ET LE

CONVERTISSEUR COOPER-HEWITT

La facilité avec laquelle on produit le courant alternatif et la possibilité d'obtenir de très hautes tensions au moyen des transformateurs ont rendu (possible le transport de la puissance électrique à de très grandes distances.

La supériorité du courant alternatif n'est plus contestée lorsqu'il s'agit de l'alimentation des Lampes et des moteurs, mais dans d'autres opérations importantes comme dans la traction électrique, la charge des accumulateurs et la galvanoplastie, il est absolument indispensable de recourir au courant continu et de disposer, par suite, de moyens ipropres à redresser les courants alternatifs.

On peut diviser en cinq catégories lies machines qui servent à redresser les 'courants alternatifs, ce sont : 1° les moteurs générateurs; 2° les commutatrices; 3° les permutratrices ; 4° les soupapes électrolytiques; 5° les convertisseurs Gooper- Hewitt à vapeur de mercure.

Les trois (premières catégories de machines utilisent les phénomènes d'induction; elles 'comportent toujours des pièces en mouvement rotatif; les appareils des deux dernières catégories, au contraire, sont des appareils statiques.

Les moteurs générateurs sont constitués par la réunion sur le môme arbre de deux machines, l'une recevant le courant sous la forme alternative, l'autre le restituant sous la forme continue, la première des machines entraînant la seconde dans son mouvement.

On emploie généralement les moteurs générateurs pour l'éclairage, parce qu'ils permettent de s'affranchir en partie des fluctuations de la tension du réseau.

Dans la majorité des cas, la réceptrice reçoit le courant à haute tension sans l'interposition de transformateurs statiques.

Les commutatrices sont particulièrement employées dans la traction électrique.

Une commutatrice n'est autre chose qu'une dynamo à courant continu dans laquelle on a ménagé une série de prises de courant communiquant avec des bagues convenablement disposées, mises elles-mêmes en relation avec le réseau alternatif. Il y a. un rapport constant entre la tension alternative et la tension continue, ce qui oblige à abaisser la tension du courant alternatif avant de l'envoyer dans la commutatrice.

Les commutatrices ont un fonctionnement bien régulier, mais on aie peut guère les établir que pour des puissances supérieures à 3 kilowatts. Elles exigent une mise en phase qui est une opération un peu délicate qu'on ne peut confier à une personne inexpérimentée.

Dans les permutatrices de M. Rougé, la commutation s'opère par la rotation des balais. L'induit et les inducteurs sont fixes. Il y a, comme pour les commutatrices, un rapport constant entre la tension alternative et la tension continue.

Les permutatrices se synchronisent plus facilement et plus rapidement que les commutatrices. C'est là leur principal avantage.

Les convertisseurs et les commutatrices sont des appareils coûteux et encombrants qui nécessitent une surveillance délicate, ils sont donc peu accessibles à l'industrie; enfin, avec de faibles puissances, ils sont trop peu économiques pour pouvoir être utilisés à la charge des accumulateurs d'automobiles; aussi les soupapes ou clapets électrolytiques paraissent devoir rendre de très grands services dans ces cas particuliers.

Nous nous occuperons plus particulièrement, dans ce qui va suivre, des soupapes électrolytiques et des convertisseurs.

Premiers essais. — 'En 1857. Buf f constata que si l'on prend un voltamètre contenant un électrolyte, dans lequel plongent une lame d'aluminium et une autre lame métallique inattaquable, comme une lame de plomb ou de platine, on ob-

serve qu'un courant, allant de ce dernier métal à l'aluminium, traverse l'appareil sans affaiblissement, tandis qu'un courant dirigé dans l'autre sens ne peut le traverser que si la force électromotrice dont on dispose est supérieure à une vingtaine de volts.

L'appareil laisse alors passer le courant quand l'aluminium est cathode et l'arrête quand l'aluminium est anode; il fonctionne donc à la manière d'un clapet disposé sur une conduite d'eau, d'où le nom de clapet ou soupape électrolytique qui lui a été donné.

De leur côté, MM. Jamin et Maneuvrier ont obtenu, dès l'année 1882, le redressement du courant alternatif (par un autre procédé. Ils constatèrent, en effet, que le courant électrique passe plus facilement à travers l'arc, lorsqu'il va du gros charbon au petit, ou d'une tige de cuivre à la surface d'un bain de mercure.

Un peu plus tard, Nichols découvrit que si l'on règle convenablement La distance entre une boule de platine et une pointe de laiton et qu'on relie la boule et la pointe aux bornes d'une source alternative, l'arc jaillit de la boule vers la pointe pendant une demHpériode, c'està-dire tant que le courant circule dans un sens déterminé, mais qu'il s'éteint lorsque le courant change de sens au commencement de la période suivante.

On obtient un résultat analogue en faisant jaillir l'arc entre deux métaux différents dont l'un .a été choisi convenablement. Un grand nombre de métaux, en effet, ont tendance à souffler l'arc dès que l'onde alternative change de sens.

Le zinc, le cadmium possèdent cette qualité à un degré considérable: c'est pourquoi on les utilise dans la confection des parafoudres. Cette propriété d'éteindre l'arc semble due à l'apparition soudaine, à la surface de la cathode, d'une sorte de pellicule qui se forme extrêmement rapidement. Cette résistance passive augmente beaucoup lorsque l'arc jaillit dans le vide, mais elle cesse totalement dès que 'lare a été amorcé. En d'autres termes, on peut assimiler cette résistance

à celle d'une pellicule exclusivement mauvaise conductrice qui serait brisée par une étincelle disruptive.

Soupape Pollak. — La soupape Pollak est formée de quatre lames de iplomb et de trois lames d'aluminium, disposées parallèlement dans un vase de verre, rempli d'une solution légèrement acide de phosphate de potassium. Les lames de plomb, un peu plus larges et plus hautes que les lames d'aluminimium, sont reliées à une traverse de plomb, qui est en communication avec la iprise de courant A (fig. ). Les lames d'aluminium sont prolongées, à leur partie inférieure, par des queues qui traversent un tube d'ébonite T et qui viennent se fixer au moyen de boulons à une tige en cuivre. Cu, mise elle-même en communication avec la deuxième prise de courant B.

Des tubes de caoutchouc et des bouchons de même matière empêchent tout contact entre le cuivre et l'électrolyte. L'ensemble repose sur le fond du vase au moyen de supports en plomb S. On maintient l'appareil à une température inférieure à 40 degrés en disposant dans le bain électrolytique un serpentin parcouru par un courant d'eau froide, ou plus simplement en prenant un vase assez profond pour que la hauteur de la colonne liquide soit d'environ trois fois celle des iplaques.

Lorsque l'appareil que nous venons de décrire est relié aux bornes d'un alternateur, il absorbe, sous forme de chaleur, la moitié des pulsations alternatives, de façon à ne laisser subsister dans son circuit qu'un courant ondulé toujours de même sens, qui n'est pas, à proprement parler, un courant continu, mais qui peut néanmoins servir à charger une batterie d'accumulatenurs.

Si l'on veut éviter toute perte d'énergie et utiliser successivement les deux demi-ondes alternatives, il convient d'employer le montage à quatre soupaipes, disposées en pont de Wheatstone, comme l'indique la figure 2. C'est ainsi que sont disposés les éléments de la soupape Nodon.

Un élément de soupape Nodon est formé (fig. ) :

1° D'un tube en 1er perforé et fermé à sa partie inférieure par un bouchon isolant; ce tube est 'muni d'une prise de courant C.

2° D'un cylindre A formé d'un alliage de zinc et d'aluminium.

Ce cylindre pénètre dans le bouchon et est concentrique au tube P; il est muni d'une prise de 'courant B. Le tout est introduit dans un récipient cylindrique R, renfermant une solution saturée de phosphate d'ammonium.

Les actions électrolytiques qui se produisent sont les suivantes: lorsque le courant arrive, sens positif de A vers P, il se forme instantanémsnl une pellicule de phosphate d'aluminium et de zinc, d'alumine et d'oxyde de zinc à la surface de A; cette pellicule, présentant une résistance très grande, s'oppose au passage du courant.

Au contraire, si le courant arrive, sens positif de P vers A, il y a réduction de la .pellicule et le courant circule librement, il Ces phénomènes se passnt simultanément dans les soupapes S et S , puis dans les soupapes S et S (fig. ), la batterie B étant toujours (parcourue par un courant de même sens.

On reproche aux soupapes électrolytiques la diminution de rendement par l'élévation de température de l'électrolyte.

Les transformateurs électrolytiques ont, en effet, l'inconvénient de s'échauffer assez rapidement et, après quelques

heures de marche, le rendement de ces appareils tombe, de ce fait, à une valeur tout à fait inadmissible.

On remédie en partie à réchauffement en créant une circulation automatique à l'intérieur de l'électrolyte. C'est ainsi qu'est établie la soupape de Paria (fig. ).

Dans cet appareil, l'électrode circulaire extérieure est percée à sa partie supérieure et à sa partie inférieure de fentes. Le liquide, au fur et à mesure qu'il s'échauffe, vient se refroidir à la partie supérieure du vase, en créant à l'intérieur du liquide une circulation continue.

Les soupapes électrolytiques sont assez difficiles à entretenir et il faut changer les électrodes assez souvent. C'est pour cette raison que leur emploi -ne s'est pas généralisé. Elles peuvent cependant rendre de très grands services, particulièrement lorsqu'il s'agit de produire une force électromotrice de quelques volts et une faible intensité, parce que, dans ces cas particuliers, le convertisseur à mercure, dont nous parlerons tout à l'heure, n'a qu'un faible rendement et que les appareils de transformation sont trop onéreux.

Lorsqu'on utilise les soupapes électrolytiques pour de faibles tensions continues, il faut, bien entendu, employer concurremment un transformateur statique pour abaisser au préalable la tension du réseau.

Convertisseur a mercure. — Le convertisseur à mercure est fondé sur le

•ti'=%^*>^«^>-«>C%>^-*>«- '«>«•-*.■« -%.->* -%.-*-%>;«'«>=»: -V-* -^>«'*^':«>=*>^>=£>:ï>=«>ï*e'«*£:-«*£>%>^y:

Réservé à la Maison

MICHAULT & O

57, Rue Saint-Anne, 57

* -«s» ^^-s^-^ff *>*;-^e;-*ï*e;-%x&*i*£;'î>&'^>& ^'%>=r-'«>^-:ï>«^-«>«^^-:«>«: '«*«:'«*«>-«>«:#

principe de la résistance cathodique d'une surface mercurielle. C'est en poursuivant ses études sur la lampe à mercure que M. Cooper-Hewitt a été amené à établir le convertisseur qui porte son nom.

On sait qu'une lampe à mercure ne peut fonctionner que si l'on connecte l'électrode en mercure au pôle négatif de la distribution. Si donc on juxtapose deux sources alternatives de façon à réaliser cette condition à l'intérieur d'une ampoule, celle-ci fonctionne comme souipape électrique pour les deux demi-ondes successives, et l'on obtient à la sortie du convertisseur du courant continu.

On réalise les deux sources alternatives successives en prenant un transfor-

Prises du courant alternatif

^A/vVvwyvvvwwv

Utilisation

Kg. 5.

mateur de construction spéciale dont l'enroulement secondaire comporte un point neutre. Ce point neutre N {fig. 5) divise le transformateur en deux parties, d'où le nom de diviseur de tension. Chacune des parties de ce transformateur travaille alternativement pendant les deux demi-périodes successives.

1 Le point neutre N du diviseur est connecté à la barre négative de la distribu-

tione, tandis que l'électrode en mercure est connectée à la barre positive du circuit d'utilisation. Les deux électrodes positives du convertisseur sont réunies aux bornes du diviseur B et B.

Un simple coup d'œil sur le schéma ci-contre démontre que le courant passe

Fig. 6.

Ampoule du convertisseur de 3 à 5 ampf>rf>«

successivement par les électrodes G et H et qu'à la sortie du convertisseur il se trouve redressé. Les ondulations du courant sont atténuées par une bobine de self S qui maintient aussi le convertisseur allumé en empêchant le courant de descendre au-dessous d'un minimum déterminé.

Le convertisseur comprend normalement :

1° Une ampoule de cristal {fig. 6 renfermant une petite quantité de mercure liquide. Cette ampoule est complètement vide d'air. Elle porte deux électrodes positives en carbone et une électrode négative en mercure. Une électrode auxiliaire, également en mercure, est placée à côté de la précédente et sert à l'allumage du convertisseur.

Le courant est conduit aux électrodes par des fils de platine traversant le cristal.

2° Le diviseur de tension.

3° Une carcasse en fer qui supporte le diviseur de tension et un tableau de marbre sur lequel sont disposés l'ampoule, l'appareillage pour la mise en marche et, dans certains cas, les appa-

SOCIÉTÉ GÉNÉRALE des CINÉMATOGRAPHES " ÉCLIPSE "

Capital : 1.500.000 francs

23, Rue de la Michodière, 23. — PARIS

4 FILMS

URBAN ==^ RADIOS

Ressuscité!

Drame 170 mètres

Les Chaussettes

Comique 202 mètres

Lettres d'Amour

Drame 132 mètres

Scènes Mexicaines

Plein Air 100 mètres

Le Rêve de Bébé

Féerie 152 mètres

Adresse Télégraphique : Téléphone :

C0US1NH00D-PA M S 2 2 7-44

Une Occasion se présente

ON CÉDERAIT divers Lots Importants de Matériel Cinématograpliiquî

COM RENANT

TABLES DÉMONTABLES, modèle MO A et luO A, de premier choix, absolument neuves, avec leurs boucliers;

TABLEAUX MÉTALLIQUES et RHÉOSTATS, 50 A, montés

ou non montés, neufs ;

LAMPES A ARC, 100 A, neuves; BOITES à HUMIDIFIER, neuves.

BOITES à FILMS, de toutes dimensions, en métal.

A prendre au détail ou par quantité. — Faire des offres aux Bureaux du Ciné-Journal.

DEMANDEZ CHAQUE SEMAINE

les Nouveautés Artistiques du

Théâtro=Pilms

Directeur : Maurice DE FÉRAUDY. de la Comédie Française

L'Homme à la Poupée

Drame (254 met.). — Affiche

= Femmes en Furie =

Comique (103 met.)

Adresse Télégraph. : ERGES=PARIS a Téléphone : 327=20 Au seul Concessionnaire Général

Ch. HELFER, 22, rue St=Marc, PARIS

Union des Grands Éditeurs de Films

AMBROSIO ÉCLAIR ITALA LUX RALEIGH-ROBERT

VITAGRAPH SERVICE DE LOCATION DiRECTE

0 m LES "PLUS "BEAUX FILMS a 0 0 LES "PLUS GRANDS SUCCÈS 0 Les PROGRAMMES les PLUS VARIÉS

Af Vérification scrupuleuse des Vues avant l'envoi

\kf£$^ "" Adresse Télégraphique : UNIOFILM

c^U U 9& Téléphone : 168-82 ^ fg

Compagnie dénérale de Phonographes

= Cinématographes et Appareils =

= de Précision =

Établissements =-

PATHÉ

-e= Frères

SCClEiÉ ANONYME au Capital de 5,000,000 de Francs

Adresse Télégraphique :

CINÉMATO-PARIS

Le Catalogue 1909 est paru

et envoyé gratuitement sur demande Le demander au Service A, 14, JRne rararf

La plus Importante Manufacture du Monde 80 KILOMÈTRES PAR JOUR

Cinq cents Appareils par Mois

SSSïïis»

reils de contrôle et de mesure qui peuvent être utiles pour la surveillance et le fonctionnement du convertisseur.

Le tout forme un ensemble absolument complet, très facilement transportable, qu'on peut placer sur une table ou sceller contre un mur

Les deux électrodes positives sont faites en fer, en graphite ou en tout autre métal ne s'amalgamant pas avec le mercure. Le graphite est le plus généralement employé. L'ampoule porte à la base deux tétines remplies de mercure. La plus grande de ces tétines sert d'électrode négative; la plus petite sert seulement à la mise en marche du convertisseur. A cet effet, elle est branchée à la tétine positive voisine avec interposition d'une résistance.

On produit momentanément un courtcircuit entre le mercure des deux tétines inférieures en inclinant légèrement l'ampoule. Ce court-circuit a pour effet de vaincre la résistance cathodique et d'allumer le convertisseur. Pendant la marche du convertisseur, on aperçoit à la surface cathodique un feu follet qui serpente à la surface du mercure. Ce petit feu follet a une température excessivement élevée, qui peut atteindre, d'après M. de Recklinghausen, plusieurs milliers de degrés.

Pendant le fonctionnement du convertisseur, il y a une certaine perte d'énergie par suite de la transformation partielle de l'énergie électrique en énergie calorifique.

On (peut évaluer très aisément cette perte d'énergie en mesurant les chutes de tension aux différents points de l'ampoule. Cette chute de tension totale varie de 12 à 50 volts et se décompose ainsi :

5 volts aux électrodes positives, : 4 volts à l'électrode négative,

3 à 41 volts à l'intérieur de la colonne mercurielle.

i Cette dernière chute de tension varie, en effet, avec le diamètre de la colonne mercurielle, avec la longueur de cette colonne et avec le plus ou moins grand nombre d'ondulations qu'elle comporte.

■ Dans, les ampoules construites ordinai-

rement et pour des tensions ne dépassant pas 200 volts, on doit compter sur une chute totale de 15 volts.

D'une façon générale, une augmentation de la pression de la vapeur accentue la chute de tension à l'intérieur de la colonne, tandis qu'une augmentation de la température diminue la perte aux électrodes.

Les électrodes et le mercure sont enfermés dans une ampoule de verre complètement fermée, dans laquelle on a fait un vide aussi élevé que possible.

L'emploi du verre est une des grosses difficultés dans la fabrication des convertisseurs, surtout avec les grandes ampoules qui sont difficiles à travailler à la lampe.

On a cherché à faire des convertismétalliques, mais jusqu'ici les résultats n'ont pas été satisfaisants et le cristal est uniquement employé pour fabriquer les ampoules.

Le courant arrive aux électrodes au moyen de fils de iplatine scellés dans le cristal. Le passage de ces fils à travers le verre est également un point très délicat dans la fabrication.

La capacité d'une ampoule de conver-

AQENT EXCLUSIF :

de " VESUVIO FILMS"

Pour la France et la Belgique

Louis AUBERT

40, Boulevard Bonne-Nouvelle, PARIS

Téléphone : 303-91 ; - 1029-06

tisseur dépend de sa grandeur, de sa forme, de la dimension des électrodes et surtout du diamètre des fils de platine qui servent à amener le courant aux électrodes.

Pendant le fonctionnement du convertisseur, le mercure s'évapore à la cathode, se condense sur les parois de l'ampoule pour retomber à l'état liquide dans l'électrode négative. Cette condensation se produit avec un certain dégagement de chaleur. Il faut diriger cette chaleur vers l'extérieur et. par conséquent, (proportionner les dimensions de l'ampoule à sa puissance.

La tension du courant alternatif qu'on peut transformer dans une ampoule dépend à la fois de la longueur de la colonne mercurielle et du nombre d'ondulations disposées sur son trajet.

La figure 9 représente une forme d'ampoule utilisée pour les courants monophasés et pour des tensions allant jusqu'à 120 volts.

La figure 10 nous montre une ampoule ipouvant débiter 10 ampères et pour des tensions allant jusqu'à 250 volts. On remarquera que les électrodes sont disposées dans des tubulures latérales au lieu d'être placées en face l'une de l'autre, comme précédemment.

La figure 11 montre enfin une ampoule utilisée pour les courants triphasés.

La figure 12 nous montre enfin une ampoule pour soupape de 4 à 7 ampères et 4.000 volts continu. On remarquera que les électrodes sont disposées au fond

de cellules en cristal dont les ouvertures sont apposées.

Courbes oscillographiques. — Les figures 13 à 18 représentent une série de courbes relevées par M. G. Schulze avec un oscillographe Blondel.

Les figures 13, 14, 15 de gauche correspondent à une induction de 0,064 henry dans le circuit; celles de droite à une induction de 0,011 henry, induction indispensable pour maintenir l'arc allumé.

Pour rendre les figures plus lisibles, on a décalé la courbe de la force électromotrice d'une demi-période par rapport à la courbe d'intensité.

Les figures 13 et 16 montrent le courant et la tension au diviseur de tension.

Les figures 14 et 17 ont été relevées sur une des branches du convertisseur; les figures 15 et 18 sur le circuit d'utilisation.

La comparaison de ces deux figures fait ressortir l'importance de la self-induction sur le circuit d'utilisation.

La puissance d'un convertisseur est limitée par l'intensité du courant qu'on ipeut faire passer à travers le verre de l'ampoule. C'est pour cette raison qu'on ne peut dépasser 30 ampères. Mais si l'on refroidit artificiellement l'ampoule, on peut atteindre un débit de 50 ampères. On ipeut faire fonctionner les convertisseurs en parallèle, en connectant les ampoules au secondaire d'un même diviseur de tension.