DYNAMOS A COURANTS ALTERNATIFS

uiisi Ton voit sans peine que, si Ton joint Torigine 0 à un nt quelconque de la caraclérislique B à circuit fermé, la igente de Tangle a du rayon vecteur avec Taxe des abscisses H'ésente la résistance totale du circuit correspondant à la ce électromolrice et à l'intensité représentées par le point Si Ton fait croître la résistance jusqu'à rendre la droite OB gente à la courbe à Torigine, ce qui correspond à une var finie donnée de cette résistance, Tintensité i se réduit à 3, c'est-à-dire que la machine se désamorce. La résistance yenne dans le circuit de la machine doit donc correspondre 1 points placé sur la caractéristique au delà du maximum, i que de faibles variations de la résistance extérieure ne voquent pas le désamorcement.

TVAMOS A GOURAHTS ALTERHATIFS. — Les plus anciennes chines dynamo que l'on ait construites fournissaient des irants alternatifs. Wilde eut le premier l'idée d'associer Jx machines à armatures de Siemens {Jig> 5o), l'une Al) gnéto-électrique dont les courants, redressés par un comitateur, alimentent les électro-aimants de la seconde Bl)'. lîV. Siemens (*), Wheatstone (*), Ladd (') firent un pas de is et utilisèrent, pour l'excitation, le magnétisme rémanent fer doux, ce qui est proprement le principe des dynamos, machine de Ladd était formée d'un électro-aimant horizoncomposé de deux plaques de fer parallèles et de deux hoes de Siemens tournant l'une entre les pôles antérieurs, itre entre les pôles postérieurs; la bobine antérieure munie n commutateur redresseur est en série avec l'électro-aimant elle excite et qu'elle anime; on recueille les courants de la )ine postérieure : ou encore on emploie une seule bobine Siemens à deux fils indépendants et munie de deux comtateurs distincts, l'un en relation avec les électro-aimanls, itre avec l'extérieur.

depuis la découverte des machines à courant continu, on fère animer les électro-aimants des dynamos alternatives

) SiKMENS, Pogg. Ann.j t. CXXX.

) WuEATSTONE, Procecditigs of the Royal Society of London, t XV ^

; Voir un Mémoire de M. Schiller, Carl's Rcpertorium, t. IV.

UM'I-ITATIONS DB L'ÉLECTHICITÊ, lilomacliineii courants cnntinue diieexciutrf

ni ainsi reitevenus de vraies machines nu

o-élecIriciHOS rfonl elles m; se .lisiinpaenl ploi d

e d'exciialioii du iliamp.

L'une dos plus rt-marqualilps de ces uiaduncs es! Ia3

liemens sans fer doux ^ l'induit dÉcrlle (^l-di^^Mis (p-^' s signalerons eiicori' rallcniaicur di> (îratiiin<' n

RENDEMENT D'UNE MACHINE MAGNÉTO, ETC. icmj' H. Gramme dispose au centre d'un anneau de fer doux abcd tjîg. 5t), perlant le fil induil, un axe de bronze sur lequel sont implantes une série d'éleciro-aiiiiants alimentés par une excitatrice il courants continus et dont les pôles N, S sont alternativement disposés en sens contraire. Le fil induil est divisé ïn autant de bobines qu'il y a d'éleclro-aimants et l'enroulenent sur chacune d'elles est en sens contraire. Chacune de

Fig. 5,.

ces bobines est à son tour divisée en quatre sections a, b, v, f qui se trouvent placées de la mi'^rnc manière par rapport aux ilectro-aimants. On peut doue réunir entre elles les huit lectionsa.de même les liuil sections />, etc., comme autant d'éémcnts de pile disposés, en quanti té. On a ainsi, sur une seule nachine, quatre circuits dislincls dans lesquels le sens du :ourantciiange il chaque liuiliémede lourde la partie mobile.

UnEMEHT D'im ■ACHIira KAGHiTO OU DTRAMO. — La valeur )ratique d'une machine nia^uéto ou dynamo est principaleiient caractérisée pur un riifli'iirrju'on nom me son rendemcnl : ;'est le rapport du travail électrique niilisabic aux bornes de a machine au travail molfur consommé pour entretenir le ;i>ut'anl.

iio* APPLICATIONS DE L'ÉLECTRICITÉ.

Supposons qu'il s'agit d'une machine à courants continus. Soit E' la différence de potentiel aux bornes de la machine, 1 rinlensité du courant produit, le travail dépensé pour entretenir le courant au dehors est représenté parE'I. Si Ton évalue E' et I en unités C.G.S. électromagnétiques, ce travail se trouve exprimé en ergs ; si Ton évalue E' en volts, 1 en ampères, il est exprimé en watls. Il suffirait de diviser le produit E'I en watls par 9, 8 1 pour obtenir le travail évalué en kilogrammètres.

Le Tableau suivant indique le rendement de quelques machines à courant continu d'après les expériences faites à l'Exposition d'électricité de i88i, dans les conditions pratiques d'application de ces machines à l'éclairage électrique (M- V désigne le nombre de tours de la machine par minute, T;;, le travail moteur en chevaux, Rm la résistance interne de la machine, I l'intensité du courant, E la force éleclromotrice totale de la machine, p le rendement brut comprenant le travail consommé par le courant àTintérieurdc la machine, p' le rendement réel défini comme ci-dessus.

Nombre de lampes Machines. aUmcnlces.

Gramme i

Jur^^onson. ... i

Maxim i

Siemens i

lUiririn i

Gramme .0

Siemens j

VVeslon lo

Brush H)

Briisli jo

Une seule expérience fui faite sur une machine Siemens à

lO()

8oo

loi;

iS

ioo3

8io

•iOOiJ

(') Les Mornbics delà Conifiiission d'expériences étaient MM. AIIar<1, Joubcrt, Le lîlan<\ Potier et Tresca. Le compte rendu détaillé des «'xp^rienres a été publié dans les Anna/es de CJiimic et de Pliysiquc, 5' série. t. \\L\, p. '). Les résultais ont été résumés par M. Potier àan^ W Journal de Physique, j' série, t. II, p. n; i88j.

RÉVERSIBILITÉ DES ÉLECTROMOTEURS.' m*

courants alternatifs et à excitatrice séparée {fig* 29). En voici les résultats :

Vitesse de rexcitatrice 1 23o'°""

» do la machine à courants alternatifs Oao'*"'»

Travail dépensé par rexcitatrice 2*=", 60

Travail dépensé par la machine à courants alternatifs i y^^ 79

Résistance de l'excitatrice et de Tinduclour 3obm«^ .^^

Résistance d'un segment du circuit induit ( ^ 4**"*", 00

Résistance d'un circuit extérieur o°''"",6'2

Intensité du courant inducteur i6*"p,oo

Intensité moyenne du courant induit dans chacun des

circuits i 2*"»p, 8

Rendement p o ,93

Rendement 0' o ,74

Toutes ces expériences se rapportent à la marche norniale des machines. On n'en a point fait en vue de découvrir la loi d'après laquelle varie l'intensité du courant, quand on change la vitesse.

BÉTEBSIBniTÉ DES ÉLECTROMOTEURS FONDÉS SUE L'IHDUGTION. — ■OTEURS ÉLEGTEiaUES. — Quand une machine magnéto ou dynamo-électrique fonctionne, et que le régime uniforme est établi, les forces mécaniques appliquées aux organes mobiles de la machine exécutent pendant une révolution entière un certain travail. Or, tous les organes ayant repris au bout d'une révolution les mêmes situations et les mômes vitesses relatives, leur force vive totale est la môme, et, si l'on fait abstraction du travail absorbé par les froUements, l'énergie mécanique consommée a éfé entièrement transformée en énergie électrique. Le mécanisme de cette transformation est indiqué par la loi de Lenz : les courants induits développés ont une direction telle que les actions électromagnétiques entre les parties fixes et mobiles gênent le mouvement. Le travail moteur des forces extérieures pendant une révolution est égal et de signe contraire au travail résistant des forces électromagnétiques.

Supposons actuellement qu'on lance dans les circuits de la

(') La machine est divisée en trois segments.

machine des courants, d'origine extérieure, identiques par leur direction, leur intensité, leur périodicité à ceux qne fournit normalement la machine à une certaine allure (n tours par seconde), et faisons abstraction des frottements. Les réactions électro-magnétiques conserveront des directions et des intensités égales à celles qu'elles avaient précédemmeni, et, si les organes mobiles sont libres de se mouvoir, ils seront entraînés dans le sens de la résultante des forces électromagnétiques, c'est-à-dire en sens inverse du mouvement qu'on aurait dû communiquer à la machine pour produire ces courants. On pourra opposer des forces extérieures aux forces électromagnétiques développées dans la machine, et cela jusqu'à les équilibrer; le travail moteur des forces électromagnétiques sera alors compensé à chaque instant par le travail résistant des forces extérieures, la machine tournera exactement à l'allure ci-dessus définie (n tours par seconde) et transformera de l'énergie électrique, empruntée aux sources qui entretiennent le courant, en énergie mécanique utiliséeau dehors : Vélectromoleur se trouvera transformé en moteur électrique.

Cette réK'ersibilité des électromoteurs fondés sur l'induction nous dispense de faire, pour les moteurs électriques, une tliéoiie iiuiépeiidanlc. Les conditions f|ui améliorent le rendement sont les mêmes que pour les électronioteurs et les meilleures formes à donner aux deux sortes d'appareils sont identi(|ues, à <le léjrèn^s diUérences près, commandées par (jnel(|ues applications, et (|ui st)nt exclusivement du domaine de la prati(|ne.

L'idée de constitucM' {\q:> moteurs entretenus par rélcctricité est d'ailleurs bien antérieure à la découverte de la réversibilité. La //a^ 5i représente un petit moteur (jui* l'on trouve encore dans les cabinets de Pliysi(iue et i\\\\ se rattache par son principe» à la machine de Clarke. J^e courant pénètre dans réleclro-ainiant l)(] par un commutateur formé dune cuvette à mercure annulaire Al>, divisée en deux |)ar une cloison isolante de miuiière (lue le mercuie forme deux ménisques convexes (ju(î les extrémités des fils de réleclro-ainianl, recourbés verlicalenienl, Aiennent tour à tour affleurer.

Lu moteur électrique construil par Froment et qui se rat-

TRANSPORT ÉLECTRIQUE DE L'ÉNERGIE. ri3' tache de mémC à la machine de Noilet, csl le premier appareil de ce genre qui ait réellement fonctionné dans les ateliers. Dans l'industrie on n'emploie qu'assez rarement des mo-

teurs électriques distincts des machines dynamo ou magnétoélectriques en usage. Nous croyons supcrllu de nous arrêter à leur description.

TUMOÙKT iLBCTBiam DE L'ÉHEBfilE. — On peut associer en série deux machines magnéto ou dynamo-électriques identiques, reliées l'une à l'autre par un circuit métallique e\térieur d'une longueur quelconque. Si l'on applique à l'une d'elles A un certain travail moteur emprunté à une machine il vapeur, à une chute d'eau, etc., elle développera un courant qui, traversant la dernière machine A', mettra celle-ci en mouvement. On aura ainsi réalisé le transport de l'énergie mécanique d'un lieu à un autre en substituant une transmission électrique aux engins ordinaires de transmission mécanique.

Taotque la distance des stations A, A' n'est pas trop grande, 00 peut constituer les conducteurs qui relient les deux stations par des fils assez gros pour ne pas trop s'écliaulTer et n'absorber ainsi qu'une quantité de travail peu considérable;

J. el B., IV, 4*. Applicationt. (^' éJ., i8r,t.] 8

ni* APPLICATIONS DE L^ÉLECTRICITÉ.

mais on ne peut réduire de même le travail correspondant à réchauffement des deux machines. Il absorbe, en pure perle, une partie souvent considérable du travail total. On commettrait donc une erreur singulière en considérant le transport électrique de la force comme à peu près gratuit, même dans le cas des plus petites distances. Au contraire, on aurait alors toute économie à remplacer le transport électrique par le transport mécanique.

Considérons, en particulier, le cas où Ton emploie deux machines à courant continu, deuxmachinesGrammeparexempIe, et supposons que le régime uniforme soit établi pour les deux machines. Soient E la force électromotrice d'induction dans la machine génératrice, E'ia force électromotrice inverse dans la machine réceptrice, l Tintensité du courant, R la résistance totale. On a

E-Eiinm.

Le rendement électrique p est le rapport de Ténergie électrique E'I, convertie en travail mécanique dans la machine réceptrice, à l'énergie El, résultant de la conversion du travail mécanique en travail électrique dans la machine génératrice