ÉTUDE DE LA MACHINE DE GRAMME

Théorie.

Ce générateur d'électricité se compose de deux organes essentiels : l'un, formé d'aimants ou d'éleclro-aimants fixes, dé-

3ia CHÀP. xu. — nnHJcnoif.

termine un champ magnétique constant; Ta utre, constitué par un anneau de fer doux, autour duquel est enroulée une héUce de fil de cuivre, tourne sur lui-même entre les pôles de l'aimant.

L'hélice est le siège de courants induits que l'on recueille par un certain nombre de collecteurs, sur lesquels appuient deux balais flexibles. Ces courants étant continus, il n'est pas nécessaire de les redresser.

Il y a à considérer dans une machine de Gramme l'intensilé du champ, la vitesse de rotation et les résistances intérieure et extérieure : son action est définie par sa force électromotrice et l'intensité du courant.

On démontre que la force électromotrice est proportionnelle, toutes choses égales d'ailleurs, à l'intensité magnétique du champ dans lequel a lieu le mouvement de l'anneau; d'autre part, elle est proportionnelle à la vitesse, en dessous d'une limite déterminée, et indépendante de la résistance extérieure.

Nous nous proposons de demander à l'expérience la confirmation de ces lois, formulées par la théorie.

hdifig. 107 représente une machine de laboratoire à aimant Jamin. Elle se meut à la main : on obtient facilement une rotation très rapide, de 600 tours à la minute, à l'aide d'un jeu de roues dentées de diamètres très différents. Au besoin une poulie peut être montée sur l'axe et le mouvement donné par transmission mécanique.

On trouve aussi dans les laboratoires la machine dynamoélectrique de Gramme, dans laquelle on a substitué à l'aimant fixe un système d'électro-aimants alimentés par le couranlde la machine elle-même {fig. 108). L'anneau construit à la manière ordinaire tourne entre les plaques polaires de fer doux et reçoit son mouvement par une courroie de transmission passant sur une poulie portée par l'axe de l'anneau.

Le premier modèle peut produire des effets électriques équivalents à ceux que produiraient 8 éléments Bunsen; sa

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)rce électromolrice ne dépasse guère i5 volts. Le second fpe a une force éleclromotrice beaucoup plus considérable, 'environ 80 volts : il dépense iSo^p" pour une vitesse de 30 tours et aaS^P" pour 900 tours à la minute. Il est peu

de laboratoires do Facultés qui ne dispoficnt pas d un moteur ^ ^az de celte force.

Pour procéder à l'essai de ces machines, il faut disposer la 'ransmission de manière à pouvoir déterminer exactement le lombre de tours de l'anneau induit. On peut le calculer, car il 'st fonction du nombre de tours du moteur : mais il est préérable de le mesurer directement, attendu que le glissement les courroies introduit une cause d'erreur très grave.

La meilleure méthode consiste à employer un compteur de ours dont on appuie la pointe sur le premier axe du généraeur; la vitesse observée, étant tout au plus égale au sixième

CflÂP, XII. — INDUCTION.

iiieau, peut ôtre relevée forl p\ariemeril parci't

Fig. .08.

Quand on lourne k la maiû, la délerraînaliun de la vitesse de roladon devienl forl indécise : le mieux est alors de mesurer la fliiiéc de 20 lours de la manivelle, en admettant que le mouvement soil uniforme.

L'intensilé du courant fourni par le générateur se mesure par une boussole des tangentes, ou mieux encore par celle des cosinus connue sous le nom d'Obach {Jig. 109), véritable boussole des tangentes dont le cadre vertical est mobile autour de son diamètre horizontal et peut s'incliner plus ou motus sur le plan de l'aiguille. La déviation pour une intensité donnée est proportionnelle au cosinus de l'angle du cadre avec Is verticale el.par suite, diminue quand cet angle croît. MM.R"cretel et C'" construisent cet instrument sur le modèle àe la fig. 109; le cercle gradué B' permet d'évaluer l'inclinais»"

- STUVB DB la lACHim DE fiRÂMIIE.

du cercle M, et de rendre comparables les mesures Taites avec des inclinaisons différentes. La gorge du multiplicateur contient deux fils parallèles et de plus une large bande de cuivre rouge épais qui peut sans danger être ouverte au courant le

Fij. 109,

plus intense. Un système de deux miroirs m et m' fixés sur le twpeau aimanté sert aux mesures précises, soit par projec- 'ionavec le miroir concave m, soit par réflexion avec le miroir plan m'. Ces miroirs sont mobiles et peuvent être placés dans •Wférentes directions (').

(') SéiDce du 16 avril 1S80 da la Société franïaiae de Phjaique. Ces lostni- "enla p«rmettenl de mesurer des courants «ariant de ^ à 100 ampères, au té- "■'ifUca de M. le capitaine Renard, qui a fait une élude spéciale d'une bousiole ^ie par MM. Ducratet et C", au Minialère de la Guerre. En appelant 9 l'in- '■>iUion du circuit sur le plan d'oacillalion de l'aiguille et p la déiUition, "■ttiulU du courant est donnée en ampères par la Tormule

^Uqnelle A ei

n paramétre Tarlable aiec I

3l6 CBàP. XII. — INDUCTION.

On peut encore employer très avantageusement le galvanomètre à arête de M. Marcel Deprez : c'est un mesureur de courant tout à fait pratique, composé d'un aimant en fer à cheval et de i8 petites aiguilles en ferdoux^qui sautent brusquement à leur position d'équilibre aussitôt que le courant passe; on étalonne cet instrument par comparaison avec un instrument absolu.

Le même physicien a aussi construit un ampère-mètre, en collaboration avec M. Carpentier. Ce rhéomètre, dont la résistance est d'au plus o«^°*,o2, ne modifie pas l'intensité du courant dans lequel on l'introduit : on ne doit jamais le placer en dérivation. Il se prête à la mesure directe de 70 ampères; mais la maison Bréguet ajoute à cet instrument un shunt qui permet de mesurer des intensités supérieures à 200 ampères, sans qu'on risque de le brûler.

Quel que soit le galvanomètre employé, il faut avoir soin de l'éloigner le plus possible de la machine, afin de le soustraire à l'action énergique des aimants qui le composent : le mieux est d'installer l'instrument de mesure dans une salle voisine de celle où fonctionne le générateur.

Deux procédés permettent de mesurer la force électromotrice d'un générateur.

Le premier consiste à opposer directement à la machine une pile d'un certain nombre d'éléments et à chercher quelle est la vitesse nécessaire pour en annuler le courant : la force électromotrice cherchée est alors égale à celle des éléments types.

Le second est un procédé de compensation.

Dans le circuit MAEGBM de la machine {fig. no), on introduit un ou plusieurs éléments E et un galvanomètre G; puis, entre les points A et B on jette un pont dont on modifie la résistance jusqu'à ce que le galvanomètre soit réduit au zéro. Appelant R la résistance du circuit AMB, X celle du pont, E la force électromotrice de la pile auxiliaire et œ la force électromotrice cherchée de la machine, on peut écrire, par

suivant que le courant traverse la bande métallique ou les fils qui sont enroulés sur le cadre. Ces chiffres correspondent au modèle courant de la maison Docretel, qui a li^juré à l'Exposition d'Électricité de 1881.