CHAPITRE IV

Mesurée électriques.

17. Nous avons dit que les trois cléments d'un courant électrique, intensité, résistance et force électro-motrice, étaient des quantités susceptibles de mesure. Nous allons maintenant étudier les appareils que Ton construit dans ce but ainsi que leur mode d'emploi.

18. Mesure des intensités. Galvanomètres. — Nous avons vu que le passage d'un courant électrique dans un conducteur placé dans le voisinage d'une aiguille aimantée mobile déterminait une déviation de cette aiguille d autant plus grande que l'intensité du courant était plus forte.

C'est sur ce principe qu'est fondée la construction des appareils servant à la mesure des courants, que l'on désigne sous le nom général de galvanomètres.

Il existe une très grande variété de galvanomètres. L'un des plus

simples est celui qui est représenté par la fig. 19. L'aiguille aimantée est suspendue à l'aide d'un fil de soie au milieu d'un cadre rectangulaire en bois sur lequel est enroulé un fil de cuivre recouvert de soie formant un certain nombre de spires. Cette dis-

Fig. 19.

position a pour but, comme nous l'avons vu, d'augmenter l'action du courant sur l'aiguille. Les deux extrémités libres du fil aboutissent à des bornes métalliques qui permettent d'intercaler le galvanomètre sur le parcours du courant que l'on veut mesurer. L'aiguille et le cadre sont enfermés dans une cloche de verre qui les préserve des agitations de l'air ambiant.

Si on fait passer un courant dans le cadre, il y aura déviation de l'aiguille aimantée. D'autre part, il se produit une torsion du fil de suspension, qui tend à ramener l'aiguille à sa position initiale. L'aiguille restera immobile lorsque la force de déviation et la force de torsion se feront équilibre. Pour rendre les lectures plus faciles, on fixe au fil de suspension un petit index qui se déplace au-dessus d'un cadran divisé. Si on a fait une graduation préalable de l'instrument en le faisant traverser par des courants d'intensité connue, on pourra connaître l'intensité du courant à mesurer

d'après le degré de déviation de l'index.

Dans d'autres appareils, l'aiguille aimantée est simplement mobile sur un pivot, ce qui permet de réduire la hauteur de l'instrument, mais diminue beaucoup la sensibilité.

Dans beaucoup de galvanomètres, c'est l'aimant qui est fixe et le cadre qui est mobile. Un des meilleurs appareils de ce genre est le galvanomètre de MM. Deprez et d'Arsonval (fig. 20). Dans ce galvanomètre, le cadre est suspendu entre les branches d'un aimant en fer à cheval placé verticalement, et supporté par deux fils d'argent légèrement tendus. Le courant arrivant par une des bornes se rend d'abord par

MESURES ÉLECTRIQUES

exemple au fil supérieur, traverse le cadre, ressort par le fil inférieur et arrive à la deuxième borne. Un tube de fer doux placé à l'intérieur du cadre, entre les branches de l'aimant, a pour effet de concentrer les lignes de force de l'aimant, comme nous le verrons plus tard (§ V5). Pour observer la déviation du cadre, on emploie un dispositif ima-

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giné par le physicien anglais W. Thomson. Un petit miroir formé d'un disque de verre mince argenté est collé sur le fil auquel est suspendu lecadre. En face de l'appareil, à une distance convenable, sont placées une lampe et une échelle graduée transparente (fig. 21). Le pied de l'échelle porte une ouverture rectangulaire traversée par un fil métallique très fin, tendu verticalement. Derrière cette ouverture est placé un miroir rectangulaire dont on peut régler à volonté la position. La lumière de la lampe, réfléchie sur ce miroir, traverse l'ouverture rectangulaire, tombe sur le miroir mon pension du cadre galvanomé trique, s'y reliée chelle en donnant une petite tache laquelle est une ligne noire vertical tallique. On dispose l'échelle de façon n'est traversé par aucun courant, Vi\ avec le zéro de la graduation. Si n

(1) Cette tache lumineuse est souvent dêsîgnél signifie tache).

dans le galvanomètre, le cadre est dévié et donne au fil qui le soutient une certaine torsion. Cette torsion déplace le petit micoir fixé à ce fil, et par suite la tache lumineuse réfléchie sur l'échelle. On lit sur la graduation les déplacements de cette tache lumineuse. Le sens de ces déplacements indique le sens du courant qui traverse le galvanomètre.

Le galvanomètre que nous venons de décrire possède la propriété d'être apériodique, c'est-à-dire de revenir rapidement au zéro, sans oscillation du cadre, lorsqu'on réunit les deux bornes par une bande métallique conductrice; quand on effectue cette opération, on dit qu'on met le galvanomètre en court circuit.

19. Shuntage des galvanomètres. — On désigne sous le nom de shunt (mot anglais qui signifie dérivation) une dérivation établie entre les bornes d'un galvanomètre pour en réduire la sensibilité dans une certaine proportion connue, et ramener ses déviations dans les limites de la graduation. En d'autres termes, cette disposition a pour but de ne faire traverser le galvanomètre que par une fraction connue du courant à mesurer. Soit A une source d'électricité (fig. 22), produisant un courant

d'intensité I dans le sens indiqué par la flèche. Soit G un galvanomètre, et S une résistance établie en dérivation entre les bornes B et B' de ce galvanomètre. Le courant va se diviser en deux parties, dont l'une traversera la résistance S et l'autre le galvanomètre.

Fig. 22. Désignons par G la résistance du gal-

vanomètre. D'après ce que nous avons vu dans le chapitre I, si E est la différence de potentiel entre les points B et B', *\ l'intensité du courant qui traverse le galvanomètre, f f l'intensité du courant qui traverse le shunt, on aura :

d'où :

MESURES ÉLECTRIQUES

Supposons qu'on veuille réaliser la condition i, = — , m étant

un nombre quelconque fixé à l'avance. On aura :

d'où l'on tire :

relation qui permet de calculer S lorsqu'on connaît G et m. Si G et S sont donnés, on a :

m = 1 -h -tt.

Le coefficient m est appelé pouvoir multiplicateur du shunt.

Ordinairement, chaque galvanomètre est muni d'une boite de shunts, au nombre de trois, ayant pour effet de réduire le courant qui traverse le galvanomètre au ^, au j^ et au j^ de sa valeur. Ces shunts sont généralement constitués par des bobines en fil de maillechort. Leurs valeurs respectives sont, d'après ce qui précède,

G étant la résistance du galvanomètre.

La fig. 23 montre le schéma de la boite de shunts. Soient B I*! et B ; b\ des bandes de laiton aboutissant d'une part aux bornes B et B' du galvanomètre, de l'autre aux bornes B, et B\ de la boite de shunts, auxquelles est fixé le conducteur parcouru par le courant à mesurer, d'intensité I. Une fiche métallique peut être placée à volonté dans l'un des trous C, Ci, C f , C 3 . Si tous les trous sont débouchés, le courant passe dans le galvanomètre comme si la boite de shunts n'existait pas. Si la fiche est placée en C^ Tin-

Fig. 23.

tensité du courant qui traverse le galvanomètre est — . Si elle est

en C, ou C 3 , cette intensité est réduite à jt— ou rjww:.

Si la fiche

Fig. 24.

est placée en C, le galvanomètre est mis en court circuit.

La fig. 2'+ représente la disposition pratique. Les bornes B et B,, B' et B',, sont confondues en une seule borne double. Chacune de ces bornes est reliée à la fois à une des bornes du galvanomètre et à une extrémité du circuit parcouru par le courant à mesurer. La vue en plan du couvercle indique la manière dont sont faites les connexions. Les résistances sont renfermées dans l'intérieur de la boite.

20. Ampère-mètres. — Lorsqu'il s'agit de mesurer l'intensité dans des applications industrielles, on a recours à des appareils étalonnés faisant connaître par une lecture directe la valeur en ampères du courant qui les traverse, et suffisamment exacts pour les besoins de la pratique. Ces appareils ont reçu le nom d' ampère* mètres. On les intercale directement sur le parcours du courant à mesurer.

Un des plus usités est l'ampère-mètrc de MM. Deprez et Carpenlier (fig. 23), qui présente l'aspect extérieur d'un manomètre

de chaudière. Dans un champ magnélique formé par deux aimants demi-circulaires, est un cadre galvanométricjue fixe constitué par deux bobines cylindriques très rapprochées Tune de l'autre. Entre ces bobines est placée une petite pièce de fer doux / mobile autour d'un axe a perpendiculaire au plan de la figure, et portant une aiguille indicatrice A qui se déplace sur un cadre divisé. Les aimants tendent à diriger le barreau de fer doux

Fig. 25.

MESURES ÉLECTRIQUES. 31

suivant les lignes de force, c'est-à-dire suivant N S. Lorsque le courant passe dans le cadre galvanométrique, les lignes de force du champ sont modifiées, et le barreau de fer doux se déplace en entraînant l'aiguille. Les bobines galvanométriques sont formées de lames de cuivre rouge de 10 m / m de largeur, et d'épaisseur variable suivant les courants auxquels l'appareil est destiné. L'axe de ces bobines est incliné sur la direction des lignes de force; cette disposition a pour but d'égaliser autant que possible, pour toutes les positions de l'aiguille, la force déviatrice due au courant qui traverse le cadre et la force antagoniste due aux aimants fixes. Pour que l'aiguille se déplace dans le sens convenable sur la graduation, il faut avoir soin que le courant traverse toujours le cadre dans le même sens. On doit donc toujours disposer les conducteurs de telle sorte que le courant traverse l'appareil dans le sens convenable. Le courant doit arriver par la borne marquée •+- (qui est en général celle de gauche), et sortir par la borne marquée — . Dans ces conditions, le courant semble pousser la partie supérieure de l'aiguille de l'ampère-mètre. Les deux bornes sont bien entendu isolées de la boite métallique qui enveloppe l'appareil, au moyen de bagues en ébonite.

Lorsqu'on a à mesurer des courants très intenses, on peut shunter un ampère-mètre comme un galvanomètre ordinaire. On emploie le plus ordinairement un shunt qui se compose d'une lame de cuivre de même section et de même longueur que celle de l'ampère-mètre. Ce shunt porte le nom de réducteur, 11 est enfermé dans une boite cylindrique sur laquelle on place l'ampère-mètre, comme l'indique la fig. 26. On serre les lames de cuivre m et n sous les boutons A et B, et l'on fixe les conducteurs aux boutons C et D, en tenant compte des marques -f- et — , comme nous lavons dit plus haut.

Le réducteur ayant même résistance Fig. 26.

que l'ampère-mètre, celui-ci est

traversé par la moitié seulement du courant total. Il suit de là qu'on doit alors multiplier par 2 les indications de l'aiguille. Si le

réducteur avait une résistance R différente de la résistance A de Fampère-mètre, il faudrait multiplier les indications de l'aiguille

par 1 -h ~ , comme nous lavons vu au § 19. En général, pour

éviter les erreurs de lecture, on enferme le réducteur dans la même boite que Fampère-mètre, et on dispose la graduation de telle sorte qu'on lise directement la valeur exacte de Fintensité à mesurer.

La présence d'un champ magnétique fixe n'est pas indispensable, et Fon fait quelquefois des ampère-mètres sans aimants. Dans ce cas, Faction déviatrice du champ magnétique créé par le passage du courant est équilibrée soit par un contre -poids, soit par un ressort spiral , dont la tension ramène au zéro l'aiguille de fer doux lorsque le courant est supprimé. Tels sont par exemple les ampèremètres employés pour le bateau sous-marin le Gustave Zèdé> qui sont traversés par des courants dont Fintensité peut atteindre 2 000 ampères. Le cadre galvanométrique est réduit dans ces appareils à une grosse barre de laiton recourbée en forme d'U , entre les branches de laquelle se trouve Faiguille de fer doux.

L'emploi d'un aimant fixe a l'avantage de soustraire assez bien Faiguille de fer doux aux influences perturbatrices extérieures, provoquées par exemple par le voisinage d'autres aimants. Aussi cette disposition est- elle en général préférée. Il est seulement nécessaire de vérifier de temps en temps la graduation , parce que les aimants directeurs s'affaiblissent à la longue.

La Marine emploie à peu près exclusivement les ampère-mètres Deprez-Carpentier. Il en existe divers modèles, pour lesquels Fintensité maxima du courant varie de 1 à 100 ampères. Pour mesurer des courants plus intenses, on se sert de Fampère-mètre de 100 ampères en lui associant un réducteur de résistance convenable. Si Fon veut avoir, par exemple, un ampère-mètre de à 400 ampères, on prend un réducteur dont la résistance est égale au tiers de celle du cadre de Fampère-mètre de 100 ampères. Ces réducteurs, comme nous l'avons dit, ne sont pas amovibles et font partie intégrante de Fappareil, dont la graduation est alors modifiée convenablement.

M. Carpentier construit également des ampère-mètres de forme

MESURES ÉLECTRIQUES

rectangulaire, dont les dispositions intérieures sont analogues, permettant de mesurer jusqu'à 200 ampères sans réducteur.

21. Ampère-mètres enregistreurs. — On emploie quelquefois des ampère-mètres enregistreurs, qui inscrivent automatiquement et d'une manière continue les variations du courant

Fig. 27.

qui les traverse. Des appareils de ce genre, construits par MM. Richard frères, ont été installés sur le « Borda ». Ils sont représentés parla fig. 27. Dans le circuit est intercalé un électro-aimant formé de noyaux sur lesquels sont enroulées des lames de cuivre. Devant l'électro-aimant est placée une pièce en fer ayant à peu près la forme d'une hélice à deux ailes. Cette pièce est mobile autour d'un axe parallèle aux noyaux de Félectro-aimant. Lorsque l'intensité du courant varie, elle fait varier le champ magnétique de l'électro-aimant, et par suite la position de l'hélice qui tend à tourner autour de son axe. D'autre part, l'hélice est sollicitée par un couple antagoniste formé d'un poids suspendu à l'extré-

mité d'un petit levier. A chaque valeur de l'intensité correspond une position de l'hélice, qui est en équilibre sous l'action des deux forces qui la sollicitent. L'hélice porte un long levier terminé par une plume chargée d'encre qui appuie sur une feuille de papier enroulée sur un tambour mû par un mouvement d'horlogerie, et inscrit ainsi la courbe des intensités. Une échelle graduée tracée à l'avance permet de lire à un instant quelconque le nombre d'ampères.

22. Mesure indirecte de l'intensité. — On peut aussi mesurer l'intensité d'une manière indirecte. On mesure, par les procédés que nous indiquerons plus loin , la résistance R d'une certaine portion du conducteur, et la différence de potentiel E entre les extrémités de cette portion de conducteur. On a alors, en appliquant la loi de Ohm :

23. Mesure des résistances. — La méthode la plus communément employée pour la mesure des résistances est la méthode dite du pont de Wheatstone, qui repose sur le principe suivant. Traçons un losange A B C D (fig. 28), dont nous supposons les côtés formés par quatre conducteurs ayant des résistances représentées respectivement par a y b,c,x. Sur la diagonale AD intercalons une pile P (1), et sur la diagonale BG un galvanomètre G. Supposons que ce galvanomètre soit au zéro. Cela indique qu'il ne passe aucun courant dans le conducteur BG, et par suite que les points B et C sont au même potentiel. Soit i\ l'intensité du courant qui traverse D B A, et i f celle du courant qui traverse DCA. La différence de potentiel entre D et B est égale à c x t\. De même la différence de potentiel entre D et C est égale k x x i t . Les points B et C étant au même potentiel, on doit avoir :

(I) Dans les figures schématiques, on représente d'habitude une pile comme l'indique la fig. 28. Nous Terrons dans le chapitre suivant qu'une pile se compose d'un certain nombre d'éléments. Chaque élément se représente k l'aide du signe |i , le trait long et mince indiquant le pôle positif, et le trait court et épais le pôle négatif.

MESURES ÉLECTRIQUES. 35

On a de même :

d'où en divisant ces égalités Tune par l'autre :

On voit que si a et b sont des résistances connues, et c une résistance variable, il suffira de donner à c la valeur nécessaire pour que le galvanomètre reste au zéro. Lorsque cette condition sera

remplie, on aura la relation x = c. — , qui donne la résistance x

cherchée. Si a = ô, on a simplement x = c. Si a est différent de

6, il faut, pour avoir x, multiplier c par le rapport — . Les deux

résistances a et b portent le nom de bras du pont.

Dans la pratique, on se sert d'appareils dits bottes de résistances à pont, dont la disposition reproduit celle du pont de Wheatstone sous une forme plus commode. Les résistances sont formées par des séries de bobines en fil de maillechort , enfermées dans une caisse rectangulaire, et généralement noyées dans de la paraffine pour assurer leur isolement. Ces bobines sont réunies deux à deux par des bandes de laiton à grande section, ayant par suite une très faible résistance (fig. 29). Ces bandes présentent des entailles courbes dans lesquelles on peut enfoncer des fiches en laiton appelées clefs, qui établissent entre elles la communication directe, en mettant les bobines en court circuit. Lorsque toutes les clefs sont en place, le courant passe dans les bandes, dont la résistance est négli- pi g . 2 9.

geable vis-à-vis de celle des bobines. Si

une clef manque, le courant traverse la bobine correspondante. L'enlèvement d'une clef produit donc l'introduction dans le circuit de la résistance indiquée à côté de l'entaille où elle était placée.

Dans le modèle le plus ordinaire de boites de résistances, dont la fig. 30 représente le schéma, les bras du pont sont formés chacun par trois bobines ayant respectivement des résistances de 10, 100 et 1000 ohms. La résistance variable c est formée par

ÈLFXTRICITÉ PRATIQUE.

U bobines ayant pour résistances 1, 2, 2, 5, 10, 10, 20, 50, 100, 100, 200, 500, 1 000 et 2 000 ohms. On peut ainsi donner à c toutes les valeurs comprises entre 1 et il 000 ohms. Par suite, le rapport- pouvant prendre les valeurs ^, ^, 1, 10, 100, on voit que la boite

de résistances ainsi construite permettra de mesurer toutes les résistances comprises entre ^ d'ohm et 400 000 ohms.

Pour se servir de l'appareil, on établit la pile entre les bornes A et D, et le galvanomètre entre les bornes B et C. Sur le circuit de chacun de ces appareils sont ménagés des interrupteurs K L et K„ permettant de lancer ou de supprimer le courant à volonté. On intercale la résistance à mesurer entre les bornes C et D. Si on craint que le courant de la pile ne soit trop énergique, on shunte le galvanomètre.

Cela fait, on débouche les résistances convenables en A B et À G. Puis, sans rien déboucher sur le côté B D, on ferme l'interrupteur K, et on appuie un instant sur K, pour mettre le galvanomètre dans le circuit. On obtient une déviation dont on observe le sens. On débouche alors des résistances en B D, jusqu'à ce qu'on obtienne une déviation de sens contraire à la première. Il faut avoir soin dans chaque opération de fermer l'interrupteur K x avant d'appuyer sur K,. Lorsque la déviation change de sens, cela indique que la résistance débouchée en ce moment en B D est trop forte. On la diminue, et on opère ainsi par tâtonnement, jusqu'à ce qu'en appuyant sur K, on ne produise aucune déviation du galvanomètre (1).

Fig. 30.

(lj On démontre que les conditions de sensibilité maxima sont obtenues lorsque les deux dérivations constituées d'une part par les côtés AB et AC, d'autre part par les côtés BDet CD, ont une résistance égale. Dans la pratique, on fait une première mesure approximative et on voit ainsi quelles sont les résistances qu'il convient de déboucher en AB et AC pour se rapprocher autant que possible de celte condition.

MESURES ÉLECTRIQUES

Dans les appareils destinés à donner une grande précision , on adopte en général une disposition un peu différente, dite en décades, qui permet de réduire au minimum le nombre des clefs. Avec la disposition précédente, il suffit en effet qu'une des clefs "ne présente avec les bandes de laiton qu'un contact imparfait pour fausser la valeur de la résistance variable. La fig. 31 représente le couvercle d'une boite à décades. Les résistances, formées de bobines enfermées dans la boite, sont au nombre de fci, savoir : bras : 2 de 10 w - 2 de 100" - 2 de 1 000 w - 2 de 10000* résistance variable : 9 de l w - 9 de 10" - 9 de 100 w - 9 de 1 000 w

Fig. 31.

Chacune des touches en laiton des bras (1) est reliée à la barre placée au-dessous par une résistance de 10, 100, 1000 ou 10 000 ohms. De même , chacune des touches disposées en colonnes est reliée à la suivante par une résistance. Dans ces conditions, on voit que c'est la mise en place d'une clef, et non son enlèvement, qui détermine l'introduction d'une résistance. Si l'on place des clefs, par exemple, en k sur la colonne de gauche, en 7 sur la deuxième colonne, en 5 sur la troisième et en 6 sur la quatrième, la valeur de la résistance variable est de 4756 ohms; la résistance se lit ainsi d'un coup d'œil comme un nombre ordinaire de quatre chiffres. Les clefs sont au nombre de six, deux pour les bras et quatre pour la résistance variable.

La boite représentée par la fig. 31 permet de mesurer jusqu'à

(I) Ces touches, et en général toutes les touches métalliques qui servent de point de départ aux circuits dans les divers appareils, sont fréquemment désignées sous le nom de plots.

9999 X 1000 = 9999000 ohms. Néanmoins, dans la pratique, il est assez difficile de mesurer avec précision, par ce procédé, des résistances supérieures à 1 megohm.

La méthode du pont de Wheatstone ne permet pas de mesurer la résistance d'un conducteur, quand ce conducteur fait déjà par- ' tie d'un circuit électrique parcouru par un courant. Car il faut alors interrompre ce circuit et prendre les mesures à froid, c'està-dire en ne faisant traverser l'appareil que par le faible courant de la pile annexée à la boite de résistance. Or la résistance d'un conducteur n'est pas la même à chaud et à froid, car nous avons vu que le passage d'un courant échauffe un conducteur et que la résistance varie avec la température. Pour connaître la résistance à chaud, le procédé habituel consiste à prendre l'intensité du courant avec un ampère-mètre, et la différence de potentiel entre les deux extrémités de la résistance inconnue avec un volt-mètre, appareil que nous décrirons tout à l'heure. En faisant le quotient de ces deux quantités, on a la résistance cherchée. Il existe d'ailleurs des appareils, appelés ohm-mètres, qui donnent directement le quotient de la différence de potentiel par l'intensité, et permettent ainsi de mesurer les résistances à chaud.

24. Mesures d'isolement. — Nous avons dit qu'avec le pont de Wheatstone il est difficile de mesurer avec précision des résistances supérieures à 1 megohm. Lorsqu'on a à mesurer des résistances plus considérables, par exemple la résistance des matières

isolantes qui entourent un conducteur, il faut, en général, avoir recours à d'autres méthodes.

KlOOOO"

La méthode la plus rapide et la plus fréquemment employée est la suivante.

On fait passer le courant d'une pile (fig. 32) dans un galvanomètre de résistance G et dans une résistance connue assez considérable, de 10 000 ohms par F i g> 32. exemple. On a une certaine déviation du

galvanomètre. On recommence l'opération en faisant passer le courant dans le même galvanomètre et dans la résistance R à mesurer. On a une autre déviation du galvanomètre. On

MESURES ÉLECTRIQUES. 39

s'arrange de façon que cette deuxième déviation soit peu différente de la première. On arrive à ce résultat en shuntant convenablement le galvanomètre dans les deux cas. On peut alors admettre que les déviations sont proportionnelles aux intensités, ce qui permet de calculer R. Soient en effet d et d! les déviations observées au galvanomètre, m et ni les pouvoirs multiplicateurs des shunts employés. Soit e la différence de potentiel fournie par la pile. Le courant qui traverse le galvanomètre est, en négligeant la résistance du galvanomètre et du shunt vis-à-vis des résistances très grandes 10 000 w et R,

d'où

l or cas

déviation d

2 me cas

déviation d'

ni X R

d'où enfin

« d ni ^^v^yv-rv

. R = -ir X — r- X 10000.

Cette méthode est loin d'être rigoureuse, mais elle donne des résultats suffisamment approchés dans la pratique. Il faut employer une pile assez forte pour que e soit au moins égal à une trentaine de volts, afin que les courants aient une intensité suffisante.

Pour mesurer la résistance de la gaine isolante qui recouvre un conducteur, on dispose ce conducteur dans un récipient contenant de l'eau acidulée par un peu d'acide sulfurique pour la rendre plus conductrice , les deux extrémités du conducteur étant maintenues hors du récipient. On relie le pôle positif de la pile, par exemple, à une des bornes du galvanomètre, et le pôle négatif à une plaque métallique plongée dans l'eau acidulée. On relie ensuite la seconde borne du galvanomètre à une des extrémités du conducteur, l'autre extrémité restant libre, et on mesure la résistance comme nous venons de l'indiquer. En multipliant la résistance trouvée par la longueur du conducteur, exprimée en kilomètres , on a ce qu'on appelle Yisolemrnt kilométrique K de la

gaine. Pour un conducteur d'une longueur de L kilomètres, recouvert de cette gaine , la résistance totale d'isolement sera égale

Lorsqu'il s'agit de circuits mis en place, de circuits d'éclairage, par exemple, on se contente en général de vérifier que l'isolement est suffisant. On emploie dans ce cas la méthode du pont de Wheatstone, en reliant le point C par exemple (fig. 30) à une extrémité du circuit, et le point D à la terre, c'est-à-dire pratiquement à une plaque métallique enfoncée dans le sol humide , ou à un tuyau de conduite d'eau, ou, dans le cas d'un navire en fer, à une partie métallique de la coque. La résistance d'isolement d'un circuit bien installé varie beaucoup avec la longueur et avec la température de ce circuit. Pour des circuits d'éclairage à bord des navires , on ne peut guère compter sur une résistance d'isolement supérieure à 100000 ohms. Après un passage prolongé du courant, cette résistance peut descendre à 50000 ohms environ. Si Ton trouve des chiffres plus élevés, on considère que les circuits sont en bon état. Si on trouvait uue résistance notablement inférieure , cela prouverait qu'il existe en un ou plusieurs points des communications du circuit avec la coque, c'est-à-dire des défauts que l'on doit rechercher et réparer.

Nous indiquerons dans le chapitre X une méthode fondée sur l'emploi du volt-mètre qui permet de se rendre compte de la résistance d'isolement d'un circuit d'éclairage pendant son fonctionnement.

25. Boîtes d'essai portatives. — Pour rendre plus faciles les mesures de résistance ou d'isolement, on a cherché à créer des instruments aisément transportables qui, s'ils sont un peu moins précis, sont du moins d'un maniement plus commode que les appareils précédents. Il existe plusieurs modèles de ces boîtes d essai. L'appareil connu sous le nom de boîte de Silvertown, par exemple, se compose d'une pile de 30 éléments Lcclanché associés en tension (voir chapitre V), et d'une boite renfermant un pont de Wheatstone et un galvanomètre. La fig. 33 représente le dessus de cette boite. Les deux bras du pont sont disposés comme ceux de la boite représentée par la fig. 30. Les résistances variables

MESURES ÉLECTRIQUES

sont disposées d'une façon analogue à celles de la boite à décades. La boite porte deux cadrans formés chacun d'un disque de laiton, entouré d'un anneau coupé en dix segments, ou plots. Chaque plot est relié au voisin par une bobine de résistance. Les bobines du premier cadran, marqué " Units" (unités), ont toutes une résistance de i ohm. Celles du second cadran, marqué "Tens" (dizaines), ont toutes une résistance de 10 ohms. La valeur maxima que peut prendre la résistance variable est donc 99 ohms. En K

BRIDGE TEJUflNALa,

Fig. 33.

est un interrupteur permetlant de ne lancer le courant qu'à volonté. Un barreau aimanté A B, fixé à une tige de laiton engagée à frottement dur dans une douille, peut être orienté et élevé ou abaissé de façon à ramener l'aiguille du galvanomètre au zéro,

au début de l'expérience. Enfin la boite comprend deux shunts de

- et — et une bobine de résistance de 10 000 ohms pour les mesures 9 99

d'isolement.

Pour mesurer les résistances, on place les fiches qui terminent les conducteurs de la pile dans les trous marqués "Bridge" (pont), et on relie les extrémités de la résistance à mesurer aux bornes marquées "Bridge terminais" (extrémités du pont). On opère ensuite de la façon que nous avons déjà indiquée , en cherchant à

obtenir que l'aiguille reste au zéro lorsqu'on abaisse l'interrupteur K. L'appareil permet de mesurer des résistances comprises entre W ,01 et 9900 ohms.

Pour les mesures d'isolement, on applique la méthode que nous avons donnée plus haut. On place les extrémités des conducteurs de la pile dans les trous marqués "Insulation" (isolement), et on met une fiche dans l'entaille marquée u 10 000 ohms", à l'angle supérieur gauche de la boite. On shunte au besoin le galvanomètre en plaçant une fiche dans une des entailles £ ou ~ , et on note la déviation d. Pour la seconde opération, on relie la borne marquée "Insulation" à l'extrémité du conducteur ou du circuit dont on veut mesurer la résistance d'isolement, et la borne marquée "Earth" (terre) à la terre. On enlève la fiche 10000, et on la place dans l'entaille voisine marquée "Insulation". On change le shunt si c'est nécessaire, et on note la déviation d\ On a :

m et m' ayant suivant le cas les valeurs 10 ou 100, ou 1 si on ne s'est pas servi des shunts.

Un autre modèle, construit par M. Carpentier, comporte une boite de 20 éléments Leclanché et une boite disposée seulement pour les mesures par la méthode du pont. Cette dernière boite peut être montée sur un trépied pliant analogue à celui des appareils de photographie. La fig. 34 représente le couvercle de l'appareil et le schéma des connexions. Il n'y a pas de clefs, et le réglage des bras et de la résistance variable s'obtient au moyen de manettes à contact glissant. Les résistances des bras sont groupées de telle sorte que le mouvement d'une seule manette suffit pour obtenir la valeur voulue du rapport. On a en effet :

Les interrupteurs sont commandés par des boutons K! et K,. Le galvanomètre est placé dans l'intérieur de la boite, et l'index seul est visible en G. Un verrou R permet de supprimer la tension du (il qui supporte le cadre, lorsqu'on veut transporter l'appareil.

MESURES ÉLECTRIQUES

Avant de faire une mesure, on tend le fil au moyen du verrou, et on règle sa torsion à l'aide d'une vis V, de manière à amener l'index au zéro.