TROMPETTE ÉLECTRIQUE. - UNITÉ
TROMPETTE ÉLECTRIQUE. — En plaçant de prands condensateurs dans le circuit de lèlé- >l&oiies Gower, M. Herz a pu obtenir des sons issez intenses pour être entendus dans une pr&nde salle.
01f IPOIilRE (Machine). — Machine d'indue- | âop dont les courants sont produits par la ro- Mtion d'un disque de cuivre dans un champ iiagnétîque ou p ar celle d'un cylindre de cuip^e autour d'un pôle d'aimant on d'électro-aip*"»^ qu'il enveloppe.
*OHIFOLAiaTÉ. —Si Ton place les deuxélec- Pj^odes d^une pile dans une flamme communipiant avec le sol, on observe sur Tune des ^eux électrodes une perte de potentiel. Ohm a M^tribué ce fait âun dépôt de substances iso- Pantes produit par la flamme sur cette élec- P»*ode.
VKITÉS ÉLECTRIQUES ET MAGNÉTIQUES
^^l-es anités dont on se sert actuellement pour ^^* mesures électriques et magnétiques sont ?*^P'"«ntées au système d'unités absolues éta- ^* en iSSi par le Congrès international des ectriciens ; avant de les indiquer, nous croyons * te de résumer les principes fondamentaux de
«ystème.
J^«itéa absolues. — Mesurer une grandeur, ^* chercher combien de fois elle contient une ^"^ ^l'andeur de même espèce, prise comme . ^- Si Ton veut mesurer des grandeurs d'es- ^^® <iîfirérente, qui ne soient liées entre elles ^^Ucune relation, on peut faire choix d'unî- ^ ^^dépendantes, n'ayant aucun rapport en- ^*les, pourvu que chaque unité puisse tou- >, ^^ être reproduite identique à elle-même. rç *^ ^nsî qu'on mesurait autrefois les lon- ^ ^^*ï*s à. l'aide de la toise, les surfaces au lu ^'^'^ ^® ^^ perche des eaux et forêts, les top ^* avec le setier, unités qui n'ont rien de
^j J^^is l'expérience a montré que les gran- ||^ *** de nature différente sont généralement p ^^ Par certaines relations, qui se traduisent 1^^ ^es formules algébriques. Ainsi nous avons ^^ 9*>e les actions électriques (Voy. ce mol) Proportionnelles au produit des masses m
;S ÉLECTRIQUES ET MAGNÉTIQUES. 923
Trompette Zigang. — Voy. Sonnerie électrique.
TUBE DE FORGE. — Voy. Fobcb électrique. TUBE DE 6EISSLER. — Voy. Geissler (Tube
de).
et m! des deux points électrisés, et en raison inverse du carré de leur distance d
- , mm*
k est un coefficient numérique qui représente la force exercée entre deux masses électriques égales à 1 et placées à Tunité de distance. La valeur de ce coefficient dépend évidemment des unités choisies pour mesurer les grandeurs qui entrent dans cette formule, et par suite on peut, en choisissant convenablement ces unités, rendre ce coefficient égal à 1, ce qui simplifie la formule. 11 suffit pour cela de prendre comme unité de force la force qui s'exerce entre deux masses électriques égales à 1, situées à Tunité de distance, ou, ce qui revient au même, prendre comme unité de quantité d'électricité la quantité qui agit sur une quantité égale, à Tuni té de distance, avec Tunité de force adoptée.
Lorsqu'on établit un système d'unités, on peut ainsi obtenir que les cofficients numériques se réduisent à 1 dans un certain nombre de formules; on choisira évidemment tes formules les plus importantes.
Tout système de mesures faites avec des unités telles que les coefficients se réduisent à 1 dans les principales formules employées est appelé système de mesures absolues. Le système métrique en fournit un bon exemple. En prenant le mètre, le mètre carré et le mètre cube comme unités de longueur, de surface et de volume, on a rendu les cofficients égaux à 1 dans les formules qui donnent la surface d'un rectangle ou le volume d'un parallélipipède rectangle.
Unités fondamentales et imités dérivées, — Le nombre des relations algébriques qu'on peut établir entre les unités de différente nature est généralement inférieur au nombre de ces unités, de sorte qu'il est nécessaire de choisir ar-
UNITÉS ÉLECTRIQUES ET MAGNÉTIQUES
bitrairement un certain nombre d'entre elles ; ce sont les unités fondamentales. On comprend que leur nombre devra être aussi restreint que possible. Ces unités bien définies, on détermine la valeur des autres, qui sont appelées unités dérivées, de manière à rendre égaux les coefficients des relations algébriques les plus importantes, comme nous Tavons expliqué plus baut. La relation qui sert à fixer la valeur d'une unité dérivée est la formule de définition de cette unité.
Il résulte de là que, dans un système de mesures absolues, les coefficients deviennent égaux à 1 seulement dans les formules de définition. Dans les autres équations, ces coefficients sont généralement simples et leur valeur représente ordinairement une loi. Ainsi la surface d'un triangle équilatéral de côté a a pour expression
Le coefficient— exprime que la surface de ce triangle est à celle d'un carré de même côté
dans le rapport ^ .
Il est clair qu'on pourrait établir, par exemple pour les mesures usitées en physique, plusieurs systèmes de mesures absolues, qui différeraient soit par la nature des unités fondamentales, soit par les dimensions de ces unités (ainsi on peut prendre comme unité de longueur le mètre, le centimètre, etc.), soit enfin par le choix des formules de définition des unités dérivées. Ainsi, l'unité de longueur étant fixée, on peut prendre comme unité de surface celle d'un carré de côté égal à 1, ou celle d'un triangle équilatéral de même côté, etc.
Dimensions des unités dérivées. — Les unités dérivées changent évidemment de valeur quand on modifie la grandeur des unités fondamentales. Ainsi l'unité de surface devient dix mille fois et l'unité de volume un million de fois plus grande, lorsqu'on prend pour unité de longueur le mètre au lieu du centimètre.
L'unité de vitesse se définit à l'aide de la formule
e = vt.
Elle dépend donc des unités de temps et de longueur. Si l'on modifie ces deux unités, l'unité de vitesse variera en raison directe de l'unité de longueur et en raison inverse de l'unité de temps. Si l'on désigne d'une manière générale par L et T ces deux unités, l'unité de vitesse
varie proportionnellement à = ou à LT-'. Ce
produit représente ce qu'on nomme les dimmsiom de Punité de vitesse. C'est le produit des puissances des unités fondamentales qui entrent dans l'expression algébrique de cette unité.
Unités pratiques. — Dans un système de m^ sures absolues, on choisit généralement les unités fondamentales de façon qu'elles conviennent pour la pratique; mais il peut arriver qu il n'en soit pas de même pour les unités dérivées, qui peuvent se trouver trop grandes ou trop petites. Ainsi, dans le système que nous allons décrire, les unités de travail et de résistance électrique sont beaucoup trop petites pour la pratique, tandis que l'unité de capacité est beaucoup trop grande.
On évite cet inconvénient en faisant choix d'une unité secondaire ou unité pratique, qni est égale à l'unité absolue correspondante, multipliée ou divisée par une puissance de 10 convenablement choisie ; les unités pratiques reçoivent généralement des nams spéciaux.
Enfin, si cela ne suffît pas, on peut encore employer des multiples des unités précédentes dix, cent, mille ou un million de fois plus grands que ces unités, et qu'on désigne à l'aide des préfixes déca, hecto, kilo, méga, et des sous-multiples dix, cent, mille ou un million de fois plus petits et qu'on désigne par les préfixes déci, centi, milli, micro.
Système d'unités absolues C.6.S.
Gauss a proposé le premier un système d'unités magnétiques fondées sur l'emploi da millimètre, de la masse du milligramme et de la seconde.
En 1861, l'Association Britannique proposa un nouveau système, dont l'emploi fut ratifié en 1881 par le Congrès international des électriciens, et qui est maintenant adopté d'une façon générale.
Unités fondamentales. — Dans ce système, les unités fondamentales sont au nombre de trois, qui sont les unités de longueur, de masse et de temps.
L'unité de longueur est le centimètre, c'est-àdire la centième partie de la longueur à 0* de l'étalon prototype en platine du mètre, conservé aux Archives de Paris depuis le 4 messi* dor an VII. C'est une unité arbitraire, mais parfaitement définie.
L'unité de masse est la masse du gramme, c'est-à-dire la millième partie de la masse de
UNITÉS ÉLECTRIQUES ET MAGNÉTIQUES
. du jour solaire moyen.
l'étalon prototype en platine du kilogramme, déposé aux Archives.
L'unité de temps est la seéonde, c'est-à-dire 24 X 60»
A cause du choix de ces trois unités fondamentales, ce système de mesures absolues est généralement désigné sous le nom de système C.G.S.
Unités dériTées. — A Taide de ces trois unités fondamentales, on a pu déAnir toutes les autres ; nous allons indiquer leurs valeurs, en commençant par les unités relatives à la mécanique.
Unité de vitesse, — Cest la vitesse d'un mobile, animé d'un mouvement uniforme, qui parcourt 1 centimètre par seconde.
La formule de définition est la loi bien connue du mouvement uniforme
e ssvt»
En désignant par L et T les unités fondamentales de longueur et de temps, les dimensions de Tunité de vitesse sont LT-*.
Unité d'accélération. — C'est l'accélération d'nn mobile animé d'un mouvement uniformément accéléré dans lequel la vitesse augmente d'un centimètre par seconde.
La formule de définition est la loi des vitesses
»«v ou 7 = 2.
En se reportant aux dimensions de l'unité de vitesse, on voit que celles de l'unité d'accélération sont LT-*.
L'intensité de la pesanteur à Paris vaut 980,96 unités G.G.S.
Unité de force, — C'est la force constante capable d'imprimer l'unité d'accélération à un mobile ayant l'unité de masse. Cette unité a reçu le nom de dyne (de ^uvo^!.!;, force).
La formule de définition est
En désignant par M l'unité de masse, les dimensions de l'unité de force sont
LMT-».
L'intensité de la pesanteur étant 980,96, il s'ensuit que le poids d'un gramme est capable d'imprimer à l'unité de masse une accélération égale à 980,96 unités C.G.S. ; ce poids vaut donc 980,96 dynes, et par suite une dyne vaut un peu plus d'un milligramme.
Unité de travail, — C'est le travail produit
par l'unité de force déplaçant son point d'application d'un centimètre dans sa propre direction. La formule de définition est
w = fe.
Les dimensions de l'unité de force sont L«MT-«.
Cette unité a reçu le nom d'erg (de fp^ov, travail). Elle est très petite, puisqu'elle représente à peu près le travail produit par un milligramme tombant d'un centimètre.
On emploie souvent le mégerg, qui vaut 1 million d'ergs ou 10^ ergs. Le kilogrammètre vaut
980,96 X 103X10«crg8,
ou 98,096 mégergs. Une unité pratique valant 100 mégergs, et par suite un peu plus grande que le kilogrammètre , conviendrait pour la pratique.
Pour le travail électrique, on emploie le/ow/e, que nous définissons plus loin, et qui vaut environ un dixième de kilogrammètre.
Unité de puissance, — C'est la puissance d'un moteur qui produit un erg en une seconde. La formule de définition est
j étant la puissance du moteur qui produit un travail w dans le temps t.
Les dimensions de l'unité de puissance sont . L»MT-».
Cette unité est extrêmement petite, car c'est à peu prés la puissance capable d'élever un milligramme d'un centimètre en une seconde. Le cheval-vapeur, qui correspond à un travail de 75 kilogrammètres par seconde, vaut donc
75 X 98,096 X 10« « 0,7357t x 10*« unités G. G. S.
Ici encore il conviendrait d'adopter une unité pratique valant 10*® unités C.G.S., et par conséquent un peu plus grande que le cheval-vapeur.
Ces deux unités secondaires de puissance et de travail n'ayant pas été encore adoptées, on continue & se servir fréquemment dans la pratique du kilogrammètre et du cheval-vapeur. Pour les mesures électriques seulement, on a fait choix des unités pratiques que nous indiquons plus loin.
Unités électriques et magnétiques.
Les principales grandeurs que l'on considère en électricité sont la quantité d'électricité, Tin-, tensité de courant, la résistance, la force élec-
UNITÉS ÉLECTRIQUES ET MAGNÉTIQUES
tromotrice, la capacité el la quantité de magnétisme.
Ces diverses grandeurs sont liées par un certain nombre de relations. Ainsi Ton a la relation suivante entre Tintensilé I et la quantité d'électricité Q qui traverse le circuit en un certain temps
La loi d*Ohm (Voy. Courant) donne
et la loi de Joule (Voy. Échauffement)
W = JQ = I«R/.
D'autre part, la capacité est liée à la quantité d'électricité par
