MACHINES DYNAMO-ÉLECTRIQUES

vail de la force clectromoirice d*induclion est Ei; et si Ton suppose : I® qu'il n'y a dans le circuit aucune autre force élec- Iromotrice; 2*» qu'il n'y a aucun travail mécanique ou chimique exercé à l'extérieur, l'énergie calorifique dépensée par le courant est Hi^.

SIEt >Rt*ou *< îT> l'intensité du courant ira en croissant

jusqu'à ce que la condition

El = RIS

soit satisfaite. Donc, si, pour un courant infiniment petit, la condition £>{R est satisfaite, la machine doit s'amorcer d'elle-même. Ornous savons que la force électromotrice d'induction E croît avec la vitesse; il y a donc une vitesse minimum nécessaire pour que la machine s'amorce sous Tinfluence d'un courant de très faible intensité donnée. Si E < îR^ c'est-à-dire pour des vitesses inférieures à la limite, la machine se désamorcera.

En particulier, si la machine ne contient pas de fers doux, ce que nous pouvons toujours imaginer pour simplifier, la force électromotrice est proportionnelle à l'intensité du courant et à la vitesse. l)ésignons]par n le nombre de tours eiïeclués par seconde; on aura

E 1= /^ A i, et la condition

n\i> /R, se réduit à

/iA>R.

il ne peut donc y avoir amorcemcnt que si le nombre /^ de tours par seconde est suffisamment grand.

Supposons que, sur le circuit du courant, se trouve une force électromotrice E' inverse. La condition du fonctionnement de la machine devient

loo* APPLICATIONS UE L'ÉLECTRICITÉ.

<'t, si la machine fonctionnait avant la production de la force électromolrice E', elle pourra fort bien se désamorcer aprèsel niôroe s*aniorcer en sens contraire.

Soit, par exemple, une machine dynamo-électrique employée pour la galvanoplastie avec une électrode solublc. Dans ce cas, le travail absorbé au pôle négatif par la précipitation dn métal est restitué intégralement au pôle positif par la disso> lution d'une quantité do métal égale, et l'auge gaivanoplastique n'est en définitive le siège d'aucune force électromolrice inverse. Toutefois, il n'en est ainsi que si les deux électrode» sont identiques et si la densité du courant ne dépasse pas uoe certaine limite. Supposons que pour une raison quelconque une polarisation se produise et qu^elle dépasse la valeur ov tiquo;la machine cessera de fonctionner et deviendra le siège d'un courant de sens contraire. De là la nécessité d^un brùicourant dont on munit les machines à galvanoplastie, pour ouvrir le circuit dès que l'intensité du courant descend audessous d'une certaine limite fixée d'avance.

On peut obvier à cet inconvénient par d'autres procédés Au lieu de lancer la totalité du courant de la machiae dav les éIcM-iro-aimants, c'est-à-dire au lieu de mettre TtOMM df la uiarliinc ci les éicclro-aiinanls on série, on peut plicer

(!(Mix-ci en dérival ion sur la résisfancf

Tic. i». cxtérienre, comme le représente la

n*.çi.j: /'V- «•>. Supposons qu'avec cette dispnji-

lion une force éloctroniotrice inverse se

/ (lévelo|>pe dans h» circuil extérieur a\ei'

■' ^^ ' mic inicnsité suffisante pour y renverser

V '*^* ^^''^^ ^hi ct)iirant. On voit quelerou-

/ \ / \ ranl coiisorvtM'a cen(Mi<lant sa direction

/ Vzzr^^ 1 dans les élcclro-ainiants, et même se

'\ iroiivïMa momentanément auermenU" :l«?

(lr>aniorconi(Mil automatiiiue de I;i ma- N^ ^' chine se Iroiivo donc évité.

^"^cL't Snivani la ih^sfinaliou des machine*

(lvnanio-élcctri(|ues, on préfère la dliposiliiMi CM sciic, en dcrivation ou onlin une disposition nii\t<^ tlile c(niijn}unfl , dans laqui^lc lo fil entourant les éleiMroainianl> c>l enroulé en deux bobines distinctes, l'une eu série,

DIVEHSES FORMES DE DYNAMO. loi*

'aulre en dérivaiion par rapport au circuil principal. Cctle lernière disposition est parliculiôremenl apte à fournir, entre :erlaines limites, un courant dont l'intensité est presque inlépendante des variations de la résistance extérieure.

DITOSEI rOBlIES SE IinAHO. — Les machines dynamo-électriques sont désignées dans la pratique sous le nom abrégé de dynamo qui est passé dans l'usnge courant.

VAjig. 46 représente une dynamo du système de Gramme,

Fig. ^(i.

Les deux bobines de droite (supérieure et infi-rieure) forment un premier électro-aimant en fer à clieval, les bobines de gauche un deuxième électro-aimant. Deux largos plaques polaires de fer doux sont l'une (siipérienrel la réunion des pôles nord, l'autre (inférieure) la réunion des pfiles sud des deux électro-aimants. L'anneau, construit à la manière ordi-

iiairc, tourne entre ces plaques et reçoit son mouvement par 1 5 une courroie de transmission passant sur une poulie portée lt> par l'axe de l'anneau. li.

Suivant que la machine Gramme est destinée à la galvano- li plasiie ou à la production de la lumière électrique, sa cou- |^ struction se modifie, car il esl nécessaire de proportionnera la fois la force électromotrice d'induction et la résistance ii» térioure dos fils de l'anneau et des électro-aimants aux forces électromotrices inverses et aux résistances comprises dansk circuit extérieur. Dans le cas de la galvanoplastie, la force électromotrico inverse est en général négligeable et la résistance extérieure assez faible : au contraire, chaque brûleor électri(|ue introduit dans le circuit d'une machine Gramme une force électromolrice inverse et une résistance considérable. De là la différence de construction des deux sortes de machines.

Une machine à galvanoplastie, marchant à 5oo tours par minute, précipite 6008'' d'argent par heure, en cousomroant en* viron •?- do cheval-vapeur. Une machine à lumière peut entretenir un nombre do brûleurs électriques plus ou moins grand, suivant le système auquel ils appartiennent, en consommaol (railleurs imo (jnauiitr do travail beaucoup plus considérable qno la ])rocé(lent(».

L'aimeau do (irammoGlfre un inconvénient assez grave, tenant à (0 que les |)ortions internes des spires introduisentleur résistance dans lo circuit sans profit pour la force électromolrice, puis(|u'ellos so déplacent dans un champ magnéliquf sensil)l(Mnont nul. On a cherché à remédier à cet inconvénient par d'autn^s modes d'enroulement de Tinihjit qui diminuent sensijjlenient les résistances inertes au pointdc vuede l'induction.

Dans certaines machines de Siemens, on emploie l'enroulement suivant, ima^nné par M. von Uefner-Altenock. Les}"Stème mobile est formé d'une carcasse creuse en fer doux de forme très allongée : c'est un cylindre fermé à la surface duf|uel le fil est enroulé sans jamais passer en dedans, commf cela a lieu à chaque tour dans l'anneau de Gramme. Le fil s'enroule en rectangles dont deux cotés sont des génératrices du cylindre presque diamétralement opposées et se trouvent si-

DIVERSES FORMES DE DYNAMO. io3*

iltancment dans des régions opposées du champ magnéue. Les forces éleclromotrices d*induction auxquelles ils nt soumis s'ajoutent ainsi pour produire dans le rectangle

courant de môme sens. Un certain nombre de tours de fil *ment un paquet occupant de part et d'autre un secteur du lîndre;]es deux extrémités de ce fil aboutissent à deux tiges >lées diamétralement opposées sur Taxe du système tourinu Tous les paquets de fil aboutissent ainsi sur Taxe el rment un commutateur analogue à celui de la machine ramme.

Les sections successives du fil communiquent entre elles e telle sorte que tous les courants soient concordants dans circuit extérieur. Les balais qui limitent celui-ci s'appuient I deux points diamétralement opposés, placés à angle droit r rapport aux électro-aimants. La y?g. 47 représente le ode d'enroulement du fil ; il va de i en 2 à la face supérieure

cylindre, de 2 en 3 à la face inférieure et ainsi de suite, mme il est indiqué. La'y?^'. 48 montre l'aspect général me machine de Siemens.

Nous n'entrerons pas dans la description détaillée d'un assez md nombre de machines qui déenl de la machine Gramme {dyrnos à anneau) ou de la machine 3fnens {dynamos à tambour) par s modifications plus ou moins Qfondes (*) dans le nombre et la sîtion des électro-aimants, et ns le mode de groupage des fils, ir exemple, M. Edison s'est ef- •cé de réduire à une valeur très inime (') la résistance d'une maine à enroulement von IFefner-

teneck en remplaçant les fils par des barres de cuivre rênes aux deux extrémités du cylindre par des disques de

;») On consultera avec fruit à cet égard les Leçons sur l* Electricité o/essées à V Institut électrotechnique Montefiore (Université de Liège )» r M. Eric Gérard. Paris, 1890.

[S) o*'^,oo9 dans la grande machine de TExposition de 1881.

lor APPLICATIONS DE L'ÉLECTRICITÉ,

suivre minces sépares par des lames de mica. Celle ma< est destinée à alimenter dos lampes à incandescence do résistance individuelle est considérable : celles-ci do rlonc être dislribuées en dérivation sur l'induit delà chine, de telle sorte que la résistance de leur ensemble comparable à la très faible résistance de l'électromoteur. électro-aimants inducteurs sont aussi placés en dérivi sur le circuit primipal.

FiR. '|R.

M. Itiuiiin a divisé lyrincau de firamme en une série i ticiiiix paralléli's moules sur un même axe afin de facilil rerroidJss<>motitd(i lil.

Kiitin AI. Itriisli ii cin|ili.ivL' une disposition complexei pour fffr't d'éliminer, ii cluKine iiisiani, du circuit iiidi partie d'un anneau doriraniinc dans laquelle la force éle motrice d'iiidiiulion se trouve la pins faillie, ot de drni ainsi la résislaiico de l'induii, sans inodifier iiolalilemc force éli'ClroHiolrice. Non:- renverrons, à ce sujet, le le iiu\ Traités spéciiinx (M.

GABACTiBISnanE D'inn; DTHAHO. — Si l'on fuit abstraclii la self-indiirlion, dnnl l'elTel diiris les machines à couranr

(') rarc\fi(iple les Leçons srir l'/^lcclricilé de M. Krîc Gérard.

CARACTÉRISTIQUE D'UNE DYNAMO. io5*

Unu est, au fond, assez médiocre, la force éleclromolricc e de la machine est proportionnelle à la vitesse v de Tinduit et à ^intensité moyenne du champ

Pour une dynamo en série qui ne contiendrait pas de fer, l'intensité H serait proportionnelle à Tintensité i du courant

fa) ^ = K(7;

tîais on sait que Tintensité de Taimantation ne peut être onsidérée comme proportionnelle à i que pour de très faibles it ensilés, et par suite le champ moyen H d'une dynamo v^oc fer croît plus lentement que l'intensité du courant suivant ■^e fonction

ui dépend de toutes les dimensions de la machine et carac- ^rise par conséquent une machine donnée.

Si Ton remplace H par sa valeur dans Texpression de ^s ^n a

^ll'on peut se proposer de déterminer expérimentalement e Qn fonction de i.

Cette étude peut se faire en circuit ouvert, les balais étant calés à 90*» des pôles des électro-aimants, et ceux-ci étant excités par un courant extérieur dont on fait varier à volonté rintensité. On pourrait, par exemple, déterminer la charge ]ue prend dans ces conditions un condensateur en relation ivec les balais de la machine. On représente les résultats par me courbe A {fig* 49) construite en prenant les intensités >our abscisses et les forces électromoirices pour ordonnées. ]ettc courbe se nomme la caractéristique à circuit ouvert de a machine : elle renseigne sur le champ des électro-aimants.

On peut aussi fermer le circuit de la machine et caler les )alais à la manière ordinaire, de façon ù éviter le plus possible es étincelles: Tangle de calage variera, bien entendu, aved'inensité du courant excitateur lancé dans les électro-aimants. En

io6*

ce cas, on déterminera cxpcrimcntalcmcnt Tinlensitédu rant produit, cl, connaissant la résistance totale, on en dé( la force électromotrice par Tapplication de la loi d'Ohm.

Fig- 49-

Ampères

ces éléments, on construira une nouvelle caractérisliqu connue sous le nom de caractérislique à circuit fermée ci ronsci^^ne sur la marche réelle de la machine.

On peut cnlin déliMniiner, à l'aide d'un électroniètr» exemple, la dilTércnce do poloiiliel aux bornes de lama» pour une résistance extérieure donnée; la courhe cons en prenant pour ordonnées ces diirérences de polenliel caractéristique extérieure C; on peut enlin construin quatrième courhe, la caractéristique intérieure I) donl 1 données seront les diiïércnces des ordonnées des deux ce précédentes. La y/^r. /ig repiésonte l'allure générale dec ractéristiques.On remarquera (pie, pour de faibles valeur elles se confondent sensiblement avec des droites passa l'origine ; elles s'infléchissent ensuite fortement et les ca ristiques à circuit formé présentent un maximum très a pour une certaine valeur de l'intensité.

Les caractéristiques, dont l'usage a été introdui M. Marcel Deprez, servent à résoudre, par l'application loi d'Ohm, les problèmes pratiques soulevés par l'ei d'une machine donnée.