COMMUTATEUR-SUBSTITUTEUR -^ COMPTEUR D ÉLECTRICITÉ

Lorsqu'il avait atteint sa valeur normale, oa mettait, à Taide du commutateur, le circuit local hors du circuit de ligne ; cette interruption se faisait d'une manière graduée, pour éviter Textra-courant.

COMMUTATEUR-SUBSTITUTEUR AUTOMA- TIQUE. — Petit appareil imaginé par M. Clerc, et destiné à remplacer automatiquement une lampe éteinte par une autre. Il a l'avantage d'être très simple et fort peu embarrassant : il convient particulièrement aux lampes à incandescence. C'est une bobine de 3 centimètres de diamètre sur 8 de hauteur, dans laquelle passe le -courant qui alimente la lampe en service : dans ces conditions, la bobine attire et maintient soulevé un cylindre de tôle très léger placé dans son intérieur et muni de deux pointes à la partie inférieure. Si la lampe vient à s'éteindre, ce cylindre n'est plus attiré par la bobine ; il retombe, et les deux pointes, pénétrant dans deux godets de mercure, ferment un .circuit qui contient la lampe de réserve et, par conséquent, <5elle-ci se trouve allumée. 11 est jévident que la lampe de réserve peut être rem- • placée au besoin par une résistance équivalente. COMPAS DE MER ou DE VARIATION. ^ Voy. Boussole marine.

COMPENSATEUR DE BARLOW. -- Barlow a imaginé, en 1823, de compenser l'action des masses de fer d'un navire sur l'aiguille aimantée de la boussole au moyen d'un disque de fer placé dans le voisinage de cet appareil. On commence par déterminer les positions qu'il faut donner à ce compensateur pour toutes les orientations du navire. Cette graduation doit évidemment être recommencée chaque fois qu'on change de latitude.

COMPOUND (dynamo). — Machine dynamo dont l'inducteur possède deux circuits montés l'un en série, l'autre en dérivation. (Voy. Excitation.) COMPOUND (¥il). — Fil télégraphique composé d'une àme d'acier entourée d'une couche de cuivre .

COMPTEUR D'ÉLECTRICITÉ. — Les compteurs servent, dans les distributions d'électricité, à mesurer exactement la quantité d'énergie électrique consommée par Tabonné, et par suite à déterminer la somme qu'il doit payer ; ces appareils jouent donc un rôle analogue à celui des compteurs à gaz.

La quantité d'électricité qui traverse un appareil en un temps t est

si l'intensité est I pendant ce temps.

On peut donc connaître Q en déterminant l'intensité à chaque instant; il suffira de recourir à un phénomène qui soit proportionnel à l'intensité du courant. Les compteurs sont donc des coulombmètres.

On peut se servir des actions chîmique?^: pn courant qui traverse un électrolyte déposa à l'électrode négative un poids de métal proportionnel à I et par conséquent à Q. (Voy. Lv

TENSITÉ.)

Une fraction connue, la centième ou la millième partie du courant, traverse une dissolotion de sulfate de cuivre ou d'azotate d*argeol dont le métal se dépose sur l'électrode négative. L'augmentation de poids de cette électrode* donne le nombre de coulombs qui ont été dépensés pendant le temps de l'expérience- Cettmanière d'opérer n'est pas exempte d'inconvénients. Si la pesée des lames peut être faile avec précision, c'est en somme une opération longue et délicate, et, comme Ton utilise seulement une faible fi action du courani, la moindre erreur commise dans les mesures s^ trouve ensuite multipliée par 100 ou par lOOO. Cette méthode exige en outre que le courant soit toujours de même sens.

Compteur Edison. — La figure 174 représente le compteur Edison, fondé sur ce principe. Deux voltamètres hermétiquement fermés sonl remplis d'une solution de sulfate de zinc de densité 1,286. Les électrodes de chaque llacon sont constituées par trois plaques de zinc amalgamées et entretoisées entre elles : celle du milieu, munie d'une tige en cuivre de section carrée, est reliée au fil positif; les deux autres réunies métallique ment par une entretoise avec tige en cuivre ronde, forment l'électrode négative.

Lorsque les plaques ont servi, il faut, avant de les peser, les laver soigneusement à Teau pure, puis les frotter avec un linge fin pour enlever les sels de zinc qui adhèrent légèrement au métal. On fait ordinairement les mesures en déterminant la perte de poids d^^ plaques positives.

Edison a modifié son compteur en suspendant les deux électrodes aux extrémités d'un fléau de balance, qui s'incline peu à peu sous l'influence de l'augmentation de poids d<* lelectrode négative et de la diminution de rélectrode positive. Lorsque la différence a atteint une certaine valeur, la balance change It* sens du courant, et, par suite, le dépôt se faisant en sens contraire, le fléau se redresse, puis s'incline de l'autre côté. Lorsque la dilTé-

COMPTEUR D'ÉLECTRICITÉ

rence de poids a atteint de nouveau la même limite, mais en sens contraire, le courant est interverti de nouveau. Les mouvements du fléau commandent un système d'engrenages anologues à ceux des compteurs à eau et à gaz, et la quantité d'électricité s'enregistre sur des cadrans.

Le même inventeur a construit un autre modèle dans lequel les gaz, oxygène et hydrogène, provenant de la décomposition de l'eau acidulée, se dégagent dans une cloche qu'ils soulèvent. Quand la cloche est remplie, une étin-

celle enflamme le mélange détonant, et la cloche retombe : ses mouvements sont transmis à un compteur.

Les compteurs Thomson et Ferranti, Sprague et Edison, etc., sont fondés sur le même principe.

Compteur Lippmann, — Le compteur de M. Lippmann est fondé sur le même principe que son ampèremètre : il en diffère en ce que la lame mince de mercure communique, d'une part avec un réservoir rempli de ce liquide, et d'autre part avec un tube vertical qui se recourbe

Fig. i74. — Compteur Edison. (Compagnie continentale Edison, Paris.)

et vient s'ouvrir au-dessus du réservoir. Quand un courant traverse l'appareil, Je mercure s'élève dans le tube et retombe dans le réservoir. Le poids de mercure écoulé est proportionnel à la quantité d'électricité qui a traversé l'appareil.

Pour enregistrer ce poids, le mercure ne re tombe pas directement dans le réservoir : il coule dans un basculeur à augets, dont les oscillations commandent un mécanisme qui enregistre leur nombre sur des cadrans. On détermine d'abord la quantité d'électricité qui correspond à chaque division.

Compteur Cauderay, — Ce compteur enregistre

à chaque instant les indications d'un ampèremètre. Voici son principe (fig. 175).

Supposons qu'un cylindre R, tournant uniformément avec une vitesse d'un tour par seconde, ait sa surface divisée en cercles parallèles, munis de chevilles métalliques dont le -nombre va en augmentant régulièrement depuis le milieu jusqu'aux extrémités. Ainsi les cercles n portent chacun une cheville, les cercles 0 en ont deux, les cercles p en ont trois, etc., et le cercle m, placé au milieu, n'en a pas du tout. Devant ca cylindre se meut raiguille a d'un ampèremètre dont la pointe vient se placer devant les cercles n, o, p, suivant que l'inten-

COMPTEUR D'ÉLECTRICITÉ

site indiquée estde 1, 2, 3...,arapères. Celteaiguille est terminée par une partie métallique qui peut frotter sur les chevilles, et Ton voit immédiatement qu'il se produira 1,2, 3.., contacts par seconde, suivant que l'intensité sera 1, 2, 3... ampères. Il suffit donc que chaque contact de l'aiguille et d'une cheville soit relié mécaniquement ou mieux électriquement avec un mécanisme qui fasse avancer une aiguille d'une division sur un cadran, pour que ce cadran indique en coulombs la quantité d'électricité qui a traversé le circuit.

En réalité le coulomb est une unité trop petite pour la pratique : aussi se contente-t-on de faire décrire au cylindre un tour par 100 secondes ; chaque contact indique alors qu'il a passé pendant 100 secondes un courant d'un ampère, ce qui fait 100 coulombs. L'unité industrielle la plus commode paraît être le myriacoillomb, qui vaut 10,000 coulombs.

Enfin la disposition des dents n'est pas

aussi simple que nous l'avons supposé. Elles sont placées suivant une règle particulière, aQn que, lorsque l'aiguille se trouve entre deux divisions, la pièce métallique qui la termine rencontre à la fois les chevilles de deux sections droites et enregistre un chiffre donnant la valeur intermédiaire.

La figure 176 montre l'ensemble de Tappa-

p^ o ft m n

tat

Fig. 175. — Principe du compteur Cauderay.

Fig. 176. — Elévation principale du compleur Cauderay.

reil. L'ampèremètre employé est un modèle de M. Deprez, ayant seulement une résistance de 0,01 ohm; on peut le régler d'après un étalon, en déplaçant les pièces polaires qui sont fixées à des vis. Il est placé à la partie supérieure de l'appareil ; on voit en A son aimant en acier d'Allcrard.

Le cylindre denté R est mû par le balancier circulaire H, réglé lui-même par le spiral I, et maintenu en mouvement par les électro-aimants K et les armatures de fer doux L. Ces électro-aimants, d'une résistance de 1000 ohms, sont montés en dérivation, d'après le système du régulateur de M. Hipp.

COMPTEUR D'ÉLECTRICITÉ

Ce compteur est muni en outre d'un appareil déclencheur, dont la bobine se voit en V, qui permet au mécanisme d'horlogerie de se mettre en marche seulement pour une certaine valeur de Ja différence de potentiel, et Tarrête dés que cette différence devient inférieure à la limite fixée. Cette particularité présente une grande importance pour le consommateur. Ainsi les lampes Edison ne fonctionnent bien qu'avec une différence de potentiel de 100 volts : pour une valeur inférieure, elles ne brûlent qu'en veilleuse, et l'électricité dépensée ne profite pas à l'abonné. Si le compteur Cauderay est réglé pour 100 volts, il n'enregistrera rien tant que la différence de potentiel n'atteindra pas cette limite, et le consommateur, n'ayant pas joui d'un éclairage convenable, n'aura rien à payer.

Tel que nous l'avons décrit, le compteur Cauderay est destiné aux courants continus. Pour les courants alternatifs, on remplace l'ampèremètre par un électrodynamomètre. Ce compteur a Tinconvénient d'être compliqué, et de n'enregistrer que les unités, sans tenir compte (les fractions.

Compteur Aron. — On sait que les oscillations du pendule sont isochrones, pourvu qu'elles aient une faible amplitude; mais la durée de l'oscillation dépend de la force qui produit le mouvement : elle est inversement proportionnelle à la racine carrée de son intensité. U compteur Aron est formé de deux pendules (fig. 177) : celui de gauche est un pendule ordinaire; celui de droite porte à la partie inférieure un aimant au lieu d'un poids de laiton. Ces deux pendules sont actionnés chacun par un mouvement d'horlogerie à ressort et commandent un mécanisme différentiel, qui indique la différence de leurs durées d'oscillation.

Lorsqu'aucun courant ne traverse l'appareil, les deux pendules ont exactement la même durée d'oscillation; mais, lorsqu'on lance un courant dans la bobine placée au-dessous du pendule de droite, le sens de l'action électromagnétique est tel que la vitesse de ce pendule se trouve accélérée d'autant plus que ce courant est plus intense. Le compteur enregistre cette différence de marche et peut indiquer, au moyen de cinq cadrans, tous les chiffres de U 100000. 11 suffit de multiplier le résultat

par un facteur constant déterminé à l'avance et inscrit sur l'appareil, pour connaître le nombre de coulombs consommés. L'appareil peut fonctionner un mois sans être remonté.

Fig. 177. — Compteur d'électricité de M. Arou.

Compteurs pour courants alternatifs. — S'il existe déjà un certain nombre de compteurs pour les courants continus, on ne peut guère citer pour les courants alternatifs que l'appareil Cauderay modifié, le compteur Forbes et le compteur Borel. Il résulte des travaux récents (1888) de MM. Chappuis et Maneuvrier la possibilité d'employer les actions électroly tiques à la mesure de la quantité d'électricité, et, avec certaines restrictions, de l'énergie électrique correspondant à ces courants.

Nous décrirons le compteur de M. Borel, qui est fondé sur les phénomènes suivants, étudiés par M. Ferrari. •

Considérons le champ produit par l'action de deux bobines perpendiculaires l'une à l'autre au

COMPTEUR D'ÉLECTRICITÉ

point d'intersection de leurs axes. Ces deux bobines donneront deux composantes telles que Ohx et Ohy (fig. nS). Si les deux courants ont

Fig. 178. — Champ produit par deux bobines reclangulaires.

même période, mais des phases différentes, les deux composantes seront de la forme

hx = X sm —

fiy =B sm ^^

Si la différence de phase 6 est nulle, ou égale à un nombre entier de demi -périodes, le champ résultant que Ton obtient en éliminant t entre les deux équations précédentes aura une direction constante et une intensité varient de 0 à un maximum, positif ou négatif; il sera donc représenté par une droite telle que OH.

Dans tout autre cas, il est représenté par une ellipse de centre 0, sur laquelle tourne le point figuratif H. Si chaque bobine produit un champ uniforme autour du point 0, le champ résultant tournera aussi d'un mouvement uniforme. Tout corps métallique placé dans un pareil champ tournera dans le même sens, par la réaction des courants de Foucault qui y prennent naissance. Si de plus le corps est magnétique, les effets pourront être encore plus marqués.

M. Ferrari a vérifié ces considérations à Taide

Fig. 179. — Rotation d'un disque de cuivre par les courants alternatifs.

d'un cylindre creux en cuivre, avec fonds pleins, mobile autour d'un axe horizontal 0 {ûg. 1*79);

les bobines AA' étaient comprises dans le circuit primaire d'un transformateur Gaulard et Gibbs et formaient environ 200 tours; les bobines BB', intercalées dans le circuit secondaire avec une résistance sans induction, formaient ;>00 tours. Le transformateur marchait avec une

période d'environ — de seconde. Le cylindre de

cuivre commençaità tourner aveco ampères dans le circuit primaire et, en augmentant rintensilé, la vitesse montait jusqu'à 900 tours par minute. Le compteur Borel, représenté en perspective figure 180, et antérieur à la publication du tra-

Fig. 180. — Compteur Borel (Corlalllod, Suisse).

vail de M. Ferrari (1887), est fondé sur le principe qui précède. Il est formé d'un disque mince en fer d (fig. 181), porté par un axe vertical a, qui est relié par une vis sans fin avec un compteur de tours. Ce disque forme en quelque sorte Tarmature d'un électro-aimant à pôles conséquents, constitué par deux bobines 66,, montées sur un cadre en fer, et se trouve également dans le champ de deux cadres galvanométriques gfflr, dont les actions sont cdncordantes.

On voit sur la figure 181 que l'appareil forme deux circuits comprenant chacun une bobine et un cadre, et reliés en quantité. Le flux d'induction de l'éiectro traverse le disque perpendiculairement au champ magnétique des deux cadres. Si l'appareil est traversé par des courants alternatifs, l'action des courants de Foucault dans le cadre et le disque et l'hystérésis pou-

COMPTEUR D'ÉLECTRICITÉ

^ant se ramener à une différence de phase, le 1 On peut encore relier en tension respectivelisque se met à tourner. | ment les deux cadres et les deux bobines, et

Projection horirontale

monter ces deux circuits en quantité ; Tappareil ^e trouve alors dans les conditions indiquées par M. Ferrari, et le compteur marche parfaitement. Cet appareil est employé ivecsuccèsàla station centrale de Vevey- Montreux.

Compteurs d'énergie. — Quand on connaît la quantité d'électricité qui a tra- [N'ersé un appareil en un temps donné, et ^)ar suite Tintensité, on peut calculer facilement Ténergie dépensée, car elle est égale à

R étant la résistance de Tappareil et t la diiîérence de potentiel entre ses deux extrémités. Remarquons cependant que les compteurs qui enregistrent les indications d'un électrodynamomètre donnent directement I* et par conséquent Ténergie. Ces appareils sont donc des wattmètres. (Voy. Electrohètre.)

Nous citerons en particulier Tappareil du D"" H. Aron (fig. 182) très répandu en Allemagne et fondé sur le même principe que son compteur, mais dans lequel Taimant qui termine le pendule est remplacé par un solénoîde horizontal à ill fin, qui, pendant les oscillations, se déplace librement à Tintérieur d'un solénoîde lixe à gros fil. Celui-ci est traversé par le courant principal, et le premier reçoit seulement une dérivation. La variation de vitesse est donc proportionnelle d'une part à l'intensité totale, d'autre part à l'intensité dans la dérivation, ou à la différence de potentiel entre les deux ex-

Fig. iSi. — Principe du compteur Borel, de Cortaillod.

trémités de cette dérivation. On mesure donc en watts-heures le travail dépensé.

Les mesureurs d'énergie de MM. Marcel Deprez, AyTton et Perry, Vemon-Boys, Gisbert