E1=>ET

[aisy dans la pratique, comme il y a toujours ne certaine perte d'énergie, le produit ET est >ujours inférieur à E I. Le but des transforma- ^urs est de modifier les deux facteurs de ce roduit d'une façon avantageuse.

La bobine de RuhmkorfT est le plus ancien ^s transformateurs : elle transforme un couint primaire de grande intensité et de faible rce électromolrice en un courant secondaire ï force électromotrice élevée et n'ayant qu'une ible intensité.

Inversement les transformateurs employés ns rindustne ont pour but de diminuer la rce électromotrice et d'augmenter l'intensité, n de diminuer les frais d'établissement de la ne . L'exemple suivant, emprunté à M. H. Fonne, fera bien comprendre leur utilité. Supsons qu'on veuille alimenter dans un circuit > lampes exigeant chacune 1 ampère et } ToltSy la dynamo étant placée à 500 mètres

des lampes. En plaçant les lampes sur le circuit primaire, le parcours de 1000 mètres donnera i par exemple une perte de 10 volts. La résistance du conducteur sera 0,02 ohm, sa section 833 millimètres carrés, son poids 75 tonnes et son prix environ 200000 francs. En employant des transformateurs, on peut amener la même puissance électrique au centre du groupe avec un courant de 50 ampères sous 1000 volts, que l'on transforme ensuite en un courant secondaire de 500 ampères sous 100 volts. Si Ton admet la même perte que dans le premier cas, le conducteur donnera une chute de potentiel de 100 volts; sa résistance sera 2 ohms, sa section 8,33 millimètres carrés, son poids 750 kilogrammes et son prix environ 2250 francs. Nous avons négligé la perte due au transformateur, notre exemple ayant seulement pour but de faire comprendre l'utilité de ces appareils. En employant plusieurs transformateurs, le môme circuit pourra alimenter des récepteurs exigeant un nombre différent de volts et d'ampères.

Les transformateurs peuvent se diviser en deux classes : les uns donnent en effet un courant continu, qui peut être utilisé non seulement pour l'éclairage, mais pour l'électrolyse et pour toutes les applications ; ils ont l'inconvénient d'exiger l'emploi de pièces mobiles, telles que collecteur, balais, etc. Les autres sont, comme la bobine de RuhmkorfT, entièrement composés de pièces fixes, mais ils donnent des courants alternatifs.

Transformateurs à courant continu.

Transformateur Qramme. — M. Gramme a imaginé en 1874 un transformateur composé d'un anneau portant deux séries de bobines, l'une à gros fil, l'autre à fil fin, et tournant devant les pôles d'un aimant ou d'un électro-aimant. En faisant passer un courant dans l'une des séries de bobines, on produisait dans l'autre un courant secondaire, et l'on modifiait à volonté les deux facteurs de l'énergie. M. Gramme s'est également servi de deux bobines, l'une à fil fin, l'autre à gros fil, montées sur le même arbre.

Robinet électrique de Cabanellas. — Sous lé nom de robinet électrique , M. Cabanellas a proposé, en 4880, le système suivant. Supposons deux * anneaux A et B, par exemple du système Gramme, concentriques et portant des fils de diamètre différent. Les balais de l'anneau intérieur A sont reliés à la distribution générale, ceux de B au circuit secondaire. Les deux anneaux restant complètement immobiles, on fait

TRANSFORMATEUR

tourner, par un procédé quelconque, les deux paires de balais à la même vitesse. Par suite de cette rotation, les pôles tournent dans Tanneau inducteur A, et des courants induits, se produisant dans Tanneau B, traversent Je circuit secondaire. Suivant le mode d'enroulement de Panneau B, on pourra recueillir un courant continu ou des courants alternatifs. Il n*est-pas nécessaire d'employer des anneaux Gramme : la disposition et la forme peuvent être quelconques. L'énergie nécessaire pour faire tourner

les balais sera empruntée à une dérivation da courant inducteur; cette dépense sera faible, les anneaux restant immobiles.

Transformateur Paris et Scott. — Cet appareil est désigné en Angleterre, [ainsi que les deni suivants, sous le nom de moteur générateur. Le^ deux fils, primaire et secondaire, sont enroulés sur un môme anneau, qui tourne devant les électro-aimants, excités par une dérivation du circuit secondaire. Cependant, pour produire le démarrage, ces électros portent en outre quel-

Pig. 1042. — Transformateur Gaulard et Gibbs.

ques tours du (Il inducteur. Le nombre des tours du circuit primaire est quatre fois plus grand que celui du circuit secondaire, mais la section du premier fil est trois fois plus faible que celle du second. Des expériences faites à Newcastle en 1887 ont montré que le rendement commercial était de 86 p. iOO.

Transformateur Jehl et Rupp. — Les deux circuits sont fixes, et les balais tournent seuls, comme dans le système Cabanellas. Le fil primaire est enroulé sur un anneau, le fil secondaire sur un tambour Siemens, qui remplit complètement le vide de l'anneau.

Transformateurs Edison, — M. Edison a imaginé plusieurs modèles de transformateurs à courant continu, et formés, soit d'anneaux Gramme à double enroulement, soit de bobines primaires et secondaires enroulées par paires sur des anneaux de fer doux. Dans ce cas, les balais primaires tournent autour des collecteurs, et le courant primaire change de sens deux fois par tour dans chaque bobine. Les balais secondaires sont fixes.

Transformateurs à conrants alternatifs.

Transformateurs Jablochkoff et Bright. —

TRANSFORMATEUR

M. Jablochkoff a imaginé en 1876 le premier transformateur à courants alternatifs. Sir Charles Bright fit breveter en Angleterre en 1878 un appareil analogue.

Transformateur Gaulard et Gibbs. — Cet appareil, désigné improprement par les inventeurs sous le nom de générateur secondaire, a réalisé la première forme pratique des transformateurs à courants alternatifs, et a été le premier appliqué dans Tindustrie.

Les bobines primaire et secondaire sont constituées par des disques en cuivre de 9 centimètres de diamètre et 0,25 millimètre d'épaisseur. Toutes ces rondelles sont percées d'un trou cen-

tral de 2 centimètres de diamètre ; elles sont superposées et isolées par un vernis à la gomme laque et des feuilles de papier parcheminé. De plus elles sont fendues suivant un rayon et portent, de chaqpie côté de la fente, deux appendices qui servent à. les réunir en tension de deux en deux. L'un des groupes ainsi constitués appartient au circuit primaire, l'autre au circuit secondaire. L'appareil comprend un certain nombre de colonnes ainsi formées. Le vide ménagé au centre de chacune d'elles reçoit un tube isolant qui les maintient, et dans lequel se place un noyau de fils de fer doux, qu'on enfonce plus ou moins, à l'aide d'une vis

Fig. 1043. — Transformateur Zipemowsky à noyau intérieur. Fig. 1044. — Transformateur Zipemowski avec bâti en bois.

(Ganz et C'% Budapest.)

atérale, suivant les effets qu'on veut obtenir. 3ans les modèles les plus récents (fig. 1042), les loyaux de deux colonnes voisines sont réunis iux deux extrémités, de façon à former un circuit nagnétique fermé, et à rendre maximum l'inluction produite par ce noyau. Les différentes donnes primaires sont toutes réunies en séie; les colonnes secondaires peuvent être roupées en tension ou en quantité, suivant les ffets qu'on se propose. Le courant primaire st fourni par une dynamo à courants alternaifs. Les piles de disques, qui ont d'ordinaire 0 centimètres de hauteur, sont placées sur un Dcle de bois et recouvertes d'une tablette de ois, soutenue par quatre colonnes de même ibstance. A la partie supérieure se trouveut

les bornes des deux circuits et un interrupteur qui permet de faire passer le courant primaire ou de mettre l'appareil hors circuit. Un commutateur à fiches, disposé latéralement sur une planchette en ébonite, sert à, grouper les différentes hélices secondaires.

Dans des expériences effectuées en i885, à l'exposition de Turin, M. Galileo Ferrraris a trouvé que le rendement, c'est-à-dire le rap-

port —, est égal à 92 p. 100; M. Hopkinson a

trouvé 89 p. 100.

Transformateur Zipemowsky, Déri et Blatky. — Ce transformateur présente une forme analogue à celle de l'anneau Gramme. Sur un noyau, composé de fils de fer doux circulaires, s'en-

TRANSFORMATEUR

roulent parallèlement le fil inducteur et le fil induit (flg. 1043). Il y a cependant cette dififèrence que, dans le transformateur, le courant circule simultanément dans le même sens autour du noyau dans les deux enroulements, de sorte qu'il ne s'y produit pas de pôJe magnétique libre, tandis que Tanneau de Gramme en possède deux ou plus.

Le noyau peut dans ce cas être formé soit de ni9, soit de bandes de fer minces et plates, enroulées de cbamp ou à plat. On peut employer également des bandes assez larges pour qu'un seul élément suffise à la construction du noyau ou des plaques annulaires découpées et superposées ; on évite la production des courants de Foucault en pratiquant dans cette bande des entailles longitudinales. Dans les noyaux plus grands, on facilite la construction en formant chaque plaque de deux ou plusieurs parties, mais on les place de façon que les joints ne se trouvent pas exactement superposés.

Les fils, bandes ou plaques qui composent le noyau sont isolés les uns des autres, suivant les cas, par un gui page ou par du papier, de la laque ou un tissu.

Dans ce modèle, le noyau est entièrement ou presque entièrement recouvert de fil de cuivre.

Fig. 1045. — Transformateur Zipernowsky i noyau nléhait. (Ganz et C», Budapest.)

Les enroulements primaire et secondaire sont disposés soit en couches séparées, soit en bo-

Fig. lOiO. — Aspect extérieur du transformateur Zipemowsky. (Ganz et C'*, Budapest.)

bines qui alternent et qui ont la forme de secteurs, ainsi que le montre la figure 1043. La figure 1044 montre un transformateur du premier système, dans lequel le noyau de fer est

entouré d'abord par le circuit primaire, puis par Je circuit secondaire et enfin introduit dans un bâti en bois. Le plus souvent on préfère employer un bâti en fer de même forme.

TRANSFORMATEUR

L'appareil d^indaction est alors monté sur

lirii

1047. — Colonne en fonle pour transformateur Zipemowsky. (Ganz et C'*, Budapest.)

e forts crochets en bois bien vernis et le tout st posé entre deux disques de fer circulai-

res, de telle façon que le noyau ni les deux enroulements ne puissent toucher en aucun point les parties métalliques du support.

Sur Tun des disques de fer du support se trouvent scellés trois pieds servant à soutenir Tappareil; l'autre disque porte les deux bornes primaires et trois bornes secondaires. La borne secondaire médiane sert à obtenir une dérivation de tension moitié moindre, pour intercaler des lampes à arc.

Ces lampes en effet n'exigent que 50 volts, et les transformateurs donnent une différence de potentiel d'environ iOO volts. On peut rendre ainsi tous les régulateurs complètement indépendants, et Ton évite Tinconvéaient de les associer par deux en série, ce qui oblige à en employer toujours un nombre pair et t les allumer ou à les éteindre par deux.

Fig. 1048. — Console pour transformateur Ziperaowsky. (Ganz et C>% Budapest.)

Le diamètre des deux disques de fer est assez grand pour que le transformateur puisse rouler par terre sans être endommagé. Deux poignées en fer rendent le transport facile.

Dans un autre modèle, les deux circuits sont au contraire enroulés en un cercle, qui est d'abord entouré d'une enveloppe isolante, puis bobiné avec du fil de fer fin et isolé (fig. 1045). L'appareil présente alors la forme d'un anneau, et les extrémités des deux circuits sortent par une fente ménagée dans l'enveloppe de fer.

Au lieu de fil isolé, l'enveloppe magnétique peut être formée de plaques de fer disposées perpendiculairement aux fils de cuivre, de façon à empêcher les courants de Foucault, tout en laissant un libre développement aux lignes de force magnétiques. La fig. 1046 montre l'aspect extérieur de ce modèle. Cette disposi-

TRANSFORMATEUR

tion se construit aussi en forme de caisses en constituant Je noyau par des plaques de fer perforées, en forme de E, séparées par des feuilles isolantes.

Le transformateur Zipernowsky ne diffère pas seulement du précédent par la construction et la forme extérieure : le point le plus important du système consiste dans la liaison de l'appareil avec la dynamo génératrice. Le transformateur est monté en dérivation entre les deux bornes de la machine ou entre deux points du circuit principal, et Ton rend constante la différence de potentiel aux bornes, soit en introduisant des résistances dans le circuit excitateur, soit en compoundant cette machine à Taide d'un petit transformateur nommé compensateur, qui reçoit le courant principal et envoie son courant secondaire dans le circuit excitateur de la machine*

L'installation de ces transformateurs se fait de différentes manières, suivant les cas, mais toujours de façon à les rendre inaccessibles à toute personne étrangère au service.

Pour les lignes aériennes, ils sont enfermé? dans des boites et placés soit au sommet de colonnes en fonte semblables aux candélabres a gaz (flg. 1047), soit sur des consoles fixtes contre les murs extérieurs des maisoQ> (ilg. i048), soit enfin dans des placards fermés qu'on dispose à l'intérieur des maisons, généralement dans les greniers.

Pour les lignes souterraines, on peut les enfermer dans des caisses appropriées, placée? dans le sol, auprès des colonnes qui supportent les lampes, ou bien dans la cave des maisons à éclairer. Dans le premier cas, la colonne peut former un tuyau creux, servant à la ven-

x/Mi*-«H^v.r.

Pig. 1049. — Transformateur Weslinghouse .

tilation du transformateur. L'eau d'infiltration est déversée dans un canal creusé à cet effet et ne peut pas pénétrer jusqu'à, l'appareil.

M. Ferraris a trouvé que le rendement des transformateurs Zipernowsky est un peu supérieur à celui des transformateurs Gaulard.

Transformateur Weséinghouse. — Dans les transformateurs de la « Westinghouse electrie C^ », combinés par MM. Schmidt et Stanley, les bobines primaire et secondaire sont placées côte à côte et entourées par une enveloppe de fer doux qui sert à concentrer les lignes de force (fig. 1049). Cette carcasse est constituée par une série de plaques de tôle très minces, isolées les unes des autres par des feuilles de papier verni. Ces plaques, découpées à l'emportepièce, sont ensuite fendues pour qu'on puisse les mettre en place; puis on les maintient à l'aide de deux plate-formes en fonte H, disposées aux extrémités du transformateur et retenues par quatre boulons h. L'appareil est

I renfermé dans une boite en fonte bien close, et les bornes des deux circuits se trouvent dans deux chambres séparées qui contiennent aussi les coupe-circuits et les manchons de connexion.

Transformateur Perranti. — Cet appareil est disposé en vue de rendre la construction et les réparations aussi faciles que possibles. Le circuit primaire est constitué par une série de bobines rectangulaires disposées parallèlement et formant une sorte de cylindre creux, dans lequel viennent se logerles bobines induites à fil fin. On voit sur la coupe la disposition et les extrémités de ces enroulements (flg. 1050). Dans l'espace qui reste au centre des doubles bobines, on introduit plusieurs séries de lames de tôle qu'on recourbe moitié par dessus, moitié par dessous l'enroulement, de façon que leurs extrémités se louchent : on constitue ainsi un circuit magnétique fermé qui entoure les bobines. Le tout est maintenu par une sorte de châssis en fonte

TRANSFORMATEUR

composé de deux parties formant Tune le socle, l'autre le couvercle de l'appareil. En cas d'accident, il suffit de quelques minutes pour démon-

ter le transformateur, retirer les bandes de tôle et remplacer la bobine défectueuse. Le modèle courant fonctionne avec une force éleclromo-

Fig. 1050. — Vue d'ensemble et détails du transformateur Ferranli.

triée de 2400 volts] et fournit iOO volts aux bornes du circuit secondaire.

Transformateur Swinburne, — Dans cet appareil, qui figurait à l'Exposition d'Edimbourg, l'auteur a cherché à. rendre le circuit magnétique aussi léger que possible. Lsl carcasse est formée de deux lames de bronze rectangulaires fondues d^une seule pièce et portant des oreilles que traversent quatre tiges métalliques, qui maintiennent à Taide de boulons un disque de bois placé à la partie supérieure (flg. i051). Cette carcasse supporte en outre deux joues en ébonite, destinées à limiter Tenroulement du ûi. Les quatre dièdres formés par les deux lames de bronze reçoivent des bottes de fil de fer très fin et bien recuit, autour duquel on enroule d'abord un ruban isolant, puis le fil secondaire, qu'on recouvre d'une feuille d'ébonite, et enfin le circuit primaire. Les extrémités du nojau sont ensuite épanouies et taillées en demi-sphères, disposition qui a valu à l'appareil le nom de kedgehog (hérisson). Le trans-

DlCnORNAIRB D'ÉLECTRiaTÉ.

formateur est ensuite placé dans un vase en terre vernie.

Fig. 1051. — Transformateur Swinburne.

Autres transformateurs. — Il existe beaucoup d^autres transformateurs, mais un petit nombre

TRANSLATEUR

seulement sont entrés dans la pratique.

Le transformateur Kennedy est formé d'un anneau Pacinotti : un noyau de fer en double T, analogue à celui de Siemens, est entouré d'abord par le fil induit, puis par le fil inducteur. Le tout a la forme d'un cylindre, qu'on entoure d'une forte couche de fiJ de fer.

Le transformateur de M. Diehl se place dans la base même des lampes à incandescence.

M. Tesla a imaginé récemment un transformateur qui fonctionne à intensité constante, quelle que soit sa charge. Ce résultat est obtenu par l'interposition entre les deux circuits de l'appareil d'un écran magnétique, qui retarde la production du courant secondaire jusqu'à ce que le courant primaire ait acquis une intensité déterminée. L'appareil est formé d'un noyau de fil de fer doux recuit, entouré longitudinal lement par le circuit secondaire, qui est recouvert à son tour par une couche de fil de fer doux recuit, enroulé transversalement. L'enroulement primaire, qui est longitudinal, est placé par dessus cette enveloppe. Lorsque l'intensité du courant primaire atteint une certaine valeur, l'écran de fer doux se trouve saturé et cesse de garantir le circuit secondaire, dans lequel se développe alors le courant induit (Voy. Lumière électrique y 6 sept. 1890).

M. E. Thomson a combiné un transformateur qui, en maintenant une différence de potentiel efûcace constante aux bornes du circuit primaire, produit dans le fil secondaire une intensité efficace sensiblement constante , même pour de très grandes variations de résistance de ce circuit, la force électromolrice croissant avec la résistance. Le circuit magnétique de cet appareil est formé de trois noyaux, dont deux traversent les circuits primaire et secondaire ; le troisième réunit les deux premiers, en établissant une dérivation, qu'on peut d'ailleurs faire varier à l'aide d'une autre pièce de fer doux. C'est l'établissement de cette dérivation qui permet de rendre l'intensité constante.

Distribution d'énergie par les transformateurs. — Lorsqu'on fait usage de transformateurs, on peut employer la distribution en séné, en dérivation, ou un montage mixte.

Dans le premier système, les transformateurs sont placés en série sur le circuit primaire, et les récepteurs, lampes ou autres appareils, sont disposés de la même manière sur le fil induit. Cette disposition convient aux lampes à arc; elle est économique et donne de bons résultats. Pour les lampes à incandescence, elles |

doivent alors être choisies à faible résistance, comme celles de M. Bernstein.

Le second système consiste à monter les transformateurs en dérivation sur les conducteurs principaux de la dynamo. Chacun d'eu fonctionne alors comme une dynamo compound et donne une différence de potentiel constante. M. Kennedy évite l'emploi de machines à très haute tension en élevant d'abord cette tension à l'aide d'un premier transformateur, qui reçoit le courant d'une dynamo à faible potentiel dans son circuit le moins résistant, et envoie un courant induit, de force électromotrice élevée, dans la canalisation. M. Gisbert Kapp est parvenu à grouper sans inconvénient plusieurs machines à courants alternatifs à faible tension en série pour remplacer une seule machine à haut potentiel.

Le montage mixte consiste à placer les transformateurs en série sur le circuit primaire et les récepteurs en dérivation sur le fil induit. La différence de potentiel aux bornes de ce dernier doit rester constante; il faut donc remplacer chaque lampe éteinte par une résistance équivalente. Au lieu d'une résistance métallique, il vaut mieux mettre une bobine à self-induction considérable, qui empêche le passage des courants alternatifs par la force contre-électromotrice qu'ils créent; la perte d'énergie est alors insignifiante. Ce système, indiqué par M. Gordon et appliqué en Amérique par M. E. Thomson, donne une grande économie dans l'établissement des conducteurs.

M. G. Kapp emploie les transformateurs comme régulateurs. La bobine secondaire d'un petit transformateur est divisée en plusieurs sections dont les extrémités communiquent avec les touches d'un commutateur à manette, qui permet de les intercaler à volonté dans le circuit. Une partie de ces sections concourt à augmenter la force électromotrice; les autres sont montées en sens contraire, de façon à la diminuer. Chaque section introduite augmente ou diminue la force électromotrice d'une quantité fixe, 2 volts par exemple.

TRANSLATEUR. — Relais télégraphique disposé non au poste d'arrivée, mais dans un poste intermédiaire, de façon à envoyer le courant de la pile de ce poste dans le récepteur du bureau d'arrivée. Exemple : on veut transmettre du poste A à un poste B très éloigné; un relais est installé en un poste intermédiaire G. U manipulateur de A envoie le courant dans le relais de C, et les mouvements de ce relais servent à lancer le courant de C dans le récep-