1u'on place dlns un rnur ou clu'on visse dlns un potelu. La tête de la console est scellée tu plâtre dans I'isolateur. Quand le fil est droit, il repose dans la rainure r de la tête. On le maintient par une ligatul'e cn fil de fer qu'on attache ii la gorge g et qu'on replie sur le conductenr. Qulnd la ligne est courbe, le conducteur s'appuie sur la gorge g (lig. 155); il est maintenu par une ligature en fil de fer enrou-

r\,

lée autoul de lt gorge.

Il

firut, dans ce cas, ilue

I'effort de traction soit IriS.

bue.

154.

l'i5.

155.

supporté tout entier par I'isolateur lui-même,sans que la ligature y contri-

Iin ligne droite, et poul' des {ils de cuivre ayant

jusqu'à 4 millimètres de diamètre, la distanee des poteaux ne doit pas dépasser 50 mr:tres. Dnns les courhes et pour

les fils de plus forts dirmètres, cette disttnce doit ôtre diminuée. fsolatcur Johnson Philips. - Ces isolateurs (fig. t56) sont destinés aux lignes exigeant une isolation parfaite. Ils sont en porcelaine; le rebord inférieur se rccoul'be intérieurement de manière à protluire une rigole clans laquelle on met de I'huile. Si la surface extérieure se couvre d'humidité, la eouche d'huile formc solution de continuité et s'oppose :ru l)assage de l'électricité. Si de la vapeur d'eau vient sê condenser à I'intérieur de I'isolateur", I'eau coule au fond de la rigole envertu rle sa densité, et la couche d'huile reste toujours à lasurface. Le godet étant recouvert par la cloche de I'isolateur, le licluide est protégé contre la poussière. Ces

)

CÀNALISATION

313

apporeils ont été employés avec succès pour des rristributions à potentiel très élevé, entre autres pour les expériences de Francfort dont nous parlerons plus.loin et dans lesquelles la tension t dépassé tb 000 volts. On les emploie depuis assez longtemps pour les lignes télégraphiques dans certaines contrées de l'lnde où I'on est exposé à des ouragans de poussière. S 190.

Tension desfils.

poteaux le

l

Enrre tleux

fil se courbe-en forrne

de

chaînette par I'effet de la pesanteur. Il est nécessaire de réduire la flèche au

minimum; mais on ne peut dépasser I

une certaine limite sans compromettre ln Fig. 156. solidité du fiI. La formule suivante permet de calculer l'écartement des supports et Ia flèche en fonction de Ia tension maxima qu'on s'impose et du poids du fiI. L écartement des supports, en rnètres ; p poids, en k!,

de

I

mètre..dufil; fllèche, en mètres 4

T: en

kg'

i

de

la résistance à Ia ruPture par millimètre carré Pl''J

,f - 8.f

La flèche est ordinairement de 0.,2b. Bronae silicieu.n. Le cuivre pur ne s'écrouit p*s ir la lilière, il s'allonge- indéfiniment sous des charges très faibles. Aussi la limite de tension qu'on peut lui clo.ner

cstifort bassc. trIais quand on ajoute au cuivr.e une petite quantité de silicium ou de phosphore, on augmente beaucoup sa résistance à la traction, sans diminuer sensiblement sa conductibilité éleetrigue; on peut donc de cette t8

uaNtJEL PnÀlreBE oE

3r4

l'ÉltrcrnlclrN

façon donner une plus grande tension lux condueteurs et réduire le norrbre des Potelux. Le tnbleau ci-dessous l)ermet de comparer entre eux leà '1

fl b.

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{ils de cuivre l)ur et ceux de bronze silicieux pour les différents diamètres. Pour tendre les fils on se sert d'une moufflette et d'une pince spécialc. Cette o1tération est malaisée quand le dia-

315

CA:{AI,ISATION

mètre dépasse 5 millimètres. Dans ce cas, on emploie un

cible, ou bien on rempltce le conducteur unigue plr plusieurs lils fins tordus. On les tend, et on les attache ilus isolateurs, puis on les tord ensemble avec une ;letite barre de fer qu'on passe entre ettx à égale distance dcs points

de suspension.

l9l.

Les ritccords exigent beaucouP dp Raccords. qu'il n'esiste ilucune soluest indispensable cnr il soins; S

Fig.

157.

tion de continuité dans un conducteur. Aussi les linisons ne se font jamais quc pat' soudure. La figure 157 montre ,la disposition adoptée. Les deus conducteurs sont attachés

par un fil de cuivre. Ce fil et les dcux bouts des conduc' teurs doivent ôtre bicn dricapôs, et I'on réunit le tout par une soudure. Pour les fils fins, on se borne à enrouler les deus bouts

I'un sur I'autre sans fil d'attacbe. Quant aux câbles, on réunit leurs bouts p{rr une épissure

tl

itvant d'appliquer la souclure.

. Pour ernbrlnchcl un Iil

lin on conducteur princillal, Bur un

enroule le bout du fil autour de celui-ci. Si le fil a un fort

dilmètre, or applique

lig.

1b8.

son

extrémité sur le conducleur, et I'on fait une ligûture comme l'indique la figure 158. Le tout est relié par une soudure. Si les fils qu'on veut réunir sont isolés, on enlève la $ltière isglanre sur une longrreur suflislnli et l]on décape

316

MÀNUBL pRarleun DE LrÉrEcrRrctBN

les surfaces métalliques à l'émeri. Quand la soudure est opérée on remplace I'isollnt par un ruban goudronné ou

ciré. Lu soudure est formée de deux parties d'étnin pour une de plomb.

Pour opérer la jonction des conducteurs, uu lieu

l'ig.

de

159.

procéder comme nous ryons vu précédemment, on emploie quelquefois des pièces métalliques spéciales dans lesquelles on engage les bouts des fils, et qu'on nomme ttrrs-f,ls.

Les conducteurs sont maintenus prr des vis. La figure t50 montre quelques-unes de ces dispositions, sans

qu'il soit nécessaire d'ljouter auà ce sujet. Ce systèrne est commode dans les

cune explication

installations provisoires. On emploie aussi pour manchon de raccord un petit tube en cuivre percé d'un trou latéral. On €ofonce les conducteur"s dans ce tube et I'on coule de la soudure dans le

trou latér'al. Enfin, pour engager facilement Fig. 160. les bouts des eâbles sous les bornes, vis, commutateurs, etc., on soude à ces extrémités des pièces massives en cuivre auxquelles on donne la forme d'un prisme ou d'une boucle suivant les applications.

3r7

CANALISATION

Entonnoirs d'intnoduction.

Ces appareils (lig. 160)'sont

destinés ù faire pénétrer les conducteurs dans les bâ' timents, Ils sont en porcelaine ou en ébonite. Pour empêcher que I'eau ne s'introduise en suiYant le fil, on fait entrer celui-ci de bas en haut, et pour I'isoler du mur, on place derrière I'entonnoit' un tube de eaoutchouc durci. Le

Iïl est attaché

ir un isolateur sous I'entonnoir.

CANALISATIONS DANS LBS HABITATIONS

2lg2. Pose des tits. - Il existe plusieurs moyens d'attacher les fils aux murs. Dans les locaux secs on peut se servir de titsse:tu:( ou de pltnchettes en bois creusés

Fig.

161.

!'ig.

16:l'

d'une rainure où s'engage le fil. Quand on est tout à fait

I'abri rle I'humidité, on se

âr

eontente de crochets émaillés enfoncés dans le mur; mais il est toujours bon de préserver I'isolant par un bout de tube en cloutchouc, ll I'endroit oir porte le crochet. Pour supporter plusieurs câbles parallèlesr ptr exemple, dans les stations cenFales, on les maintient entre deux semelles en bois assemblées à boulons (fig. L6t). Les câbles passent dnns des mar.rchons en porcelaine. Ces semelles en bois sont placées de distance en distance et ' scellées ilus mul:s, :

It.

3r8

M.INUIL pRaTIeuE un r,'Ér,rcrnlcrDN

on emploie avec avantage des boutons en porcelaine Iixés aux murs. ces boutons ont une ou plusieo*, go"gu. suivant le nombre de fils qu'ils doivent recevoir. plusieurs boutons sont quelquefois réunis sur un socle en porceluine. Pour fixer le conducteur sur un bouton, on I'attaehe par une ligature en {il de fer galvanisé passée autour cle Ia gorge (fig. 162). Quand on doit soutenir de nombreux conducteurs paralléles, on les passe sur des poulies en porceraine analàgues..

.

Fig.

163.

nux'boutons ci-dessus et embrochés sur une tige en fer (fi9. 163). Les fils sont renus par des ligatures. Dans les lieux très humides, au lieu de bout.ns, on

emploie des isolateurs ii cloches comme ceux qui ont été décrits pour les lignes aériennes $ tgg. Pour ln traversée des murs humides, le contlucteur est protégé [)ar un tube de vel're ou plutôt de gutta-percha. Dans les murs secs, cette précaution n'est pa! nécess.ire. La distance de 2 condu"ùo* purallèles est de 2 à B centimètres pour les petits diaurètres; elle est tle b ir 6 centimètres pour les autres. . , Les conducteurs doivent être placés bicn en lue et de fqçor ii ce qu'on ne puisse pas confondre les Positirs et les aégatifs. On adoptera, grar exemple, un côté ;rour les positifs et I'autre pour les négatifs, et si les rubans qui les recouvrent ont diflérentes couleurs, on prendra toujours

caNAlrsÀrtoN

.

,

s19

lu même pour le lil du même signè. On évite de croiser les conducteurs autant que possible. L" $ 175 indique les règles ldmises par la Chambre syndicale des industries élcctriqucs pour I'installation des

fils. $ 193. Pince universelle de U. 0. May.- Cet outil, ima. giné par M. O. l{ay, peut ôtre très utile aux monleurs

électriciens.Iille comporte une pince coupante a pouvitnt couper des fils aylnt .jusqu'ir 5 mm. de diamètre, un poinçon

lr, une lame coupante rl, l)our couper les isolants ou les tubes de plomb, des racloirs f pour dénuder les Iils,

des

pinces plates  et des rondes g. La longueur de I'outil est 2l centimètres et le poids 330 g.

CA.NAI,ISATIONS S ,

SO UTTi

RRAI )i

f94. Considérations générales.

-

ES

La

question des canllisations souterraines Fig. l{i4. est de ll plus grande irnportance. C'est le seul mode qui soit en uslge à Pnris et dans beaucoup de villes. Le progrlmme à remplir offre de grates dif{ïcultés et on ne peut mllheureusemenJ t)as s'appu),er encore sur les résrrltlts d'une longue exlrérience. Il faut que les câbles soient ptrfiritement isolés, qu'ils soient protégés eontre les chocs et les lnssements, qu'on glrrisse y faire fircilemenI les visites et les trilvaux de réPlration, de raccord et de brunchement. On doit aussi, dnns une inslallation de ce gcnl'e, prévoir les accroissements futurs du résedu.

, 'En oulre; les
320

ltaNUsL pnarrQuE DE L'ÉLECTnICIEN

.que l)ossible, tout

en faisant le nécessaire pour éviter les

réparations qui sont toujours très dificiles dans les ruÊs. f)eux systèmes sont employés : 1o Les câbles armés dans lesquels le conducteur de cuivre, parfaitement isolé, est protégé par une ilrmature de plomh, de fer ou d'acier. Ces câbles sont placés diree. tement sous le sol sans aucune protection 2o Dans le second système, le conducteur est enfermé dans une enveloppe qui sert ir le garantir. Dans ce but on emploie des tuyaux et des canive:tux en fonte ou en fer. Dans eertains cas les câbles sont recouyerts d'une êIrY€loppe isolante ; d'autres fois ils sont nus et portés par des isolateurs; enfin ils sont quelquelois noyés dans une com' position bitumineuse gu'on verse dans le caniveau. Les tuyaux de fer se comportent bien dans les terrains nrgileux. Il n'en est pas de mênre ditns un sol perméable, ou imprégnri de substrnces organiques. 'Il existe quelque inc.ertitude au sujet des chemises de plomb. On sait que ce métnl résiste bien dans le terrairr ordinaire pour les conduites d'eau et de gaz. IVlais, dans le voisinage des ôgouts, il faut les protéger par Dnê €nYêloppe de bois remplie de résine. Le plomb se détruit facile.

ment dans un sol poreux, humide et contenânt des mltières organiques en décoml osition. On peut citcr des exemples de ciibles munis d'une chemise de plourb qui ont résisté pendlnt quelques années et qui se sont ensuite détériorés. A Berlin, comme nous I'avons ru en parlant des stations centrales $ 186, on a emllloyé des câbles sous plonrb avec armalure on fer qui

ont été détruits au bout cle peu de temps. Àu voisinage des canalisntions à courant continu' on a constaté de fréquents accidents. Ainsi les conduites de gez en fonte et en plomb établies à proximité sont souvent cri"'blées de trous. De plus le caniveau renferment les câbles

CANALISATION

321

électriques est rempli, en ces endroits, d'une grande quan. tité de selsde soude et de potasse. ordinnirernÀt les parties endommagées de Ia canalisation sont les branchements secondaires ôt*blis avec moins de précautions, et dans lesquels on se borne ir pracer simprement res câbres sans isolateur. Les tuvaux cre llronrrr attaqués sont res branche-

ments

qui

sont souvent très voisirrs des câbles. Des

esplosions se sont produites dans certains cas. voici comment on peut expliquer ce lait. s'il existe un point faibre dans l'isolement du câble, soit 'qu_e-l'enveloppe isolante préscnte guelque défaut, soit que le câble soit nu et repose sur un iroùtuu* imparfait, ce défaut ya sans cesse en augmentant, et une nction électrolytique très lente d'abo'd s'établit da's les sels clui constituent le sol; elle s'accentue de Plns en plus, et res parois des pote-

ries traversées r)a* des -uiiè".. arc.rines

creviennent

conductrices. Lc cible se ronge au contact de ces matières et une élévation dc ternpérature se produit. cette action électrolytique s'exel'ce en môme temps sur les conduites de gaz voisines qui finissent par se p",:fo.*" et donner rieu i,r des fuites et à des explosions.

Ce fait montre tous lcs soins qu'il faut prendre pour nssu*er I'isolement des canalisatiJns électriquu. dans le voisinage des conduites cle gaz. On doit, par exemple,

renoneer complètement à crnployer des câbres passant s1mplement dans des poteries, oirnÀ.u, si |on se sert de ciibred isolés, il ne faut pas, poul. les supporter, se contenter de crochets en fe' vitriliés qui finissenitoujours par se rouiller

par suite de I'hurnidité et qui rivrent passage flux alcalins.

Le caoutchouc vulcanisé et I'okonite

sers

donnent de très

bons résultqts au point de vue de l'isorement et de durée.

I're^s systèmes adoptés

tra

pour res cannlisations souter-

'322

MaNUBL PnaTIQUE

.raines sont très nombreux.

on l'Ét'lcrnlclnN

Il

est difficile d'émettre auclln

longue expénience peut Clr .iugement ir leur égtrd' -une montrer les àéfauts et les a'antages de chaque pro"*îfu spécicéclé. Nous nous contenterons d'en dtlcrire qrrelques mens. modèle 195. Système Edison, basses tensions' - Le constitué est fils trois à ,de canalis"tion pour distribution avec interde la façon suivante : trois tringles de cuivre' placées sont chanvre, de position entre elles de tresses isod'un ensuite remplit àans dus tubes en fer forgé qu'on ils sont longlegr; de 0r,23 lant bitumineux. Ces tubes ont S

FiE:.

1G5.

11 chaussée à une profontleul de 0-,60' et sont àrdinairement recoul'erts d'une forte ptanche' Â I'extrémité de chaque tube les tringles dépilssent un peu. Pour les relier entre elles, on se sert tl'une sorte de .ertu flexible (fig. ttiS), dont les bouts sont munis de manchons oir viennànt s'assembler les tringles; ln liaison est consoliclée par une soudure' Des boîtes de jonction en fonle selvent llour relier entre elles les sections du conducteur et pour opérer les bran'

'placés sous

chements. La ligure 166 montre un appareil

de celte

nature.

engage dans la lloîte les extrémités des tubes qu'on veut assemLler entre eux ; on fait les joints,on visse le cou-

on

rercle, et I'on rernplit la boite d'une composition isolante

fondue. distapee, Des regards sont disposés de dislanee en

cat{ÀLtsÀTloN

323:

Ce systèrne est employé en Amérique depuis plusieurs années.

196. Canalisation Edison. Station de I'avenue TruLâ distribution dans ce secteur se fait, comme daine. yu S 185 à basse lension, par feeders et par I'avons nous Ie système à trois conducteurs. On avait donc à r:onduire tlans chaque direction un conductèur de distribution et plusieurs feeders venilnt s'y rattacher en des points Sllccessifs, ce qui nécessitait un cet'lain nombre de câbles plaS

Fis.

166.

eés parallèlement. Pour
à le maintenir et qui porte le câble suivnnt. Celui-ci est rnaintenu de la même façon, et ainsi de suite' On forrne ainsi une pile verticale de cû.bles séparés entre eux pilr des plaques isolantes' Chaque pile est maintenue pnr a bouton* en fer enfilés cllns des trous percés dans la

MANUEL DnÀTreuE Dtr r,'Ér.ncrnlcrnN

t'ig.

167.

CANALISÀTION

325

cloche d'en bas et s'encastrant dans des échancrures ménagées aux angles de chaque plaque. Au somrnet est un cha_ peau maintenu par 4 boulons. Sur ce chapeau s,appuient des écrous qui serrent tout l'ensembre. En o, a se trouvent

des poulies en Porcelaine supportant les firs auxiliaires qui relient lcs points d'emrrranchement aux voltmètres

placés dans I'usine. S

197. Système Crompton, basse tension.

_

tème est destiné à la distribution à basse tension.

Ce svs_

Le conducteur est formé cl'un ruban de cuivre ayrnt environ 0-,025 de largeur et 0m,006 d'épaisseur (fig. 16g). On ouvre une tranchée sous trottoir à environ 0-,b0 de profondeur; on y construitune rigole en béton de 0'",32 de large avec enduit

en ciment. Des r.egards

sont ménagés aux angles des rues et aux points de branchement. Le ruban est porté par des isolateurs

Fig. 168. verre dont le haut est muni à cet effet d'une profonde encoche. Les isolateurs sont lixés àr vis sur des traverses en chône établies près du fond de la conduite. La fig. 16g montre l'appareir servant ii tcndre le conducteur. c'est un étrier en bronze percé en son milieu pour Ie pilssage du ruban de cuivre. Il s'ajuste sur des isorateurs en

en \rerre portés par deu-x tra'erses en chêne. Le ruban passe par le trou central, il est tendu par un appareil spé_ cial et maintenu âlu moyen de deux vis ae ..r"r,gu pl"céus au sommet de l'étrier.

L'intervalle entre res supports peut atteindrc tJ n

mètres.

20

Pour les branchements des maisors, on ernproic ccs lirs 10

L'ÉLECTRICIBN MÀNUBL PnÀîIQUE DE

326

renfermés dans des tuyaux de recouverts de caoutchouc et 0'",03? de diamèFe.

Fig.

169.

Saint-James's antl Pall tlall $ 198 Système de la La distribution Electric tightinf Co, b""t' telsions' sont conducteurs Les est I trois fils et à basse tension' dans isolateurs sur formés de bantles àt tuint' nu placées des conduites en fonte'

la conduite est formée Comme I'indique la ligure 170' d'une cuvette ayent

0*,25 de lirrge

sur

est fermée Par

un

0-,15 de hauteur; elle

couvercle cintré avec joint de chanvre et minium. La longueur Fig.

170.

des tuYaux est 1m,06; ils sont réunis Par des

0'"'125 de long; le joint se pièces de même Prolil ayant au Plomb. à des dis'faitDes lsolateurs en porcelaine sont disposés tances ùe 2^175' ,. r r.- a sont établis Joue les Des regards en briques et. ciment avec une certaine pente 30 mètres. Les tuyaux y arrivent temps en

vide {e poo" l'écoulemeni de I'eau que I'on temps.

CÀNALISÀTTON

327

Pour établir les branchements des habitltions, on perce couvercle et I'on y visse un tube. Le conr.lucteur du branchement est enveloppé de caoutchouc vulcanisé et il est

le

soudé au conducteur principal. S 199. Système de la Callender Bitumen Company. Ce système comporte un caniveau en bois ({ig. 171) muni de pièces transversrles ilvec encoches pour recevoir les câbles. Ensuite la conduite est remplie de bitume. Celui-ci

constitue un tr'ès bon isolant, et son éllsticité lui permet de se prêter aux mouYements du sol. Ï,a Cornpagnie, dans ses stations centrales, rernlllace les caniveaux en bois par clu fer. Les portions, ayant l*,80 de longueur, sont réunies par des joints ir recouvrement ayec boulons. Aux points de branchement sont lllacées des boltes en fonte. Les câbles interrompus aux orifices de la boite sont réunis pârr une pièce en bronze oir s'rdapte I'embranchement.

de I'Administration des télégraphes. Dans l',A.dministration des télégraphes, en ltrance, on

A 200. Systéme

-

emploie des tubes

de fonte se raccordânt, comme

leg

328

II!ÀNUDL PRATIQUD DE L'ÉLECTRICTEN

tuyaux de conduite d'eau, par emboîtement, avec joint au plomb. Tous les {00 mètres sont lllacés des manchons d'un

ditrnètre plus fort, de sorte qu'ils peuvent glisser sur la conduite et permettent dc visiter la ligne. Des regards en maçonnerie sont disposés tous les 500 mètres. L'inconr'énient de ce systèrne est que l)our les réparations on est obligé de desceller et de briser les tuyaux. $

201. Système Delperdange.

Le procé
M. Delpertlange et adopté en -llelgiclue est d'un emploi plus facile. [,es tuyaux en lonle ont une longueur uniforme de 3 mc\tres. Ils sont per"cés sul' toute leur longueur d'une fente longitudinale par laquelle on introduit le câble. Pour la ferrner on y passe un fer T dont les joues s'tppliquent à I'intérieur sur les bords de lt fente. Le vide de la fente est rempli avec un mastic formé de soufre, sel amnroniac et lirnaille de fer. A des distances fixes les tuyaux sont rnunis d'une tubulure verticale servant de regard. A 202. Système de la station des halles centrales. ,Les câbles sont installés dans des caniveaux en ciment ayant 0-,25 sur 0"',30 dans cr:uvre et lllacés sous les trottoirs. Des rainures transver.sales ménagées à ln',50 de distance reçoivent des cadres en bois verticaux munis de crochets en fontc vitrifiée qui supportent les câbles. Pour les courants à basse tension, les câbles sont formés de fils dc cuivre tllarnés, tordus, recouverts de caoutchouc pur; puis vient une couche de 0'o,002 de caoutchouc préparé, et enfin deux bandes tle ruban caoutchouté. Le tout est vulcanisé ensenrblc et entouré d'une enveloppe en chanvre imbibée de rtisine. Ces câbles sont ealculés pour une densité moyenne de 2 ampères par millimètre camé et une chute de potentiel de l0 volts. La résistance d'isolement doit être de 300 meghoms par kilomètre à 21ro.

CANALISATION

329

Les côbles à haute tension sont disposés de la même façon. Mais dans quelques r.ues on s'est servi des égoûts pour ces conducteurs. Comme il s'v trouve déjir des fils téléphoniques et reld:gurphi{ues, on a dû, pour éviter les efl'ets d'induction, emltloyer des câhles concentriques. Voici cornment ils sont for.rnds : Une âme de cuivre compr.enant 1g fils de 0-,002 ; deux couches de caoutchouc llur; plusieurs êpaisseurs de fibres vulcanisécs. Puis vient le second circuit formé de fils de

Irig. i72.

cuivre enroulés en hélice, tlcux couches de caoutchouc pur, plusieurs épaisseurs de caoutchouc vulcanisé, deux llandes vulcanisées enroulées en sens inver-se, unc couche de qt,003 de chanvre irnprégné tle résine, deux rubans de coton. Itrnfin un tuhe de plomll de 2.'t,ir entouré d'une corde lressée. , Le câble est.logé dans des moulures err bois injecté encastrées dans la maçonnerie de l'égoût.

S 203. Système Siemens, hautes tensions.

les hautes tensions, Siemens emploie des-

Pour câbles

MANUEL PRÀTlQUrl DB L'ÉLEcrnIcIEN

330

concentriques, composés de deux séries de lils dont I'une est placée au centre et I'autre à la circonférence. Autour du noyau de cuivre centrûl on met une couche épaisse de

d'huile lourtle I le second rang de fils de cuivre est pl:rce sur cet isolant, ;luis on rpplique une seconde couche isolante et un tube de plomb. Ce dernier est recouvert d'un guiplrge, puis d'un dotrble Tnlouleurcnt de bandes de fer en spi-

iute flui est imprégné d'un bitume ildditionné

o

o

o

Fig. ,173.

rules, et enfin d'une couche de fil de jute. Ces ciibles se posent directement dans le sol silns aucune protection' f)es boîtes sont disposées poul' les liaisons et les

embranchetnents; elles sont formées de deux parties assemblées par des boulons. Après avoir f:rit le joint, on ferme la boîte et on la remplit d'huile lourde J)ar un orifice destiné à cet usage. La disposition est représentée par Ia

figure

172.

A Rome et à Milan, on s'est servi avec avantage

des

câbles concenriques pour des tensions de 2 000 volts.

la Compagnie House-to-House, conducteurs sont isolés avec du Les haUteS tenSiOnS. cuoutchouc vulcanisé et un ,double guipage enduit d'une matière spécille ; la tension atteint 2 000 volts. $

204. Système de

CÀNÀLISATION

331

Les Les câbles sont placés dans des tuyaux en fonte' et0û'60 large' de regarcls en fer ontd-,90 de long, 0t,50 de hauteur (fig. L73); chaque fase latérale présente une ouverture sur laqueilu puot s'adapter une pièce conique pes servant aux llranchements. Les ouvertures qui ne sont par' La plaques' des utilisées à cet usage sont fermées par du iegara est bouchée par un tampon en fer' tie supérieure

ilotlèle $ 205. Câbles pour courants alternatifs' - la disde résultant tensions hautes les Avec Feiranti. les tribution par transformateurs, il est indispensable que sous plomb conducteurs soient parfaitement isolés' Les fils àoin*t être ér,ité.,i* les courants alternatifs déterminent

,@ Fig.

174.

le plomb des effets cl'induction aux dépens de des points l'énergie i* lu source élecnique; s'il existe se I'isolement et produisent faiblei des étincelles s'y conducteurs deux à câbles Les trouve compromis. il est concentriqu"i .lonnent de bons résultats',Ils ont'

dans

mais

vrai, l'incànvénient de pouvoir former condensateur; et lu* ,h"rrr"s de contact àr la terre sont moins nombreuses' de di{ficile est il car redouter; à moins sont les accidents traversé toucher les deux conducteurs ir la fois. un {il seul dans perturbations des produit alternatifs courants par des les circtrits téléphoniques voisins; cet inconr'énient dont les n'existe pas avec àeux conducteurs concentriques actions réciproques se neutralisent'

L'ex1rérienceprouvequeladensitéd'uncourantalterna. tif va en diminuanl a. I'extérieur à I'in1érieur d'un

332

MÀNUEL eRATTQUE DE L'ÉLEcrRrcrEN

conducteur, ce qui amènera à substituer des tubes &ux conducteurs pleins. M. Ferranti emploie le modèle représenté par la figure 174. Un tube en cuivre A de 6 mètres de long est recouvert d'une série de bandes en papier C imprégnées de mltière isolante. Au dessus de cette couche est emrnanché ir force un tube B en cuivre, de nrênre longueur que.r\. B est recouvert du même isolant, et le tout est r.enfermé dans un tube en fer D servant d'enveloppe protectrice. M. Ferrnnti est d'avis qu'il vaut mieux composer I'iso. lant de plusieurs couches successives que de le faire d'un bloc de pâte. Avec ce dcrnier système, une fissure peut exister dans l'épaisseur de la milsse, tandis qu'avec plusieurs couches superposées il y a peu de chance qu'elles soient toutes défectueuses au même endroit. Le papier enduit d'un mélange d'huile, de soufre et de parafline donne un isolant qui résiste aux plus fortes tensions. On forme ainsi des bouts de tube ayant 6 mètres de long. Pour les raccords, chaque tube porte une extrémité mâle et une femelle s'emboîtant I'une dans I'autre, comme I'indique la figure. Pour compléter I'assemblage, on place dansA une tringle en cuivre rn, et I'onopère le rap;rrochement avec une pressc hydraulique transportable. Le tout est ensuite recouvert d'un manchon en fer. Pour les courbes on emploie une machine à cintrer analogue à celles qui servent pour les rails de chemin de

fer.

5

S 206. Câble Ménier concentrique pour courants alternatifs à haute tension. Le conducteur cenral comprend t9 fils de cuivre de-1*'',9 de dianrètre; il est isolé par deus couches de caoutchouc naturel et deux couches de caoutchouc vulcanisé, le tout est recouvert de deux rubans caoutchoutés et d'un enduit spécial. puis vient le secoqd conducteqr forrqé de l8 torons de

CÀNÀLISATION

333

3 fils, ayant 0*'o,7 de diamètre. Ce conducteur est isolé comme le premier.

Ce câble est recouvert d;un

fil en plomll cle 2*',5

d'épaisseur, d'une couche de iute goudronnée et d'une armature en fil de fer galvrnisé. Le tout est enveloppé d'une seconde couche de jute enduit d'une composition bitumineuse.

Le diamètre extérieur a 0',055. Il pèse I 700 kg par

Il peut être posé directement en tranchée. Ce câble résiste très bien à un courant alternatifde 5 000 volts.

kilomètre.

Le prix S 207. Prix d'une canalisation souterraine. d'une canalisation souterraine dépend de trop -d'éléments pour qu'on puisse fixer une règle à cet égard. Mais voici cluelques chiffres empruntés aux Lct"'ons sur l'électricité de I\{. Eric Gérard. Ces renseignements permettent d'établir une comparaison entre quelques-uns des systèmes usités.

nÉpnxsns DE pnnûllnn Érlnr,rssriMnNT u'ux nÉcAuÈtnn nn CONDUCTEURS DOUBLES POUR CIRCUIT À HÀUTN TENSION, SOUS LES TROTTOINS DE LONDNAS

:

€* :t-?

o G.O

I

û4 F'1

| |

|

l-O

Sections en

Prix du cuivre ii 1 I'r.

,;

7416

le k9...

I

ll8.00l 2l0l

08.201 tl)1 .001

12,30

o 10.3j-r

",1

5r.4ol

4.13

Prix de I'isolcment.......

ûo

u

322 l61r:)11200

-l

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80

ql u

È+ l:El+G lrl:r-l lr-

r- cs la.- 9l l r'' ! f | 11|'s | \- =

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fl

408

3881 1i't

11

Enveloppc tle bitunrr et cimerrt, rnain - d'a'ulrc

de posc, trnnchéc et réfectiou de tlottoir, regards ct boites de

distrrbution, ingénicur el eurveillants.........ll30,00

Total par dtcamètre (iï.).

.I

t47,03

Ittit

t

,ra,,,,,1 l94.irol

23:]l

37tt

,rr-l --r0û,i-r0l 8371 l:r53 I

19.

[raNûnt, pnarleuE ou i'Ér,ncTnIcIEN

334

nÉpnxsns o'ÉranLtssEMENT DE coNDUcrEUns DouBLEs

EN

CUIVNE NU PONTÉS SUN DES TSOLATEURS DANS UN CANIVEAU SOUS TROTTOIRS :

161,25

Seel.ions en mm9

Prix du cnivre à 1 fr.80 Ie kg.

I

1290 | 164ir 19 t5

322

-408 I 520 -6t5

118

216

20h,

9t0

2lr0

2q0

| 240

250

Total pnr décamèl.re (ft'.). . . . 9ir5,

3irtl

456

648

|

895

Pose, isolateurs,

reg'trds

51

,

et,

boiles de taecot'dement, ré-

lection du tt'ottoir, ingé-

nieur et surveillqnts

760

ESSAIS DIVERS SUT1 LES CANAI,ISATIONS A 208. Accidents aux conducteurs. - Les accidents qui se présentent dans une canalisation électrique sont de deux sortes : l" les cout't-circuits, c'est-à-dire la communication entre le conducteur positif et le négatif; 2o les llertes à la terre, dues à un défaut d'isolement dans un conducteur'.

Pour constater ces avaries, on se sert du galvanomètre de la même ftrçon que nous I'avons yu en parlant des machines.

Sur un même fil m n (fig. 175) on réunit en tension un galvanomètre G et une pile P, et voici comtnent on opère dans chaque cas:

lo Court-rircuit. - Pour rechercher un court-circuit on rompt In communication entre la dynamo et les deux conducteurs principaux; on ferme tous les interrupteurs, de façon que le courant puisse circuler dans toutes les dérivations, on démorrte les lampes; puis on attaehe les

caNAlrsaTror{ ,

335

m n lrttx bornes de la dynamo' Stil y'a déviation de I'aiguille, c'est qu'il' existe un court-circuit deux bouts du Iïl

quelque part. Pour le localisep, on interrompt la communi' cation avec tous les circuits dérivés; si I'aiguille ne bouge pas, c'est que le défaut est dans une dérivalion; alors on i*r essaie toutes l'une aprôs I'autre en les séparant du

conducteur principal, jusqu'it ce gu'on obtienne da4s l'une d'elles une déviation de I'aiguille. C'est là que se trouve le point faible. Du reste, quand il existe un court-circuit MN sur une

ctnalisation, ce défaut se fait remarquer par le mauvais fonctionnement des lampes situées à droite. Un court-circuit grroduit toujours une forte élévation de température au point de contact, si cet effet n'est pas prévenu par la fusion du coupe-eircuit. Pour rechercher les 2o Pertes à Ia tene ou terres. pertes à la terre, on rompt la communication entre les conducteurs principaux et les pôles de la dynamo; .on démonte toutes les lampes et I'on fqrme tous leg circuits ,

336

MANTEL pnÀTreuE Du L'ÉLEcrRrcrEN

dérivés; puis on touche une des bornes de la machine avec

un des fils du galvanomètre ; l'autre est relié ir la terre. Si I'aiguille dévie, c'est qu'il existe un défirut. Pour le localiser, on interrompt les communications avec tous les circuits dérivés. Si I'on obtient une déviation, c'est

que le défaut existe dans le circuit principal. Ilnfin, on divise ce circuit en plusieurs sections séparées, et I'on touche chrque bout avec le fil du galvanomètre, .jusqu'à ce qu'on voie I'diguille se déplacer. Le point défectueux se trouve clans la section correspondante. Si I'on n'a rien trouvé dans le conducteur principal, on sépare chaque circuit secondaire et I'on o1lère sur chacun de la mênre façon.

2209. Localisation d'un défaut sur une ligne. - Pourle localiser un défaut sur une ligne, on peut employer procédé suivant,

qui est d'une grande simplicité.

Fig.

176.

Supposons qu'une teme se produise en N (fiS. 176) sur a, ô sont intercalés eur les conducteurs au dé1lart de lt ligne, et une batterie d'accumulateurs reliée à la terre par un prile est placée en M. Le courant se ferme donc par le défaut N en suivant les deux dérivations Mr'N, MaN. une ligne double. Deux ampère-mètres

337 CANr\LISATION . Les déviations des :tmpère-mètres sont inversement

proporlionnelles aux résistilnces des circuits dans lesquels its sont placés, et, comme les câbles sont identiques, les r'ésistances sont proportionnelles aux longueurs'

Soient ,'r la longueur cherchée MaN; L la longueur totale des deux conducteurs; ctl ô les indications des ampère-mètres, on a

:

L-n d'oir

*-7Æbr,

tlc M. Eric Gérarrl - On commence par isoet on relie un de ses bouts à une pile P le conducteur, ler Procéd'é

Eig.177.

(fig. f 77), dont I'autre pôle communique aYec la terre' En I on place un interrupteur mfi par une seconde pile ou par un mouvement d'horiogerie. Son but est de produire un courant intermittent qui suit le conducteur jusqu'au défaut et se rend à la terre.

338

ila!{unl pnarrQun br r,'ÉlncrnrclnN

Le long du condueteur on fait marcher une bobine B à fil

lin munie d'un noyau en fil de fer; aux bornes de la bobine on relie un télephone que I'observateur approche de son oreille. Qulnd on passe devant le point défectueux ilI, le son s'arrête. Il laut avoir soin, en promenant la bobine, de la tenir de façon que son fil soit panrllèle au conducteur, afin d'obtenir I'effet maximum. S 210. Pour essayer les iso- Essai des isolateurs. - qu'ils lnteurs, c'est-ir-dire pour constater ne livrent pas passage au courant, on les place dtns une auge (fig. l28).

Fig.

178.

on verse de I'eau acidulée dans la cloche et dans I'auge; mais de façon que le niveau du liquide n'affleur" prr lu bord de la cloche. on met le licluide de l'auge en communication avec le pfile d'une pile. A I'autre pôle on relie un galvanonrètre G et une petite plaq.e de cuivre c. on plonge cette lame dans la cloche à ess'yer. Le courant ne pouvant passer qu'à travers la porcelaine, on reconnaît par le galvanomètre s'il existe un défaut d'isolement.

cti\QulÈun

PARTIE

TRANsMIssIoN Ét uctntQun DE ['ÉNEnGtg

Jusqu'à ces dernières années' on regardait les-courants

alternatifs comme impropres à Ia transmission de l'énergie; et on ne se servait pour cet usage que des courants continus. Mais I'invention récente du moteur it courants alternatifs permet d'utiliser les courants de cette nature. Dans l'étude de la trlnsmission nous établirons donc deux catégories, suivant qu'on opère avec des courflnts continus ou des courants alternatifs.

CHAPI'IRE PRE,MIER TRANSMISSION PAR COURANTS CONTINUS

Les machines élecpréliminaires' le chapitre consacré dans vu I'avons nous comme triques, S

2ll. Notions

-

dyrr"*or, sont destinées à transformer un travail "u* moteur en électricité. La réciproque est vraie, c'est-à-dire que ces mêmes

machines peuvent servir à changer I'électricité en travail, ce qu'on exprime en disant que les .mlchines électriques

envoie un courflnt dans une dynamo, on produit la rotation de son anneau, et I'on peut utiliser ce mouyement it la production d'un ttavail. Pour

sotti réçersibles. Si l'on

340

MANUEL PRATIQUE DE L,ÉLEcTRIcItsN

expliquer la réversibilité, on n'a qu'à se reporter aux lois d'attraction récipr.oque entre le courant et les pôles magnétiques. Le courant qu'on envoie dans lt machine est du reste produit pflr une source d'électricité quelc.onque, pile, machine, accumulateur. f,a distance de la source électrique à la machine n'a d'influence que sur le r.endement,et le phénomène s'accomplit quelle que soit la longueur du

circuit.

Les conséquences qui résultent de ce fait sont très importantes. ll existe en effet des forces naturelles, comme les chutes d'eau, qu'on ne peut parfois utiliser à cause de la di{ficulté qu'il y a à établir une usine à proximité. L€s transmissions par courroies ou câbles téled;.namiques ne sont possibles que dans certains cas et à des distances peu considérables. Dans bien des circonstances le problème sera résolu sans difficulté en éttblissant près de la chute d'eau une dynamo commandée par un moteur hydraulique, et en la reliant à une seconde machine placée dans I'usine. Le câble qui unit les deux dynamos peut être installé facilement et suivre tous les accidents du terrain. On a déjà utilisé de cette façon de nombreuses chutes d'eau, et les exemples se multiplient tous les jours. Il existe, en outre, une seconde question fort intéressante. et à laquelle l'électricité fournit une solution très simple; il s'agit de la contntancle éIectique, nous entendons par ce mot la commande des outils. f)ans la plupart des usines, il existe des outils placés loin des moteurs et dans des conditions désavantageuses exigeant des organes de transmission très conrpliqués. Beaucoup d'appareils sont destinés ir changer de place fort souvent, et chaque fois il faut modifier la commande.

$ 212. Force

contre-électromotrice.

euand

on

- de l'énergie emploie deux dynamos pour la transmission

TRÀNSMISSION

I}E L'ENENGIE

341.

celle qui produit le courant se nomme génératrice, celle qui reçoit [e courant et le trtnsforme en travail s'appelle récepnice,

Qulnd la réceptrice reçoit le courant elle prend un et elle donne nlissance à une force contraire à celle qui lui est envoyée, et qu'on nomme force corttre-rilectrontotrice. En effet, quand elle mouvement de rotation,

tourne, elle tend à fonctionner l)our son propre compte et

à produire un courant de sens inverse à celui qu'elle

reçoit. On peut prouver I'existenee de cette force de la manière suivante. Dans un même circuit, on intercale un petit moteur électriquer c[uelques éléments de pile offrant peu de résistlnce et destinés à fournir le courant au moteur, enfin, un gtlvanomètre. Les indications de I'aiguille ne sont pas les mêmes si on cale le moteur ou si on le laisse tourner, et les déviations diminuent à mesure que le tra-

vail demandé au moteur augmente. Cette force contre-électromotrice est du reste toujours inférieure à celle de lt génératrice.

Le rendement mécanique d'une $ 213. Rendement. transrnission est le rapport entre le trrvail mesuré au frein sur I'arbre de la réceptrice et le travail dépensé par la génératrice qui est indiqué par le dynamomètre. Ce rendement dépend du travail absorbé par les frottements, tlu travail transformé en chaleur dans les deux dynamos et de h résistance du conducteur. S 214.

Influence de la distance.

-

La longueur

du

conducteur, c'est-ir-dire la distance des deux machines a une grando influence sur le rendement. M. Boistel l'a prouvé par I'expérience suivante. On prend deux machines Siemens identiques, gui peuvent produire, à la vitçqse de 000 toursr sur un circuit

342

MÀNuEL PnÀTIQUE

on l'ÉwcrnlclEr

peu résistant, un courrnt de 58,5 ampères et 168 volts. si I'or, .oln*ence par placer ces machines à une faible distance l'une de I'autre, en les réunissant plrr un conduCteur qui ne présente, pour ainsi dire, pas de résistance, on peut obtenir un rendement mécanique de 54 p' 100' Si I'on intercale entre ces deux machines une résistance de 0,5 ohm, équivalente it un fil de cuivre de 4",5 de diamètre et cle 416 m. de longueur, on n'obtient plus que 41 p. 100 du travail absorbé par la génératrice. si I'on élève la résistance à I ohm, en intercalant 833 m. de ce même fil, le rendcrnent s'abaisse ir 28,8 p' t00; avec 1,5 .ohm de résistance, c'est-à-dire en portant à 1250 m. la longueur du conducteur, il tombe à 15,8 p' 100' La distance des deux machines in{lue donc beaucoup sur le rendement, qui diminue rapidement quand on éloigne les machines silns changer leurs éléments de construction ni le diamètre du conducteur. Pour rémédier i cette inlluence de la distance, il existe deux moyens : 1o Diminuer la résistauce du conducteur en augmentant son diamètre;

2o Donner aux machines des forces électromotrices très

élevées, ce qui permet d'employer des conducteurs de moindre diamètre. Le premier système présente un grave inconvénient, c'est diaugmentel considérablement les frais d'installation. Le secànd procédé est celui des hautes tensions. ll a I'avantage de climinuer les frais de premier établissement.

Pour obtenir de hautes ten-continus, on peut opérer de courants des sions avec s 215. Hautes tensions.

diverses manières : Augmenter la vitesse de rotation des machines Diminuer le diamètre du {il induit i

I

TNANSMISSION DE

L,ÉNERGIE

343

Accoupler plusieurs dynamos en tension. on ne peut forcer lt vitesse des machines ûu delà d'une certaine limite qu'il est imprudent de dépasser. L1 diminution du diamètre du fil induit complique beaules machines. C'est sur ce principe que s'était basé coup -Deprez dans ses expériences. Il employait un fil très 1\{. {ïn pour les électros et I'armitture des dynarnos. Il obtint ainÀi une force électro-motrice élevée et une intensité très faible. L'accouplement de plusieurs dynamos en série a donné de bons rtsultats; mais il entraîne à une complication. Pourjeter quelque jour surla question' nous ne croyons

pouvoir mieux faire que dc rlrppeler en peu de mots les résultnts des principales expériences faites ir ce sujet.

Dans les derniers s 216. Résultats d'expériences. essnis exécutés par M. Marcel Deprez, en 1886, intre Creil et La Chapelle devant la commission de I'Académie des sciences, la ligne avait 1ne longueur de 56 kilomètres et une résistance de 97,45 ohms. Blle etait formée de deux conducteurs en bronze silicieux de 5m' de diamètre. L'intensité était de 6,85 à 9,85 ampères; les forces électromotrices atteigntient 4 887 à 6 290 volts pour la génératrice, et 3 902 à 5 081 volts pour la réceppice. La puissance motrice dépensée I creil a été de 66,7 à t"16 chevaux, et à La chapelle il été de 27,2 à 52 celle qu'on a "ecir"illie chevaux; le rendement industriel était donc de 40,78 à

-

44,8L p. 100. Ces expériences ont démontré qtt'on pouvait transPorter

une force de 50 chevaux ir 56 kilomères avec un rende' ment de 43 p. 100. Elles ont prouvé la possibitité de faire usage d'une différence de potentiel de 6 300 volts. Mais les résultats éco'

344

MÀNUEL PnÀTIQUE DE L'ÉLECTRICIEN

ont été peu brillants. Car la cdmmission de prix d'une installation semblable; soit 50 000 fr. pour la génératrice, 30 000 fr. pour la réceptrice ct 44 800 pour la ligne. M. Desprez tvair employé de très grosses machines d'une construction comllliquée et dispendieuse. M. H. Fontaine est parti d'un principe tout à fait opposé ; il nomiques

I'Académie a estimé à 124 800 francs le

s'est servi de plusieurs dynamos Gramme, du type supérieur, qu'il a simplement reliées en tension : 4 dynamos servaient de génératrices, i] autres fornraient les réceptrices; ces deux groupes étaient séparés par des fils métal. liques d'une résistance totale de 100 ohms. Les résultats ont été : Yitesse des génératrices. Différencc dc potentiel nux Jror.ncs rlc la

f

298 totrrs.

t 490 volts. I 505 | 493 I 508

1t" maehine. 2o machinc 3u machine 4u nrachinc

Diflércnce dc potcntie.l aur la ligne

t

bornes de

Intensité du courant Puissance sur le piston tlr' la rnachinc

5 896 9,34 anrpèrcs. ir

vapeur. Rendement dc la rnachine à rapc'ur.....

Puissance absorbée sul. I'arhre dcs génératrices. . .

112,8 chevaux. 85 p. 100. 95,88 chevaux.

Yitcsse des réceptrices. Puissancc recucillic. au ft'cin sur I'arbrc des réceptrices.

I 120 tours.

Rendement industriel.. . .

52

49,98 chcvaux.

p.

100.

Ces expériences lrrouvent qu'avec 7 dynamos d'un type

courant ayant chacune une différence de potentiel aux bornes de I 500 volts, on peut transmettre b0 chevaux à

TRÀNsMIssIoN DE

L'Éxnncts

345

travers une résistance de 100 ohrns avec un rendement 50


p. 100. Les 7 machines emPloYées ne coûl.aient ensemble que

t6 450 fr. [I. Bro'lvn a exécuté en Suisse des expériences qui ont une valeur tout à fait pratique' en se basant sur les

station génératrice e^st mise à 50 mouvemen[ par une c]rute d'eau représentant l]0 en 'rincipes Brorvn système du chevaux ; elle cornprend deux dynamos couplées en série, et donnant, à ll vitesse de 700 tours' 1 250 volts et 15 ir 18 ampères' La ligne est formée de 3 elle conducteurs en cuivre nu de 6mrn flg diamètre cltrcun ; de résistance une g et a kilomètres dc longueur, 1lrésente de t\{. F'ontrine.

ia

9,228 ohms.

La station réceptrice comprend 2 dynamos Bro\r'n série. Voici les résultats obtenus : Station rôcePtrice'

Ststiotr génératrice.

Intcnsité du courant en ampèt'cs' F'orcc élcctromol,ricc eu volts. . .

ll,ffi4 1836,5

Différence de Potcntiel aux bornes en volts Puissaucc mécanique totalc ell

t

chcvaux

.Rendement industriel des dyua-

mos p.

f00..

Le rendement industriel a donc

753,3

11,42 1575,3 1655,9

30'85

23,21

88'7

90,3

été de 75

en

t''

100 pour

30 chevaux fournis ir la station de départ' Il est à remarquer que ln ligne est construite en tl nu; mais I'isolation est renclue Presque parfaite par I'emploi d'isolateurs du système Johnson et Phillips, $ 189' ces résultats out été obtenus d'une façon suivie et pour un fonctionnement dc tous les jours'

346

MANUEL pRATreuE DB L'ÉLEcTRrcrEN

$ 2l?. Prir de revient de la transmission électrique. .-- D'après ce qui a été dit précédemment, on voit que le problème du tmnsport électrique de l'énergie ir grande distilnce p'r courants continus offre, au point de rue économique, de sérieuses di{ficultés. Dans bien des crs, il sera plus dispendieux d'utiliser ainsi une force gratuite que d'installer une machine à vapeur; re carcul iuivant emprunté à M. H. F'ontaine peut servir de guide. supposons qu'il s'agissse de transporter à B kilomètres une puissance de 40 chevaux. Admettons pour la génératrice les chiffres suivants ordinairenrent admis en pùtique : t 000 tours pour la vitesse de la dyn'mo, et r -so0 volts

pour sa force électromotrice. La puiss*nce à transmettre est de 40 chevaux, soit B 000 kilogrammètres. L'intensité du courant est donnée par

EI I d,oùI_B000Xg,g_ I b00 _

19,62 ampirres.

Adrnettons 20 ampères. Les dynamos, construites par Grarnrne pour transporter l'énergie ayec une force électromotrice de I b00 voits, ont une résistance intérieure de l0 ohms. comme le passage

d'un co'r'ant dans un conducteur corresponà à un à +, la résistance de la machine génératrice .8 déterminera une perte a. 10 5,30' , ou environ 400 kgr. 9,81 Il résulte en outre d'expériences nombreuses que les travail égal

pertes de travail dues aux frottements mécaniques et à d'autres causes aecessoires s'élèvent dans les bonnes machines à environ r0 p. 100 du travail électrique absorbé ou rendu. La génératrice, absorbant B 000 kg*, en perd

300 de ce chef.

TRANsIursstoN DE

r.'ÉNrncIE

3lr7

La perte totale dans la génératrice est donc de 400f300 ou 700 kg.; le travail t transmis au circuit sera ainsi de 2 300 kg- ; et la différence de potentiel aux bornes de lu génératrice est donnée par :

er I -t; 2 3oo-5 9'8 d'ou e #-' - ;-20 e:l 128 volts. Prenons pour réceptrice une machine identique ir la génératrice ; sa résistance intérieure étant de l0 ohms, elle absorbe de ce e,hef 400 kgm. Il faut y afouter le travail absorbé par les frottements. Cette perte sera plus petite dans la génératrice, puisque le travail et.la vitesse y sont moindres; d'après I'expériencc, ce chiffre est égal uu* ldu premier, soit 200 kg.. La réceptrice consomme donc en pure perte 600 kg-. Donc sur les 3 000 kg-, les machines en absorbent t 300 ; il en reste I 700 de disponibles. Ctlculons maintenant le diamètre du conducteur, et pour faire ressortir I'importance qu'il a dans les frais de première installrtion, examinons successivement les trois oas oir la puissance disponible sur I'arbre de couche de I'usine doit être de 18, de 20, de 22 chevaux. Pour avoir sur I'arbre 18 chevaux, soit I 350 kgm, il faut que la résistance de la ligne en absorbe seulement 350. Pour calculer cette résistance prenons la formule IN l--

RIT

I

't'o

r_r

R

R:Ë 350 >< 9,8 __aoo_ -

8,6 ohms.

:

348

MANUDL PnÀTIQUE DE L ELtsCTntCIEN

Le couducteur a

une longueur

résistance par mètre est

totale de 6 000 m; la

o,oor4 ohm. =ffi

Iin nous reportilnt au tableau, $ 156' nous vo)'ons que cette résistancc correspond à un lil ayant 12 millirnètres crrrés et pestnt t'12 gt. par mètre' Les 6 000 mètres pèseraient 672 kg; cn comptrnt 10 fr' le kg, la ligne totale vautlrait 6720 fr. Iraisons le même calcul dans les deux hypothèses de 20 et 22 chevrux disponibles ; on peut dresser le tableau suivant: NO}IIiRE Dtr, (;ITD\'AUX DISPONII}LES

Résistnnce

totale.. . . ..1

Section du conducleu* Poids par mè1re.....

.. I

...1 ..... .l Ptix total de la ligne. .. .l Poidsfotnl

tt.6 ohms

{t,? ohms

1,2 ohm

nlnrr.

l$,(i mmr. 0 kg. 175

7tt,tr4 mmz.

l2

tt

kg'

112

I

050 kg. l. 0ir00 fr'.

{i7:lkg. 0 7:10 fr'.

0 kg. 699 4 194 kg. 41 940

fr.

on voit par là ir quel prix on peut augrnentef le rende-

ment. Pour avoir 4 chevlux de plus sur I'arbre, soit 1/10

trlvail total, le prix du conducteur augmente dans le , 4l 940 l'apport de a , 0- -- o'.i.

du

l{ous avons vu préi.218. Commandes électriques. cédemment les difficultés ![ue pr"ésente le transport à grande distance de l'énergic. La question est bien plus si-ple quand il s'agit de la commande des outils'

-

Beaucoup de solutions ont été imaginées et elles présentent un carârctère tout à fait industriel. Les maclines employées à cet usage se nomrnent moteurs élecffigues, Toutes les clynamos étant réversibles constituent. des moteurs électriques. Mais, en pratique, certains organes

TnaNsursstoN DE

r,'Éwnnem

g4g

doivent être modifiés suivant les applications. c'est ainsi que la question de poids, qui est it àifferetrte pour la génératrice, joue un rôle important dans la réceptrice quand il s'agit d'actionner des tramways ou des embarcations.

I'on $ 219. Sens de rotation. le même - Si etemploie type de machine pour la génératrice la réceptrice, le sens de rotation change avec le mode d'excitation.

Supposons une dynamo excitée en série. Si I'on s'en sert comme génératrice, les réactions qui se développent entre I'anneau

I'anneau;

et I'induit tendent ir empêcher la il

rotation

de

se produit un courilnt ayant, par exemple, le

x_

Fig.

179.

X dans la figure 17g. Changeons maintenant le rôle de cette machine et prenons-la comme réceptrice; si nous Iui envoyons un courant ayant le même sens X que précésens

demment, les réactions entre I'anneau et les électros conservent Ie même signe; mais comme I'anneau est libre, il obéit ii ces réactions et tourne dans un sens conraire à celui qu'il avait quand la machine était génératrice. Si la dynamo est excitée en dérivation, les conditions sont changées. En effet, quand la machine marche e,omme génératrice, le courant circule, par exemple, dans le sens indiqué par M (fig. 180), et il a dans l'électro placé en dérivation la direction F. Prenons mnintenant cette même 20

350

ilÀNuÉL PnÀrlQIJE rlE LtÉLEcrRtctEN

machine comme réceptrice et envoyons lui le même courlnt M (fig. 181), le sens sera le même que précédemment dans I'anneau, mais dans l'électro il aura la direction Fr. Le champ de l'électro chirnge donc de signe, les réactions

se font en sens contraire que dans la figure 180, elles agissent dans le sens même du mouvement. La dynamo

employée comme génératrice ou comme réceptrice tournera toujours dans le même sens. Pour les dynamos à enroulement compound, le sens de rotation varie suivant la proportion relative des deux fils. <(-

180. Fig.-r>

_-> Fig. 181.

Si le fil en série a une action prépondérante, la machine tourne comme si elle était excitée en série; si I'enroulement dérivé a au contraire la prépondérance, la machine tourne comûre si elle était excitée en dérivation. Une machine à excitation indépendante et une magnéto se comportent de la même façon gu'une dynamo excitée en

série. A220. Calage deg balais. - On a vu $ b9 que les balais d'une machine devaient être placé s cn a('ctnce dans Ie senr de la rotation. Il n'en est pils de même quand la machine travaille comme récePtrice.

En effet, reportons-nous à la figure 53; qulnd la machine fonctionne comme génératrice elle produit un

TnÀNstrrssroN DE l'ÉxnRcnt

351

courant dans un certain sens, et res rlalais sont carés en avance. Si nous envoyons le même courant dans la machine fonctionnant comme réceptrice, rien n,est modifié 9t:: les rapports des divers élÈments enrre eux. Les

conservent donc reur mais ,o.*. re mou'alais a changé de direction, vement Ie carage se trouve ert retarrr 'osition; par rapport au sens de rotation. Le même raisonnement s'applique aux machines excitées en dérivation, et par conséquànt aux dynamos compound.

En résumé, dans une génératrice les balais sont ; dans une réceptrice, ils sont en retard.

:rvance

en

L'a_ngle dépend, dans les deux cas, des valeurs relatives des champs magnétiques de I'anneau et des électros.

Dans quelques circonstances particulières, Ies _ des champs magnétiques devant varier suivant 'aleurs le travair exécuté par Ia réceptrice, on doit s,arranger pour que Ia position des bal:ris se rnodifie constamment seron Ies variations de ce trav*il; sinon ir se procruirait des étinceiles, res

balais mettant en court-circuit des rames du coilecteur qui possèdent une certaine force électromotrice. Rençersement de

pour changer le sens de march il ne surfit pas ,oujiu". de modi-

rotation d'une réceptrice

fier la direction du courant. Avec une magnéto ou une dynamo à excitation indépendante ce procédé

suffit. En effet, en renversant re courant o' ch,,n6ie |orientation du champ magnétigue de I'anneau; mais celle des électros ne varie pas; le sens du mouvement est donc changé. Il n'en est plus de même avec une auto_excitatrice, quel que soit, du reste, son mode d'excitalion, en série, en dérivation, en doubre enrourement. car Ie changement cre sens du courant renverse ir Ia fois les .h,,rnp"* magné_ tiques de I'anneau et des érectros leurs réactions I réciProgues ne $ont donc pas modifiées, et le 'sens du mouve-

352

MÀNUBL PRÀTIQIIE

ou l'Ér'ncrRIcIBN

le courant que dans ment ne varie pas. Il ne faut renverser les électros ou dans I'anneau' suffit de lo Pour renverser le courant dans l'flnneau, il perpendiculaire était les balais. Si la ligne neutre dOplucer

balais de tigrr. des pôles 1\S, if faudrait tourner les contraire' sens en lggo p"our faire marcher la machine

n

i"

doivent être Nous avons vu que les balais d'une réceptrice de calage' I'angle a Soit calés en arrière du mouvement. 2 v" t80o sera i'"r,gt. de déplacement des balais -le sens indiqué dans Eî effet, ,i I'"trn.*u marche d'abord

Fig.

182.

Fig.183.

sera placée en C D' par la ffgure f82, la tigne des balais des

rotation ({ig' 183)' la ligne par cette ligne balais viendra en f)'C'; I'angle parcouru sera

'Ct"ni.ons le ru,,. àt

venir de la première position 180o-2 a.

il;

àr

la seconde

dans une des deux

L'inconvénient de ce procédé est que aussi pÀtiorr. les balais sÀt pris à rebrousse-poil; I'autre ou I'un dont balais' jeux de Ëmploie-t-on deux lecollecteur dans.le sens du mouvement' -'L" par M' Rec"ppui"sur figure 184 montre un inverseur imaginé I'on mùnæuvre kenzaui d'après ce principe' Un levier gue ,o *oy* de deux petits galets en ébomain à la

"fpuie

TRaNsMIssIoN IIE

r.'Éxnnern

353

nite sur les porte-balais, Ceux-ci sont munis de deux balais, qui viennent frotter à droite ou à gauche, suivant le sens du mouvement imPrimé au levier. On peut renverser la marche d'une réceptrice en changeant ie sens du courant dans l'électro I pour les raisons développées précédemment, on doit en même temps dépla' cer les balais d'un angle 2. a.- Cette double opération peut s'exécuter au mo)'en d'un levier de manæuvre qui change

Fig.

184.

les communications de l'électro et commande en même temps les bnlais. Certaines machines sont disposées de façon il assurer elles-mêmes le calage suivant le sens de rotation; il suffit alors de manæuvrer le commutateur de l'électro, qu'on peut placer ir tel point que I'onveut. Pour mettre en marche une réceptrice, il est utile de ne pas envoyer directement tout le courant dans I'armature; car on s'expose à la brûler. On fait usage d'un rhéostat à manette, et I'on introduit dans le circuit une résistance qui 20.

354

u^NUEL pnÀTreur DE L'ÉLEcrnrcrEN

est assez grande au moment de la fermeture et qu'on diminue ensuite peu à peu. On suit une marche contraire quand on ouvre le circuit.

Nous $ 221. iloteurs électriques à courant continu. n'entrerons pas dans la description des moteurs électriques. Leur nombre est très grand, et, du reste, comme nous I'avons dit plus haut, ils ne diffèrent des dynarnos que pur quelques détails de construction. Nous nous bor-

-

F'ig.

185.

nerons à donner comme spécimen le dessin cl'un appareil de ce genre qui est construit par Bdison (fig. l8b). Il en existe trois types :

I

cheval;

50 kilogrammètres;

25D Il peut être placé en dérivation sur les circtrits des installations de lumière. Le réglage de la vitesse se frrit en "manæuyrant sur un cadran la manette d'un rhéostat.

TnÀNsMtssIoN DD t,'Éxrnctr

355

sur I'arbre qui porte I'anneau on peut ndapter à volonté une poulie' un engrenage ou une vis sans fin et coûltnander ainsi un outil tel qu'un treuil, une scie, une machine à imprimer, etc. Les moteurs électriques sont très utiles pour les appareils de levage placés dans les chantiers de construction. on peut en effet commrnder la génératrice Par une locomobile, et la réce;ltrice change facilement de place suivant tous les besoins. Les transmissions mécaniques qu'on étudans ces eirconstances sont touiours installées à faux frais et absorbent en frottements un travail considérable. La même observ.tion peut être faite pour tous les outil.s

blit

employés dans I'exploitation des mines

:

élévation des

bennes, ventilation des galeries, traction des rvagonnets, perforage des tro's de mine, etc. f)u reste, il faut remarquer que ces applications de l'électricité se multiplient tous les jours. S 222.

iloteur Rowan.

La tlisposition adoptée par

- une particularité N[. Rowan, de Glasco\r', offre trés intéressante et est susceptible de rendre de nombreux serviceg.

une des grandes difficultés que présente la construction des navires consiste dans le perçage des trous, Ie rivetage des tôles et le matage des joints que I'on erécute st* cale.

Il existe une quantité innombrable de travaux de cette espèce que I'on est forcé de faire sur place ii cause de la difliculté qu'il y a à raccorder des pièces de formes très compliguées. On est obligé,. pûr exemple, pour percer les trous' d'employer des perceuses manæuvrées à bras que l'on déplace pour chaque trou. L'outil est adallté à fauxfrnis avec des boulons, ce qui occasionne une perte de temps'considérable, et sa m*næuvre est quelquefois fort diflicile à cause de l,t place gênante qu'il occupe souvent. L'outil de M. Rolvan simplifie beaucoup la question. Le courant produit par une dynamo alimente un fort électro-

tftÀNUEL PnÀTIQUE DE L'ÉLECTnICIEN

356

aimant qui supporte la perceuse. Une fo.is qu'on a_ déterminé la place que doit occuper I'outil, on amène le courant dans l'électro-aimant par un commutateur. L'âme de fer s'aimante et s'attache à la tôle qu'il s'agit de percer' Un second commutateur amène le courant dans le moteur électrique qui commande I'outil. La vitesse de rotation étant considérable, le travail est exécuté rapidement. En manæuYrant le commutateur' on flrrête le courant, et l'électro-aimant n'adhérant plus à la

tôle peut être ransporté ailleurs. Cette description suffit pour montrer quelle économie de temps on peut réaliser par ce système, toute I'opération se réduisant à mettre I'appareil en place et à manæuvrer un commutateur. La llexibilité du conducteur permet d'installer I'outil dans toutes les positions; il peut opérer sur une paroi verticale ou inclinée, I'adhérence étant toujours Ia même.

Dans les immenses ateliers que possède à la Seyner près de Toulon, la Compagnie des Forges et Chantiers, on se sert depuis quelque temps déjà de cet outil avec grand avantage, et il est question de renoncer complètement à tous les systèmes employés jusqu'à ce jour. Pour faciliter la manæuvre, la dynamo génératrice serait installée surun

chaland à proximité des navires. Elle pourrait ainsi se déplacer lacilement suivant les besoins, et tous les trade ce genre seraient effectués dans les conditions ""o* les plus favorables. Nous ne saurions trop insister sur cette application de transmission électrique qui ne regarde pas seulement la construction des navires, mais tout ce qui a rapport à la tôllerie, à la charpente et aux travaux de réparation. Avant de passer à une 223. Tramways électriques. - quelques mots les difen r,ésumerons nous question, autre S

TnaNsMIgsroN DE r.'Éwnncrp

357

férentes tentatives faites pour réaliser la traction électrique des tramways. ce système de locomotion assez commun aux Etats-unis est encore peu employé en France. Il présente des avantages quand le parcours ne dépasse pas quelques kilomètres et surtout quand on a une io."" g"u-

tuite à sa disposition. blème:

Il

existe deux solutions du pro-

1o Employer des accumulateurs. Les bntteries sont chargées dans une usine, puis embarquées sur la voiture oir elles fournissent le courant à un moteur électrique com. mandant les roues. 2o Etablir une dynamo à poste fixe, pour procruire le courant, qui est envoyé ensuite à travers un conducteur à un moteur électrique installé sur le véhicule. Lo Accumulateurs. Le procédé qui repose sur I'emploi des accumulateurs a- I'avantage de supprimer Ie conducteur.Mais il a le défaut d'augmenter beaucoup le poids mort, surtout quand le parcours devient un peu rong. car il faut que la provision d'électricité soit en rapport avec la longueur du trajet. En outre, les accumulateurs tlonnent lieu à une manutention assez compliquée et leur prix de revient est élevé. Ils peuvent rendre des services pour la propulsion des embarcations dans des trajets limités et guanù on n'a pas trop à compter avec le poids mort. Leur place parart indiquée sur certains navires rle guerre spéciaux destinés à naviguer presque sous I'eau. La vapeur ne peut y être employée,car la fumée trahirait la présence de ces navires; en outre, la chambre de chauffe serait inhabitable. Mais nous n'avons à cet égard aucun résultat d'expérience à

citer.

2o Dynamo à poste fi.xe. on se sert d'une - euand dynamo établie à poste fixe pour la traction des tramrv*ys, le courant est envoyé au moteqr de différentes façon I

DIÀNUEL PRÀTIQuE

ng l'Ér'rcrnlclrN

de la lo Les rails servent de conducteurs; les essieux voituresontisolésdesroues'etlacommunicationavecle

ou des galets moteur élecmique est établie par des balais Siemens MI\l' de frottant sur les rnils. Tel est le système et Halske. 2o un troisième

rail pla'cé dans I'axe de la voie et isolé dusolamèneaumoteurlecourantquiretourneàlagéné. La communiratrice par les roues et les rails ordinaires. par des rest fait se moteur le cation entre le rail central et galgt' Dans un pûr ou le rail sorts en acier frottant sur Daft' de de systèmes les cette catégorie se trouvent Sprague, de Field. aériens 3o Le courant est amené par des conducteurs par formé' est conducteur Le portés sur des poteaux-. lequel dans longueur' sa sur tuie fendu

â*r*pl., d'un

8'engilge un curseur relié au moteur électrique

Ptr un câble

' une barre D'autres fois, le conducteur est constitué pai galets' h chariot un-petit roule métallique sur laquelle modes de Nous nous boriet ons à signaler ces différents

flexible.

.

locomotion'sansentrerdansdesdétailsdeconstruction.

$224.TransmissiondeI'énergieparles.stations pour distribuer stations centrales établies

- Les lalumièrepeuventégalementfournirl'énergie.Unefoule

ceitrales.

de petites industries

se procureraient ainsi d'une manière

trèssimpleuneforcequiseraittoujoursàleurdisposition etdontellesneferaientusagequed'aprèsleursbesoins. n'a pas encore Ce système fort répandu aux.-Etats-Unis est regretqui ce mérite' qu'il in France I'extension pris

lir un moyen iable ; car les stations centrales trouveraient jour m-atériel' leur le d'utiliser pendant Il est à remarquer' que les différents systèmes que nous ayons passés

9n

revue Pour distribuer

la

lurnière ne

tnaNsursstoN DE

r,'ÉuBnctn

359

oenviennent pas également pour l'énergie, du moins au point de vue économique. Il n'est pas indifférent d'adopter le système à intensité constante ou celui à diffé-

rence de potentiel constante. Les chiffres suivants sufIisent pour le démontrer. Quand on marche i intensité constante, I'intensité ne dépasse généralement pas l0 ampères, et la tension atteint au maximum 2 500 volts, ce qui représente une puissance disponible de :

,

2 500' "^ _$fri:

2 5oo kilogrammètres'

Soit 30 chevaux au plus en tenant compte du rendement.

La quantité de travail qu'on pourrait livrer serait donc

trop faible pour une pareille installation. Quand on marche à différence de potentiel constante Ies résultats ne sont plus les mêmes. Car I'intensité peut être très grande et la différence de potentiel atteint 200,800 ou 400 volts en employant les systèmes à trois, quatre et cinq Iils. Nous avons vu, $ 185, en parlant des statiotrs certrales, que celle de I'avenue Trudaine, par exemple, fonciionne à, L25 volts et I 600 ampères, ce rlui représente 200 000 rvatts ou 266 chevaus.

CHAPITRE II TRANSIITISSION PAR COURANTS ATTERNATIFS

à cOurants alternatifs. - Les moteurs quoique d'invention récente, sont alternatifs, à courants $ 225. Moteurs

déià très nombreux ; comme ceux à courant constant, ila .Jorpr.nnent toujours deux parties essentielles : un champ inducteur et un système induit, dont I'un est fixe et I'autre mobile ; on peut les diviser en trois catégories : 1o Moteurs à champ constant, ou moteurs synchroniques; 20 Moteurs à champ alternatif; 30 Moteurs à champ tournant.

$ 226. 1o Moteurs

â champ

constant.

-

Ce système

repose sur la propriété qu'ont les alternateurs d'être réversibles, comme les dynamos à courant continu, Le courant produit par la génératrice est envoyé dans des

bobines induites mobiles tournant dans un champ magnétique constant produit par un airrant, ou par un électroaimant excité d'une façon indépendante. Si le courant produit par la génératrice a, par exemple, une fréquence de 60, et si I'on commence par imprimer à I'induit du moteur

une vitesse de 60 tours par seconde, celui-ci continuera à tourner d'une façon synchronique avec la génératriee, dont il suivra les variations de vitesse. Mais si I'on exerce sur le moteur une résistance dépassant une certaine limite, I'accord cessera entfe les deux machines et le moteur

e'srrêtera agsez brusquement'

SSION PÀB COUNANÎS

ÀLTENNATTFS 36I.

c'est que Ie travail produit n'est pas constant pendent la rotation. Le moteur passe par une série de positions dans lesquelles la réaction du courant sur le champ tend à favorisen la rotation, tandis que I'effet contraire se pro-

duit clans d'autres positions. Si donc on applique

au

moteur une charge inférieur.e à I'effet maximum qu'il peut produire, il marche d'une façon normale; mais, si I'on dépasse cette limite, les phases ne concordent plus, et comme la réaction entre I'induit et le champ n'intervient pas pour aider le mouvement, le moteur s'arrête. Il est donc nécessaire d'abord de mettre la machine en marche à vide de façon à lui donner I'allure correspondant au synchronisme de ses phases avec celles du courant. Il faut ensuite appliquer la charge avec modération, puisqu'un travail trop considérable peut produire I'arrêt. Dans ce cas la machine est suiette à s'endommeger; qar la force contreélectromotrice n'existant plus, Ie cour.ant peut prendre une intensité trop considérable. Aussi est-il prudent de

munir ces dynamos d'un mode d'accouplement qui les débraie quand la charge dépasse la limite normare. Tele sont les inconvénients de ces machines. Il faut encore y ajouter la nécessité d'exciter les inducteurs par une source étrangère. M. Ganz a levé cette dernière difficulté en combinant des moteurs dont I'excitation est produite par une dérivation dans raquelle le courant est redressé par un appareil spécial, après avoir été réduit à une tension moins élevée par un transformateur. $ 2t7. 2o iloteurs à champ alternatif. - Reporronsnous à la théorie de l'électro-dynnmomètre Q,2g). Nous ûvons vu que dans cet instrument le cadre mobile tourne, et que son couple de torsion conserve toujours le même signe, quel que soit le sens du courant. Or, une dynamo à

cou:lnt continu, alimentée par des courants alternatifs

2l

se

362

MANLEL PnÀ'TIQUE

nr l'Élncrnlcrnt{

qu'un électro-dynamotrouve dans les mêmes conditions produislnt un travail en donc tourner

mètre, elle peut

un grand inconvénient mécanique. Ces moteurs présentent naissance dans prennent dû aux courants de Foucault qui varianombreuses des ù, ,royrux des inducteurs par suite rendement' le beaucoup tions du courant, ce qui diminue donc peu employés' et on ne s'en sert

Ces appareils sont

que pour de faibles Puissances'

champ tournant' - Ce système 2228.3o Uloteurs à étabti le,principe

tr été imaginé par M' Ferraris qui 1 de même suivant : Quancl deux courants alternatifs d'un I'autre à pl.ioar, *"ù décalés I'un par rapport ir angle deux circuits disposés iourt de période, traversent champs magnétiques produits

droit, la résultante des deux p", ,fr.qu. circuit est un chump' magnétique tournant' d'intensitéconstante,etdevitesseangulaireuniforme'fai-Si durée d'une période' sant un toul' complet pe"dant la fermé sur luil'on met dans ce champ tournant un circuit induits' qui courants même, celui-ci devieni le siége de tendentàfaireto.r"n"rlecircu-itinduitdanslesensdela rotation du chamP. dessus d'un cercle Si l'on place o'i' *igt'ille aimantée au

subit une déviation parcouru par un courant constant' elle l'équilibre existe que telle et s'arrête dans une position terreltre' magnétisme du celle et entre l'action du courant

Avecuncourantalternatif,l'aiguillesubituneoscillation pûr I'unique nutour de la position de repos déterminée placée. drns un nction du magnétisme terrestre' L'aiguille vu précédemment champ constitué comme nous I'avons continu'

éprouve un mouvement de rotation nature traversant les Supposons deux courants de cette à angle droit (fig' 186)' conducteurs I\INP, ABC disposés de fer F de façon à ce qu'il puisse Si l'on Plnce or,

"yti"are

tnÀNslltsstôN PÂn CoUItaNîs ÀLÎËnNaÎlrs 363

tourner ilutour de la droite XY formée par I'intersection des deus plans, ce cylindre se met ir tourner, comme le faisrit I'aiguille airnantée; on obtient ainsi un moteur, dont ln partie mobile ne comporte ni enroulernent, ni collecleur, et n'a pas besoin d'être intercalée dans un circuit. Certains modèles d'électro-moteurs de faible puissance se composent

d'un cylindre en fer monté sur un arbre et revêtu d'une

ô

ÎH I

Fig.

186.

enveloppe en cuivre. Cette ilrmûture est placée ir I'intérieur du champ rotatif. Ce système piésente une grande simplicité, mais au clétriment du rendement. Aussi rernplace-t'on le eylindre massif et la chemise de cuivre par des enroulements combinés de mnnière à atténuer les courants parasites.

Ce que nous avons dit pour les couranls diphasés s'lpplique également à des courants triphasés. On emploie

364

MÀNUEL

pnarreur os r,'ÉLncrRtcrrN

alors trois circuits, et les courants sont décalés entre eux d'un tiers de période. Ces moteurs n'exigent aucune condition de synchronisme, comme ceu:c que nous avons examinés précédemment; ils se mettent en marche d'eux-mêmes comme ceux à courant eontinu, même sous charge. En cas de surcharge, le moteur ne s'arrête pas ; le nombre de tours dimiuue seulement en proportion. Divers procédés sont usités pour lt production du champ tournant : les uns transforment un courdnt alternatif ordinaire en deux courants alternatifs décalés d'un quart de période. Les autres reposent sur I'emploi d'alternateurs construits spécialement pour produire eux.mêmcs des courants polyphasés.

$ tr9. iloteur Brown. L'induit comporre un cylindre formé de disques minces de fer isolés, pour éviter la production de courants de Foucault dans la masse. Ces disques sont percés sur leurs bords cle'trous

parallèles I I'axe dans lesquels on loge des tiges de cuivre isolées du fer. Leurs extrémitées sont réunies entre elles par deux couronnes en cuivre. Les tiges et les couronnes

constituent I'enroulement qui est dit à lantente; et la rotation se fait plr suite des courants induits dans les tiges.

L'inducteur fise est placé concentriquement autour du cylindre. Si I'on se sert'de counrnts diphasés, I'inducteur comporte deux circuits destinés à produire le champ tournant. Si les courants sont triphasés, I'inducteur a trois circuits. Dans ce cas, les enroulements de I'induit peuvent être couplés soit en triangle, soit en étoile, et les extrémi. tés libres des trois enroulements aboutissent à trois bagues placées sur I'arbre. Ces bagues servent ir introduire des résistânces variables dans le'circuit induit, afin de réduire

ÎRAN8MISSION PAR COUBANTS ÀLTERNATIFS 365

I'intensité,

qui au moment du démarrage pourrait

être

trop forte et compromettre I'enroulement. 2230. Ilistribution des courants alternatifs triphasés. Système Dobrowolsky.- Reportons-nous i la description qui a été donnée de la dyntmo des ateliers d'Oerlikon $ ?g, et supposons qu'on ait adopté pour les trois enroulements de la machine Ie montage en étoilc; nous avons vu, $ 78, que dans un système de trois courants décalés d'un tiers de

périocle la somme algébrique des intensités passant

.

Fig.

à

187.

chaque instant dans chaclue conducteur est toujours nulle, chaque courant étant égal et de signe contraire à la somhe des deux autres, ce qui pérmet de les réunir en un point commun z (fig. 187). Comme les enroulements sont égaux et disposés tous cle la môme façon par rapport à n, la différence de potentiel est la même entre deux quelconques des conducteurs A,B, C; et, en disposant un conducteur n n,, ce dernier jouera avec chaque paire des conducteurs A, B, C, le même rôle que le {il compensateur dans le système Edison à 3 fils. On constitue donc ainsi un ensemble de trois circuits alternatifs à 3 fils; et de même que dans le systèrne Edison, le conducteur N ne transmet de courant que si les résistances sont inégales en A, B, C.

366

MANUEL pRATIeuE DE L'ÉLEcTRIcIBN

Grâce à ce fil neutre, on peut régulariser les courants A, B, C, indépendamment l'un de I'autre. Supposons le cas de la figure, dans lerluel chaque conducteur doit alimenter un nombre différent de lirmpes. En dispositnt des résistances R, R', R", on peut faire varier indépendammellt la différence

de potentiel entre chaque conducteur et N. Sans le fil neutre, on ne pourrait changer l'état d'un conducteur sans modifier aussitôt celui des autres. Les lampes, comme on le voit, sont reliées au ffl neutre et à chaque conducteur. $ 23t. Exemples d'installations, transmission électrique à Cassel. - Il s'agissait d'utiliser Pour l'éqlairage électrique de la ville une chute d'eau située à 6 km, La station génératrice comporte deux alternateurs l(app de 60 kilorvatts chacun. La ditfércnce de potentiel aux bornes est 2 000 volts à vide et 2 200 à pleine charge; la perte dans la ligne est donc t0 0/0. Les deux alternateurs montés en partllèle peuvent, suivant qu'il est nécessaire, marcher ensemble ou séprtrément. A Cassel, les fils desservent deux sous-stations montées en dérivation. L'une d'elles possède un moteur à courants alternatifs svnchrones qui met en mourement deux dynamos Brorvn à courant continu; ces machines sont montées en tension entre elles. La distribution se fait

donc par courant continu. La seconde station a aussi un moteur ir courants alternatifs et deus machines à courant continu; mais elle comporte en outre une bltterie d'accumulateurs montée en dérivation. Celle-ci a pour but d'obtenir une meilleure utilisittion du matér'iel que I'on peut ainsi faire travailler à pleine charge. Les deus stations sont reliées entre elles par les fils du réseau ; de sorte que le courant fourni par la batterie peut être envoyé duns la première stittion. Pour rnettre eu marche les moteurs synchrones 04

se

TRÀNSMISSION PAR COUNANTS

ÀLTENNATIFS

367

attelés aux sert deS ilccumulateurs. Ceux'ci sont' drns ce but, dynamos à courant continu qui actionnent les alternateurs' *otuu*, josqu'au moment oir leur vitesse devient égale à celle alors des allernateure de la station génératçice' On ferme le reçoit qui sur la ligne le circuit de I'alternateur-moteur la dynamo courant-ile la génératrice et actionne à son tour

à.courant

"oniirro,

au lieu d'être actionné par elle'

cette inss 232. Transmission Lauffen-Heilbronn. les emploie elle janvier 1892; en tallation a été inaugurée

-

courants alternatifs triphasés et alimente des régulateurs àr arc, des lampes I incandescence et des moteurs à champ tournant. La station génératrice esi établie h Lauffen. Elle comporte actuellemùt deux turbines actionnnnt chacune

-dyn"mo à courants triphasés, système B-"oY' Cette un. *achine' produit 4 000 ampères et 50 volts à la vitesse de 150 tours par rninute. une turbine seule fonctionne, I'autre sert de réserve. Les courants alternatifs sont atn€nés par 4 fils à un premier transformateur qui élève la tension de 50 ir 5 00ô volts. Ce courant de hrut potenti'el est enïoyé à Heilbronn' à une distance de 11 km' par 3 conducteurs en cuivre nu de 6 -* de diamètre Portés par des isolateurs à huile. Un fTl d'acier régnant sur toute la ligne et mis en communication avec la terre à chaque poteau sert de paratonnerre ir la ligne' A Heilbronn se trouve un 2' transformtteur qui ramène la tension à I 500 volts. Le courtnt est ensuite transmis ru centre de la ville par un câble concentrique à trois connrn2 ds section. Là il est ducteurs présentant chacun $Q réparti à une troisième série de transformateurs qui abonab-aissent la tension ù 100 volts ; la distribution aux à 3 fils' sYstème le par fait se nés Tout le l..,ng de la tigne sontplacés lt fils de 1'5'E de rliamèrre; relies ir Heiùronn ilYeç les 3 cfbles,

ils

com-

368

uÀNUEL pRÀTreuE t B L'ÉLEcrRrcrEN

mandent, à Lauffen, 3 voltmètres qui indiquent la tension au centre de distribution et permettent d'y maintenir le potentiel constant en réglant convenablement I'excitation. La perte de tension admise est en tout de 20 0/0, soit f0 0/0 pour la ligne et 10 0/0 pour le reste. Les moteurs destinés à la distribution de l'énergie sont du système Dolivo-Dobrorvolsky, ils ont des puissances variant de 350 watts à 4,5 kilorvatts. Cette installation n'est pas définitive; quand elle sera complèter'elle comprendra 3 machines produisant chacune 200 kilowatts. Pour ter$ 233. Erpdriences de Lauffen-Francfort. miner cette question, nous dirons quelques mots- des remarquables expériences qui ont été entreprises en t89l entre Lauffen et Francfort. Il s'agissait de transporter une puissence de 300 chevaux à une distance de 175 kilomètres au moyen de courants alternatifs. La dynamo, à courants triphasés, système Brorvn, est placée à Lauffen. Elle est sem-

blable à celle que nous avons décrite $ 79; elle est disposée pour produire dans chacun des trois circuits 50 volts et I 400 ampères, ce qui représente 200 kilorvatts. Ces courânts passent dans un premier transformateur. Là, la

tension se trouve élevée à 15 000 volts et peut même atteindre 25 000 et 30 000. Ces courants à haute tension gont envoyés à Francfort à travers une ligne aérienne comportant trois fils en cuivre nu de 4 millimètres de diamètre. Les fils sont portés par des poteaux à I'aide d'iso-

lateurs au pétrole du système Johnson-Philips. En arrivant à Francfort, les courants passent par un second transformateur semblable à celui de Lauffen, dont le but est de diminuer leur tension et d'augmenter leur intensité. Sur le circuit secondaire des transformateurs on obtient donc des courants alternatifs triphasés à basse ten-

TRANSMISSION PAR COUNANTS

ÂLTERNATIFS 369

sion que I'on peut utiliser pour alimenter des lampes ou pour mettre en mouyement des moteurs à courants alternanatifs triphasés.

Les transformateurs comportent trois noyaux en fer doux sur chacun desquels sont disposés deux enroulements, I'un à gros fiI, I'autre à fil fin. Pour résister aux tensione élevées dont on fait usage, les transformateurs sont plongés dans un bain d'huile.

La question intéressante dans ces expériences était de déterminer la limite des tensions auxquelles on peut sou-

mettre une ligne portée sur isolateurs à pétrole. Le nombre d'isolateurs entre Lauffen et Francfort s'élevait à environ f 0 000; le potentiel a été poussé jusqu'à 30 000 volts et aucun accident ne s'est produit. Ces exemples et les nombreuses installations établies déjà jusqu'à ce jour montrent tout le parti qu'on peut tirer des courants alternatifs. Cette question, tout à fait récente,

a accompli, comme on le voit, de grands progrès en peu de temps, et il est probable qu'elle permetma de résoudre dans le transport de l'énergie bien des problèmes qui jusqu'à présent ont semblé inabordables.

et des couLes courants continus, employés à basse tension ne présentent aucun danger, ce qui permet de simplifier la canalisation, mais ils ont I'inconvénient d'exiger des conducteurs de fort diamètre, ce qui limite la zone d'action. Ainsi le système à deux conductêurs ne comporte guère un rayon dépassant 500 m. Ce fait oblige $ 234. Comparaison des courants Eontinus

rants alternatifs.

lcs stations centrales à s'installer au milieu même du quartier à éclairer, c'est-à-dire en des points où le terrain coûte toujours très cher. Le système à trois fils permet d'étendre cette limite à | 200 m. l\Iais ln clépense est toujours considn."Ot*. Or.

370

ITANUEL PnÀTTQUE DE L'ÉLECTnTCTEN

On est arrivé à obtenir des tensions de 2 000 à 3 000 volts. Mais les dynamos à courant continu se prôtent peu à des tensions aussi élevées par suite de la disposition de I'enroulement et de l;r nécessité d'un collecteur. Au contrlire, les rlternateurs permettent de produire des potentiels très élevés, ir cause de la constitution de leur armrture dont les différentes l)arties sont entiôrement séparables et dont chacune n'engendre gu'une frlction de la tension totale. I)tns ces machines, I'absence de collecteur, la fixité de I'armature et la rotation du champ magnétique font disparaltre quelques inconvénients des dynamos à courant continu tels que la production d'étincelles, et I'usure des palties frottantes. Les moteurs à champ tournant, étant des appareils à circuit induit métalliquement fermé, ne peuvent donner naissance à aucune étincelle d'extra-courant ni à aucune rupture dangereuse; la seule interruption nécessaire est celle du commut{rteur de mise en marche et d'arrêt, et comme elle a lieu en un point spécial oir toutes les précautions peuyent être prises, il y a peu d'accidents ir redouter.

Les alternateurs procurent facilement des potentiels extrêmement élevés; nous avons vu précédemment dans des expériences la tension monter jusqu'à 30 000 volts. Cela permet d'employer des conducteurs de faible diamètre et d'augmenter beaucoup le rayon d'action; on peut établir I'usine loin des quartiers polluleux I enfin, on a la fucilité dans quelque cas d'utiliser des forces naturelles, comme des chutes d'eau, qui sont gérréralement à une certaine distance des villes Mais si le conducteur a I'arantage de présenter un faible diamètre,

il exige, plr contre, un isolement parfait,

et

l'économie réalisée sur le cuivre peut être compensée parfois, dans les conducteurs souterrains, par les armatures ou les travaux de conduite qui deviennent nécessaires, Les

TNÀN8MISSION PÀN COUNANTS

ÂLTERNATIFS 37''

avant de distribuer le hautes tensions sont dangereuses' et

des transformacourant, on doit réduire la tension dans n'exigent' it inertes' complètement teurs; ces appareils, ont un rendement qui est vrai, aucun travuil mécanique et complication' En peut s'éiever âr 95 0/0; mais ciest làr une baisse beaucoup outre le rendement des transformateurs pour lequel ils quand ils ne produisent pas tout le travail

ont été consruits. simple et éco' Les alternateurs sont d'une eonstruction quand il difficultés no*iquu; mais ils présentent quelques

comme nous I'avons fuut lËs accoupler *o, u" rnême circuit' ils ont un rendeplus' De ïu en parlant de ces machines' continu' courant à ment moindre que celui des dynamos

donnent une lumière plus faible proLes lampe, à "r, avec les couranls portionneliement à l'énergie consommée ce que' avec un à tient Cela autres' alternatifs qu'avec les la partie supéir placé positif charbon courant continu, le surface portée cette cratère' en creuse se rieure des lampes

très intenses ir l'irroandescence envoie des rayons lumineux une grande donnent et cône de forme en qui s'épanouisscnt

convenable; q,r".rtite de lumière dans la direction la plus se forme pas' ne cratère ce alternatifs cotrrants les avec accumulaLes courants continus servent à la charge des altercourants teurs el, aux opérutrons électrolytiques' Les ils usages; à ces être employés'àirectement nutifs ne peuvent

continu. doivenf êire préalableruent iransformés en courant complicaune Cette transformation nécessite touiours tion et elle entraîne une perte de travail'

*

SIXIÈME PARTIE S0IINERIES ÉLECTRIQUES, SIGNAUX, TÉLÉPEoNES, INTLAMUATION DES TORPITTES ET DES }IINES

CHAPITRE PREMIER SoNNERIES Ét ucrRIQuEs Les modèles de sonneries électriques sont très nombreux. Nous n'en ferons pas ici la description détaillée, nous nous bornerons à exposer les principes sur lesquels ellcs reposent; nous ne nous attarderons pas non plus à décrire en détail tous les appareils accessoires, boutons, contacts, commutateurs' etc. Il suffit, en effet, d'en indiquer le principe; ces appareils sont généralement fort simples, et les détails de construction par lesquels ils diffèrent seulement n'offrent pas grand intérêt. appareil (fig' 188) $ 235. Sonnerie trembleuse. - Cet se compose d'un électro-aimant EE; I'armature A, à laquelle est relié le marteau de la sonnerie, est attachée à ur, ,..*ort R. Celui'ci est fixé à une équerre en fer MM qui porte les noyaux des bobines, et il se recourbe un peu en arrière de l'armature, de façon à ce que, dans l'état de repos, il appuie contre une vis de contact e isolée de la plaque de fond per un petit disque en ébonite. Aux deux Lottt.* B, B' on fltttchc lcs fils de la pile, Bt communique

374

MANUEL PnATIQUE On r,'ÉlrcTnrcrnN

par un lil avec le contact e, Le Iil partant de B vient s'enrouler sur l'électro-aimant, puis il s'attache à la vis rz lïxée au bâti. Si I'on envoie le courant ru moyen d'un bouton d'a1lpel, il suit le chemin B, E, m, A,e, B'; les bobines s'aimantent et attirent leur armature A. Le contact se trouve donc rompu avec e, et le courant s'arrête. Le ressort R ramène aussitôt I'armature

dlns

sa position

primitive,

et le courant reparaît. On produit ainsi sur le timbre une série de chocs très rapprochés tant que le courant dure.

Il

faut avoir soin, pour

cette sonnerie, que Ie marteau ne touche jamais le timbre à l'état de repos. Il suffit pour cela de recour-

ber plus ou moins la tige Fig.

188.

i

en laiton. Ce réglage se fait

à ll main sans difficulté. La disposition de cette sonnerie peut vrrier de bien des manières. Tantirt le timllre est placé à la partie supérieure, tantôt sur Ie côté de lt boîte. L'électro-aimant varie lussi suivant I'intensité du son que I'on désire et la prace que I'aPpareil doit occuper. l\luis le principe esr toujours Ie même et les changements ne portent que sur des détails sans importance.

on cloit agir sur des S 236. Sonnerie à relai. - Quand timbres de grande dimension exigeant des courantg . assez ftrrts ou sur des sonneries placées à longue dis-

ôto

soNNERrEs ÉlÉcrnrquus

tance, on ne se sert pas directement du courant de Ia pile, ce qui exigerait un nombre trop considérable d'éléments.

Mais on I'envoie dans un relai qui, en llroduisant un contact, met I'appareil en communication avec une pile locale, dont le nombre d'éléments peut alors être rétluit à son minimum. $ 237.

Sonnerie polarisée.

-

Les sonneries que nous

avons passées en revue supposent I'emploi de courants continus, comme ceux d'une pi[e. Nhis quand on se sert de courants alternatifs tels que ceux qu'on obtient avec des inducteurs magnétiques (S 240), on doit employer la sonnerie polarisée. Elle se compose d'un électro-aimant lI M (fig. 189) alimenté p:rr

les courants de la ligne, dont les lils s'attachent aux bornes rr, ô. Bntre les pôles r, r

Fig.

189.

oscille une armature A en acrer aimanté mobile autour d'un axe m et portant ir son extrémité le marteau K. Les pôles r, r changent de signe à chaque variation de sens du courilnt, et I'armature se trouve alternativement altirée ou repoussée pnr le même pôle. Les effets des deux pôles s'njoutent et le choc est renforcé. Deux vis permettent de régler à r'olonté l'écartenrent des deux pirles de l'électro-aimant.

Cette sonnerie s€ comS 238. Sonnerie à un coup. pose d'un électro-aimant alimenté par le courant de ligne. L'armature en fer doux qui llorte le marteau est fixée à un ressort qui tend à l'éloigner de l'électro-aimant ; et elle vient buter, ir l'état de repos, contre un arrêt qui limite sa

3?6

uaNUEL PRÀTIeuB DE L'ÉLEct*rar"n

course. Quand le courant passe, l'électro-aimant agit sur

I'armature, et le marteau frappe un coup sur le timbre. Quand le courant cesse, le ressort ramène I'armature à sa position première.

Il existe d'autres lesquelles le marteau est mis systèrnes de sonneries dans $

239. Sonneries pour signaux

en marche par un mouvement d'horlogerie. L'électricité n'interryient que pour agir sur un échappement qui maintiont les roueges au repos. C'est un ressort ou un poids qui produit la force motrice nécessaire. Ce système est nécessairement compliqué et cher, aussi n'est-il employé que dans quelques cas spéciaux; par exemple, sur les chemins de fer, on s'en sert pour indiquer le départ ou le sens de la marche des trains au moyen de sonneries convention-

'

nelles. Ces signaux devant être entendus de loin, exigent de puissantes sonneries, on ne peut donc pas penser à utiliser les courants mêmes fournis par la station d'appel souvent assez éloignée et I'on doit recourir à I'expédient que nous avons signalé. Les cloches Siemens et Léopolder sont basées sur un principe analogue.

!i 240. Sonneries

électro-megnétiques. Inducteur

On a cherché à supprimer les piles pour la Siemens. manæuvre des sonneries et à leur substituer des machines d'induction. C'est que toutes les piles ont quelques inconvénients qu'on ne peut éviter. Il faut les entretenir, les maintenir en état de propreté, surveiller les contacts. Bn outre, pour les communications à grande distance, le nombre des élements doit être assez considérable. Les courants produits par des machines d'induction ont I'avantage de donner une grande force électromotrice sans exiger une dépense de travail considérable; ils conviennent donc lrès bien pour les longs circuit s.

soNNEnIEs

Ér,rcrntqurs

377

L'inducteur Siemens est une petite machine magnétoélectrique formée d'une bobine E tournant entre les pôles de 12 lames d'aimant en fer à cheval A; b, I,t sont les frotteurs et B, B les boutons de contact. La manivelle M, qui est folle sur son axe, entraîne I'engrenage de la bobine par un cliquet et une roue à rochets. Pour un tour de la manivelle, la bobine en fait six, et le bâti est disposé pour arrêter la manivelle lorsqu'elle a fait un demi-tour. Quand

Fis.

on tourne dans

le

ç_|G 1#.*

sens inverse

à

I'encliquetage, on ne pro-

duit aucun mouvement dans la bobine. Mais si I'on fait un demi-tour dans I'autre sens, on donne lieu à une émission de courant.

$ 241 Boutons d'appel. Ces appareils servent à actionner les sonneries en établissant momentanément la fermeture du circuit électrique. Ceux qui sont destinés aux usages domestiques sont généralement formés de deux lames dc ressort f, f' éloignées I'une de I'autre

378

IûÀNUEL PRATIQUD DE L'ÉLECIRICIEN

comme l'indique la fig. 191, et dont le contact est établi par un petit bouton en matière isolante que I'on presse avec le doigt. Chaque lame est reliée ir un bout du lil de ligne. Le tout est contenu dans une boîte qui sert de socle, et que I'on peut accrocher à un mur ou poser sur une table. Lorsqu'on a plusieurs sonneries à commander d'un Fis. 19t. même point, les boutons sont placés tous ensemble sur une même .plaque avec des numéros correspondant à chaque sonnerie. Une précaution importante ir observer est de maintenir toujours les deux ressorts éloignés I'un de I'autre à l'état de repos. Ce réglage se fait à la main. Il faut veiller aussi à ce que les surflaces de contact cles ressorts soient toujours bien nettes. Les ressor"ls se font généralement ayec des lames en cuivre munies de conlacts argentés ou platinés. Les boîtes sont en bois, en corne, ou en ébonite. Les boutons se font en os, en ivoire, en ébonite.

INSTALLATION DES SONNERIES

L'installation d'une sonnerie électrique, fort simple dans les cas ordinaires, devient quelquefois assez compliquée. C'est que I'on doit toujours viser à économiser le {il dont le prix d'achat et la pose représentent une somme assez élevée. Quand on a un grand nombre d'appels à placer

dans les différentes pièces d'une maison, que chacun d'eux doit actionner plusieurs sonneries à Ia fois et que I'on veut en même temps contrôler le service, la question n'est pas tou.iours d'une grande simplicité. Nous allons décrire les différents cas lue I'ort rencontre dans la pratigue,

soNNEBrEs

Ér,ncrnrquns

g7g

Nous nous bornerons à indiquer par des figures schématiques les dis|ositions à suivre dans res cal généraux.

Fig.

Bn les combinant

1e9.

ensemble, on arrivera facirement

résoudre Ia plupart des guestions qui se présentent.

à

1. Installation d'une sonnerie sur un ou S 242. plusieurs- appels. tg2 représenre certe dispo_ - Lapfigure sition : S est le timbre, la pile, A le bouton d,appel.

Fig.

193.

Il n'est pas nécessaire de donner d'autre exPrication.

Si maintçnant en ygut agir sur la mêmç ççnnerie

ayeç

380

MÀNUEL PRÀTIQUE

nn l'ÉlrcrnlclgN

d'intercaler les autres boutons illusieurs appels, il suffit les it, At' en dérivation sur fils de ligne mn, nY' comme I'indiquent les traits en pointillé' pluEntin si I'on désire càmmander une sonnerie par dispeut on fil unique' d'un sieurs appels en se servant souLa 193' figure la I'indique poser le Àontage comme de la ,r.riu et la pile sont reliées h la terre' L'inspection bouton chaque rr rt raccord du figure montre qu'au moyen agit isolément sur le timbre'

Installation de plusieurs sonneries lonctonnantSurunseulappel._Cettedispositionestindiq;eu ngu"e t94. Les trois sonneries S, S', Srr sont placées 243.

-

2o

soin que en dérivation sur le circuit mnt æy' Il faut avoir si I'une car résistance même ; les sonneries soient de ilutres' les que résistance de plus d'elles offrait beaucoup insuffisant' être pourrait y passeruit le courant dérivé qui plusieurs sonneries pnr un seul on a ir Quand

""iiorr,,u"

la ligure appel, on peut encore employer la disposition deen placées sont St' S', S, sonneries les f'gà a"n. iaquelle

soNNEnlBs

tension. La totalité

I

ÉLncrntQuss

du courant traverse

381

successivement

toutes les sonneries. Mais dans ce cas, il faut qu'une sonnerie seule soit munie d'un interrupteur I dans toutes les autres, l'électro-aimant est fermé et relié directement à 11 ligne sans I'intermédiaire du levier qui actionne le marteau. 30 Installation de plusieurs sonneries disS 2U. tinctes commandées d'un même point. - La figure 196 indique quatre sonneries S, S', S", S"', que I'on veut

actionner séparément d'un poste central. On dispose en ce point un bouton d'appel unique A et un commutateur M.permettnnt de fermer le circuit sur I'une des sonneries et sur le fil de ligne; on peut encore lllucer en ce point un tableau T comprenant 4 boutons d'appel numérotés auquel aboutissent les différentes lignes, comme I'indique le tracé en pointillé. Toutes les sonneries communiquant à un fil commun de retour sont indépendantes I'une de I'autre. 4o lhstâllation de sonneries pour demande A 245. On désire quelquefois, quarrd on a sonné, réponse. et savoir si la personne appelée à reçu I'appel. La fig. Lg1 indique la disposition qui convient dans ce cas.

-

-

382

illr'ltrnr, pRAîrertÉ nn r,'Élncrnrclrt

Dans chaque poste on place un bouton et une sonnerie. no I pour appeler, presse le bouton A actionnant la sonnerie S'; le no 2, pour répondr.e, agit sur le bouton a

Le

Fig.

196.

qui met en mouvement la sonnerie S. On peut donc moyen de trois fils seulemcnt résoudre le problèrne.

au

Lorsque la distance des deux postes est très grande,

ce

qui a lie', par exemple, quand ils sont situés aux deux

SONNERIES

3s3

ÉlncrntqUÈs

extrémités d'un chantier de construction, à réduire la dépense en fils.

Fig.

il

faut chercher

197.

La lïgure 198 montre comment les deux postes peuvent montés sur un fil unique LL. Chaque poste comprend

êre

384

uaNUEL pRÀTreuE

ns l'Ér,rcrnrcrEN

uRe sonnerie S ét une pile P réunie d'un côté à la terre. L'autre pôle de la pile et la seconde borne de Ia sonnerie

sont reliés à un commutateur C à deux directions placé sur la ligne. Les deux commutateurs étant dans lc position indiquée par la figure, le no I peut appeler le no 2 ; puis il met son commutateur dans la position d'attente, c'est-àdire en communication avec la ligne L et la sonnerie S. Le no 2, pour répondre, réunit par son commutateur la ligne L à la pile P'. Puis chaque poste reprend la position indiquée par la figure.

246. Iustallation de sonnerie avec tableau indica- Dans un service compliqué, comme celui d'un hôtel, d'un établissement de bains ou d'une adminisFation comportant un grand nombre de bureaux, il est indispensable que la personne appelée ne soit pas exposée à confondre les appels. C'estdans ce but qu'ont été imaginés les $

teur.

leau;t ind,icateurs. Prenons pour exemple un hôtel. Les lils de toutes les chamhres viennent aboutir à un tableau placé dans J'antichambre. Quand un coup de sonnette se lait entendre, le domestique voit apparaitre sur ce tableau le numéro de la charnbre oir I'appel s'est produit. Alors, en appuyûnt sur un bouton, il fait disparaitre ce numéro,et I'appareil est replacé dnns les conditions primitives ; il est disposé à recevoir. un nouvel appel. Les appareils destinés à cet usage doivent être très faciles à manæuvrer, il firut qu'il résistent aux trépidations de toutes sortes, et ln même pile doit su{fire au tableau et à une sonnerie unique desservant toutes les chambres. Le mécanisme des tableaux est toujours manæuvré par des électro-aimants traversés llar le courant. Nous verrons dans le chapitre consacré aut postes .centraux des térétaÛ

phones une disposition de ce genre,

et

I'appareil

de

EoNNERTEg

Ér.rcrnrqurs

985

déclanchement à lapin que nous décrironsr peut très bien être employé dans le cas actuel. Voici une autre dispositio" (fig. tgg). L'appareil se compose d'une boîte en bois ferrnée par un couvercle à charnière qui est muni d'une glace. La surface intérieure du verre est recouverte d'une couche de peinture épaisse, P;fê+

t------------.1------l Iu_____ __f--1_ _ ____ __ J Fig.

109.

sauf quelquep petits carrés transparents qui y sont ménagés et derrière lesquels doivent apparaltre les numéros. Le numéro inscrit sur une petite plaque très légère est porté par une aiguille aimantée mobile sur un axe horizonlal et maintenue en équilibre entre les bobines d'un électro-aimant. Les pôles de l'élecro changent avec le sens du courant, I'niguille aimantée se trouve donc attirée à droite ou à gauche, et le numdro qu'elle porte se montre au guichet ou disparaît. Un bouton placé en bas du crdre, et nommé repoussoir, agissant sur un contact disposê comme celui des boutons d'appel, sert de commutateul,. Pour deux nurnéros, la boîte contient 5 bornes i m s'attache au {il positif de la pile, n au fil négatif, p se relie à

386

MANUEL PRÀIIQUE DE L'ÉLBcrRlclEN

la sonnerie,

t

et 2 sont en communication avec les {ils {es

chambres.

Quand on presse sur ur bouton de contact 41, pflr exemple (lig. 200), le courant pénétrant dans la boîte par

I I I

nl

l'ig.

200.

"11,1'lJ.

la borne I vient agir sur l'électro-airnant du

tro

l, et le

numéro apparaît au guichet; le courant pout'suit son chemin par la borne p et va actionner Ia sonnerie. Le domestique prévenu presse alors le repoussoir R (fig. 190) ; le courant entrantpar la borne m vient en sens contraire agir sur l'électro-aimant, et il s'échappe par la borne n. Le numéro disparait du guichet, et I'appareil est tout disposé à recevoir un nouvel appel.

soNNERtEs

Éwcrntqurs

387

La figure 200 représenle une sonnerie s cornmrndée par trois boutons d'appel A,, A2, A3, avec untableitu indicateur de 3 numéros. comme on le voit, chaque bouton est relié tu tableau par un lil unique embranché sur le fil positif du circuit principal.

s24T.Instaltation avec deux tableaux indicateurs dis. tinCts marchant ensemble. Il est quelquefois nécessaire qu'un même appel se produise à la fois en plusieurs poittts. C'est le cas d'un hôtel oir les domestiques doivent

ôtre prévenus en même temps que le bureau. En voici un exemple

:

Supposons que, dans un hôtel, on veuille placer un tableau au rez-de'chaussée et I'lutre flu le' étage, de manière à ce qu'ils manæuîrent ensemble, c'est-I-dire que les mêmes numéros apparaissent et disparaissent à la fois, et que les deux sonneries fonctionnent également ensemble. La figure 201 montre comment on peut cllsposer Ie montage.

Les deux fils partant de la pile BB, NN sont reliés aux tableaux et aux sonneries comme on I'a vu dans le paragraphe précédent. Les deux tableaux sont réunis entre p"r des fils rattachés aux bornes de mêmes nurnéros, "o* .t .u. leiquelles s'cmbranehent les conducteurs des boutons d'appel. Le courant fermé sur un bouton d'appel se

dérive sur chaque .tableau et s'échflppe par la sonnerie correspondante. Une ligne Iy relie en outre les deux tableaux; elle sert ù mettre en communication les deux repoussoirs. on voit à I'inspection de lil figure que chaque bouton A1' A2' Ao commande à la fois les deux tableaux et les deux sonneries. Quel que soit le nombre des numéros, it y a foujours dans les deux tableaux quatre bornes réser' véLç I'une au pôle positif, I'rutreau pôle négatif de la pile,

388

MANUEL pnaTrQUE

nu l'ÉucrnrcrnN

Ia troisième à la sonnerie et la quatrième au

lil de conjone-

tion.

a1

[--

+

I I I

I I

I I I I I

Rcx. de Chauuée

I

I

I I

I I

I

I I I I I

Bl

.1, 'ï' l,l, :

l

Fig.

201.

t I I I

l'--

--.4, I I

-1- II I

I

390

MANUaL nRaTIQUE DE L'ÉLEcrnrcrEN

$ 248. Installation avec tableaux Indicateurs et tableaux répétiteurs. - Dans quelques hôtels, on dispose ir chaque étage un talrleau indicateur tel que ceux que nous avons décrits, et dans Ie bureau on met un tableau répétiteur, dont le rôle est d'indiquer simplenrent l'étage oir I'appel a été fait. Il y a donc dans ce dernier tableau autant de numéros que d'étlges dans I'hôtel. Tant que le directeur voit le numéro de l'étage, il sait que le service n'a pas été fait et i[ peut appeler un domestique. Car ce numéro disparaît aussitôt que I'employé, agissant sur. le repoussoir, signale que l'appel a été entendu par [ui. La Iigure 202 représente une installation de ce genre. Au 2" étage nous avons, par exemple, un tableau indicateur de deux numéros. Au 1"', un tableau indicateur de trois numéros. Enlin un tableau répétiteur est placé au rez-de-chaussée. Le montage pour chaque tableau indicateur se fait .comme nous I'avons déjà vu précédemment.ll faut seulement mettre chaque tableau en communication avec le répétiteur,

ce qui se fait au moyen des bornes f, f'; le fil correspondant sert pour la rnanæuvre des repoussoirs I c'est par une dérivatio.n sur le fil de sonnerie que se fait I'apparition des

numéros.

Il est imporS 249. Intercommunication des trains. tant que, dans un train de chemin de fer, le conducteur garde-frein -"oit rnis en communication avec le mécanicien, pour donner, en cas d'accident, le signal d'alarme. Bien des systèmes ont été proposés dans ce but. Les premiers moyens ont été assez rudimentaires. On a essayé un tube de caoutchouc régnant sur toute la longueur du train et

portânt, comme les tubes acoustiques,

un

sifflet

et

un

pavillon. Mais le bruit produit par Ia marche du train empêchait d'entendre la voix. Du reste un pareil procédé ne serait

ÊoNNEnrns

Éwcrnrqurs

391

plus applicable aujourd'hui. Car la question s'est beaucoup compliquée. Il ne s'agit plus seulenrent de faire comnruni-

quer ensemble les agents placés en tête et en queue du train. Ce que I'on demande maintenant c'est que chaque compartiment de voyûgeurs lluisse trilnsmettre un appel au conducteur en cas de danger. L'éleutricité a permis de résoudre le problème d'une façon assez pratique, et le système Prud'homme, gue nous

Fig.

203.

allons passer en revue, est employé par plusieurs compagnies.

La {igure schématique 203 indique la théorie de I'appa-

reil, tel qu'il est appliqué au Nord. Les fourgons de tête et de queue étant supposés en F e[ Ft, et les rvagons en \M, W', \\itt, deux fils isolés I'un de I'autre règnent sur toute la longueur du train : le premier, qui communique aux 1lôles positifs des piles aboutit à la terre, le second sert à relier les pôles négatifs et se nomme fi.t cle nain 1 les boutons d'appel \M, W'... des wagons sont disposés sur les deux Iils entre lesquels ils peuvent établir des communications momentanées. Des commutateurs C, C'sont placés dans les fourgons; en temps rrormal ils sont disposés tous les deux comme dans la figure; C' est la position d'attente. Si I'on tourne le commutateur C de 90", Ie circuit est fermé, la sonnerie S' agit, et S, qui est hors circuit, ne marche pas, Si, maintenant, les deux commutateurs étant

392

MaNUEL PnÀTIQuE DE L'ÉLEcTRIcIEN

dans la position d'attente, on agit sur un bouton W, les deux sonneries marchent en même temps. On voit donc que les deux employés lleuvent correspondre entre eux, et que chacun d'eux est en communication avec tous les wagons du train. Quand les deux commutateurs sont dans la position d'attente, les deux piles étant opposées par les pôles de même nom n'exercent aucune action. Il faut Pour qu'un courant agisse qu'une dérivation soit opérée entre les deux fils.

La jonction à la terre se fait p'ar le rail, avec lequel coltrmuniquent les branchements par I'intermédiaire des châs' sis, des ressorts et des roues des u'agons. Sur la ligne de I'Est,la disposition est un peu différente, quoique le principe soit le même (fig. 204). La communica' tion à la terre a été supprimée. Deux fils isolés règnent respectivement de chaque côté du train. Le premier réunit les pôles positifs des piles I le second, les pôles négatifs. Dans chaque fourgon F, Ft sont Plàcés une pile, une sonnerie et un commutateur C. Dans les rvagons sont des boutons d'appel'W, Wt, \M?t...

Il

est indispensable que les lÏls de même nom soient r"attachés aux mêmes pôles des piles; I'inspection de la ffgure montre que, sans cette condition,l'appareil ne pourrait pas marcher. On voit qu'en agissant sur un commutateur placé

soit dans un wagon, soit dans un fourgon, on fait fonctionner les sonneries de chaque ftrurgon, et que sans cela elles restent immobiles.

Eo^r..NERTES

Éwcrnrqurs

393

Le commutateur des fourgons a quelque analogie avec la clef Morse. C'est une manette sur laquelle on peut exercer avec le doigt une pression plus ou moins prolongée, de façon à produire entre les deux postes des signaux conventionnels.

La. disposition des commutateurs destinés aux wagons varie avec les compagnies. Ce détail n'o[l're prs un grand intérêt et nous étudierons seulement le. système adollté au Nord pour que le chef de train puisse, sans recherche, voir de quel compartiment est venu I'appel. Dans la cloison du wagon est placée une tringle horizontale qui dépasse de chaque cirté la caisse du rvagon et qui porte un voyant. La tringle est munie d'une manivelle qui permet de la faire tourner de 90o, et à laquelle est suspendu un anneau. Au bout de la tringle est installé un commutateur en communication avec les lils de la pile. Si un voyageur agit sur I'anneau, la tringle tourne, le commutateur ferme le circuit, et les sonneries marchent. En mêrne temps, Ie voyant, qui à I'état de repos se 1lrésentait par la tranche, apparaît dans toute sa surface et indique le p'oint où le conducteur doit se rendre. Ce dernier, en faisant toumer le voyant, replace les choses dans la position normale. Les piles formées de six éléments Leclanché sont placées dans des boîtes ou des paniers en osier à deux coûlpartiments, dont I'un contient la pile, I'autre la sonnerie, et qui sont suspendus aux parois des fourgons. Il'reste une dernière difficulté à résoudre. C'est d'assurer la continuité des lignes dans I'accouplement des 'wagons. En outre, il faut que, si un attelage vient à se rompre en route, les employés en soient prévenus. Voici comment la question a été résolue : . ' L'un na,

des conducteurs (lÏg. 20b), le positif, par exemple gui est formé d'une corde çn lil de çuivre recouvert de

394

MÀNUEL pnarreuE DE L'ÉLEcrnIcIEN

gutta-percha, se termine par un enneau a. Pour faire I'attelage, on I'accroche à un crochet de cuivre C fixé à la traverse du rvagon suivant. Le crochet est adapté à un fort ressort barillet. Avant I'attelage le crochet est maintenu vertical pnr ce ressort et alors

r

il rient

presser contre

un téton û qui est relié au conducteur négatif du

\\'agon. Quand I'attelage

est fait, l'épaisseur

de

I'anneau écarte le crochet C du téton ô. Si I'un

des rYagons reste en route, I'anneau a violemment tiré quitte le crochet, qui vient frapper et établit la communila sonnerie des fourgons se firit 1.,

cution entre les deux lils; alors entendre. Pites. Pour les S 250. Détails d'installation. sonneries domestiques qui n'exigent pas de . courants alternatifs,' l'électricité est toujours fournie par des piles.

Les éléments que I'on emploie de préférence sont ceux

de

Leclanché à vase poreux ou à lame de charbon aggloméré. Comme nous I'itvons vu $ 45, ils ont I'avantage cle consom' mer seulement quand le circuit est fermé. Il est vrai que ll dépolarisation n'y est pas obtenue d'une manière parfaite. Mais comme les sonneries marchent toujours âYec de nom-

breuses intermittences, cet inconvénient n'a aucune influence. Ordinairement les éléments sont disposés dans des boîtes fermées que I'on place dans les sous'sols, afin d'éviter l'évaporation trop rapide du liquide. Nous nvons déjà parlé des précautions à prendre pour I'entretien des piies; ttou. ne reviendrons pas sur ce sujet. La guantité d'éleçtricité sécessaire Pour mettre en

soNNERrEs

Élnctnrqurs

395

mouvement une sonnerie de dimension ordinaire est toujoùrs très faible, sauf dans quelques cas, par exemple, pour actionner de grosses cloches à signaux. Aussi les éléments de pile ne sont jamais accouplés en quantité, et on leur donne de petites dimensions. On n'a à compter qu'avec la

résistance de l'électro-aimant et celle de la ligne, et les éléments sont toujours disposés en tension. En pratique, ou ne met iamais moins de deux éléments sur une sonnerie commandée par un bouton d'appel, quand même le circuit n'aurait qu'un développement très faible, afin d'assurer le fonctionnement de la pile. on compte ordinuirement un élément Leclanché par longueur de b0 mètres de fiI. Ainsi trois éléments su{lisant pour actionner une sorrêrie sur un eircuit de 50 mètres, pour une ligne de 200 mètres, on mettra 6 éléments.

.

Lorsqu'on se sert de tableaux indicateurs, on doit

eompter environ

f

d'élément par numéro.

si I'on calculait théoriquement lil force électromoffice de la pile, on arriverait à des chiffres beaucoup plus faibles, mais il vaut mieux augmenter un peu la dépàns" première pour la pile et assurer le bon fonctionnement de I'installation, d'autant plus qu'on n'opère pas sur des appareils de précision; les timbres laissent quelquefois à désirer sous le rapport de la construction, les fils sont isolés cl'une façon imparfaite et I'entrer,ien est confié à des personnes souvent

fort incompétentes.

Fils conducteurs. Pour I'intérieur des appartements, - cuivre on emploie du fil de rouge que I'on garnit d'une matière isolnnte formée d'un encluit de poix, bitume et gomtne-laque ûvec couverture de soie ou de coton. cette e,nveloppe su{lit pour des nrurs bien sees. Nfais quand on désire un isolernent plus parfait, lorsqu'on se trouve dens des endtoits humides, cornme des constructions neuves, on doit etnployer comme isolant la gutta-percrra. Le lil

396

MÂNUEL PRaTIQUE DE L'ÉLEcrRIcrEN

recouvert de cette matière est ensuite enveloppé de soie ou de coton, pour empêcher Ie conducteur de se dénuder quand la chaleur ou I'humidité désagrègent I'enduit isola' teur. Lorsque les fils sont nombreux, il est bon de leur donner des couleurs clifférentes pour qu'on puisse facile' ment en suivre le parcours sans s'exposer I les confondre. Pour les parties extérieures et pour celles qui sont placées sous les planchers, il est bon de les garantir par une couche de plomb. On fait alors des câbles comprenant plusieurs fils et contenus dans le même tube de plomb, comme nous le verrons ir propos des conducteurs téléphoniques.

Pour les fils de cuivre, les diamètres généralement adoptés sont les suivants

:

0,9 millimètre, qui sert pour les communications à établir dans les appartements; 1,0, - l-rL, - l',2, qu'on emploie pour les conducteurs généraux, les colonnes montantes.

Le tableau (p. 246) donne le diamètre des fils de cuivre avec leur poids et leur résistance électrique.

Pour les conducteurs placés à I'extérieur' on emploie des fils de fer galvanisé ; il en existe une grande variété

dont les diamètres et les poids sont exposés dans

le

tableau no 11 (APPendicc).

Pour des distances ne dépassant pas 50 mètresr on emploie généralement le fil de 1--,,8 de diarnètre. Pour les grandes distances on se sert de fil ayant de 2 à 2-',6 de àiarnètre. Ces conducleurs sont placés, cornme ceux des télégraphes et des téléphones' sur des poteaux, des conSoles ou des cadres en bois avec interposition d'isolateurs en porcelaine.

Les fils de cuivre se posent le long des murs dont ils suivent tous les contours. Pour les {ixer, on fuit usage de

soNNERrEs Élncrnrquus 39? petits crochets et de pitons en fer émaillé dont on se sert poul les angles et les coins. f)ans les parties planes on emploie de petits manchons à gorge en os, Iïxés au mur par une pointe en fer qui les trayerse suivant leur axe. Ils servent à tendre les fils qui sont enroulés sur leur gorge. Quand un conducteur en cuivre ou en fer traverse un mur' il est indispensable
Rccherche cl'un

d,éfaut,

euantl une sonne'ie

ne

marche pas, le défaut provient soit de I. pile, soit de la ligne, soit des aPpareils. on re vôrifie uuf. iu galvano'mètre. on commence par I'intercarer au moyen de àeux fils courts entre les pôles de la pile. si I'aiguille n'est pas déviée, c'est que la batterie ne fonctiotrn. p,.; il faut alors démonter tous les éléments et les vérifier séparément. La pile est ensuite remontée, et, avant de Ia ,o.ttr" dans le

circuit, on doit la vérifier cle nouvcau. Si, nu contrair.e, en employant ce cir.c.it dérivé, le gal_ vanomètre donne une forte déviation, le défaut réside dans

les conducteurs ou dans les appareils. on détache .lors chaque appareir l'un après l'autre, et on le remplace por un-fil placé entre les cleux bornes correspondantes du courant principar, jusqu'à ce que l'on voie le courant apparaître. si, pflr e\emple, la troisième son'€rie est défectueuse, le courant ne passera pas tant qu,on opèrera sur le no I etle no 2. Mais quand le no3 sera r€mplacé prr un {il, le cour"flnt s'établira; on saura dès lors que le défaut se trouve dans cet appareil.

si le défaut est sur le conducreur, pour le localiser on opère de Ia façon suivante : Supposons plusieurs appareils intercalés sur le circuit, on relie successivement ,r' "r""puis fil une borne de la batterie avec le premier appareil, 23

398

MANUEL PRÀTIQUE

on l'Ét'pcrRIcIEN

le le premier appareil au second, et ainsi de suite; tant que courant ne passe pas, on n'est pas arrivé à la partie défecle tueuse. L. pnrrog, du courant indique qu'on a dépassé

point endommagé.

CI{APITRE II rÉrÉpuoNs

s

25t. Théorie. - Le téléphone est basé sur les lois d'inducti
des courants

$

qulnrl on fiit mouvoir un aimant près d'un lii métallique fermd. sur lui-nrême, on y détermine un courant dont le sens chnnge suivant qu'on approche ou qu'on éloigne I'timant. L'effet est beilucoup augmenté quand, au lieu d'un sirnple fiI, on llrend une bobine préJentant un nombre considérable de tours et munie dans Rappelons que'

son intérieur d'un noyau en fer doux'

Les mêmes effets se produisent, si, en suPposant I'ai' mant fixe et placé dans la bobine, on modifie son aimantation en faisant osciller devant ses pôles une armature en fer doux. On engendre ainsi dans lt bobine des courunts induits, dont le sens varie suivant tlue I'armature

s'upproche ou s'éloigne, et dont I'intensité dépend de I'amplitude et de la rtpidité du mouvement. si donc, sous I'influence d.'un son, on fait vibrer une plaque mince de fer en face de I'aimant, on produira dans la bobine des courants induits qui varieront de sens et d'intensité suivant les vibrations de la plaque. La voix se traduira dans la bobine par une série de courants induits Plaçons maintenant dans le circuit de cette bo}ine unc seconde bobine semblahle, contenant un aimant et phcée en face cl'une mince plaque de fer, les courants engendrés

MANUEL PnATIQUE DE L'ÉLECTnICTEN

400

daus la première agiront sur Ia seconde, et la deuxième plaque de fer exécutera des vibrations semblables. Elle R

R

reproduira le son. C'est ainsi que se trouve constitué le Téléphone.L'appareil devant lequel on parle est le transmetteur, celui qu'on applique à I'oreille est Ie récepteur.

Au lieu d'employer un aimant, cotnme nous yenons de le voir, on peut se servir du courant produit p&r une pile; il existe donc deux

types de Téléphones

:

Lo Téléphones magnétiques; 2" Téléphones à piles. S

252. Téléphone magnéTéléphone de BelI.

tique.

Cet- appareil (lig. 206) -comllrend un brrreau aimanté NS, lu bout duquel est enroulée une petite bobine B. Itrn face se trouye Fig.

206.

une lame vibrartte

V en fer

doux très mince. Le tout est corrtenu dalrs unc gaine en bois ou en ébonite. L'extrémité supérieure est évidée en forme d'entonnoirl I'autre bout constitue un manche avec lequel on peut tenir I'appareil à la main. L'timant est rnaintenu par une vis de réglage E. La Iame de fer circulaire est engagée en face de I'embouchure, russi près que possible de I'aimant, mais sans

TELEPEONE

40r.

ffls se relient aux bornes I, It. Un appareil semblable est placé àt chaque extrérnité de la

jamais le toucher. Les

ligne.

Pour firire usage de I'altpareil, la personne placée au l, commence par prévenir le no 2, au moyen d'une

poste no

sonnerie; puis elle parle devant I'embouchure, en tenant le manchon à la main. Le no 2 applique I'entonnoir contre son oreille Les deux appareils reliés par deux fils forment

Fig.

207.

un circuit complet; on peut supprirner un lil en mettant une borne de chaque appareil en communication avec la terre. TéIéphone Ader. Dans le téléphone de Bell, on n'uti- magnétique de I'aimant. En effet, lise pas toute la force pour que I'action d'un aimant sur son annature soit mtximum, il faut qu'ils aient tous deux la même masse. On

serait donc conduit à augmenter la masse vibrante, ce qui

amortirait les vibrations. Pour arriver au même résultat, M. Ader a ajouté une seconde ormature annulaire XX (lï9. 207)

;

elle est fixe et placée de I'nute côté de .la lame

'.tl

402

nr l'ÉlrcrnlclrN vibrante. On augmente linsi I'action de I'aimant sans MÀNUEL PnÀTIeuE

alourdir le diaphragme. L'aimant A est en fer à cheval; les 2 pôles sont placés à côté I'un de I'autre et entourés par 2 bobines de lil firr B,B, qui communiquent avec le circuit par les 2 bornes N,N. Les bobines sont placées dans une boîte en ébonite munie d'une embouchure. Ce téléphone n'a pas besoin d'être réglé. $ 253. Téléphones à piles. - lliæophones. - Dans le téléphone magnétique, les vibrations de la voix produisent des courants induits qui sont nécessairement assez faibles. Aussi ces âppareils ne conviennent pas pour de grandes distances, et I'on a cherché, dans ce cas, à utiliser les courants d'une pile au lieu de les produire directement. On

la remarque suivante faite par M. du Moncel : ( L'intensité d'un courant dans un circuit complété par un interrupteur est tr'ès modifiée suivant le degré de pression exercée au point de contlct des pièces conrluctrices s'est basé sur

de cet interrupteur. )) Cet effet s'observe très nettement sur le chlrbon; Ies variatioris de pression qu'il subit influent beaucoup sur sa conductibilité. C'est sur ce fait qu'on s'est appuyé pour la

construction des microphones. formé d'un Microphone de Hughes. - Cet appareil est petit crayon en charbon de cornue C (fiS. 208), taillé en pointe aux deux bouts, et mnintenu verticalement entre deux godets NI, N en charbon, qui sont fixés à une table d'harmonie posée sur un plateau P. Les godets sont intercalés dans un circuit comprenant une pile et un récepteur téléphonique. La moindre vibration en P se transmet aux extrémités du crayon. La résistance au point de contact prsse donc par une série de variations gui influent sur I'in-

'

tÉr,Épnons

403

tensité du courant et produisent un son dans le récep' teur.

Cet appareil est très sensible et Ie récepteur permet cl'entendre la marche d'un insecte ou le mouvement d'une montre sur le plateau P.

Edison a apporté à ce microMicrophone Edison, phone un perfectionnement qui permet d'augmenter beaucoup la distance de transmission. Au lieu d'envoyer dans la ligne le courant même de la pile, il le fait passer dans le gros lil d'une bobine d'induction ; et c'est le courant induit qui est envoyé dans laligne (fig. 209). Ainsi, le cir'

cuit inducteurr gui est directemeqt

soumis à I'action

404

MANUEL

pnÀTreun on r,'ÉlncTnrcrnw

du trlnsmetteur, comprend la pile, le charbon et la bobine à gros fiI. Le circuit secondaire comPorte le lil fin, la ligne et le réceptcur. Le transmetteur agit sur une

Fig.

209.

résistance très faible qui diminue peu son action. Quant au courant de ligne qui a une grande r'ésistance à vaincre, il possède une tension très

forte qui lui permet

de

vaincre cet obstaele. Transmetteur Ader.

F'ig. 210.

Cet appareil est formé ({iS. 210) de 3 plaques en charbon e, l), c, disposées parallèlement et supportlnt entre elles dix

cylindres E, égalentent en charbon. Ils sont terminés aux deux llouts plr des tourillons qui s'engagent avec beaucoup de jeu dans des trous percés dans les plaques. Les plaques extrêmes a, c sont attachées nux pôles de h

pile. Lcs cylindres sont donc

assemblés

b en quantité

rÉlÉpuouu

405

porté par une lame et 2 en tension. Tout cet appareil est le

pupitr"'-:.' {ottant vibrante en bois mince disposée en bobine d'induction' la couvercle d'une boîte qui contient Atler' - Le poste complet 2 254. Poste téléphonique

nous venons de le cl'Ader comPorte un transmetteur tel que

*\* ,lHr/ (o Il.

Riccet1rs

ii

ri

---. - -rt'...-rtr'- -'_.,

[Ylrcrophono

I I I I I

Bobrnal

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K

I I

I I

I I

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I I

N\N\\"\' 'Tanre

Iig.

911.

pile et st bobine d'induction' un comtrllloreille)' "1* tateur, deux récepteurs (un pour chaque lit sonnerie actionner pour sonnerie et une piie au*iiiaire tlu deuxième Poste. Voici le Programrnc qtr'on aàremPlir: 28. décrire, âvec

sa

40û

ilaNUEL pnaTIQUe DE L'ÉLECTnTCIEN

lo- Les deux postes étarrt réunis par une ligne, il faut que la sonnerie de chaque poste soit ribre de fonctionner à un appel : 2o I.a personne appelée doit, en mettant ses récepteurs

it.\l r"""o$

4J n

l+-{J

Sonncrre

o.....^g..tîi

w-_.N! hstc | ,' No

N\:lilNN Tennc

Fig. 2tt.

à ses oreilles,

rompre la communication de la ligne avec e sn sonnerie, et I'établir aïec ses récepteurs ;

3o Quand la conversation est terminé", ies récepteurs sortent à leur tour du circuit, et la sonnerie

y rentre. f)ans ce but, l'un cles crochets auxquels on .oSpuïd les récepteurs constitue un levier mofrire et sert de commu-

tÉr,Épnoxs

407

il abaisse par son tateur. Quand le récepteur est accroché' de la sonnerie et circuit le poids le-ievier, qui fà*t alors

.

ouvre celui du récePteur' récepteur' le levier bascule sous Quand on décroche le le circuit du l'action d'un ressort de rappet ; it ferme figures schéLes sonnerie' la de récepteur et ouvre celui seul poste) un à rapportent se (qui matiques 211 et 2L2 deux cas' montrent ln marche du courant dans les accroché; et censé est récepteur le 2tL, Dans la figure Un courant partant le levier fe*Àe le circuit de sonnerie' par la ligne et de la pile auxiliaire du poste nu 2 vient

suitletraitpleindanslndirectiondesflèches;lasonnerie du no I est donc actionnée bouton K' on Réciproquement' en appuyant sur le auxiliaire du pile la cle envoie dans la ligne le courant mouvement' en r'ise no [; la sonnerie àu no 2 est donc hors placée est I no du Bn même temps la sonnerie circuit.

décroché' Le levier Dans la lignre 212, le récepteur est le microphone comprenant s'est relevé ; il ferme le circ'uit

etsapile.Danscebut,ilexisteirl'arrièredulevierune du levier' et qui petite'plaque de cuivre isolée du corps deux contacts sur frotter vient bascule, aot. tu po.ition de partant de la inducteur courant Le rattachés au circuit' indiqué en pile du microphone no 1, traverse le circuit inducteur fil i*"it, pleins ; ii passe par le microphone-et le au courant de la bobine,'et revient à la pile' Quant induit,ilpartdeterreetsuitlecht:minindiquéendoubles le de la..bobine' traits pointillés; il parcourt le -lit induit tctionner les va corps'du levie,, traverse la ligne et Comme à ce terre' récâpteurs du ro 2, pour finir à la que disposition même moment le no 2 se tÀuve dans la lenol,Iesrécepteursdecepostesontdltnslecircuit,de même, du reste, que ceux du no

l'

/r08

ilANUEL pnarreuu

DE

L tsLECTNICTEN

Dans cette position, la voix cst transmise. Quant ir Ia

!-ig.

213.

sonnerie, clle cst cans .charlue r)oste praece hors circuit.

409

rÉr-ÉPrroxr

La boîte

de I'appareil' figure 213 montre l'ensemble planchette lïxée au par est Portée microphonique .unu du sol' Les récepou 1*' 30 mur, elle est située i t', 20 a.t la boîte sont Pendus à des teurs placés au "tt*qut "O'e souples' Le crochet cordons contenant i nft conducteurs c'est lui qui sert de.' ""TT:i: de droite seul est mobile I L'appareil est munl teur, comme nous l'avous expliqué' d'un parafoudre à clents de Peigne' on se sert de I'appaFonctiortnement.- \roici comment

Lt

reil

:

rccrochés 1o Les deux récepteurs étant

(fig' 213)' on

le bouton d'appel

t' par presser commence au poste no que ce dernier ilccuse p"t" p"Utenir le no 2 ; on attend la sonnerie no I ; tour en actionnant à son réieption

20 On décroche

les oreilles

contre les 2 récepteurs qu'on applique

;

en se urettant

it

30 On parle devant Ie trtnsmetteur' et en gardant les récepenviron 5 centi*rtres du pupitre teurs Près des oreilles; est finie on replace les récep4o Quand la conversation pr€sse le bouton de sonnerie teurs ir leurs crochets ' et on est terminée' pour indiquer que la conversation Dérangentents' de la

-

Les dérangements Ptr1l.t"t provenir

mobile servant pile, du parafoudre ou du crochet

commutateur'

de

voir

la pile' Pour ll n'y a rien dc particulier à dire sur le crochet et on

si le commutateu'j fonctionne' on relève

frrppant légèrement dur met le recepteur à I'oleille' En on doit entendre un son' la planchette du transmetteur' il faut vérifier Si l'appareil continue à ne pas fonctionner'aboutissant au lïls s'il n'existe pas de contact entre les parafoudre.

4r0

MANUEL PnaTTQUE DE L'ÉLECTnICIEN

$ 255' Insta'ation- d'un poste téréphonique. Quand on emploie les téléphon., L.gnétic1ues, comme ceux de Bell, chaque station comporte'.rulernunt

-

reils; car nous avons vu qu,ils

récepteurs et de-transmetteurs

par un double fiI, ou par un

un de servent UU.rn:Ïï;

; ir suffit aor* aî ies réunir

fil

simple communication d'une borne à ra "o Ànuti.sanr la terre. h faut encore une sonnerie avec sa pile ou une "10utr" sonnerie magnétique..On la relie au fil par un commutateur. Pour I'installation d'un poste. téléphonique ordinaire, prenons comme exemple cerui d'Ader. La filure 213

nous e *o:l_"u la disposirion des appareils. -même piles. Sonnepies. _ La batterie pour la sonnerie et pour Ie transmetteur.de piles sert

On emploie ordinairement 6 à I éléments, dont B seulement sont testinés au transmetteur, comme l,indiquu t" ngu";.

La pile tra'aillant par intermittences, Ies éléments Leclanché conviennent parfaitement à cet usage. ceux de

de Lalande et Chaperon- sont égarement employés. La sonnerie n'offre .ien de particurier. par elle-même une assez forte résistance comme elre

.t- q;ril,

a

est

placée au deuxièrne poste, c'est-à-dire à ,rnu ginnae disexige un nombre d,éléments qui varie a.r'ec ces lllll:-elle ctrconstances.

Dans quelques,Iny:, exemple,

la

Belgique et

on emploie ,es .orrn.iiÀ

la

Suisse, par

mises en rnouvernent au moyen "tu.t"o-*"gnuriquu, de petites machine-s magnétos' Nous en avons ;larré dans re chapitre des soaneries,

$

240. Dans ce cas,

la u'rltcr-re rle ne comporte 'a batterie

que les piles àu.microlrhonu. ' Bobines d,,induction. Les bobines possèdent un f,risceau centrar en fil de fer. Les deux firs isolés sont enroulés autour de ce noyau. Le fil ;rrimaire de Ia bobine Ader, de 0,b mm. cle diaÀètre, a ordinairement une résis-

TF:LBPIIONE

tance de 1,5

4r.L

ohm; le fil secondaire, de 0,14 mm de dia-

du *è,ru, a 150 ohms de résistance' Ces chiffres varient

reste avec la résistance de la ligne'

$ 256. Bureau central'

-_ l{ous avons Yu comment

deux postes' f)ans s'é"tablit une ligne relephonique entre

Fig'

214.

que

ville il est nécessaire que tous les abonnés' quel Dans soit leur nombre, puissent communiquer entre eux' aboutir ce but, on install e w bureau' cental ori viennent toutes les lignes et oir I'on peut étttblir momentanément

une

les liaisons entre les divers circuits' destiné Là se trouve un indicateur, dit àlapin (fig' 214)'

412

MANUEL PnATTQUE DE L'ÉLECTRTCTDN

à désigner le numéro de l'abonné qui appelle. cet appareir comporte un électro-aimant A traversé par le courant de rir

kr "gffiÆ ffi H

ig'Ë#HH ,Ê{ É çE

c.r

S?

td X H:3,/H El eÙ y_Lr4, .-r-r !-J L=t 5fl uf:, EEt R

P :ls

c,E, L:J

eE sEr gtrf tfCJ Érij -=-EÊLftr;!f,

I'ig.

Li$ne læalæ.

9lE.

ligne. son armature, mobire autour d'un axe

o,

est main-

tenue écartée à l'état de repos un ressort r sert à régler ; Ia distance. Le crochet de lîarmature maintient une praque

rÉr,ÉpHoxe

413

se P qui cache le numéro de I'abonné' Quand un appel et tombe P la plaque proïoit, I'armature est attirée, -

découvrecenuméro.I]nmêmeternps,elletoucheunbouqui ton C et ferme un circuit local contenant une sonnerie avertit I'emPloYé.

Les indicateurs sont groul'rtis au nombre de 25 par sertableau (fig. 215 ). At dessous sont 25 commutateurs abonnés' des circuits les rant ir réunir ensemble

?\-.. ^n,,

l-is. 46. nommé Le système de commutateur employé à Paris' et tack-Knife, est indiqué sur la figure 216' , Deux plaques d, ùiton AB, À'B'.iuxtaposéeb' mais isoavec Iées I'une cle I'autre' comrnuniquent respectivement démons. la de |es deux fils de ligne L, I,'. Pour la frrcilité la tgure I*, .o1'pose I'une lu dessous de I'autre ;

tration,

en réalité A B est devant A'B'' Ces plaques sont percées de deux trous correspondants I)d,E;,présentant un clianrètre plus grand sur AB que établir sur A,B'l et qui reçoivent les chevilles destinées h les communicltions.

414

rr[aNUEL

pnaTleun op t'Ér,rcrnlclrN

I es chevilles ( ftg,2t7), placées à l'extrémité de cordons renfermant deux fils de cuivre c, c, présenteilt deux parties métalliques A, B isolées I'une de I'autre et reliées respectivement à ces lils. Lorsqu'on place une cheville dans une des ouvertures D, E du jack.

la partie centrale A communique-avec _knife, la plaque postérieure, et la partie B avec Ie plaque antérieure; par ce moyen, les fils de la ligne se trouvent reliés aux fils du cordon. Il suffit alors de faire aboutir ces derniers, s_oit à un appareil téléphonîque pour que I'employé du bureau puisse parler avec l,a_ bonné, soit au jack.knife d'un autre'abonné,

au moyen d'une seconcle cheville, les deux abonnés correspondent.

pour que

Mais il est indispensable que le hureau soit prévenu de Ia fin des conversations et puisse alors couper la communication. On y arrive en laissant en dérivation sur la Iigne un des indicateurs des deux abonnés. Celui-ci informe alors qu'il a terminé, en pressant le bouton d'appel de son poste; Ie courant ainsi produit est'assez fort pour faire marcher I'indicateur resté en dériva_

tion.

I lltA

U

Fig.2t7.

l)ans ce but, la plaque

A,B'

porre

en

dessous un ressort qnt qui, en tempJ normal, appure er nt *-l: vis métallique et com-

"1"

ris"u"..,"un,-JJ';îîË,'Jî:'-".îîî;il;,"""J,xï

j::î

revient à la plaque A B, d'où ir retourne à la ligne en L,. C'est là le circuit d'appel. une fois la communication établie entre deux abonnés, il faut, avons-nous dit, supprimer un des indicslsur, ,,

TELEPHONE

415

laisser I'autre en dérivation. Le ressort porte, à cet effet, une goupille en ivoire p{, engagée normalement au trou e et disposée, comme I'indique Ia ligure 216, de manière que son extrémité dépasse I'afileurement de ce trou. pour mettre I'indicateur hors circuit, ir surfit alors d'enfoncer la cheville dans le trou E. on pousse ainsi Ie ressort et I'on interrompt le circuit en m, si l'on veut au contraire

Fis.

218.

'mettre I'indicateur en dérivation, on n'a qu'il placer la cheville duns le trou D. La communication entre deux abonnés s'établit donc en reliant leurs iack-knifes par un cordon à deux chevilles, la première cheville étant enfoncée dans le trou de droite d'un des jack-knifes, la seconde dans le trou de gauche de I'autre. La figure 218 représente les commutateurs de deux abonnés réunis de la façon que nous venons de décrire. comme on le voit, I'indicateur I'se trouve seul en dérivation sur le circtrit des deux abonnés. Quand les commutateurs de deux abonnés sont placés dans des tableaux voisins, on les joint directement par un

MANUEL InÀTIQUE

416

Dr r.'ÉlucrnlcluN

cordon, comme I'indique la figure 215. s'ils appartiennent à des tableaux éloignés, on les joint respectivement I des commutateurs auxiliilires désignés sur la figure sous le nom de lignes d,'abonnés, qui n'ont qu'un seul trou et pas de ressort, et qu'on appelle iacks. Les jacks sont numé' rotés suivant 11 place qu'ils occupent dans le panneau, et tous ceux de même numéro communiquent entre eux par des fils placés derrière les cloisons; ils permettent ainsi de réunir deux commutateurs éloignés sans recourir à de trop longs cordons. si deux abonnés n'appartiennent pas au même bureau, on les relie par les /igraes arutiliaires qui joignent les différents bureaux.

pour les commutateurs placés dans deux parties différentes du même Les

lignes locales servent au même usrge

bureau. $ 25?. Distances tétéphoniques maxima' M. Preece, la limite de transmission dépend: De la résistance totale R de la ligne De sa capacité totale C ; 3" De sa nature.

1o

-

Suivant

'

2o

Si I'on exprime R en ohms et C en microfarads, les lirnites supérieures du produit R X C permettant des transmissions téléphoniques sont

:

Fils de cuivre aériens

f 5 000

souterrains Fils de fer rér'iens

12

Câbles et ûls

ohms-microfarads'

000 t0 000

D

))

L'expérience a démontré que pour les grlndes tlistances on devait renoncer à I'emploi des fils de fer. aériennes

ligncs téléphoniques peuvent ême Les lignes aériennes se font

[,ss ou souterraines,

2268. Lignes.

'r'ELI]PHONE

4t7

ordinairement en fil d'acier gurvanisé cte 2 millimètres de diamètre, pesant 2b kilogrammes par kilornètre. remplace souvent I'acier pu. àu bronze p 4 -On phosphoreux ou silicieux de l'*, I tle cliamètre, pesant 8 kg. 4b plr kilomètre. La ligne est ainsi beaucoup pius légère, ce clui permet de diminuer Ie nombre tle poteaux. è Souvent on emploie un fil unique réuni à la teme par ses deux extrémitds. llais il ne faut iamais user de ce procédé quancl on a ir craindre des effets d'induction. Les lignes souterraines sont généralement formées de câbles recouverts Je plomb. A Paris, chaque câble contient 14 conducteurs de cuivre isolés, constituant 7 lignes doubles d'abonnés. Chaque conducteur comprend trois brins de fil de cuivre. avant 0*.,5 de diamètre, tordus ensemble. Liiso- € lement est pr.oduit par la gutra-percha. Ces

câbles sont soutenus par des crochets scellés dans les égouts.

fnduction dans les lignes.

_

euan.l plu_

sieurs circuits téléphoniques ou télégra_

phiques sont placés les uns près des autres,

il peut se produire dans les fils

téléphoniques des phénomènes d'incluction qui dénaturent le son. Le moyen d'y remédier consiste_ à ne pas employer Ia ierre pour fer.mer le circuit; il faut faire usage d,un double fil de ligne. Les courilnts ùduit., A étant égaux et tle sens contraires dans cha_ cun d'eux, se neutralisent. Cette disposi- cJâ Fig. 219. tion rend I'installation plus coûteuse. Elle n'est eflicace que lor.sque la distance des deux lils aux

418

MANUEL PRÂTIQUE DE L'ÉLECTNICIBN

même' Sur les lignes les dispositions aérienncs on emploi. a"nt le même but

autres lignes est

à

Peu près

la

que nous allons examiner'

ôl

G{ èo

ft,

un seul fil télégratéléphoconducreurs deux les sufÀt de plaler

Quand la ligne de poteaux porte

phi!r", il

"iq""'parallèlerrrentàcelui.cietàégaledistance.

1'ELEPHONE

4Ls

Mais, dans le cas ordinaire, les poteaux porl,ent plusieurs

lignes télégraphiques dont le nombre varie sur tout le plrcours. Il faut alors tourner les deux fils téléphoniques A, B I'un autour de I'autre en hélices allongées (fig. 219). Si les longueurs des spires sont les mêmes pour les deux fils, et si leurs distances relatives aux lils télégraphiques PP,

.

t'ig.222.

sont égalés, la résultante des actions inductrices est la même dans chaque conducteur téléphonirlue, et leurs effets se neutralisent.

La ligure 220 montre, par exemple, la disposition circuit téléphonique à double Iil sur des

'adoptée pour un

poteaux télégraphiques munis de traverses.

n'ont Pas de traverses, on peut le système adopté sur la ligne d'Anvers à

Quand les poteaux

'employer

Bruxelles (fig. 221). Pour éviter des croisements entre les deux nnppes des fils téléphoniques disposés sur les faces des supports, on a placé les fits téléphoniques au sommet,

en emplovant une ferrure spéciale formée de

deux

420

MANUEL PnÀTtQUE DE L'ELECTnICIDN

branches d'inégale hauteur, Les brnnches sont orientées en sens opposé d'un poteau à l'autre. Dans une portée, les deux lils, sans changer d'altitude, se croisent, en pro-

jection horizontale; dans la portée suivante, ils se croisent en projection verticale. Ilntre cinq poteaux chaque fil fait un tour complet. Ce mode de croisement peut produire des contacts entre les fils sous I'lction des gr.ands vents. Pour I'empêcher, on préfère opérer aux poteilux mêmes les croisements complets tant en hauteur qu'en largeur. On emploie pour cela une ferrure ir quatre branches de hauteurs inégales

(fig. 222 ). Si cinq poteaux en sont munis, chaque lil, après avoir p&rcouru cet intervalle, a accompli une spire complète. Les points de croisement complet sont placés, par exemple, tous les kilomètres, et les poteaux intermèdiaires ont simplement des ferrures

it deux

brnnches

comme celles décrites plus haut. $ 259

Installations téléphoniques privées.

-

Ce que

nous avons dit précédemnrent s'applique à un réseau cornplet

cornportant de nombreuses lignes d'abonnés avec bureau central. Les installations privées peuvent être établies d'unc façon beaucoup plus simple, et elles sont susceptibles de rendre de nombreux services. Ainsi dans un chantier de construction, comportant rles bureaux et des ateliers éloignés les uns des autres, dans les usines métallurgiques et les mines, dans les ministères, les grands entrepôts, etc., Ia place du téléphone se trouve naturellement indiquée, et son installation peut être bien simplifiée, comme nous allons le voir. Quand il n'existe que deux postes, on dispose chacun d'eux comme I'indique la figure 213, et I'on relie simplement les bornes de ligne par deux fils. On peut encore se contenter d'un seul fil de ligne, et les deux autres bornes sont mises en communication avec la terre.

1'ELEPHONE

42r

Quand Ie nom're des est plus considérable, on peut les installer des deux'ostes façons suivantes:

1o Installation avec centrar desservant les postes secondaires qui ne peuvent 'oste communiquer entre eux que par son intermédiaire. 2o Installation avec postes enthroaltés reliés ensembre par un seul Iil et pouvant comr'uniquer ii voronté et directement entre eux.

fnsnllation ae,et. poste central. _ Cette disposition ù celle que nous ayons décrite précédem_ ment pour un bureau central. Des postes u" nombre quelconque sont reliés téréphoniqnemlnt. L'un d'eux est poste cen*al; les ilutres sont posles simplcs on sêco,_ Lo

est analogue

daires.

I

Les postes sir'ples sont toujours obligés de s,adresser au poste central pour obtenir Ia eommunication.

Tous les postes sont donc reliés à cerui-ci, et de là rayonne une série de lignes. Chaque poste simple comporte

I

transme

:

ttcur microphoniguc:

2 récepteurs téléphoniqucs

I parafoudre ; I sonnerie; I pile Leclanchd.

Le poste central est formé cle

I

;

:

transmel,l.eur microphoniquc 2 rdceptcu"" t616phorriq,."" I

I I I

;

sonnerie;

pilc

;

tablcau annonciatcut. al,cc jack_knifcs,

Du reste, la disposition de ce tabreau annonciateur et des jack-knifes varie suivant les constructeurs I ses fonc-

tions sont tojrjours les mêmes.

24

IiÀNITEL pRÀftQUB DE L'ÉLECTnICIEN

422

L'appel d'un poste quelconque au poste cenfal fait tin-

ter h sonnerie et déclanche un numéro. Un commutateur dont la pièce essentielle est un cordon à double fiche, permet de relier le poste appehnt à celui qui est tppelé.

La disposition -quand les postes nvtntflgeuse à posre centrnl n'est Pas ,oo, p"u nombreuxr pflrce qu'elle a I'inconvénient d'immobi20 fnstallation açec Postes entbrochés.

liser. constamment un employé auprès du tablelru annonciûteur. Ce systôme n'est ûpplicable que quirnd les- communi' cations sont très fréquentes; alors on a un employé affecté uniquement à cet usage. D-'un autre cirté, lorsque tous les postes sont situés à la suite les uns des autres' fcomme' par exemple, les stations

d'une ligne de chemin de fer, les conducteurs reliant les postes Jin.*. au poste central forment un réseau de ffls irès encombrant et très coûteux d'installation' Le système par postes embrochés a Pour but de perntettre l.appel direct à',rr, porte quelconque, en exigeant seulet"r"t tleur fils, et même un seul fiI, si I'on emploie la terre cornme retour.; ce résultat peut être obtenu quel que soit le nombre des Postes. Le problème a été résolu tl'une façon simple par la maison Bréguet. Voici la base de son système : Tous les postes sont semblables, et il n'existe pas de poste central. chilcun comporte les appareils que nous Lnoo* énoncés précédemment pour un poste simpler et en outre

:

Un iudicntcur it cadrart ; Un bouton d'appcl spécial à tiragc' Tous les postesr i[uel que soit leur nombre, sont successivement réunis ir la suite I'un de I'auçe pûr un fil unique.

Si la terre sert de retour, le premier et le {ernier poste

rÉr,Épnoxr

423

sont reliés ir Ia terre pnr une plaque ou par une canalisation d'eau ou de gaz. Si le retour se fait par un fil, Ie premier et le dernier poste sont réunis par ce conducteur. Supposons qu'il existe l3 postes, ils seront reliés comme I'indique la ligure 223. L'indicateur à cadran de chaque poste comprend 15 cases numérotées de I à tB; la quatorzième est marquée occupée, lt quinzième est mnrqué,e

liltre.

Quand I'aiguille de l'indicateur du poste no t est sur la case l, elle ferme la sonnerie de ce poste sur la pile locale. Lorsque I'aiguille de I'indicateur clu poste no 2 est sur la

Fig.

223.

case 2, elle ferme la sonnerie de ce poste sur la pile locale,

et ainsi de suite.

Admettons maintenant que le no 10 veuille appeler le

no 3. L'opérateur du no l0 tire trois fois sur le- bouton d'appel. La première fois toutes les aiguilles se portent sur la case l, et au poste no t sonne un coup; la deuxième fois, toutes les aiguilles se portent sur Ia case 2, et au poste no 2 sonne un coup; la troisième fois, toutes les aiguilles se portcnt sur la case 3, et au poste no B la sonne. rie tintera aussi longtemps qu'aucune modification ne serr apportée à I'ensemble. Le poste no 3 étant prévenu, I'employé va à l'appareil, et tire sur son bouton d'appel assez de fois pour amener les aiguilles de I'indicateur sur la case occupëe (dans le. cas présent, 11 fois). La conversation s'établit alors entre le no 3 et

le no 10.

424

MANUEL

pnarleul os r.'ÉLncrnIcIEN

Quand elle est terminée, le poste qui a appelé (le n0 l0), son bouton d'appel l toutes les aiguilles se mettent sur la case liltre, et la ligne est rendue libre pour tous les postes. L'tvantage de ce système est de supprimer un nombre

tire une fois sur

considérlble de fils prrtant d'un poste central ainsi que les poteaux isolateurs que comporte une installation de cette nature. ll n'est pas nécessaire que tous les postes soient ir la file I'un de I'autre, et p,lusieurs postes peuvent toujours être embrochés sur un même cireuit, quelle que soit leur disposition en plan. Nous n'entrerons pas dans la description détilillée de I'appareil téléphonique, notre intention ayilnt été de rnortrer sculement le moyen d'accoupler plusieurs postes entre eux. Nous avons un peu insisté sur les installntions téléphoniques privées afin d'appeler I'attention des industriels sur ce point intéressant. L'installation du téléphone est toujours fort simple, et dans bien des cas il peut rendre de grands services moyennânt une faible dépense.

CITAPITRE INFIAililATION

III

DES TONPILLES ET DES If,INES

Les amorces électriques peuvent se crasser en deux caté. 1o Les amorces d,'ind.ucrion ou à étincelle; 2o les

gories : a.nzorces

de quantité ou à f,l.

.

$ 260. Amorces d'induction ou à étincelle. Les - dans deux bouts du conducteur électrique pénétrant l'amorce sont séparés, et dans I'intervalle on place une poudre inflammable. ce système exige une faible intensité, mais une forte tension. c'est darrs ce liut qu'ont été inventés les machines Beardslée, Ie coup de poing de Bréguet, I'appareil l\Iarcus. ces instruments permettent, au mojen de I'induction, d'obtenir des courants à très h.ute tension avec des instruments de petit volume. sysrème est adopté dans les $ 261. Amorces à fil. - Ce Les marines de plusieurs nations. conducteurs sont réunis à leurs extrémités par un fil fin qui se trouve porté à lrincandescence et détermine I'inflammation. voici les conditions imp'sées en F'a.rcL par la commission supérieure des défenses sous-marines i lo L'amorce doit être assez conductr"ice pour pouvoir être traversée par un courant d'épreuve l.econnflissable lu moyen dirn galvanomètre peu sensible, et sans qu'on air ir 24.

uaNUEt PnÀrIQuE DE t'ÉtrcrnlclnN

426 redouter

sa

tion;

déconrposition, son lltération ou son inflamma2o Le courant doit passer ptr le cæur même de I'amorce, de façon à donner des indications

sur l'état de charge du circuit et de I'amorce elle-même; Les appareils les plus simples à construire, à transporter, à réparer, sont seuls susceptibles d'être employés pour I'inflammation. Les amorces actuellement en usage com-

lil de platinc contenant 15 p. 100 d'iridium et présentnnt un diamètre de $ de

portent un

électrique pat mètre et 400 ohrns. vnrie entre 340 ' Duo* Iils dc cuivre (fig. 224) avant t'û de diamètre et recouverts de gutta-;lercha sont

millimètre.

I.,a r'ésistance

tordus I'un sur I'autre. Les bouts sont fendus avec une scie très fine, et dans ll fente on engage le fil de platine enroulé en hélice de façon à former 10 spires. Les bouts de tl et I'hélice sont contenus dans un tube en laiton embouti chargé de I g". 5 de fulminate de mercure; ils sont séparés de la charge du tube p{r un petit tampon de fulmi-coton; les deux bouts du fil que réunit la spirale de platine se ' nomment branches de I'amorce; ils ont 60 cen' timètres de longueur. La résistance est de I àr 10 ohms. Pour déterminer I'inflammation il suffit de I ou 2 éléments Leclanché télégra-

Fis.

phiques. Les amorces ir étincelle sont d'un prix peu élevé et d'une fabrication facile; à cause de 294.

leur résistance on

Peut

les placer sur

dee

cônducteurs de faible diamètre et Par eonséquent écono'

INFL^f,MMATTON DES TONPILLES

miques. Les ûmorces

ET DES MINES 427

ir fil décrites ci-dessus sont au

contraire d'une ftrbr.ication di{ficile et doivent être maniées avec précaution ; car un choc peut déplaeer le lil qui joint les extrémités des conducteurs.

M. Manet a fait disparaÎtre cet inconvénient en faisant aboutir les conducteurs à deux plots en cuivre lixés sur un talon en bois, et le fil de platine est soudé it ces plots. L'ensemble est ntaintenu par un mastic dnns le tube' L'étude des amorces $ 202. Constantes des amorces. offre, comme on le voit, quelque analogie avec celle des lampes ir incandescence; il importe en effet de connattre

I'intensité du courant nécessaire pour amener I'incandescence du fi|, et sn résistance à ce moment. ces données étant connues, on en déduit par la loi de Ohm la différence de potentiel entre les deux extrémités.

une différence. Il importe peu dans l'éclat soit obtenu dans un ternps plus ou une lampe que 'ourtant moins longr tanclis que dans I'amorce I'effet doit être instantané. Il y a donc un autre élément àr cgnsidérer' c'est I'intensité du courant nécessaire Pour ilnlener I'explosion

Il

existe

en un temps déterminé.

Pour mesurer I'intensité ntinimum nécessaire ir l'exploSion d'une ilmorce, on forme un circuit comprenlnt l'"tor"., une pile, un interrupteurr un galvanomètre et un rhéostat.

L'interrupteur étant fet'mé, et la résistance étant suffisante pour que I'explosion ne se produise pas, on attend que I'aiguille du galvanornètre ait pris sa Position d'équilinre ; puis on diminue peu à peu la résistnnce en suivant de l'æii I'aiguille, jusqu'à ce que I'amorce s'enflamme. On note alors I'intensité I du courant.

Pour avoir l& différence de potentiel au moment de

I'explosion, on met un galvanomètre ir.grande résistanee en

428

MANUII pnatreuu Dtt L'ÉLucrnrcroN

dérivation entre les branches de I'amorce, on note la clévia-

tion au moment de I'explosion, et |on a ta différence potentiel d. La résistance à chaucl

r

de l,amorce est donnée par

de

:

d

":T' Avec I'amorce décrite ci-dessus la résistance à froid est

environ 10 ohms, à chaud 10,60 ohms;

h différence de potentiel au moment de I'exPlosion est I , lg volt, et I'intensité minimum 0,ll arnpère1 c'est cellc qui nraintiendrait I'amorce à la température d'explosion. on serait donc sûr avec un courant de 0,12 ampère de déterrrriner I'explosion, pourvu que le temps ne fùt pas limité Afin de nesurer I'intensité nécessaire poun déterminer I'explosion d'une amorce dans un temps donné, on dispose I'expérience comme ci-dessus. on diminue peu à peu la résistance, en produisa't chaque fois une fermeture d'une durée détermi'ée, jusqu'à ce ilue, pour une cer.taine résistance,l'explosion se produise. L'intensité se calcule au nroyen de la force électromot,rice de Ia pile et de la résistance totnle du circuit, I'amorce comprise. Pour assurer I'explosion, on place ordinairement deux ilmorces' en cas que I'une vienne à rater, et on les dispose en dérivntion. Il importe peu qu'elles soient identiques, il faut seulement que I'une n'ait pas une trop faible résistance ; car si elle rate, elle peut emPêcher I'autre de faire explosion.

263. Chapelet électrique. Un chapetet esr un ensemble d'amorçnges disposés pour llroduire des explosions simultanées au moyen d'une même pile. ?d

Les amorçilges se placent en tensiorr, À dérivation ou suivant une combinaison mixte. prenons pour exemple les torpilles. Pour qu'un chapelet crrnne de bons résul-

INFLAMMATIoN

rlns roRpILLEs ET DEs MINEs 429

tats, il faut que toutes les explosions se fassent à la fois, sinon I'explosion des premières torpilles pourrait avarier les voisines ou rompre le circuit. I.,'explosion simultanée se produira si tous les amorçages sont d'égale résis-' tance ; comme cela est impossible à obtenir en pretique, on y remédie en donnant au courant une grande intensité. On active ainsi l'échauffement des fils et I'on diminue le temps qui sépare la fermeture du circuit et chaque explosion.

Le calcul suivant Calcul d,'une pile pour un chapelet. permet de grouper les éléments d'une pile et les amorçages d'un chapelet, de manière à avoir un courant d'intensité maximum. Supposons une pile comprenant un certain nombre d'élé' ments associés d'une façon déterminée, et un nombre fixe d'amorçages z; le groupement qui produira I'intensité maximum sera celui oir la résistance de I'ensemble des amorçilges set'n égale à la résistance de la pile augmentée de celle du circuit extérieur, comme nous I'avons vu dans l'étude des piles !i 48. Admettons le cls général oir les ftmorçages sont disposés en circuit miile. Soient t le nombre d'amorçages placés dans chtque dérivation, q le nombre des dérivations, et a la résistnnce d'un amor'Çage, on a : (1)

t1

X t:

tt.

La résistance d'une dérivation est, t&; et celle des dérivations est

ll

3. q

Soient E la force électromotrice de la pile, R la résistance de la pile et du circrrit, d I'intensité du courlnt circulant dans chaque dérivation ; I'intensité du courant principal est g i, et l'on a :

430

MaNUEL pRArreur

on l'Ér,ncrnrcrrN

.B qt:m q

d'où: t--#F,". Si l'on faft q - 1, la formule s'applique à un chapelet ori tous les amorçages sont en série. Si I : l, tous les amorçages sont en dérivation. Le maximum de i se produit quand le dénominateur

?R+ ta

est minimum. Or, c'est une somme de deux termes dont le produit est constant, puisque le produit l>
(2)

qr\-ta R:taq .

C'est-à-dire que la résistance pr.ésentée par le chapelet doit être égale à h résistrnce du circuit (pile et concructeur). Des équations (t) et (2) on

':f+ ,

tire :

o:f#'

Admettons maintenant qre, le nombre des nmorçages et celui des éléments étant déterminés, on cherche ir les grouper I'un et I'autre de façon à produire I'effet maximum. Prenons un exemple.

On veut faire exploser à la fois 12 amorçages formés chacun d'une seule flmorce possédant une résistlnce de 10 ohms. On dispose de 24 éléments Leclanché à aggloméré dont la résistance est 0,47 ohm, et la force électromotrice 1,4 volt. Un co4dr,rctgur à 7 fils rle 400 mètres de

TNFL.ÀIiMÀTTON DES ÎÔNPILLBS

ÈT DES IITNES 43L

longueur réunit un des pôles de la pile au chapelet, et le circuit est complété par la mer. La résistance du conducteur est d'environ I ohm, et nous admettons que celle de la mer est uussi I ohm. La résistance tlcs 24 éléments en tension est : 24X0,47-L1,28 ohms; la résistance de ltt pile, du conducteur et de la mer est donc 11,28+1+l:13,28 ohms.

en tension, et, dit plus haut, nous disposerons le chapelet de telle sorte quc sâ résistance égale 13,28 Nous grouperons les éléments tous

d'a1lrès ce que nous ûvons ohms.

Soient I le nombre d'rmorçilges placés en tension ceux en quantité, on doit avoir :

tx,to rB q Or tX d'
12

I -, vl0

,

et

I

,2g;

e-12;

x-13'28--

3,g.

le nombre entier le plus rapproché. On disposera 3 dér'ivations comprenant chacune 4

Prenons 4 qui est

amorces en sét'ie. La résistance du chapelet est

4xl0

:

,.,ôî t3,33 ohrrrs, |

=."Ll

force électromotrice est t,4

:

X 24:33,6

volts.

L'intensité du courant principal est

5;55

_

:

,P6 arnpèrc'

432

MANUEL

PnaTreuE

os

L'ÉLncTRIcIEN

L'intensité dans chaque amorce est

-'i"

ll

:

ç)Ê,

JT

-

0,42 ampère.

S 264. Inflammation des mines. Coup cle poing BréguetDans les considérations que nous venons de - nous ayons développer, pris comme but I'exprosion des torpilles; mais ce qui a été dit h ce sujet peut.s'appliquer à I'inllammation des mines. certains appareils ont été créés spécialement dans ce but; nous prenclrons pour

exemple le coup clc poing de Bréguct.

cet appareil est basé sur I'inductio' électro-magnétique. Il comprend un aimant en forme d'u, composé de plusieurs lames d'acier superposées. chacun des pôles est terminé par un noyau cylindrique en fer douxl autou* duquel s'enroule une bobine de fil de cuivre isolé. Les deux extrémités libres de ce fil sont ferrnées en court-circuit sur I'appareil par I'intermédiaire d'une vis et d'un ressort; ces mômes extrémités du fil des bobines sont reliées d'autre part à des bornes d'attache des fils
*

de I'airnant sont, en temps ordinaire,

"t reliés par une armatu*e de fer doux qui peui abandonner les pôles en tournant autour d'un ase parallè.le à la ligne des pôles. Pour opérer ce déplacement avec rapia;te, it est indispensable de donner sur un large bouton un fort

coup de poing (d'oir vientle nom de I'appareil).

supposons I'inst.urnent au repos, ct Ies deux fils tl'une amorce reliés aux bornes. si l'on applique un coup de poing

sur Ie bouton, I'armature s'écarte brusquernentf Ie Àn*[ magnétigue dans lequel se trouvenI les bobines varie

rnpidement d'intensité; bobines.

un

cour.ant est

intluit dans les

TNFLAMMATToN DEs

tonptl,lrs Eî

DEs

ilrrNts

4BB

Or, nous avons yu que le fil des bobines est fermé en court-circuit sur I'appareil; le courant ne passe donc pas encore dans I'amol.ce; mais, dans une certaine position 'le l'armature, Ie ressort gui sert à fermer le court-circuit abandonne i't son tour ra vis de contact, et re court-circuit des bobines est rr.uscJuernent rompu pour se fermer par Ia ligne et I'amorce. Le courant qui passe dans l,amorce

est donc renforcé par I'extr."_"ou"nrrt de rupture. ces appareirs so't construits sur. trois rnodères : pour 2, poul.

8 et pour 12 amorces. Le coup de poing du grand modèle pèse t0 kg. cet instrumcnt est très robuste et peu sujet aux dérangcments. Il n'exige

de pile, comme on le voit d'.près Ia- descrilltion. sa portée 'as urt t*è* granae ; ainsi I'on a pu enflammer-,es arnor.ces dc p.ris à Rouen en

prenant la terr"e comme r.etour. Les amorces ,'inruction sont très dangereuses dans res mines

sujettes au grisou.

u'e circulaire du Ministre

des Travaux publics, eu date cru rg novembre rggg, invite les propriétaires de mines de charbon à n,emproy"* désormais que des amorces à basse tension. cette circulair.e défend donc I'emploi des appareils électriques à haute tension tels

que bobines d'induction, machincs statiques, coups de

lroing, pouvant provoquer

des étincelles à distance. ces appareils exigent du resrc des câbres parfaite*";; isolés; sinon l'on s'exposc ,ii dcs pertcs ct ir des dérivations de courant. Etploseur

Manet.

nIM. Manet ont conirtruit

une machine dynamo-électriclue à basse tension fondée sur la transformation

instantannée de l'énergie rrre.-"nique

en énergie électrique. voici les moyens qu'ils emproient pour mettre

ce programme en pratique

10 Accumurer Ia vitesse de

:

ùtation communiquée mécaniquement aux iniluits des dynamos tournant à circuit ouvert' c'est-à'dire sans procruire de travair erectrique;

MANUEL PRÀTIQUE DE L'ÉLECTRICIEN

Ir34

pour

en mouvement z" utliser I'inertie des pièces mises de ce travail en énerobtenir la transformation instantanée gi.-ef.O"ique qui sert à produire I'explosion' boîte hermétiquement L'appareil, renfermé dans une Gramme mise en genre comporte une dynamo du.

close,

mouvemen, ur,

manivelle' pilr l'intermédiaire qui lui donnent une vitesse très

*oyt" â"""

d'une série d'."g'L"*ges

.otjî,,,tti" *otomatigue actionné par la force "r,sert à fermer le circuil inducteur et le circuit centrifuge suffisante' Enfin extérieur quand la vitesse est devenue I'état dans I'opérateur à une sonnerie permet d'indiquer extérieur' circuit le et lequel 3e trouvent les amorces

ô;;;;

II existe deux modèles : le Lu' destiné

lt

guerre et à'lu

tt kg' t6 centi' 2s destiné aux mines mesure 22:r'-16><

marine mesure 27

Le

à

mètres et pèse 6

60 volts;

'l-L|

kg' Les

it p."Jt

une à quatre-vingi*

.l-2l centimètres etPèse

et force.s électromotrices sont 100 de simultanée I'explosion

de produire-

se.lon

l" Iongueur du circuit'

"*àtte1, ordinaires' Le tableau suivant avec des "otdo""t*""" I'exploseur à la mine' indique en mètres lnt distance de de diamères ordinaires avec emploi de câbles principaux MINE DtsrÀNcE DE L'ExPl-osEuR À LA pouR DTYERs prluÈlnns DE cÀBLEs PRINcIP

1,5'^ I 1,8-'

t 6 72

18 20

61

t$ 28 10 4

mètrcs

mètres

nrètres

2 1

4 819 3 734

3 S4l 4 485

135 610 980 350 140

2

212 790 316

2

736 975 390

:

INFLAMMATION DES TORPILLES lil' I}ES IIINES

435

Ces distances exprirnent la moitié de la longueur du conCucteur principal. Les nombres s'appliquent ir des amorces courantes avec fil de 1i20 mm. de diamètre, chargées I la poudre itu chlorate de potasse sans fulmi-coton.

SEPTIEME PARTIE GAw AN0PITASTIE

CHAPITRE PREMIER $

265. Considérations générales.

-

La g:rlvanoplastie

est une application des phénomènes d'électrolyse dont nous

avons développé les lois $ t9. Elle se propose deux buts principaux : 1o Recouvrir la surface d'un corps d'une couche métallique destinée ir le

protéger contre les influences iltmosphériques. 20 Précipiter le métal dans un moule conducteur de l'électrieité, de façon à en reproduire les empreintes. Le-métal qu'il's'agit dedéposér est dissous dans un bain électrolytique. La surface que I'on veut recouvrir est disposée comme cathode, c'est-à-dire qu'elle est attachée au pôle négatif de la source électrique . L'anocle, r'eliée au pôle positif, est formée soit avec le métal entrant dans lt

elle se dissout dans le liquide, soit avec un corps étranger conducteur de l'électricité et inattaquable. D'après les lois de l'électro. lvse. le circuit se trouve fermé par le liquide du bain, composition du bain, et dans ce cas

ei le metal précipité se dépose sur ia surface-de la cathode. La question la plus importante à résoudre est la composition du bain. En effet, la théorie indique que le nrétal élecFolvsé se retrouve sur la cathode. Mais ces résultats

438

MANUEL nRATTQUE DE L'ÉrncrnrcruN

sont souvent modifiés d'une manière complète par des actions secondaires qui interviennent. Ainsi, quand on décompose par l'électricité du sulfate cle potasse, on n'obtient pas de potassium sul la cathoder papce que le potassium, étant avide d'oxygène, décompose I'etu du bain ;

il forme de la potflsse et I'on obtient del'hydrogène sur la cathode. Il en est de même avec tous les métaux qui décomposent I'eau I pour les séparer il faut recourir à un artifice, comme de placer au pôle négrttif du mercure qui s'amalgame avec le métal au fur et à mesure de st formation.

La composition du brin a encore une grande importance suivant la nature du métal qu'orl soumet à son action. Ainsi il serait impossible de r.ecoqvrir un objet en fer d'une couche épaisse de cuivre en employant une dissolution de sulfate de cuivre. Bn effet, le fer se trouverlit attaqué par le liquide du brin, et le cuivre s'y déposerait ir l'état de boue. Il en serait de même pour une cathode en z.inc; avec le liquide du brin et I'anode de cuivre elle formerait une vdritable pile dont I'action serait contraire à celle de la source élecrique. La composition du bain doit donc varier, non seulement avec la nature du métal qu'il faut déposer, mais suivant le métal gu'on doit recouvrir. Dans la plupart des cas, il est difficile de se régler uniquement sur. la théorie, et la composition des bains résulte généralement de I'expérience. Enfin, avant de soumettre un métal ir une action galvlrnique, il faut que sa surface soit absolument dépouitlée de tous les corps étrangers clui peuvent le recouvrir, matières grûsses, oxydes etc.; sinon le métal déposé n'offrirait aucune ndhérence.

439

GALVANOPLÀ8TIE

DORURE ET ARGENTURE

s266.Préparationdesobietsàdoreretàargenter. Pour le cuivre et le bronze' soumis à Lo Décapage. cuire au or.r- à I'argenture' on commence par les

Itr dorure rouge sombre qui dOtruit les matières grasses' Ce procédé ,r'.i pas appticable au laiton ni aux objets comportant des On soudures e i'ét"irr; 6 chaleur pourrait les détériorer. de ou potasse de chaude les décrasse dans une solution soude. 2o Dérochage.

les objets

Après avoir été rincés ' 5 àr 20 décapés soniplongés àans un bain contenilnt de on les d'eau; parties 100 et sJf,rique parties d'lcide

laisse dans ce bain jusqu'à ce que leur couleur devienne rougeâtre. On les lave eton les Passe successivement dans les bains suivants : d'acide Lo Bain d,e çieitte eau-forte. c'est une dissolution Lee d'acide' peu contient qui et servi déjà a qui azotique obiets resient quelques instants dans ce bain' 2o Bain cI'eau'forte, comprenant

:

Acide azotiquc.... l0 kg' Sel marin Suie calcinéc '

'

200 gr' 200

-

Aprèsquelqrressecondesd'immer.sion,o4.laveirgranrle eau. 3o

Bain à brillanter : Acide azotique à 36o'..' Acide sulfurique à 66'"' el

marin.

6kg'

Igr'

400

Passer rapidernent et laver à grande eau'

440

MANUEL PRÀTIQUE DE L'ÉLECTRICIEN

Enffn on termine souvent par I'opération suivante qui dure quelques secondes; on plonge les pièces dans b.in 'n composé de:

Eau..

......

Àzotate de bioxyde de

nrercure.......

t0 litres 100 gr.

Acide sulfuriq.e pur en quantitô néeessairc pour rrissourlro

lc bioxyde.

on lave à grande eau et I'on sèche I'orrjet dlns de la sciure de bois chaude. Le fer, la fonte, I'acier se décapent dans une solution d'acide sulfurique contenant environ t p. 100 d,acide. on emploie souvent aussi I'acide chlorhyclrique. Le maillechort se décape à I'acide chlorhydrique. Pour le zinc, on commence par une solution chaude de potasse, puis I'obiet est soumis quelques instants au bain suivant

:

Acide azotique à 36o.. . . 10 litres. Acide sulfurigue à 66o. . l0 Sel marin. 100 gr.

Po*f décaper I'argent, on le chauffe .u rouge, puis on le plonge dans de I'acide sulfurique étendu. On se sert ensuite de I'acide azotique. Après le décap.ge, les métaux subissent -

3o Ponçage.

le ponçage; flt les frotte sous un filet d'eau avec

des

brosses raides en fil de laiton qu'on manæuvre à la main ou qui sont montées sur un tour rapide.

Les b*ins $ 267. Ilorure. - d'or et ded'or sont constitués avec du cyanure double potassium. II faut commencer par dissoudre I'or dans I'eau régale. on évapore I'acide jusqu'ir consistance sirupeuse, et I'on dissout à froid le chlorure d'or ainsi obtenu dans I'eau distillée. ce chlorure est ensuite traité de différentes façons pour être changé en cynnure,

TLLL GALVANOPLASTIE On prend t00 Srammes d'or Lo Dorure à froid. et on les dissout. dans 2 chlorure en vierge transformé

seconde solution de 200 grammes' dans S litres d'elu' On mélange potassium de de cyanure

litrei

d'eau

; on fait une

lesd.uxliqueursetonlesfaitbouillirpendantunedemion y heure. ce bain s'emploie àr froid. Pour I'entretenir cyanure ljoute par parties égales du chlorure d'or et du des {ïls au pot"r.iuà. I-,'unode est en ot' et suspendue par de platine. On puot employer la formule suivante: Eau distillée CYanure de Potassium" Carbonate de Potasse "

3

' '

lires'

25 gr' {00

-

Ammoniure d'or Provenant de 10 gr' d'or'

Pour préparer l'ammoniure d'or, on verse de l'ammo' niaque danr une dissolution de chlorure d'or. on filtre, et te pi.ecipité encore humide est mélangé à lil solution de .y*rro"u de potassium ; on fait bouillir pendant une heure .i I'on ajoute I'eau suffisante pour faire l0 litres'

Les bains d'or à froid sont contenus dans des auges en bois doublées de gutta-Percha. 2, Dorure à chaud.- Pour la dorure à chaud, on emploie It:s !.'.ains suivants, d'après le métal à dorer: tu"r#r't"""ot;"

""Ï'lii""". t'i;";'*"

cristallisé.. 600 gr' f00 eoude CyarruredePotassium... t0l0 Cirlortrre d'or. . 10 litres Ea.u rlistillée. . .

Phosphate de soude

Bistrilfite de

500

gr'

125

6-20 l0lires'

dissout le phosphate à chaud dans 8 litres d,eeu, le chlorurà d'or-danr I tittu d'eau, et I'on mêle les tleus L)rr

25.

442

MANUEL pRATreuE

nn

r,'Ér,rcTRrcIEN

liquides. Puis on dissout le cyanure et le bisulfite tlans t litre d'eau, et I'on ajoute cette dissolution ir Ia première. La formule suivante donne des résultats très réguliers : Eau distillée..... lOlitres. Phosphate de soude..... b00 gr.

Bisul(ite de

soude

..

Cyanure de potassium.

Or en

_ t0 _ l0 _

lfO

chlorure.

L'anode est en platine I on entretient re bain en y ajoutant la dissolution suivante : Cyanure de potassium.

Or Eau

en ammoniure

.

20 gr.

10-

1'litre.

ce bain convient pour dorer le cuivre et ses alliages. Il donne de mauvais résultats pour Ie fèr; aussi doit-o' cuivrer celui-ci préalablement ; sinon I'or n'adhèrerait pas au

métal.

Ces bains se pratiguent dans des cuves en bois, dou_ blées de guttn-percha; ils sont chauffés ï 70o au bain-marie.

Procédé watt. - À{.: }vatt indique pour la dorure les trois formules suivantes

lo Dissoudre dans I'eau régale 2s., BB d'or; évaporer dans une capsule de porcelaine ; dissoudre dans Bb gr. d'eau, et traiter par I'ammoniaque. On a un précipité qu;on dissout par le cyilnure de potassium. on en"po"u à siccité et I'on dissout ensuite dans I'eau distillée. La liqueur est additionnée d'eau de manière à former I lit. 1. ' 2o on prend le chlorure d'or fabriqué comme on l'a vu précédemment et dissous dans B0 gr. d'eau, et l,on y a.ioute une solution concentrée de cyanure de potassium jusgu'à ce que I'or soit précipité. On lave ." p.eripiré u, on le dissout nvec du cyanure cle potassium. puis on éva-'

r

GALVANOPLASTIE

443

la pore ilu bain de sable cette dissolution jusqu'à siccité ; on on bain' redissout dans I'enu froide et, pour en former un y iljoute de I'eau distillée bouillante jusqu'à ce qu'on ait

un volume de I lit. t.

La dissolution de chlorure d'or est traitée par le sulfhydrate d'ammoniuilue' et le précipité, après un lavage' est dissous par le cyanure de potassium' inliComme l'ôr a la propriété de se déposer en couche dans séjour de minutes niment mince, il suffit de quelques le bain pour donner âux ob.iets une apparence suffisante' ne Les bains étant peu résistants, la force élecFomotrice I'intenet Fontaine' M' d'après t volt, doit pas dépasser sité par mètre carré de surface à couvrir doit rester inférieure ir 10 amPères. 3o

$208.Argenture.-Lesbainsd'argentsontgénérale-

du ment formés tle cyanure d'argent maintenu dissous par dissocette cyanure de potassium. Le courant décompose lution. L'argent se précipite sur la cathotle, et le cyanoun cyagène, s'unisiant à I'anode qui est en argent, forme nure qui sert à entretenir Ie bain'

On commence par préparer de I'azolate d'argent; on

mêle

:

Argent

pur... . .'

Acide azotique. Eau.

.

.

.

31 gr. 31 15,5

-

On o[tient ainsi de I'tzotate d'argent, gu'on fait cristalliser. La liqueur ne doit Pas contenir de e'uivre, ce qu'on reconnaît'à une teinte verte. Darrs ce cas' on extrait I'ar' gent de la dissolution en y mettânt du cuivre métallique. L'acide se combine à ce métal, et I'argent se précipite en une poudre grise qu'on lave dans I'acide sulfurique étendu et qu'on redissout dans I'acide azotique'

444

MANUEL pRATIeuE DE L'ÉLEcrnrcrEN

Procédés watt. - Pour transformer I'lzotate d'argent en cyanure, M. watt emploie les trois procédés suivants : . 1o Dans un vase contenant de l'eau de chaux, jeter peu à peu les cristaux d'azotate d'argent. L'oxyde d'argent se précipite en poudre brune qn'on lave. Il ne faut pas sécher cette poudre, mais la conserver dans I'eau.

Pour faire le bain d'argent, on dissout ra poudre dans le cyanure de potassium et I'on ajoute de I'eau distillée. 2o Précipiter I'argent en traitant I'azotate pâr une solution de carbonate de Potasse I on dissout ensuite par le cyanure de potassium. 30 Précipiter

I'argent par une dissolution de sel marin

on obtient un précipité de chlorure ilu'on traite par

;

le

cyanure de potassiurn. Procédé Roseleur,

il suit :

-

Préparer I'azot'te cl'argent comme

Faire chauffer dans une capsule de por"celaine Argent vierge

250 500

Acide azotique à 40o.

:

gr.

-

É"uporer I'excès d'acide jusclu'à fusion de l'azotnte

cl,ar-

gent.

Pour préparer le cyanure, dissoudre I'azotate dans l0 15 fois son poids d'eau clistillée et traiter par I'acide cyanhydrique. on a un précipité de cyanure d'argent r1u'on

à

lave et qu'on dissout dans Ie cyanure de potassium. Le bain a la composition suivante : Cyanure d'argent. Cyanure rle potassium.. Eau

.

250 gr. 500 10 litres.

-

Lr présence de matières étrangères dans le bain influe sur la nature du dépôt. Ainsi un vieux bain d'argent conte-

GÀLVÀNOPLASTIE

4T,5

nant un peu de matière organique donne des dépôts plus brillants et plus adhérents qu'un neuf. On vieillit un bain en y ajoutant I ou 2 millièmes d'ammoniaque liquide. On amive au même résultat en t'aisant bouillir le bain pendant quelques heures.

M. Bouilhet dissout 2 kg. d'argent Procédé Bouilhet. vierge dans 6 kg. d'acide azotique. L'azotate d'argent obtenu est dissous dans 25 litres d'eau. . On fait une dissolution de 2 kg. de cyanure de potassium

dans t0 litres d'eau. On mêle les deux liqueurs et on obtient un précipité de cyûnure d'argent, qu'on lave et qu'on traite par une dissolution contenant 2 kg. de cyanure de potassium. On étend d'eau jusqu'à ce gu'on obtienne un volume de 100 litres. Pour donner ri ce liquide les gualités d'un vieux bain, on y ajoute 'L kg. de prussiate jaune de potasse. Les cuves sont en bois doublé Manière de procéder. de gutta-percha.

-

Les anodes sont en argent pur, et leur surface doit être à peu près égale I celle des objets qu'on argente; elles sont suspendues par des fils de platine. Les anodes doivent ètre complètement plongées dans le bain ; sinon elles se couperaient au niveau du liquide. La force électromotrice nécessaire varie de 2 à 3 volts. L'intensité du courant est comprise entre 0,15 et 0,5 ampère par décimète carré La distance entre les anodes et les pièces est d'au moins l0 centimètres.

Lc

dépôt se fait plus rapidement quand le bain est

concentré. Aussi I'opération marche-t-elle plusvite au fond

du bain, où la densité est plus grande. Il en résulterait une inégalité dans la couche d'argent déposée. Pour y remédier. les pièces sont suspendues à un cadre mobile mis en mouvement par un excentrique, de façon à agiter

4tt6

MANUEL PnATIQUE. DE L'i:t.ECTtrrcrEN

continuellement le liquide.

Il

est bon aussi de retourner

les objets de temps en temps de bas en haut. En procéclant ainsi, I'on évite aussi la formation de stries qui sont pro. duites sur les objets par des courants ascendants dus à la différence de densité du liquide.

On commence I'opération dans les conditions que nous flvons indiquées. Après un quart d'heure, on retire les pièces pour s'assurer que le dépirt se fait d'une façon uniforme; on les brosse avec du tilrtre, on les met dans une solution chaude de byanure de potassium, et on les replonge dans le bain jusqu'à ce qu'on ait obtenu l'épaisseur voulue. Le poids d'argent déposé est de 80 à 100 gr. par douzaine de couverts. L'opération dernande environ quntre heures.

Généralement on opère it la température ordinaire. On emploie la chaleur cluand il s'agit de pièces de petite dimension ou lorsqu'on Rrgente des objets en fer, acier, zinc, plomb, étain, qui doivent toujours être cuivrés avant de passer au blin d'argent. Les anodes doivent être grises quantl le courant agit, et blanchir quand il est interrompu. Si elles noircissent pendant I'opération, il faut ajouter au bain du cyanure de potassium; si elles blanchissent, mettre du cyanure d'argent.

Les bains linissent toujours par s'appauvrir, parce que la quantité d'lrgent fournie par les anodes est plus petite que celle qui se dépose. Pour entretenir la sblution, on ajoute du cyanure d'argent dissous dans son poids dè cyanure de potassium. Il amive aussi que le bain se décompose au bout d'un certnin temps. ll s'y forme du carbonate de potilsse et d'ammoniÊ{ue. Pour y remédier, on ajoute de I'acide cyanhydrique qui forme du cyanure de potassium et met en liberté I'acide carbonique.

GÂLYANOPLASTIE

447

La couche d'argent déposée dans les bains décrits ci-

dessus est très adhérente. Quand l'épaisseur est suffisante, on retire les pièces, on les rince à I'eau, puis à une solu-

tion légère d'acide sulfurique, et enfin à

l-'eau.

Les pièces argentées. après avoir été séchées dans la sciure de bois, sont soumises à un gratte-bossage et au brunissage.

cette opération se fait avec des outils en acier ou

en

sanguine, ou â.vec une agate fixée à un manche de bois. ces outils ont différentes formes ; on les emirloie ài la main ou au tour I ils servent à écraser le grain du métal. Argenture du fer, de la fonte, de l,acier. _ Avant d'argenter ces métaux, on les cuivre préalablement dans une dissolution de cyanure de cuivre et de potassium.

Pour argenter I'acier, on peut instants au bain suivant:

Ie

soumettre quelques

Azotate d'argent

Azotate de mercurc. . . . Acide azotique à 40o Baumi.. Dau dislillée

10 gr.

I0401200-

La surtace du métal se trouve clécapée Par cette dissolution et recouverte en même temps d'une couche mince d'argent. On peut alors le sournettre au bain d'argenture galvanique.

NICKELAGE 269. .Préparation des objets à nickeler. Avanr de au nickelnge, les pièces doivent être nettoyées avec grand soin ; il faut même les polir si I'on veut obtenir un dépôt brillant. Le polissage se fait avec un cylindre revétu $

passer

-

l+t8

uÀNUEL PRÀTIQuB DE L'ÉLEcTRICIEN

On de cuir et du sable très fin, ou ûvec une meule d'émeri. fine' termine aYec de la chaux vive en poudre . Le dégraissage se fait avec : Potasse d'Amérique

Eau

10 litres.

chaucle....

On peut encore fotter les obiets avec une brosse trempéc de d"rrs une bouillie chaude de blanc d'Espagne, d'eau et soude. carbonate.de Le dé$raissage se fait aussi avec de la benzine' des bains de décapage varie avec l:r

L" cJmposition

nature du métal à nickeler' Pour le cuivre et ses alliages on emploie successivement les deux dissolutions suivantes : Lo Acide

Eau

.

azotique

lo Cyanure dc Potassium ' ' '

Eau,.

I

kg'

l0 litres' gr' l0litres.

500

Au lieu de la dissoltrtion no 2 on peut employer : 2 litres' Àcide sulfurique

azotique calcinée Chlorure de sodirrm

I

Acide

,

Suie

t

décilitrc'

100 gr'

Cette solution doit être préparée environ six heures d'avance.

Àprès un lavage à I'eau courante, on Procède au nicke.

lage.

-Pou*

décaper le fer et la fonte on emploie

Acide Eau.

.

sulfuriquc

:

100 gr'

t0 litres'

Les objets rincés à l'eau sont ensuite frottés avec ,le la

GALVÀNOPLÀSTIE

pierre ponce en poudre, et on les ptonge colltenant

ur"-

"t Ji:

.'

Acide chlorhydrique. . .. . .

1 partie.

Eau..

5 Parties en volume'

Les objets en fer doivent, après le nettoyage, passer imrnédiatement au bain de nickel, pour éviter la formation d'oxyde qui se produit à I'air. Le fer peut être nickelé directement ; mais il vaut mieux commencer par lui donrrer une légère couche de cuivre par I'un des procédés exposés plus loin. Le zincse dissolvant facilement dans les solutions qui cômposent les trains de nickel doit être revêtu d'une forte couche de cuivre avant de passer au nickeltge.

Une légère couche de mercure produit sur le zinc le le cuivrage et lui permet de subir le

. même eflet que nickelage.

sont $ 2?0. Bains de Nickel' - Les bains de nickel ordinairement formés de sels doubles de nickel et d'ammoniaque. Pour que le dépôt soit solide et présente une bonne apparence, il faut que la dissolution soit neutre. \roici quelques formules employées dans la pratique : Lo Bain de Roseleur :

l0 litres' Eau distillée.. . Sulfate double de nickel et d'ammoniaque... 400 gr' 300 Carbonate d'ammoniaque. .

-

Le sulfate double et le carbonate sont dissous séparément dans I'eau chaude ; et I'on verse peu à peu la solu' tion de carbonate jusqu'à ce que la liqueur soit neutralisée, ce que I'on reconnaît avec le papier de tournesol' 20

Formule d"Adanzs

z

Dissoudre 135 gr. de nickel pur: dans I'acide sulfurique additionné de deux fois son poids d'eau ; chauffer jusqu'à

450

MANUEL

pnArreun

DE L'ÉLEcTRrcrEN

dissolution complète; *jouter I'euu, et neutraliser par I'amnroniaque.

Dissoudre 70 gr. de carbonate d'ammoniaque gu'on neutralise par I'acide sulfurique. Mélanger les deux liqueurs, et ajouter de I'eau iusqu'lr

ce qu'on obtienne un volurne de 30 Bain d,e Boden

l0 litres.

Sulfate de soude liquide à 2bo. Azotate de nickel

Ammoniaque...

l0 litres b00 gr.

b00

_

Bains de Westort,. suivant M. \Meston, en ajoutant ii une solution ordinaire de nickel de I'acide borique libre ou combiné, on 40

évite la formation de sous-sels s'r la cathode ; le dépôt est fin et malléable, il est d'un blanc éclatant, et le bain ne s'altère pas. Voici deux formules :

(ll ' (2)

Chlorure de nickcl Acide boriquc Eau

distilléc

Sulfate de nickcl

(1)

de Pos,ell

3 parties.

t60 :

Sulfate de nickel

Citrate de nickel Acide benzoïquc Eau distillée. . .

(2)

2

f00

Acide boriquc Eau distillée. 50 lvormules

b parties.

Chlorure de nickcl Citrate de nickel Acétate de nickel Phosphate de nickcl Acide benzoiquc Eau distillée

270 gr. 200

70-l0 litres.

140 gr.

t40 r40

-

70-

140

10 litres.

GALVANOPLASTIE 45r L'acide benzoique, d'a1lrès Powell, a Ia propriété de donner un dépôt brillant et homogène. En outre, il permet au bain de se maintenir à [a richesse voulue grâce à ra dissolution plus facile des anodes. S 2?f . Nickelage à épaisseur. suivante - La formule permet d'obtenir le nickela ge à epaisseur i

Sulfate de nickel pur.. Tartrate d'arnmoniaquc rrc.utrc Acide tannigue à l'éthcr Eau.

1,000 kg. 0,725 0,005 -

-

20 litres.

Le tartrate neutre d'ammoniaque s'obtient en saturant une dissolution d'acide tartrique par I'ammoniaque. Le sulfate de nickel doit être aussi neutralisé complèiement. Cela fait, on dissout le tout dans B ou 4 litres d'eau et I'on fait bouillir un quart d'heure; on ajoute de I'eau de manière à former 20 litres, et on filtre ou I'on décante.

Par ce procédé on obtient de forts dépôts sur de Ia

fonte. Le métal est blanc et homogène, écailles ni rugosités.

il

ne présente ni

4272. Nickelage des rouleaux d'impression. - Cette opératiop a pour but de rendre la surface des rouleaux de cuivre ou de laiton plus unie et plus dure, et d'éviter le fardage.

Les rouleaux sont préalablement nettoyés avec de la térébenthine, des acides faibles, de la potasse chaude, et enfin du cyanure de potassium à l0o. Il ne faut pas, pendant ces opérations, que la surface sèche, car le nickel n'adhèrerait pas. Après un lavage à I'etu froide, on plonge le rouleau dans le bain suivant :

452

MÀNUEL PRÀTIQIIE

on r.'ÉlrcrnlclrN

Sulfate double de nickel et d'ammoniaque..'. 57 kg.

Chloruredesodium.... ..ô.....,... . Eau

2

680

-

litres.

Le bain marque 5 à 8 degrés Baumé. Il est contenu dans une cuYe en bois doublée de plomb ayant t',55 de long, 0n,61 de large et 0-,88 de haut. Les anodes sont des plaques de nickel suspendues ir égale distance parallèlement au rouleau. L'intensité est de I ampère par décimètre carré de surface à couvrir. Le rouleau est mis en mouvement et est

frotté par une brosse qui enlève les bulles d'hydrogène. Lbpération dure environ une heure et demie. Une fois commencée, elle ne doit pas être interrompue; sinon la qouche n'adhèrerait pas. Les bains neufs ne fonctionnent pas bien. On les fait traversen préalablement pendant quelque temps pnr le courant pour avoir un bon déPôt. Le bain doit être un peu acide ; s'il est alcalin ou trop acide, le dépôt est noir, cristallin et manque de solidité. 2?3. Manière de procéiler. - Le bain de nickel doit toujours être absolument neutre. Trop alcalin, il donne un aefOt jaunâtre. S'il est trop acide, le métal n'est pas adhé$

o rent et produit des cloques. La solution doit marquer en môyenne 6 à I degrés àr I'aréomètre de Baumé. Moins concentrée, elle donne nn dépôt trop lent. si elle dépasse 10 degrés, les sels cle nicket cristallisent sur les anodes et empêchent le courant de passer. Pour entretenir Ia richesse du bain, on y ajoute

des cristaux des sels entrant dans sa composition'

L'eau doit être distillée et les réactifs parfaitement purs. Les anodes sont en nickel pur; on les suspend aux tringles formant conducteurs par des {ils de nickelcontour'

453 GALVÀNOPLASTIE nés en crochet. Leur surface doit être beaucoup plus

est peu grande que celle des cathodes, parce que le nickel bains' les forment Joluble âans les dissolutions qui Il faut agiter souYent les piècesr pârc€ que-la richesse a une ten' du bain n'est pas uniforrne. En outre, le mét&l inconvé' Cet saillantes' dance à se porter sur les parties positions les souvent change on nient est diminué quand relatives des anodes et des cathodes'

Laforceélectromotricenécessairevariedanslesdiffé-

rentes phases de I'opération' Pour déposer le nickel sur fer, acier, cuivre,aveJ anode en nickel, M' Silvanus Thompet de son conseille d'ernployer 5 volts au commencement nickel de. t""*ir,"" par 1.,5 i, z-lnolts. C'est que le a-enClt

dégagement d'hydrogène' Il début pour recouvrir toute la pièce' faut opére* nit" "o pui. ail"r plus lentement po,t* éviter la formation de I'hyAu ll"ogèrru qui donnerait au dépôt une texture poreuse' décimètre par aeb"ut, I'intensité doit être de 1, 5 ampère carré ; elle se réduit ensuite ù 0, 15 ou 0,3 ampère' Pour déposer le nickel sur le zinc, il faut une force

est acconlpagné d'un

fort

électromotrice de 4à7 volts. Pour une dissolution renfermant t0 gr' de nickel par litre, la rapidité du dépôt ne doit pas dépasser 1'8. gr' par heure et par décimètre carré. Un dépôt plus rapide perdrait en luatité. Quand le courant est trop intense' le métal se précipite en poudre grise' Il faut une heure ou deux pour obtenir une couche moyenne' La iempérature du bain de nickel est d'environ 400. A la sortie du bain, les pièces nickelées sont lavées à grande eau, d'abord dans une cuve d'elu froide, puis dans de l'eau chaude, et on les sèche dans de la sciure de bois chaude.

Le polissage s'opère d'abord avec de la bouillie de craie et des brosses animées d'une grande vitesse de rotation ;

\-oL

MANUEL pRATreuE .oE L'ÉLEcrnlcrEN

on se sert ensuite de disques de feutre sur resquels on répand de Ia chaux en poudre fine, et I'on termine par cles disques de laine.

ç274.I1épôt de cobalt.

Le

cobart peur être subsri-

- Ie tué au nickel pour recouvrir laiton,

là cuivre, etc. Il dur que Ie nickel; mais le dépôt ,. foit t"è* facilement, et un faible courant suffit. I-,"t huin que lon emploie est composé d'un sulfate double de cobalt et est. moins

d'ammoniaque.

On fait dissoudre Bl gr. tle ce sel par litre d,eau; Ie liquide'une densité de l,0lb à lbo. Il faut une tension de 2 volts. Les anodes sont formées de prnques cle cobalt Iaminé ayant b centi'rètres de rarge sur rg à 2b cm. de longueur, suivant le volume du bain, et on les espace d'environgàt0cm.

La surface relative des anodes et des cathodes a une grande importance ; pour obtenir un bon dépôr it i"ut qu" I'anode ait à peu p"as

vrir.

$

de la surface de l,objet

à

recou-

Le dépôt peut se faire sur le cuivre, le laiton, le fer, I'acier, et les opérations sont Ies mêmes que pour le

nickelage

Quand on met I'objet au bain, on doit régler le

courant de façon qu'une couche mince se déposJ en quelques secondes; ensuite il faut diminuer I'intensité. sinon Ie dépôt noircit sur.quelques points. euand cuivre, on emploie, pour .à*.arr..r, ", "pa".unsurpeule un courant plus intense qu'avec le laiton, et on le climinue au bout de quelques instanrs quand l'objet a été ."*pre"ment couvert.

Pour avoir un dépôt mat, après que l,objet a reçu Ia retir., oi re frotte *"r"" d* Ia pierre

première couche, on le

GALVANOPLASTTE

455

ponce ou de Ia brique pilée, et après un lavage on le remet au bain ilvec un courant plus fort qu,on réduit ensuite.

Pour obtenir

Ie brillant, on se sert de brosses en lil d'acier humectées de bière ut *orrtéus sur un tour; on trempe ensuite I'objet dans du cyanure de potassium, on rince à I'eau bouillante, et l'on frit_v vvvrrvr rérh.r ucuù dans (rr de la sciure

de bois.

Un faible courant suffit pour les objets en fer et en ilcler; un seul élément nùiett est nécessaire. pour la fonte il faut un courant plus fort. Quand on clépose piusi"u.s couches successives de nickel sur un rntrnu oË;.r, t,uale"*o"e n,est jamais com_ plète' et les diverses couches se séparent l,une de l,autre. Le même fait ne se produit avec le cobalt. llas Ln densité du bain doit 'être maintenue d.une manière constante à l,0lb; on Ie liquide *"p""U par _compense une addition d,eau; mais il ne fant pas étendre ta liqueur au delà de cette limite, car on s,exposerait à avoir des taches. on n'. pas encore obtênu de dépôts aahérents de cobart sur le zinc. Le cobalt ne tonutent pas pour les ustensiles de cuisine ; il est orr*, ,

ésu

m

e

s

il

il: i,: :i:. lïî:lf ;; :.::,"H,î ";:'ï :; ",;

applications que le nickei.

q.375' Ilépôt

d'antimoine. . indiqué par M. \\ra6 : - Le procédé suivanr est T'artrate doubte d,antirnoine et tl,artrntoniaque. _ On prépare une solution de lg gr. d,acide tartrique dans 300 centimètres cubes d'eau. Oï sature d,ammoriiaque la solution précédente et on r'étend de son volume d,eau. Un bain trop concentré donne un depôt peu adhérenti on emploie B éléments Daniell.

MÀNUEL PRÀTIQuE DE L'ÉLEcTRIcIEN

456

L,anodeestenantimoine.L'antimoinedéposéaI'aspect dans.bien Utt t1t:::mplacer du platine grir. O" peut ainsi' sur argent qui coûtent I'oxydé ou

;;.';;;;,it

t* pl"ti"ug'

bien plus cher. S

2?6. Etamage'

vante

-

On peut employer la formule sui-

:

5 kg' 500 gr'

Pyrophosphate'de :oo-d"'." "' P"oto"hIo"urc d'étain fondu

500 litres

Eau..

l'eau' Le protochloLe pyrophosphate est dissous dans

rureplacédtnsuntamisdetoilemétalliqueestplongé

agite fortement' dans'cette dissolution, et I'on Les anodes sont en étain' pour entretenir le bain, on ajoute avec le tamis parties d'étain' a" py"oft'osphate "t d:.protochlorure suit : il comme d'étain bain On obtient encorJ un

égales

Baumd" ' Solution de soude caustique à 3o Chlorure d'étain Cyanure de Potassrum ' ' '

100

litres.

t0 gr.

30-

Les anodes soît en étain' les métaux. Ce bain peut servir à étamer tous

CUIVRAGE F]T LAITONAGE nous établirons deux

Dans les opérations cle cuivrûge' catégories : . 1o Le cuivrage à f:rible épaisseur destiné

lcef,tains métaux

mince couche

de

***"

à recouvrir le l"'fu", la fonte, zinc' d'une

cuivre uniquement pour leur donner

GALVANOPLASTIE

457

meilleur aspect. Le cuivrage à faible épaisseur sert aussi, comme nous I'avols vu, à préparer le fer, le zinc à rece_ voir une couche d'or ou a argent qui sans ..rr. p*eraution ne présenterait aucune adhérence. 2" !r cu-ivrage 'à forte épaisseur, dans leguel le cuivre a pour but de protéger le métal contre l'oxydation. on ne guère que pour le fer et Ia fonte; nous f,em.nloie en ferons I'objet dîn chapitre spécial.

217' cuivrage

$ à faible épaisseur. pour - des cuivrer tous les métaux usuels, on plut pv se servir --evr Yrr (IuË r--deux fortlel mUleS SUiVantgS

i

lo

Carbonate de cuivrc récemment préparé.... Cyanure de potassium à 70o....::. .r,au..

I kg. 325 litres.

2o Acétate de cuivre. Carbonate de soude.

Sullite de soude

9f"o,r*" a" Eau

p*.ri;;

500

..........

gr.

s00

::::::::::::::

-' 15 litres.

500 750

Ce bain s'emploie à froid et à chaud.

du zinc. _ M. Roseleur indique deux . S2Z.a. Cuivrage formules, selon que les pièces présentent de grandes ou de petites dimensrons :

_81u.,.........:......

Bieulfite de

soude.....

ïffii:ï"' g".-

-.190 : porassium. 500

!f11u""_ae Acétatedecuivre...... gbO_

Ammoniaquê.'r ,t#:\Varr

200_

donne la recene que voici.pour

;;,ilil::-, 100

gr.

_ 450_ ibO_ .z00

le cuivrage

clu

otr l'ÉlrctnlerrN de sulfate de cuivre dans un litre

MANUEL PnÀTIQuE

458

Dissoudre 230 gr' d'eau chaude. L"Ës*'

refroidir' et ajouter ptu ll peu de bleu

liqueur devienne d'un l'ummonioqo. 5o*lJl' tt qot la concentrée de cyanure clair. \rerser "lor. une dissolution ee que ce bleu disparaisse' Le bain de potassio* jo*qo

àt

s'emploie h 50 ou 55o'

de zinc sont décaAvant de passer au bain' les pièces

pées dans

:

Acide sulfurique' ' '

450 gr'

l0 litres' llculin' On passe ensuite dans un bain de M' 279. Cuivrage du ter et de I'acier'-Formules Eau.

..""'

S

Roseleur

:

Bisulûte de

A froid.

soude

' Cirbonate de soudc" " ' Acétate de cuivre Ammoniaque .. . Eau..

Cvanure de Potassium"

À chaud.

5oo gr'

'200 gr.

500

700 500 500 300

350 25 litres'

1000 415

-

25 litres.

pour le bain au cyaLa force éléctromotrice nécessaire 3àSvolts' nurevariede '--Brrnrr,pourbuiv"t'i"fêr'lafonteoul'acier'onpeutse

que nous décrirons servir du procoji à" U' Gauduin' ces métaux ir forte de cuivrage plus tlrd, en parlant du épuisseur.

Pour couvrir le zinc d'une 280. Laitonage du zino' composé de : de ttiton,- on emploie un bain "oi,"ttu précipité ' ' ' 10^0^ S"' Carbonate de cuivre récemment S

id ' Carbonate au 'io" Carbonate desoude"'''"''"r"r'"""' Cyanure de potassiurnr''r""" Bîsulfite de soude............,'r""...."

'Acidearsénieux.r..l......l.l|r........... Eau..."'l' |||| ""| ' ""'l'r""

100

"'i"'. r'I||Ùr

-

200 200

tol

:

l0 litrgs'

GALVANOPLASTIE

T'59

Les anodes sont en laiton.

Pour les petites pièces en zinc, on emploie le procédé suivant. On fuit deux dissolutions, la première contennnt:

Eau'. Bisulfite de

20

soude.

Cyanure de potassium ri 70

La seconde est formée de

litres.

700 gr.

p' 100....

1000

-

:

Eau. . Acétate de

5 litres.

cuivre Protochlorure de zinc.... Ammoniaque. ..

350 gr. 350 400

-

On mélange les deux liquides, et on filtre. L'anode est en laiton. $ 2Ef Laitonage de fer, fonte, acier. dissolutions :

Eau

ordinaire.. soude.

S

Cyanure de potassium à 70 p.

soudc

La seconde comprend

On prépare deux

2oo

Bisul{ite de

Carbonate de

-

100....

litres' gr'

500 1000 --

:

Eau ordinaire.. Acétate de cuivrc

Protochlorurc de zinc

2litres.

neutre....

125 gr. 100

-

On mélange les deux liqueurs pour former le bain

de

laiton.

L'intensité du courant dans Précautions à p.rendre. un bain de laitonage influe beaucoup sur lt couleur du dépôt. Ainsi un courant faible donne un rlépôt rouge; avec un courant.trop fort, le dépôt est blanc. Il faut donc pouvoir régler le courant,

460

MANUEL pRÀTreuE DE L'ÉLEcrnrcrEN

Quand le dépôt est trop rouge, on ajoute dans le bain du sel de sinc, ou bien on remplace momentanément I'anode de laiton par une plaque de zinc. Si le dépôt est trolr blanc, on augmeute la richesse du bain en cuivre, ou bien on remplace, pour quelque temps, I'anode de laiton par du cuivre rouge. La tension nécessaire varie de 3 à 4 volts ; I'intensité est de 0,4 à 0,5 ampère par décimètre carré. 282. Cuiwage à forte épaisseur du fer et de la fonte. Nous avons traité à part le cuivrage à forte épaisseur

S

-du fer et de la fonte parce qu'il

constitue une industrie toute spéciale opérant toujours sur une échelle assez. vaste. Il s'agit en effet de recouvrir d'une épaisse couche de cuivre des objets de grande dimension, comme des statues, des candélabres pour l'éclairage des rues. Pour la composition des bains, on ne peut songer à employer les formules exposées précédemment, car elles comportent des réactifs d'un prix trop élevé et elles exigent des soins rssez minutieux. Il en est de même pour la production de l'électricité qu'on ne peut demander à des piles. Il existe deux procédés de cuivrage reposant sur des principes tout à fait différents. 10 Procédé Oudry. Dans le système imaginé par M. Oudry, le fer est d'abord enduit d'un vernis, et c'est sur cette matière qu'on dépose le cuivre. Il y n donc séparation complète entre les deux métaux. C'est que le fer et le cuivre, flu contilct I'un de I'autre en présence de l'humiilité, constituent un véritable élément de pile dans lequel le fer est le pôle négatif. Celui-ci se trouve donc attaqué très vivement. Ce fait se remarque quand une déchirure se produit sur la couche de cuivre recouvrant du fer, surtout en présence de I'eau de mer.

C'est pour parer

à cet inconvénient que M. Oudry

461 GÀLVANOPLASTIE d'abord de sépare les deux métaux' Le fer est recouvert rési' vernis d'un couche d'une. ;;i;;tt" au minium, puisl'on Pour l'étuve' à sécher fait rro* très résistant que on la rendre cette so"facu- conductrice de l'élecfficité, bain au soumise est pièce la couvre de plombagine; puis : suit il comme de cuivre qui est formé contenant On fait un mélange d'eau et d'acide sulfurique acidulée eau cette dans et volume' en 10 p. 100 d'acide jusqu'à presque cuivre de sulfate du on fait dissoudre

saturation.

I on I'emploie à froid' de cuivre; et on l,entretient avec des cristaux de sulfate car il saturé' mais il faut éviter qu'il soit complètement le arrêtent qui se forme alors ,or l.*, anodes des cristaux ,. Ce bain doit marquer 25o Baumé

courant. Les anodes sont en cuivre'

Ce système, adopté pour les candélabres de la ville et de lui Paris, a l'inconvénient d'empâter la sculpture de couche cette outre' En ôter son caractère artistique' très enler'ée ètre peut cuivre, qui n'est pas actrhérente, de

facilement.

Pour réparer les points défectueux' on forme une espèce tl'enduit avec de lo rési,,., clu copal et du cuivre en poudre' et on I'applique avec un fer chaud'

20 Cuic'rage adltérent d'u fer et d'e la fonte ' - Pour pept obtenir un cuivrage adhérent du fer et de la fonte, on : employer.les deux systèmes suivants

ProcédéWeitt.-Ceprocédéreposesurl'emploid'une liqueur alcaline I c'est un tartrate double de cuivre et de I'inconvénient potasse avec un excès de potasse. ce bain a imparfaitement de n'etre pas assez clécapant; il dissout l'oxyde ae fe" qui peut se- former à la surface du métal;

il

en résulte un défaut d'adhérence' pro'céd.é Gaud.uin.

-

Le bain de i\[. Gauduin est acide. 26.

462

Il

MANUEL IRATIeUE

otr t'ÉlncrnlclEN

est formé d'un oxalate doubre de cuivre et

avec grand excès d'acide oxalique.

'

cre soude

cet acide dissout facilemeni ru. oxydes de fer; il est décapant et firvorise l'adhérence des deux métaux. 9-olr Mais ce sel est peu solubre dans leau l'opération exige I à 60o. pour .u ..""i. de ce baù,

une température de b0

il

faut

le

mettre dnns une cuve en cuivre chauffée au un second récipient en tôre qui est pracé

bain-marie par

eur le foyer.

J'ai supprimé cet inconvénient en rempraçant ra soude par I'ammoniaque qui a ra propriété de àissoudre facilement les sels de cuivre. Dès rors le chauffage du bain n'est plus nécessaire, et l'on peut opérer dans- des cuves

en maçonnerie enduites de ciment. ce procédé est appriqué au \ral d'Osne pour le cuivrage des statues. Pour former le bain, on dissout du surfate de cuivre dans I'eau, et I'on précipite par Ie carbonate de soude. Après un lavage, on reprend le précipité par l,eau de pluie; on y verse une dissolution cl'aciàe oàrique. puis on ajoute de I'ammoniaque jusqu'ir ce que r" riqoeo. s'éclaircisse tout à fait et prenne une belle couleur bleue. Les proportions sont : Eau de pluie. Sulfate de cuivre. Acide oxalique.. . .

Ammoniaque....

{00 litres. 2,b0 kg. b,BO

_

b,00_

Les objets en fer ou en fonte, avant lè

bain,

sont décapés dans une dissorution d'acide sulfurique à fr, puis dégraissés dans une dissolution chaude de cirbonate de soude. chacune de ces.oPér.*tions est suivie d'un rinçage.

Les anodes sont en cuivre. pour entretenir re bain, on

car,vaNopr,Asrrn

4dg

y ajoute de temps

en temps un peu de dissolution ammoniacale de cuivre. Les vieux bains, chargés d'oxalate de fer, donnent des dépôts plus liants que les bains neufs.

Pour procurer au cuivre une épaisseur suflisante, on termine I'opération dans un second bain formé de sulfate de cuivre contenant 10 p. 100 d'acide libre. Ce bain marche plus vite que le premier et coûte moins cher. Pour obtenir un dépôt de cuivre, d'après M. Fontaine, on ne doit pas dépasser en pratique une. inteusité de t

ampère par décimètre carré. La force électromotrice nécessaire varie de 0,b à

l,b volt.

Certe inrlustrie S 283. todelage par galyauoplastie. - galvanoplastie; a pour but de reproduire des modèles par elle comprend la reproduction des médailles, des clichés, des statues, etc. Les moules se font généralement en

gutta-percha. Cette matière, qui est très résistante à la température ordinaire, se ramollit dans I'eau chaude et acquiert une grande plasticité. En outre, elle résiste aux acides et aux dissolutions salines. Une fois gu'on a pris avec la E;utta-percha I'empreinte qu'on veut reproduire, on rend sa surface conductrice en la frottant de plombagine, et le moule ainsi préparé est placé comme cathode dans un bain galvanique. Le dépôt se fait peu à peu; il commence par les points d'attache du conducteur. La force du courant est donc au début concentrée sur un petit espace, et le métal déposé est cassant. Pour y obvier, on diminue autant que possible I'intensité au commencement; on emploie comme anode un au lieu d'une plaque, et c'est seulement quand tout Ie moule est couvert qu'on se sert de la plaque.

{il de métal

Pour I'argent et I'or on emploie les bains dont nous la formule précédemment à propos de

avons donné

I'argenture et de la dorure.

t

(;+

uÀNUEL PnÀIIQUE

on r,'ÉlncrRIcIEN

Pour le cuivre on se sert du bain âu sulfate que nous avons déjà décrit. La nature du dépôt dépend beaucoup de I'intensité du courant. Reprod.uction des planches de

graoure-

Une importante application du modelage par galvanoplastie est la fabrication des plaques de cuivre servant à reproduire les matrices des gravures. Voici comment ce procédé est mis en pratique par l'Ord'nance Suroey, de Southampton, Pour les planches des cartes géographiques.

Les dimensio.ns des plaques sont 0m,67 de largeur, 0t,98 de longueur ; les épaisseurs sont 1",56 pour les matrices, et 3m-,19 pour les doubles. Dans celles-ci l'épaisseur doit être absolument uniforme, afin d'éviter les déiauts d'impression qui résulteraient de la moindre différ"nce. Pour le travail des corrections, il faut que le grain du cuivre soit très souple. La plaque de réception destinée .à être reproduite est d'abord nettoyée avec une dissolution de potasse, puis elle est chauffée et recouverte de cire sur la face postérieure. Ln face comportant la gravure est enduite d'une solution

de cyanure d'argent, puis brossée avec de la teinture d'iode. On forme de cette façon une couche d'iodure

d'argent qui empêche I'adhérence entre la plaque de récep' tion et Le douhle. ' Après avoir subi cette préparation, la plaque de réception est |ixée dans un châssis; ses coins sont recouverts d'un enduit qui les protège contre les dépôrts de cuivre; cet enduit se compose de plâtre, cire d'abeille, colophane et suif de Russie. Le plâtre sert à augmenter la densité du mélange, pour que' si des parcelles de I'enduit se détachent, elles ne flottent pas, et ne s'incrustent pas dans le cuivre. Pour avoir une épaisseur uniforme, il faut que le châssis soit bien horizontal et qu'aucun corps étranger ne vienne

I

I

GALVANOPLASTIE

465

se mêler au dépôt. L'anode est placée au fond du bac à 08,025 de la plaque de réception. cette distance est main-

tenue par des taquets en bois portés par le châssis. Le bain est une dissolution de sulfate de cuivre contenant 5 p. f00 d'acicle libre ; la densité est 1,15. Le liquide doit toujours être en mouvement, et dans ce but, le

bac est monté sur un axe longitudinal autour duquel il oscille. ce mouvement empêche la dissolution de ,'"ippr,,vrir près de I'anode, il s'oppose en outre à la polarisation. L'atelier comporte 28 bacs réunis en série. pour que Ie _ dépôt soit bon, I'intensité ne doit pas dépasser 0,66 ampère par décimètrr carré. La moyenne du courant fourni est Bb ampères. Chaque bain a une résistance de 0,00g ohm et nécessite une te*sion de 0,02 volt. La force électro-motrice pour obtenir 3b ampères est

23><0,02

f

(0,009><28>
:7,7

volrs. En comptanr 2,b

volts pour les conducteurs, on voit que la *achirre doit fournir 10 volts.

284. - âuges à galvanoplastie. - Nous avons indiqué précédemment le mode de construction des auges destinées

à la dorure, àr I'argenture et au nickelage. pÀr le bain de sulfate de cuivre de grande dimension on emploie le bois doublé de plomb. on obtient encore de bons récipiènts avec du bois de

chêne bien boulonné et recouvert de ra composition suivante : Poix de

l3olrgognc

Gutta-percha vieillc Pierrc ponce pilde lin

tb00 gr. 250

150

_ _

on fait fondre Ia gutta-percha et on la pétrit avec la pierre ponce, puis on y ajoute la poix de Bàurgogne. On

MÀNUEL PRÀTIQUE DE L'ÉLEcTRIcIEN

466

on étendii passe plusieurs couches' -Pour bien souder' ir fer un ou à repasser fer un prornanu à sa surface

l:it:tic'

les bains de Cette composrtion ne convient Pas pour

cvanure.

Porr les bains de décaPage formés d'acide sulfurique doubléès de étendu d'eau, on emPloie des cuYes en bois "

plomb.

$ 285. Production de l'électricité'

-

10 Pile simple'

des bains- de sulfate,U: "lt:l:'^li Quand on opère avec emploie quelquefois le bain lui-même comme source d'électricité; c'est ce qu'on appelle la Pile simPle. Supposons qu'on veuille cuivrer une pièce p (fiS. 225) ; on la relie Par un conducteurC àune Plaque de zinc

-

amalgamé Z contenue Cans un vase poreux V. Le tout est ensuite plongé àans le bain même de sulfate de cuivre. On constitue ainsi une véritable pile Daniell, dont le zinc lorme le pOle ttagatif, et dont la pièce p consti-

tou le pôrle Positif ; le circuit est complété Par le conducteur C et le

Fig.

225.

liquide. Là courant va du pôle négatif nu positif à travers le tiquide, et le cuivre métallique se déPose en P'

Pourau8menteràvolontél,intensitéducourant,ilsuffit d'accroltre

le nombre

des vases poreux et des plaques de

zinc;onPeutainsiproportionnerlaquantitéd'électricité la surface qu'il s'agit de recouvrir' installation Ce système est éJonomique pour une petite supprime qu'elle parce pil"*, obligée de recourir aux exigent et lt place de toutes les hatteries qui Prennent

à

GALVANOPLASTTE

461

il a I'inconvénient de dénaturer la composition du hain, auquel vient toujours se mêler du sullate de zinc filtrant ir travers le vase poreux. Pour entretenir le bain, on met des cristaux de sulfute dans une petite corbeille I suspendue dans le liquide. Quand on a à traiter un grand nom.bre de pièces, on beaucoup de soins. Mais

Fig.

226.

place la dissolution de sulfate dnns une cuve en bois doublée de gutta-percha ou de plomb (fig. 226). Deux .barres de laitonp,p sont placées surles bords. Des tringles zl,a supportent les zincs contenus dans les vases poreux .rr, rr, $'autres tringles 1,, ô soutiennent les pièces i,z qu'il Iaut cuivrer'. Des cristaux sont placés dans des corbeilles logées aux encoignures S.

.:

468

MÀNUEL PRÀTIQUE DE L'ÉLEcrnIclEN

Appareils producteurs de l'élecfficité.

-

Pour produire

l'électricité nécessaire aux opérations de galvanoplastie,

on peut se servir des piles, des accumuhteurs et

des

dynamos.

Les piles conviennent pour les petites installations; on peut employer les éléments du genre l)aniell l on se sert â...o* àe Buttsett quand on a besoin d'une force électromotrice plus considérable. Les éléments Leclanché ne convienneni pas à cause de la facilité qu'ils ont à se polariser. Les accumulateurs donnent de bons résultats, surtout dans Une usine oir I'on a par moments un excès de force motrice disponible qu'on peut employer à charger les batteries.

Pour une installation importante, c'est la dynamo qui doit être employêe. Les types des machines destinées à cet usage offrent peu de résistance; elles donnent des

courants de grande intensité, mais avec une force électromotrice peu élevée. Nous avons vu, en effet, que la ten. sion nécessaire pour décomposer les divers bains ne s'élève jamais qu'à quelques volts. Et y ajoutant la perte due à la résistance des conducteurs, on n'arrive jamais à de hautes tensions. Dans le chapitre consacré aux rnachines, nous aYons indiqué les types destinés à la galvanoplastie' Pour ces opérations on emploie généralement des dyna' rnos excitées en dérivation. ll se produit, en effet, dans les bains une force contre-électromotrice, comme dans le cfiargement des accumulateurs. Si cette fot'ce devient à Un rnoment donné supérieure à celle de la machine, les pôles peuvent se trouver ienversés. Ce phénomène ne se pro' àuit pas dans une mrchine excitée en dérivation. si I'on opère avec des dynilmos excitées en série,ril faut |ien veiller à ce que la force élecromotrice de la machine ue s'n}aisse jamais au dessous de la limite exigée lddl' les

:

GALVANOPLASTIE

469

bains. Il est prudent d'installer rn coupe-circuit qui interrompt automatiquement le circuit dès que la force électromotrice de la machine s'ablisse au dessous de cette llmite. Ce coupe-circuit est généralement formé d'une placlue en fer doux articulée qui, lorsque le courant a sa valeur normale, est attirée par un électro-aimant traversé par le courant, et ferme le circuit. Quand I'intensité diminue, la plaque de fer s'éloigne et rompt la communication. Précautions à prend.re, - Les machines doivent être montées aussi près que possible des bains alin de diminuer la perte due à la résistance des conducteurs.

Avant.de mettre les bains en circuit il laut que lt machine soit en marche et qu'elle ait pris sa tension nor, male aux pôles afin d'éviter les interversions de pôles. Pour mettre les bains hors circuit, on ne doit pas arrêter préalablement la machine; il faut le faire pendant que la dynamo marche ù son allure normale. Sinon l'effet de polarisation dont nous avons parlé ci-dessus agissant sur la machine au repos pourrait produire le renversement des pôles. Il est bon de placer un ampèremètre sur le trajet du bain. Quand le travail produit est peu sujet à varier, on se

borne généralement h employer des appareils de construction très simple, et I'on sait par expérience à quel degré I'aiguille doit se placer pour'qu'on ait un bon dépôt. Il est utile de placer un voltmètre aux bornes du bain; car la tension du courant a une grande influence sur la qualité des dépôts. Le voltmètre se met en dérivation sur les bornes du bain.

On dispose quelquefois aux bains des régulateurs de courant coustitués par des rhéostats. Ceile précaution est bonnb quand les bains sont pllcés en série et contiennent des objets de surfaces inégales, ou lorsqu'on dispose en quantité des bains qui n'ont pas la mênre composition. Ils 27

470

MÀNUIL rnÀTIQUE DE L'ÉLEcrnrcrEN

servent enfin à graduer le courant suivant le dépôt qu'on veut avoir. Groupements cles bains, - Quand on n'a qu'un seul bain, on le relie h la source électrique, de telle façon que I'anode soit attachée au pôle positif, et la cathode, au pôle négatif.

Lorsqu'on dispose de plusieurs bains, on peut les grouper en série, en quantité ou en combinaison mixte. Lo Bains en série. Lr figure 227 montre deux bains groupés en série. Pour que cette disposition soit lppli-

rig. cable

il

227.

faut que les bains soient composés de la o,êro,

façon et que les surfaces à couvrir soient identiques, sinon il faut y suppléer par des résistances auxiliaires. L'intensité est la même dans les deux bains. La tension aux bornes de la machine est égale à la somme des tensions nécessaires ir chaque bain, augmentée de celle qui est

absorllée par le conducteur. R, Rr sont des régulateurs de courant que I'on place en dérivation sur les bains. Quand l'un d'eux offre une surfuce à recouvrir moindre que I'autre, on fait lmsser dans le régulateur une partie du cou-

.

GALVÂNOPLASTTE

47''

rant en réglant la résistance en conséquence. Si les surfaces sont égales dans les deux bains', on met les régulateurs hors circuit. 2o

Bains en d,ériçatiort.

-

La figure 228 indique deux

bains groupés en dérivation sur deux conducteurs principaux. C'est la disposition qu'on adopte le plus généi'alement, parce que llintensité dans chaque bain varie avec la surface des objets contenus, et chacun d'eux est indépendant des autres.

L'intensité du courant total fourni par la machine est égale à la somme des intensités tra-

(rl.

,+

versqnt chaque bain, et la teirsion auxbornes de chaque lrain est égale à celle de la machine, moins la perte due au conducteur. R, Rt sont des régulateurs de courant que I'on Peut insérer, iluand les bains n'ont Pas tous lu même résistance. 3o Combinaison mi,rte. - La Fig. 228. Iïgure 229 monre rleux séries dà deux bains L Lt,2 2' groupées en quantité' L'intensité fournie par la grachine est égale à la somme des intensités traversant chaque série ; et la tension à I'origine de chaque sér.ie est égale à celle de la machine diminuéc de la perte due au conducteur. Des régulateurs sont disposés en R, R.

se font ordi$ 236. Conducteurs. - Les conducteurs nu' cuivre nairement avec des lils ou des tiges de inten' h grande La galvanoplastie exigeant des courants aux à donner sité et à basse tension, on se trouve conduit

472

MANUITL

puaTteur

DE

conducteurs des sections assez n'est pas grand dans la plupart lllce est généralement restreint. intérêt à faire des économies ir première est vite couverte par

t'Élnctnrctnx fortes. Cet inconvénient des installations où I'egDu reste, on a rarement ce sujet. Car la depense la réduction du travail

absorbé. On peut s'en convaincr.e par I'exemple suivant : Supposons un courant de 50 ampères passant dans un Iil de 4 millimètres de diamètre présentant une longueur de 200 mètreÈ. Le travail transformé en chnleur est égal à RI3

8' Ln résistance d'un {il de 4 mm. est 0,00lZZ par mètre; celle du lïl en question sera donc 0,00127

;200 -

0.254 ohrn.

CÀLVÂNOPLASTIB

47:l

Le travail est 0,254

Xml

C'est presque un cheval-vapeur. Prenons un fil de 6 mm. de diamètre; le travail sera de -:63,5ksm. 29 kgm. ; il a donc été réduit de plus de moitié.

Le premier

fil

pèse 23

kg. et coûte environ g0 francs.

Le second pèsera 50 kg. et coûtera 200 francs. On voit que la différence de prix sera bien vite amortie par l'économie de charbon consommé. La considération du diamètre des conducteurs, qui a

I'instlllation de la lumière et le transport de l'énergie, ne joue donc ici qu'un rôle secondaire, et I'on aura généralemeut intérêt ir .sacrilier cette question pour tssurer la marche économique de u'ne très grande importance dans

I'usine. S 387. Anodes.-La nature des anodes présenteungrand intérêt au point de vue du travail dépensé, suivant qu'elles sont solubles ou insolubles dans le bain. Supposons, en effet, qu'il s'agisse de décomposer, par exemple, du sulfate de cuivre avec des anodes en cuivre,

le

courant doit séparer I'oxygène et I'acide sulfurique

associés au métal; mais ces deux corps viennent se combi-

ner au cuivre de I'anode pour reformer du sulfate. Le travail de dissociation est donc compensé par celui qui est produit dans la nouvelle combinaison, et le courant n'a en réalité n fournir que le travail provenant de la résistance du buin. Avec des anodes insolubles, il n'en est pas de môme; il faut que la source d'électricité fournisse le travail de décomposition qui n'est plus cornpensé par un aulre et qui est toujours très considérable. Ainsir pour déposer un

Ir7 4

MANUEL PnÀTIQUE

ln

I'ÉLECTRTCIEN

kilogramme de cuivre dans un bain de sulfate avec anodes insolubles, il faut dépenser environ 1,5 cheval-heure.

Aussi ernploie-t-on autant que possible des

anodes I'avantage d'entretenir la richesse encore ont Elles solubles.

du bain. Ln surface et la position relatives des électrodes influent beaucoup sur la qualité du dépôt. Si deux surfaces planes sont plaeées parallèlement I'une it I'autre, l'épaisseur du dépôt n'est prs uniforme. Le métal se porte toujours aux angles et à la partie inférieure de la cathode oir le hain est plus dense. Aussi doit-on souvent changer les cathodes de place. Nous avons déjà vu qu'il était bon de leur imprimer un mouvement et d'agiter le bain. Quand I'objet présente des creux et des bosses, comme une statpe, lè métal se porte de préférence sur les points saillants. Poun l'éviter, il faut augmenter beaucoup la dis. tance des électrodes afin de diminuer I'importance relative des saillies. Souvent on est obligé d'amener le courant dnns les creux ayec une petite plaque ou un fil métallique épousant la forme des concavités et relié en dérivation sur le conducteur positif. Nous avons vu précédemment les srtrfaces relatives qu'il faut donner aux anodes et aux cathodes suivant les diffé' rents bairis employés. Z 288.Raffinage du cuivre. Expériencesde M. Gramme. Pour terminer cette étude, nous dirons quelques, mots -du raffinage du cuivre par l'électrolyse. te cadre de cet

ouvrage ne nous permet pas de traiter la question de l'électro-métallurgie; mais nous croyons utile de citer les expériences suivantes, Parce que les résultats présentent

pour la galvanoplastie quelque intérêt au point de t'ue économique. Dans certains cas spéciaux, ces chiffres peuvent indiquer la voie qu'il fnut suivre pour réduire les dépenses d'une exploitation.

CALVÀNOPLÀSTIE

475

Pour obtenir du cuivre parfaitement pur' on se sert d'un bain de sulfate de cuivre, on place comme ano{es des plaques du cuivçe impur qu'il s'agit de raffiner' Comme cathodes on dispose des plaques minces de e'uivre pur' Par une opération analogue à celles que nous avons déjir étudiées, l'anode se dissout, le cuivre pur se dépose au pôle négatif, et les impuretés restent dans le bain' Les anodes étant solubles, tout le travail à lournir sert à vaincre lit résistance du bain. Aussi diminue-t-on autant que possible la distance des électrodes ; car dans cette opération, on cherche plutôt la quantité que la régularité du dépôt et les règles que nous *yqns étilblies précédemment .u* fur positions réciproques des électrodes n'ont plus raison d'être. D'abord on plaçait les bains en dérivation. Les expé' riences suivantes entrellrises par M. Gramme ont modifié complètement cette manière de procéder.

to Il a commencé par disposer en dérivation des bains {e sulfirte de cuivre, en ![uantité variable, ayant tous des anodes solubles cle même surfirce (16 décimètres cnrrés).

It a trouvé que le dépôt ne variait Pas (soit environ 7 gr. pitr heure) avec un seul bain ou 36 bains, c'est-à-

dire avec une surface cle 16 décimètres carrés ou de 6 mètres; la quantité de cuivre déposée Par kilogram' mètre de travail dépensé est restée ir peu près la même dans les diverses expériences, elle n'a pas dépassé 1s'96' 20 Tous les btins ont été mis en tension, et leur nombre a été ûugmenté de I à 48. La surface d'anodes était ln même dans chaque bain, et la vitesse de la machine croissait avec le nombre de bains : la force électromotrice a varié de I à I volts. Le dépôt de cuivre a crû ilvec le nombre de bains ainsi que le rendement par kilogrammètre dépensé; le poids de cuivre par kilogrammètre a varié de 1c"58 1 llsrl8.

476

MANUEL PnATIQUE DE L'ÉLECI nICrËN

La conclusion est bien évidente, et l'on voit quelle économie il y a, quand on dispose d'anodes solubles, à mettre les bains en tension plutôt qu'en dérivation. 3o l)ans une troisième série d'expériences, r\{. Gramme

a maintenu I'intensité du courant constante, ce qui I'a à augmenter la surface d'anodes en même temps que le nombre de bains en tension, afin que la résistance amené

restât toujours la même. Le poids de cuivre déposé dans chaque bain est demeuré invariable dans toutes les expériences, et le poids total a varié de lb r\60 gr., sans que la vitesse de la machine, la force érectromotrice et le travail dépensé aient changé. comme la q'antité totale de cuivre déposée est proportionnelle au nombre de bains, on pourrait conclure de là qu'avec une quantité déterminée de travail on doit obtenir un dépôt illimité. Mais il n'en est pas ainsi ; car le bain offre toujours une résistance. En outre, il existe une perte de trava;l due aux impuretés des anodes, qui peuvent produire une certaine polarisation. Dans la pratique, il y a un point ir partir àuquel on a plus d'économie à augmenter la source d'électricité que la surface des b*ins. I\{ais cette ex;rérience prouve qu'aveo des anodes solubles le travail chimique est nul. 4o Dans une 4u expérience, l\{. Gramme, pour étudier I'influence de la solubilité des anodes, s'est servi de plomb

qui est insoluble dans I'acide sulfurique. Le dépôt de cuivre a été beaucoull moindre, la plus grande partie du travail étant absorbée par la polarisation. ces expériences montrent que dans une grande installation et quand on dispose d'un nombre considérable de bains de même nature, on peut avoir intérèt ir les grouper en tension ; elles font ressortir aussi I'influence de la soluIlilité des lnodes sur le travail dépensé.

APPBNDICE

TABLEATJ

NO

T

I,IS'TE DES conps suIvANT LEUR CorP* corrducteurs

Argent. Cuivre. Or.

Zinc. Platine. Fer. Dtain. Plomb. Mercure.

coNDuc'rltltlttfl

CorPe eemi-conductcurs

-

CorPe

ieolants

Charbon de cornue. Charbon de bois.

Laine. Soie.

Coke.

Verre.

Acides. Dissolutions salines. Eau de mer. Air raréfié.

Soufrc. Résine.

Glace fondante.

Elu pure. Pierres.

Glnce non fondlnle.

Bois

sec.

Cire ir cachcter. Gutta-percha. Caoutchouc. Gomme-laque. Parnffine.

Ebonite.

Air

scc.

Porcelaine'

Papier

sec.

TABI,EAU

NO 2

TABLD DE CO]iDUCI'IBILITÉ DNS ITÉTÀUX

Ârgent Cuivre Bronze

Âlliage Or pur Aluminium Pur.. Brouze silicieux têldphouiquc Zinc pur

54,2 ..

.

phosphorcux tél éphott^qon Àllinge ôr ct argent à 50 P. 100

B nonze

35

29,9 29

16,12 27,

478

ÀPPENDICE

I

Fer de Suède nt"io po* à" nï"* Itcler Dlemens....

t6

:::: ::::.::::::::::::: Platine fil.. ::::::. : : .:::::::::::.::::: rromD Pul: . 5to,"",u ù 20 p. 100 d'élain ....

rlcKet Pur. Antrmoine

15,45

t2 10,6 8,89

8,4

.

7,89 3,89

Mercure

t,6l TABLEAU

No 3

nÉsrsrLxcg DEs uÉreux ET ALLracEs usunt,s

^'"]itï"

NOMS

o .o" | 1r*:,lii",i.o' o'un n cubel

;:^:iif:

microhme

itrgentrecuit .....1 I.EZL ..........1 tiïrZ uurvrerecurt .....1 l1616 Cuivre écroui.. ... ..:.. . I i:6ii, Orrecuit....... .. ....1 zioai Or écroui. . ....... I z:iià Aluminium recuit.. . .. ..1 ZigEs ?inc.compripé .,.. ....1 S.OS9 Platine recuit..... ...,..1 g,lbg ilnu."::ki::.: :::..:. :1,;:ffi; Argent écropi

..... i I I I Mercure liquiTe.... .....1 2 parties orgent, I rrlatine. I Maillechort......; I I argent ... I f,parties.or-, rerro-nlckel recuit | Etain,cornprirné

cnNr.

uT""o".',Ilii" ji:""| .nïutj." I'"":ïdii:", ,l::i",."xl"ïu""1 ;*:;. ;il'i*Ï:" oecramcrre cifique) centimètre

|

0 02103 0,0:650

o,365

0,02697 0,03751 0107244 0 , 1166 0 11251

0,1604

SS.9o

Zr*.OO

Zt.tl

l0,g:l 79.J0

D

0r388

0,1707

gg:74

0,377

o,02057 0,02104

0,2526 0,4571

lg2:1o

"uotiiraae

ohms

0,01937

ta,SO

tslsà

|

|

I

Plomb co6primé-... ....... Antimoine i'omprimé.... Bismuth comprïmè......

,c. 09

I ,6890

1,2247 0,3140 0,2695 0,1399 0,1690

D

)) ))

0,365 D

0,630 D

0,365 0r387 o,389 0,354

0,072 0,031

0,044 0,065 01093

Formule de M. Mathiessen poup carculer Ia variation de

des métaux

it"n.i,,n,,,u t"; r résistance ir 0o :

;::",i::T,pe""to,e :

R

_u,,.,.:::

R-r (llat.1-|ttt). Le coefficient z' est négatif pour certains métaux. Les I valeurs de a et .le l, sont i a

Pour les métaux nrrns

P;;;

i;;;;ii: f""" ;;;Ë;

lrriase, argenr altèmand

g,gg?ql +

à:;ï,,";

.i';,;;;;,,i: 1*"i'""r,o;,i::::i.

l)

0,00000126

i;fiBlâBB;B:BBBBffil3i

o,ooorrBB_0,000000062

-------7-

TABI,EAU No 4 nÉsrsr,l,nces DEs FrLs EN FERno-NrcKEL pouR nnÉosrlrs Diamùrree (millimètrcs)

Rdaietances par mètre à0o (ohms)

or5

3,ggg

7

o rggT

1r5

tJ1448

2

0,249

2r5

0,160

3

0 1717

3r5

0,091 0,062 0.049 0,040

4

4r5 o

TABLE

r

ors

TÂIJT,EAU No

5

nÉslsTA_NcEs sr,ÉcrrrquDs SOLUTIONS SALII{TJS

DE orrr,Énnxrns

Résistancc en ohms.centimùtree à 14r.

r-rrssofution d'acide sullurique (densité

Dissorutil' de surrnre a".uin"ldif

l,I0) ....

î:iJdi:i:

100)'. Dissolutil-n sarurée au Jfot" ,J?i"l Acide azotiquea;;""iù1,f6i:.::

0,gg

:::

...

: ^t:j, ,''',i

::::.::::. ::. :

,î,.rou

APPDNDICB

480

TÀBLEAU

nÉststlxcn SBCTION

mm8

DBs

NO 6

À FILS EN CUIVRE PUR NECUIT

polD9

nÉststtxcn

DlÀ-

P8r n).

par kilomi

ETR

grammes

8ËCTloN

POIDs

pâl'm. mm2

OO

CENT'

nÉetsr.rilcg

par kitomèt ohme

APPD:{ DICE

I,1 | 51 ,5300 | 458 '62 rrTo'ol

s,zl sz,etoz I

8,31 54,1061 1tr81.54 8,41 55,41,i',114e3'22 8:bl b6,74ào l 5o:),03 8,61 5tt.0881 I 516,e8 8.?l 59.4'{68 | 521},08 s.el rio,gztr I 541 ,31 8.91 62,2114 | l3:t,681

e,ol 63,61i3 566,le I

RÉôts1^rcE

nÉgtstrtxt:e

olr-l a*crrox I PotDs uirrnl I Pnr nr.

i

pnr kilonri:t

par kilomèl

ohms

ohmg

0,31004 0,30252 0,29ô28 0,28829 0.281n5 o,27504 o,26875 0.26268 0,25(;8 t

0,:5

1

13

| sza,8s

o,24564

| (i04 ,57 69,3978 | 617,64 :0,8822 1fi30,85 72.3823 | 6tt,20

0,23519 0.23021 0.22539 0,22072 0,21620 0,21180 0.20755 o,20349

65,0;188

66,4761 I 50,|;6lt {i7 .92U1

73,89n1 l CiZ,0U 7it.4297 | 671 '32 7(i,9769 | 685,09 78,b3r8 | 69t) 00

o,2t033

482

.TPPENDTCE

TABT,EAU No CHALEUNS OÉCACÉNS PAN

7

LÀ FONUATION DES

PRTNCIPALES

CoMBTNATSONS CHulrrQUEs

NOMBRE

de caloriee NOM

I'LBMENTS comporents

eqoitur"otPii él.at

FORMATI()l{ DES

Eau..

H+O

Potasse. Soude

Amnroniaque..

Chaux..........

.

.

Magnésie

Alumine

Sesquioxyde

de (hydratê) . .

fer Peroxvde de fel (hyàraté) ..... Oxyde de'nickcl (hydraté)'cobalt .... . Oxyde de (hvdrnté) .....

OXT DES

0

))

56, I

69,9

40

67,9 ,t

Ms*o+Ho

35 37 29

Atr+03+3HO

FefO

1gr Ni+o CofO Oivàe dé zinc (ânbvdre)..... ZnlO Oivde-' de' zinc (hydr.ate) ... . . Zn{O+HO F-ez

composé

8olide létrl

K+O+HO NalO+H()

AzfHr+2HO Ca{O+HO

dégagées

lkilogrammc-dcgré)

S

78 rtç

73 )5 3

34,5 82,3 77

.6

21,o 75,05

74,9

))

x 65,3

l)

36

3{l,5

))

80

31rgXB

))

37 ,5

30r7

D

))

37 15

32

40,5

tt3t2

))

49,5

41,9

))

Lu" poids. das, éguivarenta sont exprimés co grrmmcs tee carorier ; en kilo--l' gramm-es'degr'és ; les composrnts et les composés sont pris dene leur étJactuel à -l- 1ô".

483

APPENDICE NOMBRE

NOM

ÉlÉn,trnrs S

composantB

ÉQuI-

do calories (k

VALENTS chimiquee

Par

équivalent du composé état solido

Oxvde de plornb

(irnhydre).....

Oxvde de nlomb (hydrotéf .. .. .

Protoxvde de cui-

vre...

Bioryde de cuivre (anhvdre). Bioxvde ae criivrË ftydraté).. Protoxvde d'étain (hydi'até) . ... . Bioxvde d'étain

(hydraté) ...'. Protoxvde dr, merdure Bioxyde de mer-

cure..

Protoxyde

.-

dradé.

Bioxyde de manganèse (hydra-

ré)

...

Pb+o Pb+o+Ho

letetdi

----

(sadre)

25,5

))

120,5

26r7

))

CusfO

7l r4

21,0

))

CulO CufO+HO SnfO

39,7

19 12

D

48 r7

19

(

67

34,9

D

ID

67

))

SnfOz

111,5

-l-

rg

Hg'* o

208

2'l'1

Hs*o

108

15,5

de

manganèse(hy-

Oxvde

RtïlATloil DES oXIDE$.

dégagéee

ilogramme-degré)

antimo-

MnfO

35,5

tt1

MnfOg

43,5

58,

t4

I

riieux (hvdraté)

sb+03

146

!a'r

nrquo.

sb+o{

As*o

154 116

124, 3

))

3'5

D

Ag'* ot

240

10)5

))

Pr+O Bi+03

107

lto

D

234

ffir9

))

Oxyde 'airtimol Oxyde d'nrgent. Sesquioxyde d'argent.. Protoxydede pla-

trne..,....

Oxyde de bismrrth

FOBMATI()II

Chlorure de potassrum

Chlorure de sodiom.

K+Cl NafCl

OES

CHL()BUB ES

7416

58,5

105

97,3

100,8

96,9

APPENDICT'

484

NOlTTBRE d(.gegéee

ÉlÉurxrs

NOMS

compoÊtntB

riQUrVALENTS chimiques

de calorice

(kilogramme-degré) Per

équivalent du composé état solidc

létat

F0RltlATl0ll DES CHL0Rllf,[$ (ruite)

Chlolure d'ammonium Chlor.ur.c de cal-

r:iurn

.

Chlorurc d'ulunrinium. Chlolure de fer.

.

Chlorure de fer Chlonire de zine Chlorurc de rnugrrdsium

Cblorurede ntan-

golrèse......:. de Chlorure

plornb. CËlolure de nie-

Chlorure

(bi).

(oloto)

Chiorrrré (ner')

.

d'or

d'or'

.

Chfo*tile de cui-

vle (proto)....

Chlorui'e de'cuivre ibi) Cblolure dc mett

cure (proto).. . Chlorure de tnct'-

culc (bi)

Cblolure d'ar'gent.. . ..... ..

Cblorrrre de bismuth. Protoehlorure de

plrrtinc et

de

potassium ....

AzfHafCl Ct*Cl Al2+

Cls

Fe*Cl

Ferf

Cl3

f Cl MsfCl MnlCl Pb+cl Ni+cl Srr f Cl Sn f Cl' Au! f Cl trqz f Cl3 Cu! f Cl CufCl Zrr

b3,5

16)7

l4rl

oo,o

85r1

93,9

53,6 x 3

79,3

131 r9

63r5

161,5 68 47

,5

4l

32x3

42,6x

/r8 r6

56,4

-75,5

93,5

56

64

4216

39,2

65

37,3

/16r8

94,5

40r2

40,6

63

139

130

64,6 (liq.)

78 r7

232,5

5'8

D

303,5

22,8

27

98,0

35,6

D

25,8

IIgs-| CI

235,5

40,9

Ils { Cl

135,5

3l,4

AsfCl

143 r5

29 rz

D

Bi

316,5

90r6

,)

209,1

2216.

+

cl3

Pt+Cl+KCl

rg

31,3

r2

87

x

50

D

29,g

20,9

APPtsliDICB

N0ill s

('srite)

F0RmATlotl DES CHLoR[tfif,$

Bichlorule 4ol oul potusstum

I l:,,,*,4 | ,"',i

I n,,,

I

plllil^u,..:i

r ....1 pt+clz+KCl

FOBMATION DES BROTIIURES

Blomule dc Po-

96,4

91

t03

86,7

86,4

100

71,8

84

98

67,2

62,9

267 ,4 112 ,5

40,2 x 3 39r1

69,2 X

183, b

34.,5

20r5

1û$

31r5

))

219

50 ,7

59

143,tt

20

111)7

li

f Br AgfBr

180

25,9

188

23,7

))

f Br 6o1 4 Brg

277

1'o

))

t$7

19,1

KlBr

tassium

Btortrure de sodiun. Bt'omure de cul-

f Bt' CnfBr cium. Bromurc d'umAz{Ha{Br rnonium Bromure d'uluAPfBlJ minium' Zn{Br Brornure de zinc lJromure de PbfBr nlourb BrLmut'c d'étuirr SnfBr (stunneux) .... Brbn,u,'* d'étoin Sn { Br'2 . '.. (stnnnique) ' 'cuiBr".rmure Cu! { Br Treux....'.'' '.' Brotnulc curl'nCufBl que.....-..."1 Na

|

1

19,1

I

I

Bro.tnulc mclcu-

rtque.....,.,...

$r'-

(aulettx; Br'omure' d'or (ouli<1ue)

IIg

I I

Bromure gent...'......'.1 Blomure.dor'
I

I

I I

.. .. .l

Auz

FOBMATIOII

K+IO

lltt f Io

a6,6

D

,tt

21 ,5

24r25

814

DES I(IDUBES 166,1 1b0

80

Tq

68,8

70

rj rl

486

APPENDTCE

I

|

I I I

NOlts

I

, .

I

I rinrrr I

"."'- | uLDlrE\TS - '" |t'alunrs comPos{rrlts

l_

l.rin,iqo""l equtt"t.',tpâlcompocé

i;ï,1

;[lîr rJi'ii

'à;;f;;,i:

I

* H'+ Io

T118u,;

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Hs

érar

-

létatdiseou

(suile)

r

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ca

'*ïi:*ii;;l iiÏfi' fi;:Ti:

-*iÏæl.l

--.--solide

|

F0BInATtOt{ DES l0DURfg Az

,.._

(kilogramme degrô)

l

f

|

Iodure d'nmmo-l

N'MBRE decaloriesdégag6es

uo,o

47 r7

ss,o

67

I ii,*"' iïl illl:il I

30,3

l;i,iil

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,,

zzt

'"r*ilËffû:l rËi,'' ll'# I ll;; Cyanure

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53xg

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14,3 ))

FORiIATIOII OES CTAilUBES

de po-l

I ^ c#;;"î-;;;;:l cY*K lær I (')'+ cvrNn I

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Cyf vJ T-Àz Az{}tr no l' t nr I| ,r+

"11i1;i,qlî:,1 ..1 i:"eiit , a" f;t-t'",i"Ël

Cy

f

sium

..

KCy

rr4 | || iâ;

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.l

Sulfurc de potas-f

Ag cy

*

|

I rsr,r I

pol,as-

.:....

50rg 36,

Ca

cy -rÀ5 + "J

r(Cy I

FORilATI(ll{ DES

3'o

))

7014 ))

612

D

SULFURES

| I |

1

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64r7

40,5

iÏiil eË l,lf,' I ;î:;

-ct de poras-f IIscv * iiTT,;;;;;;;;,;f Cyrrnuro d'argerrt ct dc

Gi,6

60,4

0,,,

56,2

on,z

51

,,

28,t1

.6

487

APPDNDICE NOMBRE

}iLUMENTS

NOMS

de calorice

clégagées

(k ilo

e-degrr! )

TQUI. VALENTS

g r am m m

Prr

compos0nls Lcnrmtqtlcs . ' I

équivalcnt du eonrpoaé

étrr solidB latntdi FORMATI()TI DES

SuIlure de cnl-

.... .....1 dcfer.. I de magnésium ... .rl. . .l Sulfurede zirrc..l de nickel.. I cium

de de (proto)

SULFUSI$

* S r"+s

| |

36 44

46

11,0

D

*S

I

2q

39 rB

))

Ca

Ms

+S Ni + S Pb + S Cu2 f S Cu f S HS l- S Zrr

plomb. I cuivre

.. . .. ..1 cni-Sulfure de cLlt |

(bi).......1 ll cure.. ..,... ..1 AStS ifSulfured'urgelt.l vre

iSulfulc de mcr-l

lilAeidc r ^:.t^ ,f

1r8,5

{ O5

chlorliy- -

t16 l12t+

I

dr.ique.

I

drique..,...:.1

Acide- iodhydli-

|

'

II+Cl II f Br

t

))

5,1

,)

g,.q 1'5

I |

|

54

I I

63 99

rs ,rO

I |

I

4s

|

I I

ACIDES

(gaz)

14,3

| 1'8 (liq.) 1 (gaz) f i -07,1 (liq.)

14,3

[-0,6

I

|

Aeide- bromhv-l

))

lri ,5

'Àcide (hydrnlé).:...{ Àr+05+HO | Aeide azotique I I 2' bvdrare l. . .l AzOGII + 4Ho |

Acideiulfureux.l S+O' .Aeide-sulfuliquei S+03 (onhydrc).:...1 " I " Acide sulfuriqrre | (monob.ydrnÎa) | s + o, l- HO ^ suff,r"iqu'e | Aclde + Ho . (bihydr.ilté).:. .l sotH C+On Ae.ideônrboriiqnel

))

819

10,

I

Az

))

9r1

119,b .q

49

2t,5

45 r5

FoRt[ATto]t DEs PntnclPAux

nzotiquo ^-^+:,..,^ ,r (onhydle), l. . .l ozoiique |

(.tuife]

I| u,o \ |

1,'n.; :t4,o (guz) 45,9 (gnz) 51

'8

(rZ

))

14r3 ))

38 ,la ))

(sol.)

';0,5

(liq.)

70,5

I Il22 I

3,1 (liq.) 48'5 (gaz)

51

I

22

(Sor)

39,3

9,5 (gaz)

29r5

(gaz)

13,2

7,8 (gaz)

13,1

2,3 (gaz)

4,6

36,5

I

|

81

que......:....1 H+-I | 128 Àc[decyonhydri-l ttt-T"''] *t | _ A"Ii; "rriuyai'-| || "li que......:....i II+S

-6,2

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,3

488

APPBNDTCE a o

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I

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APPENDICD

480

TABLEAU l{o Équtv.l,r,nxrs cHrtrreuEs

rr

I

Élncrno-cHruteuES

DES PNINCIPAUX CONPS UQUIVALENTS NOMS DES CORPS

sYltBoLES

l--1chimiquca ldlcctro-chi ' ques I

....... .. . ... .l lAluminium ........1 .........1 lAntimoinc I frgent Arsenlc. ..,..1I I Hydrogène

Azote . I Baryum .....1 Bisrnuth. ..........1 Bore . .. .. ... I Brome I Cadmium . .........1 Culeium. ... .... ... I Carbone. ... ..... ..1 Uhlore ...... I Chrome .....1 Cobalt I Cuivre I Etain . I Fer .. .......1 Fluor .......1 Iode.. .......1 Magnésium ........1 lltangonèse ........1 Mercure. .......,...1 Nickel ...... I or... .... ...1 Orygène ..........1 Phorphore ........1 Platiie I Plomb. I Potagsium. ........1 SiIicium,...............1 Sodium .. . . .1 Soufrc | Zinc. .......1

H

Al Sb

lS As Az

Ba

Bi

Bo

g" Cd Ca C

Ct

Cr Co

Cu Sn

Fe

Fl Io

Mg Mn

Hg NiAu O

Ph

Pt

Pb K Si

I[a S

Zn

I | 0,010?8t 73,7 | o,1422ô 722 | 1,26685 108 | t,ma7 75 | 0.7?880 14 I 0,1453E 0,71130 tt8,

2lo

5 | I

7l 80 56 20

| | | I

2,18064 0,11422 0,83072 0,ô8150 0,20768 0,06230

6 | 35,5 | o 36863

26 r2 29,5 I| 31,8 59 |I 28 | 19 727 || 12,2 I

27 r5 100 29,5 lc7

I 31 99 103,5 39 14 23 16 32,5

I |

0,27206

0,30631 0133021

0.61266

o,zcozs 0,19730 7,37877 0,12668 0,28556 1.03840

l0,s06il3

|

| I | ||

| | | |

2,04565 0,083072 0,32190

t,02802 1,07474 0.40498 0,14538 0,23883 0,16614 0,33718

/r90

APPENDICE .-rO

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I

I

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I

APPENDICE

491

TABLEAU No ll POIDS DES FILS DT' FEN GALVÀNISÉS

NUMÉROS de la

DIAM}'TRI,:

jaugc françaiae

I'ÂR

en millimètrcs

f{o I

en,

POIDS Ur'.:ra,e Srammes

0r6 0.7 or8 or9

a,

3

4

1,90 2,25

3,90 4,85 5,72

lro

o

lrl

6

7|'30

8

l12 lrB

1 rr

7r4

72

10

1.5

13,50 16,20 19.80 24.00 29,00 35,00 43,50

7

I 7l

8,80

7'r6

1'8 2ro

72 13

74

9.>

15

214 q1

16

t7

3r0 3r4

18

19 20

25

53 r75

72r50 94 ,00 1 18 ,25

:J;9

4r4

TABLEAU

,2b

N"

12

pntx DE QUELQUES CONDUCTtsURS F'il tle cuiyre nu de haute conductibiliré (gZàgB cuivrepur). TréfiIé, diamètre

-:-

5** à O,gn'..... 0,5 0,2

0,1 0,05

B francs

37-

2l g0

le

kilog.

ÀPPENDICE

4s2

PRIX EN FRÀNCS PAR METRE

SECTIONS cn millimètret

IIOLEYENT

earré! |

leg""

1 | 2 | ; | 10 |

0,23

iô | 30 | 40 | 50

100 2oo 250 3oo

|

ï;ô ||| | |

tlior,Brrnsr I mo5

IIOLETIEIIIT

lort

soue plomb

or37

or72

or42 0,68

0,92

orSo 0,81

ô138

o.0o

t,ot

rsor.rnent

I

I

0,26 0,29

0,17

itiô

en

-t.r-

lrt$

I ,98

7 ro7

I,&3

3,13

1,82

3,92

?,60 3,39

2,08

2,13

2,79

2,60 s,2o

3r38 6r63

4,77

9.49

9,75

12 ,35

12,02 14,30

14,60 16,90

11,05 13,65 15,60

11,32 14,30 16,00

77 .87

1g r50

i"i;

S

4l

,DD

5r22

I,45

106

Les lils nus en cuivre rosette de haute conductibilité coûtent environ 2 fr. 50 le kg. Ces prix n'ont rien d'absolu; ils Yat'ient nécessairement aYec le eours du cuivre. Les lils de ferro-nickel cottent 6 ri 7 fr' le kg. TABLEAU

tT{O T3

coMposlrloN DE QUELQUES ÀLLIAGES FUSTBLEC

Le plomb peut être remplacé dans la fabrication des coupe-circuits par les alliages suivants, dont les propriétés ont été déterminées par II. \Miesbach. fusion Poiot de

Plomb

Etain

11493'8 53894,4 23591,4 4 | 141t'25 | | 2 | 3 t 131200

Bismuth

en degrés cent'

5 | | t

118,8

l4l,l 167.7 167,7

APPENDICE

TABLEAU I{o

403 14

BECS DB GAZ CONSOMUÀTION _ PUISSÀNCE LUMINEUSE Conrommation dc gazl Puiseance lumioeuee

DÉSIGNATIoN

à I'heure

Litree

Cercele

I

ri flamme Iibre ou papillon, de la ville de Paiis,

Bec

no6.

..

l r2l t rttz

180

Bec papillon, no 7 Bec papillon, no I

125

Bee

105

200

ii cheminée, Bengel ....

7 r74

I

TABLEAU No tb PolDs spÉcrFreutss A (Poids spécifique de l'eau à

f

0o

&'

:

1.)

il6taur Acier de cémentation fondu

puddlé

Aluminium fondu forgé bronzc

Antimoine

Argent fondu forgé

Bismuth...... Bronze

Cadmium laminé Cuivre maltelé. Iaminé fondu

Etain

Fer forgé.... .. Fonte
tls.

Maillechort.. . . . Nfercurc à 0o..

.

7,26 7,83 7,50 2,56 2,67 7,70

à

ï

à

7,90 7,92 7,90

6,65 à 6,72 10,10 à 10,47 10,51 à 10,62 9,83

I,S0

ù

8,60

8,69

8,9 8,9 8r6 Êôrâu ,/rô r ,/tD 7,6 il 7 ,79 7,0 7,50

7,8 à^ 9,4 8,54

8,3

i

9,62

13,590 28

APPENDICE

494

19 à 19,6

Or ..

2tà22

Platine Plomb

11,40

6,80

Zinc fondu

7,20

laminé CorPs solides

2,70

Albâtre

3,67

Ardoise

Bois séchés ir I'air Àulne Bouleau.

Buis.

:

0,50 0,74 0,95

.....

0,69

Chêne

Ebène noir.

.

Erable

Frêne...,.. . Gaïac......

... ...

'

1,19 0,67 0,67

l,2l

0,73 0,66 0,39

Hêtre. Nover.

Pefiplier

Pin..

0147

0,65 0,73 0,56

Pin rouge Pommier Sapin

Tilleul.

0,56

Brique Caoutchouc pur.

L,4o à 2,20 0,93

1,25

vulcanisé

Craie Glace il 0o. Granit. Grès.

730 ^

0,92

.

2,80 2,35

1,21

Houille Marbre

Pierre calcaire Plâtre gâché sec.. . Sable ordinaire sec.. Sel gemmer,....

...........r ... ..... ...

Verie r cristal

Flint'glass

1,76

Glaces. .......... Yitrgs..........r......

i

1,51

2,52 à 2,84 ?,44 i 2,50 0,97 1,64 2,20 2,89 3,33 2,46 2,63

APPENDICE '

495

Corps liquideo

Àcide azotique

concentré

t,500

chlorhydrique concent.ré.. 1,200 1,850 Acide sulfurique concentré 0,792 Alcool absolu à 20o. 7,027 Eau de mer..

Ether à 20o. Huile de lin de

0,716 0,950 0,914 1,263

navette

Sulfure de carbone

Corps gazoux Température 0" ; eir atmosphérique:1

Acide carbonique

l'l?g

Ammoniaque..

0,596

.

Azote Chlore Gaz.d'éclairage Hvdrosène;;;;;;:...

0,972 2,570

0,480 à 0'570

::::::

protocarboné . .. . ..

:

.,

càrbone Oxygène Yairéur d'e"'a ibb;: .:::: .:: .::r

Oxyde de

3:393t 0,559 0,967

1,{06

8,'rtri

Densité de I'air par rapport ir I'eau - 0'013. Pour avoir le poids en kg. de L mètre cube d'un corps solide ou liquide, multiplier son poids spécitque par

r 000. Pour avoir le poids en kg. de I mètre cube de 9az, multiplier son poids spécifique par 1,3.

TABLE

DES MATTÈItES

PREMIÈRB PARTIB CHÀPITRE PREMIER pRrNcIPEs GÉNÉnÀux

-

pÉrtxrtIoN

-

uxrrÉs

-

MEsunEs

I

Courant électrique. Loi de Ohm. Circuits dérivés Rôeistance spéciûque' Conductibilité' ' ' ' Loi de Joule . '"t" Travail, puissance d'un coutant'"'' Charge et caPacité électriquen' ''h" Unités éler:triques Expression du travail éleclrique cn kilogranrmèlres' Unités diverses.

4 o G

I I 0 10

l1 13

Disposition d'un circuit

CHAPITRE

IT

pnÉnouÈxrs ET LoIs Ér'r'crruquEs Magnëtisme'

Aimants

:

16

Cltamp ntagnétique' Lignes de force' Electro-magnélisme.

Action des couronts gur lcs aimants

: Syslème astatilue

18

Electro-dYnanique, 10

Lois d'Àmpère......... 2E.

498

TABLE DES MATIÈRES

Solénoïdes...... Aimantation psr les courants rénanent, Hgstërésis. ..,..

_

Induction

...... : Elertro-oi*antc. U_g"itir*, .....,

Loi de Lenz, Courants induite d'ordres supérieurs

:

Eotra-courant..

2l 22 26

27 28

Electrolyse. Défi

nitions. P_rincipes généraux.

d: !:i: {arlday : Equivatent électro-ctrinîque..... :. :. ::.. :... Théorie de Grotthus et de Farad ay : Actions secondaires CHAPITRE

29 30 32

III

ÂPPAREILS DD MESURE

Galvanomètres

34

Mesuie rle l' intensilé. Ampèremètre Deprez Ampèremètre Deprez et Ctrrpentier.. Ampèremètre Richard. Ampèremètre-balance Ernploi des ampèremètrcg. Eleàtro-dynamômètreg Mesure de

.

.

38 39

4L

43 44

Mesurc de

la diféwncc de potenticl.

Yoltmètree Yol tmètre Deprez-Ca rpen tie

Voltmètre Richard Voltmètrà-balonce Problèmee divere

37 38

la quantité.

Compteur Cauderay Compteur Aron Comptetrr Edison

Emploi des voltmètres.

35 35

..

r.

45 45 q6 46 46 47

TABLE I}ES MATIùNES

499

DBUXIÈME PARTIE PROITUCTION

IIE L'ÉIf.ICTRICTTÉ

CIIAPITRB PREMIER PI LES

Théorie de la pile : Polarîtation

51

Pile Daniell Pile Callaud..... Pile OÏeenan ... Pile Carré. Pile Bungen Piles au bichromate de potasse : Irilc Grenet ou pile-bouteitle Piles à orydes. Pile Leclanché.. t" Elémentà pase poreur. ....., 2" Elément à agglomérés Pile à oryde de cuivre de MM. de Lalande et Chaperon

53 56

rt 58 59 ...

60 62 62 63 65

Âccouplement rles éIéments de pïles.

lensioif.Quantité:Eqemples Accouplement mixte : Eaemplec Choix des piles suivaut leurs applieations. Entretien des piles. Àmalgamation des zincs.

CIIAPITRE

......:.

66

7l lo

i6

II

MÀcHINES Ér.ncrnrquns

i

I

Théorie de I'anneau Gromme Anneau, collecteur, balais Loig desmachines électriques Différents modes d'excitation l" Encitation indépeniante . . 2o Eccitation en série.

.r...r. .... . ...

3" Eneitationendérïpation., :................ 4" Encîtation compound Machines multipolaires . . . . Machines à courant continu, à courants alternatife et à courante redressés : Machinec à électros mobiles Reversibilité des machines...,, . ..

79 82 83 84 85

85 87

88 88 89 89

a

500

TARLD DES ITATII::NNS Conslruction des machines. 90

Armature. Electros Cnlage des bnlnis. Rondemetrt des mochines.. . .

91

03

Description cle quelyuet types de machines. Mochines à couranl contînu.

......

Dynamo Grulnme. l' Typc d'atelier. 2" Type supërieur.., r.., 3o Machiner à galuunoplastie . Machine Siemens Machinc Edison . . ... . Mncbine Thury. Muchine Rechniewski...... Dynanro multiplex Sautter, Harlé et Ci' ... Dynarno ù pôlee intérieurs Siemens et Halske, Dynamo Deeroziers

9ô 95 96 97 99

10t 103 105 105 106

t07

Machines d couranJs rcdressés. 112

D; namo Tbomson-Ilouston

Illachincs à couranls alterna lils.

Théorie. Muchine Siemens Muchine Gramme. Mucbine Ferrûnti. Maebine Wcatinghouse.... Moehine Zipernowsky .... Exeitntion des inducteurs .. Régulateur de couranl, systbue

118

lt9 120 121

722 722 123 123

Gunz.

Coirants alterriatifr poll:phasés Dynomo ù courants triphuséu dcs otelicrs

d'OctliLorr

12i

Accouplemcnt des ntachines. Drnamos à couront continu'

8::iili: ii

"r',l"h;;

130 .::.:::::::::

139

133 ùIise en marche et arrêt des muclrines . . . . Macbineg ercitéeg en dérivation et groupées etr quontité. . . . . . . . 134 Àccouplement des machines ù corrrants alternatifs : Indicateur

dephaæs,...........

138

501

TABLE DES ITIATIÈNES Illontage des machincs,

141

Moteurs.

Entretien de la machine, Accidents Balaie. Cullecteur.

Armature.

744

""

145 747

......

Court-circuit dans les bobines inductrices

Recherche des déftiuts d'isolement Refus d'amorçage Cbangement de polarité, redressernent ' ' ' Précautions ù prendre de Rl"ettee diverses (Contposition de Chatterton' Composition Clarke).

149 150 150

752 153 153 15r+

TROISIEIIf' PARTIE TRÀNSF0RuaTI0N DES CoURANTS ÉlncmtQuus CHÀPITRE PREMIER. ACCUMULATEURS 157

Théorie. Capacité. Puisaance Accumulateur Planté Accumuluteur Regnier Accumuluteur de Montaud Accumulateur Faure.

158 158

t61

..

S' Àccumulateur Faure-sellon-Yolckrntr ou E' P' PhiliPPart"''' Accumulateur Àccumulateur Julien

Accumulateur Gadot' et Pisco' Cn" " Àccumulateur de I'Electrical Porver Stologe Dujardin Àccumulateur Bnilhatbo ' Accumulateur au cuivre Commelin Dcsmazules et Comparuison des différents systômes " ' ' E

mploi des

accu mu

uccumulateurs. Disjoncteuroutomutique..... Cbarge dee

163 1ô4 164 166

t67 169 170 771

" t72 7i2

latcurs 774

'rr""'t"r"

176

502

raBLE DEs MArrùnEs

Mise en marche et nrrèt. Décharge Entretien Electrolyte Entretien des plaques Rendement Récipients......,

lrg

fig

..... :

lg0

lgz lgz lga

Caleuls sur lee accumulate ura. Erentplcs nunÉriq,.es. . ,.

Applicationg des accumulaleurs....... CHAPITRE

tg6 ..,

...

.

lg6 lgg

II

ÎNAN SFORMATEURE SECONDAIRES

Théorie du transformateur : Bobine rtc Ruhmltorf, Transformateur Gaulard et Gibbs. Traneformateur Zipernowski, Déri et Blatby. ...

Rerrdement Commutateur Swinburn.....

Précoutions ù prendre avec lee

1g0

........

lgl lgg tgb 196

transformntcurs.

n7

QUATRII'ME PARTIE ÉcmrnAGE ÉrECTnrouE CIIAPITRE PREMIER

Éruun DEs ForERs Lampcc à

Considérations

Charbons

LUMTNEUx

arc ou rëgulateurs.

théoriques...

Diamètres des r:barbons..... Régulateur monophote : Lampe Serrin. Régulateur ù dérivation Régulateur différentiel. Régulateur Siemens. Régulateur Bardon Régulateur Cance. Divere types de rég'ulateurs

.,,..,

ZOI ZOz

20g ZO4

g05

..,,.

206 ZO7

Z0g

gl0 glg

503

TÀBLE DES MÀTIÈRES Bougie lablochftof. Bougie. Colombin Chandelier. Chandelier de M. Clalioù.... Constantes der bougies

....'..

214

Lampe Lampe

Edison. Gérard

2t5

....

Lampes Considérations théoriques

213

2t7

à

incandescence.

..,.. !..

..

.......

218

2tg 221

Lampe Bernstein ..

Lampe Swan. Lampe Weston. Lampe Woodhouse et Lampe Siemens Larnpe Cruto.

224 224 224 225 225 225 226

Rawson. ..:...

Lamle Sunbeam Durélder lampes......

II r.l r,uuriint

CHAPITRB TN3TALL^TION DE

lampes lumiôre.... Montage des régulatcurs.. lo En dric. . 2" En d.ériuation.

Éuncrnrqur,

Choix des

Distribution dà la

"

231

3o Montate miote ou en ûérias multïples. Montage des iampes à incundeseencc..

Ilintageen tléripatior,,,.,. Montige en

boucle

232

232

"'

Monhlge en ceinture. Montagc à trois filc d'Edisor,...'. Didriûudon à trois fits par ctibies ëtluilihrés. Diatribulion àcint1 fr\t,,. Distribution par fieders Montagecombinèderégulateurs et de lampes ' incandescence... lo ûIontage en teniion,

dëriuation.-... Montage des Éougies Jablochkolf Caleuldea conducteur'8.... '

228 229 230 230

\'-Monhlge en

Table générale pour le calcul du diamètre des ûh de cuivre" ' '

233 23e

234 235 236 237

239 241

241 241 2tt3 243 2tL6

b04 7'

tÂbLE

bts Mrrrùnrs

Etemplc

2. Eæmple

..

.....

ZLg 250 250

Calcul de ln résistance d'un conductcur. Calcul de la puissanee motrice Prix de revient de l'éclairnge électriquc... .. Appareile acce$oires

d'

951

une distribution électriTue.

Voltmèl,res. Ampôremôtres. Comptcurs d'dler:tricitô Régulateur de eourant Régulateurs automatiqueE.. .

..

Résistances

253 251'r

2b7

258 260 260

courant Parafoudres..... Parofoudre uutomatique..... Coupe-eir.cuitde erlreté..... Indicateur d'isolement à la terre. Interrupteurs.........j ...... Commutateurs ... Tableaux de distribution ... Indicateur de marebe du

2tt2 263 266 268

2lO 270

Miso en marche et arrêl des machines. . . . Lampet à incandescence.. Lampeo à arc, en cérie. Lantpet à arc, en déricration..... Essai des lampes à ineandescence. Emploi des accumulateurs pour I'i.clairage.. Instructions généralee pour I'exécution des instollotionc électriques à l'intérieur des mnisons....,

matérinux... de pose.

273

273 274

274 278 277

280

Qualités des

2S0

Conditions

2Sz

CHAPITRE ITI DISTRIBUÎION PÀR STATIONS CENIIIALES

Considérations générale!..

..

D istr i bu

g8S

tiont

d i rcctea.

Distribution dt difrérence de potentiel eonstonte. Distribution ù intensité eonatsntc. Dis trib ution

Zg7

2gg

s ind ircctes.

Emploi des aecumulatcurs dons lcs stations

centrales.

2g0

TÀBLE DBS IITATIENES

505

Emploi des transformateur.s

252

Distribution Siemens et Halske.

293 295

Eoemples de distribution

par stations centrales. 297

Station de I'avenue Trudaine. Usine de la Mauerstragg à Berlin

303 307

CHAPITRE IV CANÀLISI,TION

Canalisations aériennes.

Fils .. Poteaux. Isolateurs.

gl0

All

Tension des fils : Bronze silicieu,t. Raccords : Entonnoirs d'introduction..,,

glg

Bl;

Canalisations dans les habita tions. Pose des ûls.

..

Pince universelle de M. O.

ùIay..

Cana.lisal

Coneidérations

io n

gl7 glg

...... s

générales....

so

uler r a ines.

i........

Système Edison, basses tensions Canalisation Edison. Station de I'avenue Trudaine Système Crompton, basse tension.. . . . Système de la Saint-James and Pall Mall Electric Lighting C... Système de la Callender Bitumen Company Système de I'Administration des Télégraphes.. Système Dclperdange. . .. . Système de la station des Halles centrales. Système Siemens, hautes tensions Système de la Ci" House-to-House, hautes tensions Câbles pour oourarrts alternatifs. Modèle Ferranti

câble Ménier concentrigue pour courants alternatifs tension

à

31{f

322

.

323 32ir 326 327 327

328 328 329 330 331

hnute 332

Prix d'une canalisation souterraine

333 29

TÀBLI] DI]S I}TATIT]NES

506

Essaic diçers sur les canalisations.

Accidents aux

conducteurs.

Localisation d'un défaut 8ur une ligne Essai des

isolateurs

334 336 338

.

CINQUIÈME PARTIE TRANSMTSSI0N ÉTECTRTQUE DE L',ÉNERGIE

CIIAPITRE PBEMIER TR,{NSMISSION PAR COURÀNTS CONTINUS

Notions préliminaires.... Force contre-électromotrice

339

Inlluence de la distance.. . . Hautes tensions Résultats d'expérienees.... Plix de revient de la transmission Commandes électriques . . ... Sens de rotation Calage des balais.

341

3&0

Rendementu....

Renuersentent

341 342

électrique.

dent.arche.... continu

Moteurs électriques à courant Moteur Rowan.

Tramways

électriques

Transmission de l'énergie par les stations

CHAPITRE

centrales

343 346 348 349 350 351 354 355 356 358

II

TRÀNSMISSION PÀR COURÂNTS ÀLÎERNATIFS

Moteurs ù courants alternatifs. Moteurs ri champ constant. Moteurs à champ alternatif Moteurs à champ tournant. Moteur Btown.

360 360 361

362 36&

TÀBLE DES MATIÈRES

507

Distribution des courants alternatifs tr.iphasés. Système Dobrowolsky

365 366 367 368 369

Exemples d'installations, transmission éiectrique rir Cussel .. .. .. Transmission Laulfen-Heilbronn Expériences de Laufren-Francfort. comparaison des courants continrrs et des courants alternatifs.

SIXIÈME PARTIE SoNNERIES ÉTECTRToUES _ - SIGNAUX TÉLÉPHONES INFTAMMATION DES TORPIITES ET I}ES MINES CHAPITRE PREMIER soNNERrEs

Éltcrnrquns

Sonnerie trembleuse Sonnerie à relai. Sonnerie polarisée. Sonnerie à un coup. Sonneries

g7g g1.4

875 B7b

signaux....

pour

Sonneries électro-magnétiques. Boutons d'appel.

-

Inducteur

g76 g76

Siemens

Sij

Installation des sonneries

1' fnstallation d'une sonnerie surun ou plusieurs appelsr......

2t Installation de plusieurs sonneries fonctionnant sur un seul

appel.

.

..:..

fnstallation de plusieurs sonneries distinctes commandées d'un même point .

B7g B8o

3o

Bgl 4o Installation de sonneries pour. demande et réponsc.......... , SSl fnetallation de sonnerie avec tableau indicateu"..... Bga

Inetallation avec deux tableaux indicateurs distincts marchant

ensemble

.

Installation avec tableaux indicateurs et tableaux répétiteur,s...

fntercommunicatiorr des trains

d'ingtallation...., Piles,. Fils conducteurs. Recherche d'un défaut

Détails

Bg7

gg0 :Jg0

894 894 gg5 gg7

TÀBLE DBS MATIÈNES

508

CHAPITRE

II

rÉr.Épnoxn

Tbéorie.

magnétique Téléphone de BclI. Téléphone Ader.. Télépbones à piles. - Microphones.. Microlthone d.e Hughes. Microphone Edison Transmetteur Ader, Poste téléphonique Adcr' . Fonctionnement., , . Dérangements . .. Installation d'un poste tôléphonique.. . . . Pilesrsonneries,.. Bobines d'induclion Bureau central. Dietances téléphoniques maxima. ... ... Lignes ...... Inducliondanslcslignes. Installationa téléphoniquea privées 7" Installal,ionauecpostecentral ...,. 2" Installation aoec postes embrochct,t .... Téléphone

CHÀPITRE .

399 /r00 400 AOt

402 402 403

404 406 409 409 410 410 410 417 418 /116

417

420 421 422

III

INFLÀMMÀTION DES TORPILLES ET DES MINES

Amorces d'induction ou à étincelles

r,i..

AmorceeàûI...

...

Constantes deg amorces.. . .. Chapelet électrique : calcul d'une pile pour un chapelel. Coup de poing Bréguet. Inflammation des mines Eaploseur Manet.

425 425 427

428

4gz 433

SEPTIÈME PARTIE GAITANOPTASTIE Con

sidérotions généralcs.

t$7

TABLE DES

"

MÀTIÈRES

509

Dorure et argenture.

Prépargtion des objets à dorer et à argenter

Pécapage 2. Pét:oc.hoge . . ... 3" lonçage Dorure, 7' I fi'oid. 2" A cha.ud 3" procédé lTatt. . Argenture. procédés l1tatt.. Procédé Roseleur. Procédé Bouilhet Manière de procéder

....

439 439 /r39

\o

440

,..........

lLhO

441 LtLl 4tLz

443 tL44 lLIr4

445 445

Argenture du fer, de la fonte, de

l'acier.

4lL7

Nickelagc.

Préparation des objets à

| | I

nickeler'.

447

Bainc de nickel 1" Bain de Roseleur, 2o I'ormule d'Adams go Bain de Boden.

445 LLS

449 450 450 450 451 461

L. Bains de Vcston. 5" Formules de Pos'ell . | I Nickelageàépaisseur..... Nickelage des rouleaux d'impression. Manière de procéder Dépôt de cobalt Dépôt d'antimoinc Etamage.

452 46tL

455 456

Cuivrage et Laitonage.

.

Cuivrage à faible épaisseur. Cuivra[e du zinc. Cuivrage du fer et de l'acier Laitouage du zinc.

Laitouage de fer, fonte, acier Précautions à prendre. Cuivrage à forte épaisseur du fer et de la

t"

Procédé

Oudry..

2" Cuiorage adhérent

d.u

fer et de la

ProcédéWeill. ...,.............. ProcédéGauduin,.

..r

fonte.

...

........

fonte,,

467 457

458 458 459 559 460 460

,r6t 461

....,...

&61

510

TÀBLE I}ES MÀTIÈRES

Moilelage par

galvanoplastie.

........

Reprod.uction dcs planches de grauu.re. , ,

,

Auges à galvanoplastie.

Production de l'éleclricité. Pile sinple.

..

.

Appareils producteurs de l'électricité. Précautions à prendre, Groupem.ent des

Conducteurs

Anodes

... ..

.,

.

463 46& 465 &66 466 468 4Og

bains.

470

Ljl 4?g

Raffinage du cuivre.

-

Expériences de M.

Gramme

APPENDICE

MÀCON, PROTÂT FRÈRES, IMpRrirBURs.

......

47L