CHAPITRE ly

DéfiaitLon. — Transformation du ti*avail en électi^icité. — Influence d'un courant sur une aiguille aimantée. — Expérience d'OErstedt. — Action mutuelle de deux courants. — Découverte d'Ampère. — Action d'un courant sur un fer doux. — Découverte d'Arago. — Action d'un aimant sur une spire métallique. — Découverte et expériences de Faraday. — Électricité d'induction. — Machine de Pixii : commutateur. — Machine de Clarke. — Machine de Niaudet. — Machine de NoUet ou de l'A //tance. — Machine de Holmes. — Machine de Wilde. — Progrès réalisés par Wheatstone et Siemens. — Magnétisme rémanent. — Machine de Ladd. — Machines Lontin.

On appelle machine magnéto-électrique l'ensemble des org*anes destinés à créer et à recueillir les courants électriques d'induction.

Le fonctionnement d'une machine mag^néto-électrique exigée l'intervention d'un moteur quelconque, animé ou inanimé, et, pour un même g'enre d'appareils, la force motrice employée est d'autant plus grande que la quantité d'électricité produite est plus considérable. On peut même définir ces machines en disant qu'elles ont pour objet la transformation du travail en électricité.

Quand les aimants sont remplacés par des électro-aimants, on désigne souvent les machines sous le nom de dynamo^ électriques^ pour ne pas les confondre avec celles formées d'aimants ordinaires ou d'aimants Jamin.

Nous conserverons le nom primitif, parce que le mag*nétisme est la source du courant aussi bien avec des aimants qu'avec des électro-aimants, et qu'il faut disting^uer les machines d'induction des machines à plateau de verre, lesquelles transforment ég*alement le travail en électricité.

Si Ton voulait donner des désig^nalions plus complètes, on nommerait machines dynamo-électriques toutes celles qui exig^ent un moteur, et dynamo-magnéto-électriques celles qui exig*ent en même temps un moteur et un aimant. Pour plus de simplicité, nous n'ajouterons pas le mot dynamo et nous ferons suivre chaque désig'nation de machine du nom de son inventeur.

Quelques détails scientifiques sont nécessaires pour faire comprendre le principe et le mode de fonctionnement des machines mag*néto-électriques.

Au mois de juillet 1820, Œrstedt, physicien danois, remarqua qu'une aig*uille aimantée est déviée de sa direction quand on la place près d'un circuit électrique fermé. Le même phénomène ayant lieu quand le courant est remplacé par un aimant, il devint évident pour Œrstedt, comme pour tous* les physiciens contemporains , qu'une analog-ie complète- existait entre l'électricité et le mag^nétisme.

De cette première observation date réellement l'une des plus belles conquêtes de l'esprit humain dans le domaine de la physique. On parlait souvent dans le monde scientifique, bien avant 1820, de la relation intime qui existait entre un courant électrique et un aimant : ce fait servait même de base à plusieurs théories sur l'électricité, mais personne ne l'avait rendu palpable, et c'est l'expérience d'Œrstedt qui seule ouvrit à la science la route lumineuse que les savants ont depuis parcourue avec tant de succès.

Le 11 septembre 1820, M. de La Rive répéta l'expérience d'Œrstedt à Paris, devant l'Académie des sciences; huit jours après, le 20 septembre. Ampère constata l'action mutuelle de deux courants et celle des aimants sur les courants; le 25 septembre, Avago découvrit qu'un courant électrique pouvait donner la vertu mag*nétique à une barre de fer ou d'acier. Jamais les découvertes sur un même sujet ne surgirent plus rapidement, ne furent plus vite expli-

quées théoriquement et ne donnèrent lieu à de plus admirables applications.

C'est un physicien angolais, Faraday, qui, en 1830, eut l'honneur de compléter les travaux d'Œrstedt, d'Ampère et d'Arag^o, en démontrant qu'un aimant pouvait donner naissance à un courant électrique.

Faraday constata, en effet, par de nombreuses expériences, que si l'on introduit un barreau aimanté dans une

FiG. 10.

bobine de fil métallique isolé, on y détermine un courant électrique. Il constata également que lorsqu'un circuit est parcouru par un courant électrique d'un certain sens et qu'on en approche un autre circuit métallique, non parcouru par un courant, pendant tout le temps que dure le mouvement de rapprochement, il naît un courant électrique dans le second circuit, lequel courant est de sens inverse au premier.

Les courants développés par l'influence d'un aimant ou d'un circuit électrisé sont appelés courants dindticlion ou courants induits. Le barreau aimanté ou le premier courant

68 ÉCLAIRAGE A L'ÉLECTRlCrrÉ.

ayant donné naissance aux courants induits se nomme

inducteur ou courant inducteur.

La fig^ure 10 montre comment Faraday fit l'expérience des courants induits au moyen d'aimants. Il prit une bobine à un seul fil de 200 à 300 mètres de long^ueur, ouverte à rintérieur et placée sur une planchette. En dessous de la planchette, les deux extrémités du fil aboutissaient à deux bornes, desquelles partaient deux fils de cuivre établissant

FlG. 11.

la communication avec un g*alvanomètre. En introduisant brusquement un aimant dans cette bobine, l'illustre physicien observa les phénomènes suivants :

1"* Au moment où le barreau pénètre dans la bobine, le g^alvânomètre indique l'existence d'un courant d'un certain sens; 2* lorsqu'on s'arrête, l'aiguille revient à zéro; 3** au moment où l'on retire le barreau, le g*alvanomètre indique un courant de sens inverse au premier.

La flg'ure 11 représente l'expérience d'un courant inducteur sur une spirale inerte. Une première bobine creuse, g^arnie d'un seul fil fin et long, est miâe en relation avec un gpalvanomètre, et une seconde bobine, g^arnie d*un fil court et g'ros, est reliée à une pile, et par conséquent traversée par

un courant voltaïque. Si Ton plongée la bobine supérieure dans l'autre, on voit qu'il se produit instantanément dans la bobine inférieure un courant inverse de celui de la bobine inductrice. Ce courant cesse pendant tout le temps que la petite bobine est dans la grande, puis il naît un courant direct au moment même où Ton retire rapidement la bobine inductrice de la bobine induite.

Faraday fît aussi une très-belle expérience pour prouver qu'il existe des courants induits dans un cercle métallique tournant rapidement devant les pôles d'un aimant, et son appareil, d'une extrême simplicité, peut être considéré comme la première machine mag^néto-électrique qui ait été exécutée.

En 1832, Pixii, constructeur d'instruments de physique, à Paris, combina une machine très-ing»énieuse pour réaliser pratiquement les expériences de Faraday, et, depuis cette époque, un grand nombre de solutions furent proposées pour le même but.

Parmi les travaux les plus importants faits dans cet ordre d'idées, nous citerons ceux de Saxton, de Clarke, de NoUet, de Siemens, de Wheatstone, de Ruhmkorfî, de Wilde, de Pacinotti, de Holmes, de Ladd, de Brég^uet, de Gramme, de Niaudet, etc., etc. On a pu voir une belle collection de machines mag^néto-électriques exposées au South Kensing*ton Muséum de Londres en 1876, contenant presque toutes les dispositions imaginées depuis quarante ans.

Nous nous éloignerions trop du sujet principal de cette étude si nous donnions une description détaillée de toutes les machines qui ont été réalisées pratiquement, même en nous bornant à celles qui ont eu du succès ; ceux de nos lecteurs qui voudront avoir des renseignements complets sur cette intéressante question pourront consulter utilement la collection des brevets français et anglais, et les traités de MM. Jamin, Daguin, du Moncel, etc.

Nous allons simplement donner quelques détails sur les machines de démonstration de Pixii, Clarke et Niaudet, et sur les machines à lumière électrique de NoUet, Wilde, Ladd et Holmes.

La machine de Pixii (fig*. 12) se compose d'un électroaimant, d'un aimant, d'un bâti en bois, d'une transmission

FiG. 12. Machine de Pixii.

de mouvement et d'un petit appareil redresseur de courants.

L'électro-aimant est attaché à la partie supérieure d'une petite potence et l'aimant est disposé pour tourner rapidement devant l'électro-aimant, pôles contre pôles. Une manivelle et une paire d'eng*renag*es suffisent pour actionner l'aimant. L'ensemble de l'appareil est tout à fait primitif, mais sa marche est suffisamment satisfaisante eu ég*ard surtout à la date de sa construction.

Lorsqu'on donne le mouvement à Faimant on fait successivement passer ses pôles devant les pôles de Télectroaimant. Il se produit à chaque demi-révolution dans le fil des bobines un courant qui se propagée dans les fils conducteurs parallèles aux montants verticaux du bâti. Ce courant, qui est d'autant plus intense que les pôles de Faimant rasent de plus près ceux de F électro-aimant, est alternativement direct et inverse, et pour beaucoup d'applications il a besoin d'être redressé. C'est ce qu'on fait au moyen du commutateur placé sur l'axe de rotation au-dessus de la table.

FiG. 13. Commutateur.

Le commutateur étant un des org*anes les plus importants des machines d'induction à courants alternatifs, il est utile de donner une idée bien nette de sa fonction et du principe sur lequel il est basé.

Soient A et B (fig*. 13)' les deux moitiés d'un cylindre, isolées complètement l'une de l'autre par un corps mauvais conducteur FG, et reliées, chacune, avec un des pôles d'une pile voltaïque quelconque. Tant que le cylindre restera au repos, les pièces frottantes C et D et les conducteurs HJ, y attachés, seront le siég^e d'un courant direct ; mais dès qu'on fera tourner le cylindre autour de son axe, et à chaque

demi-révolution, le courant recueilli par les pièces frottantes chang^era de sens' Gela n'a besoin d'aucune démonstration.

Si maintenant on relie le cylindre AB à Taxe d'une machine d'induction, en combinant rassemblag*e de telle sorte que l'axe puisse tourner avec ou sans le cylindre, et si l'on joint le demi-cylindre A à une bobine de l'éle.ctro-aimant et le demi-cylindre B à l'autre, il se passera exactement le contraire de ce qui se passait avec une pile voltaïque. Il est clair, en effet, que lorsque le cylindre AB sera fixe et la machine en mouvement, à chaque demi-révolution les conducteurs H J seront le siég^e de courants alternativement directs et inverses, et que lorsque le cylindre AB participera au mouvement de la machine les courants recueillis seront toujours de même sens : les choses étant disposées pour que le courant développé dans l'électro-aimant changée de sens, au moment même où les parties frottantes G et D chang^ent de demi-cylindre.

Tel est, en substance, le rôle de tous les commutateurs; leur forme et la combinaison de leurs détails peuvent varier* à l'infini, mais le principe sur lequel ils reposent est toujours le même : présenter les pôles inverses d'un circuit aux pièces frottantes à chaque inversion du courant dans la machine. Les commutateurs les plus connus sont ceux d'Ampère, de Glàrke, de Ruhmkorff, de Bertin, etc.

Dans toutes les machines destinées aux décompositions chimiques, il est absolument nécessaire de redresser les courants. Pour la production de la lumière électrique, cela n'est pas utile.

La partie du commutateur où les pièces frottantes quittent un des conducteurs pour passer sur l'autre, est ordinairement le siég*e d'étincelles multiples, très-intenses, qui détériorent rapidement cet org^ane et qui sont souvent une cause d'insuccès insurmontable pour les machines très-bien

appropriées, commutateur à part, à un travail industriel. La pratique ayant démontré qu'il était inutile de faire Télectro-aimant aussi massif que le faisait Pixii, tandis qu'il y avait avantagée à aug'menter la puissance de l'aimant permanent, Saxton combina une machine à électro-aimant horizontal, tournant devant les pôles placés bout à bout

Fio. 14. Machine de Clarke.

d'un aimant ég-alement horizontal, et Clarke réalisa la même idée en mettant l'aimant vertical et en plaçant l'électro-aimant latéralement et non bout à bout. Bien que ce perfectionnement ne soit pas primordial, et que le mérite de Pixii et de Saxton soit plus g^rand et g*énéralement plus apprécié des savants que celui de Clarke, c'est le nom de ce dernier qui a prévalu pour caractériser toutes les classes de machines d'induction à courants alternatifs.

L'appareil Clarke (fîg*. 14) se compose d'un faisceau

aimanté, recourbé en fer à cheval et fixé sur une planchette verticale. En avant de ce faisceau se trouvent deux bobines que Ton fait tourner au moyen d'un g*rand eng^renag^ actionnant un petit pig'non calé sur l'arbre. Les bobines sont enroulées sur deux cylindres de fer doux, réunis entre eux par une pièce de même métal. A chaque demirévolution les pôles de Télectro-aimant passent très-près

Fia 15. Machine de Niaudet.

des pôles de l'aimant permanent et un commutateur placé à l'extrémité de l'arbre redresse les courants. Ceux-ci traversent les pièces frottantes pour se rendre aux conducteurs et de là à un voltamètre ou à tout autre appareil d'expérience.

Tout récemment M. Alfred Niaudet a combiné une machine Clarke multiple, possédant le précieux avantagée de pouvoir se passer de commutateur pour la production des courants de même sens. Nous la représentons fig^ure 15. C'est, comme on le voit, une série de 12 bobines placées entre deux plateaux et tournant entre les pôles de deux aimants

permanents. Les bobines des électro-aimants sont toutes rattachées les unes aux autres ; le bout entrant de chacune étant lié au bout sortant de la bobine voisine ; exactement comme une série d'éléments g^alvaniques réunis en tension, c'est-à-dire le pôle positif de chacun lié au pôle nég^atif du suivant. Quand le plateau tourne dans le sens de la flèche, en supposant le pôle N de Faimant en bas et le pôle S en haut, voici ce qui se passe dans une bobine quelconque : à mesure qu'elle s'éloig»ne du pôle N, il s'y développe un courant d'un certain sens et ce courant reste de même sens pendant tout le temps que la bobine va du pôle N au pôle S, car l'approche du pôle S a la même influence que l'éloig^nemènt du pôle N et ces deux eff^ets sont concourants. Mais pendant la seconde demi-révolution de la bobine, elle s'éloig^ne du pôle S et s'approche du pôle N, et par conséquent le sens du courant est inverse de ce qu'il était dans la première moitié du mouvement.

Voyons maintenant ce qui se passe dans l'ensemble. A un moment quelconque, considérons toutes les bobines placées à droite de la lig^ne des pôles ; elles sont toutes parcourues par des courants de même sens, qui sont associés en tension. Au même moment les bobines placées à g'auche de la lig'ne des pôles sont parcourues par des courants de sens inverse aux premiers et comme eux associés en tension. La somme des courants de droite est d'ailleurs manifestement ég^ale à celle des courants de g^auche. L'ensemble peut donc être considéré comme deux piles de 6 éléments opposées l'une à l'autre par leurs pôles de même nom. Or, si un circuit électrique est mis en communication par ses deux extrémités avec les points où ces deux séries d'éléments sont opposées, il est parcouru à la fois par les courants des deux piles, qui se trouvent alors associées en quantité.

Par analogie, pour recueillir les courants développés dans

la machine Niaudet, il faut établir des frotteurs qui touchent les points de liaison des différentes bobines entre elles, au moment où il passent sur la lig'ne des pôles. A cet effet, rinventeur, s'inspirant de la machine Gramme dont nous parlerons plus loin, a placé des pièces métalliques qui, dirig^ées radialement, communiquent avec les points de jonction des bobines et sur lesquelles se fait la prise des courants.

L'innovation la plus importante qu'on ait apportée aux

FiG. 10. Machine de Siemens.

machines d'induction à courants alternatifs, depuis Clarke, est sans contredit la construction de la bobine long*itudinale imag*inée par Siemens et Halske, de Berlin, en 1854. Le fer de cette bobine est d'abord façonné en cylindre, puis creusé suivant l'axe de deux grandes rainures largues et profondes, de sorte que la section transversale ressemble à un double T. Le fîl de cuivre, g*arni d'un isolant, est enroulé dans les rainures parallèlement à l'axe du cylindre, et il est recouvert d'une feuille de laiton qui, avec la partie du fer, restée libre.

constitue un cylindre complet. L'un des bouts du fîl est soudé à Taxe métallique du cylindre, et l'autre bout est soudé à une virole de métal isolée sur l'extrémité de cet axe.

La fleure 16 représente une machine Siemens g»arnie de sa bobine. Les armatures de l'aimant sont alésées de manière à embrasser très-étroitement la bobine en ne laissant strictement que le jeu nécessaire pour permettre la rotation de la bobine. Cette disposition offre l'avantagée de faire naître le maximum possible d'électricité et d'empêcher les aimants de perdre leur puissance, car la bobine joue le rôle des garnitures en fer dont on munit ordinairement les aimants pour les empêcher de s'affaiblir.

La machine mag^néto-électrique connue aujourd'hui sous le nom de machine de V Alliance a été imag*inée par Nollet, professeur de physique à l'école militaire de Bruxelles. Le but que se proposait l'inventeur était de décomposer l'eau et de faire servir à l'éclairag^e les gaz provenant de cette décomposition. Des capitaux considérables furent eng^loutis pour la recherche de cette solution chimérique et la machine de rAlliance n'aurait probablement donné aucun résultat industriel sans un perfectionnement capital dont la dota M. Van Malderen, élève de Nollet.

Cette machine (fig*. 17) est formée d'un certain nombre de rouleaux en bronze C, armés chacun, à leur circonférence, de 16 bobines. Ces plateaux sont établis sur un arbre horizontal actionné par un moteur quelconque au moyeu d'une courroie D, et ils tournent entre 8 rangées de faisceaux aimantés BB, rayonnant autour de l'axe et supportés parallèlement au plan du disque par un bâti spécial. Gomme chaque aimant a deux pôles, une série présente 16 pôles régulièrement espacés ; il y a donc autant de pôles que de bobines, de telle sorte que, quand l'une d'elles est en face d'un pôle, les 15 autres se trouvent également en face

de pôles. Les machines ont ordinairement 4 disques ou 6 disques, ce qui correspond par conséquent à 64 bobines et 40 aimants permanents pour Tune et à 96 bobines et 56 aimants permanents pour Tautre. L'un des pôles du courant total aboutit à l'arbre qui se trouve en communi-

FiG. 17. Machine de la Société l'Alliance,

cation avec le bâti par l'intermédiaire des coussinets ; l'autre pôle aboutit à un manchon concentrique à l'arbre, isolé de lui par une substance non conductrice.

Le courant changée de sens chaque lois qu'une bobine passe devant les pôles des aimants ; or il y a 16 pôles d'aimants, il y aura donc 16 chang^ements par tour des disques, et comme la machine fait 400 tours par minute (plus de

6 tours par seconde) on aura au moins 100 changemenls de sens par seconde.

Le grand perfectionnement dont nous parlions tout à l'heure est relatif à la suppression du commutateur pour la production de la lumière électrique. C'est en effet cette simplification qui rendit tout à fait pratique la machine de NoUet et qui lui permit d'être appliquée utilement dans d'assez nombreuses circonstances.

Dans les deux leçons faites par M. Le Roux à la Société d'encourag^ement se trouvent les détails les plus complets sur la théorie, la construction, le fonctionnement et le rendement de la machine de V Alliance; c'est le travail le mieux compris et le plus compréhensible qui ait été publié sur ce sujet, et c'est à lui que nous empruntons l'explication suivante de la production de lumière avec des courants non redressés.

Puisque le sens du courant changée, et cela une centaine de fois par seconde, il faut nécessairement qu'à chaque chang'ement l'intensité du courant passe par zéro; ainsi cent fois par seconde l'étincelle cesse de jaiUir entre ces deux charbons, cent fois par seconde l'arc voltaïque cesse d'exister. La lumière ne nous en paraît pas moins continue ; cela est dû à la persistance bien connue des impressions de la lumière sur la rétine et aussi à ce que l'arc voltaïque proprement dit n'entre que pour une fraction dans la production de la lumière électrique, le restant étant dû à l'incandescence des charbons, incandescence qui ne cesse pas immédiatement avec le passag^e du courant. Mais comme on sait que les courants employés ne jouissent pas d'une tension suffisante pour que dans les circonstances ordinaires l'étincelle jaillisse à distance, qu'il suffit d'un souffle pour interrompre l'arc voltaïque et qu'alors celui-ci reste éteint jusqu'à ce que les charbons aient été ramenés au contact et écartés de nouveau, on s'étonne tout d'abord que les

80 ÉCLAIRAGE A LÉLECTRICITÉ.

cessations du courant, reproduites ainsi un si grand nombre de fois par seconde, n'amènent pas l'extinction de la lumière. Le fait est difficile à expliquer : la tension du courant n'est pas suffisante pour que l'étincelle jaillisse à distance entre les charbons froids; mais quand ceux-ci sont, au préalable, portés à l'incandescence par le passag^e même du courant, l'atmosphère qui les entoure est devenue plus conductrice par l'élévation de la température, et sans doute aussi par la présence de particules charbonneuses ; la durée de l'interruption étant très-courte, les qualités de l'atmosphère qui entoure les charbons n'ont pas le temps d'être modifiées sensiblement, et le courant peut recommencer à passer. Les interruptions, en admettant que l'évolution du chang»ement de courant soit accomplie pendant que le centre de la bobine parcourt un arc d'un millimètre, n'ont d'ailleurs qu'une durée d'un dix-millième de seconde.

Les pôles de la lampe étant alternativement de sens contraire, il en résulte que les deux charbons s'usent également. La lumière électrique tourne, pour ainsi dire, continuellement autour des charbons et éclaire successivement chaque point de l'horizon avec des variations d'intensité assez considérables.

Les machines de V Alliance sont employées au phare de la Hève, au phare Gris-Nez près de Calais, aux phares de Cronstadt, d'Odessa, etc.; elles ont été expérimentées sur plusieurs navires et dans divers locaux industriels. Elles vont très-bien et exigent peu de force motrice. Cependant elles ne se propagent pas, et bien que le brevet français soit dans le domaine public, personne autre que la compagnie elle-même ne songe à en construire.

Cette situation toute spéciale d'un bon appareil qui ne peut se vulgariser tient à une foule de causes qu'il est inutile de relater ici. Disons seulement que le prix de ces machines est trop élevé et que l'emplacement qu'elles exi-

g^ent est trop considérable pour que Tindustrie en puisse tirer un parti réellement avantag'eux. On verra, en effet, dans le chapitre consacré au prix de revient de Téclairag'e électrique, le rôle important que jouent les frais de premier établissement pour l'installation des machines mag^néto-

FiG. 18. Machine de Holmes.

électriques et de leurs régulateurs. Chacun sait, d'autre part, combien remplacement est précieux dans la plupart des manufactures ou des ateliers de construction.

M. Holmes, physicien anglais, qui s'est beaucoup occupé des machines magnéto-électriques destinées à la production de lumière, a fait breveter plusieurs dispositions originales, dont la plus récente (5 juin 1869) est représentée figure 18.

Au lieu de faire tourner des bobines devant des aimants ou des électro-aimants, M. Holmes fait tourner les aimants ou électro-aimants devant les bobines. Il emploie une partie du courant produit, pour mag'nétiser les électro-aimants et couple les bobines de telle sorte qu'il peut prendre plusieurs courants indépendants, et par la suite, produire plusieurs lumières indépendantes avec la même machine.

Ainsi, au lieu de faire tourner les bobines à induire devant les inducteurs, M. Holmes fait tourner les inducteurs et laisse fixes les pièces induites. C'est un retour à la machine Pixii, qui peut avoir sa raison d'être pour certaines applications, mais qui n'a qu'une importance secondaire dans la généralité des cas. Nous ne sig^nalons cette machine que pour donner une idée de la voie suivie par M. Holmes dans ses recherches sur l'éclairag^e électrique.

L'analog*ie qui existe entre cette dernière machine et la machine de V Alliance nous a amené à la décrire tout de suite. Nous ne nous sommes pas plus préoccupé de l'ordre chronolog^ique des inventions que nous ne l'avions fait pour la machine Niaudet, plus récente encore ; mais il est utile de faire observer ici que le fonctionnement de la machine Holmes est basé sur l'emploi d' électro-aimants excitateurs et sur les effets du magnélisme rémanent ou résiduel qui furent mis en usagée avant lui par plusieurs physiciens.

L'exposition de 1867 renfermait deux machines mag^néto-électriques à courants alternatifs, extrêmement remarquables, dont nous allons dire quelques mots. Elles venaient l'une et l'autre d'Ang^leterre, et leurs inventeurs, MM. Wilde et Ladd, le premier surtout, sont deux physiciens connus et appréciés du monde entier.

La machine Wilde {fig». 19) se compose de deux appareils Siemens superposés et de grandeurs inég^ales, avec cette modification que, dans le plus grand, l'aimant est remplacé par un fort électro-aimant. La petite machine supé-

rieure a pour but de faire naître le mag^nétisme dans Félectro-aimant : c'est pour cette raison qu'on la désig^ne souvent sous le nom de machine excilatrice. Entre les deux branches de Faimant tourne une bobine longitudinale qui

FiG. 19. Machine de Wilde.

développe des courants alternatifs, lesquels sont redressés par un commutateur et conduits aux électro-aimants par des fils métalliques aboutissant à deux bornes spéciales. Au-dessous est placé le g*r and électro-aimant : ses deux

branches sont formées par de g*rosses plaques de tôle, et le coude du fer à cheval est remplacé par une plaque de fer qui porte Texcitateur; les pôles de cet électro-aimant sont dans des masses de fer, séparées par une plaque de cuivre, et formant une cavité cylindrique dans laquelle tourne la seconde bobitie de Siemens. On nomme générateur cette partie de l'appareil .

Lés deux bobines sont exactement semblables; la plus grande a un diamètre triple de l'autre. A ses pôles sont adaptés. les fils du conducteur extérieur.

Le fil de cuivre isolé qui enveloppe les branches du g'ros électro-aimant aboutit aux bornes spéciales de l'excitateur.

A l'aide de deux courroies de transmission et d'un moteur convenable, on fait tourner les deux bobines, la petite avec une vitesse de 2 400 tours à la minute, la g^rande avec une vitesse de 1 500 tours à la minute. Alors les courants induits dans l'excitateur entretiennent le g*ros électro-aimant fortement aimanté, et les courants induits dans le g'énérateur sont utilisés en dehors. Leur intensité est consi-* dérablement supérieure à celle des courants de l'excitateur.

C'est là une très-remarquable disposition qui présente des avantagées considérables sur les machines précédentes, surtout au point de vue des décompositions chimiques : aussi les applications en. sont-elles très-nombreuses en Ang-leterre. Il en aurait été de même en France si MM. Christofle et C% qui essayèrent simultanément la machine Wilde et celle de Gramme en 1872, n'eussent reconnu que cette dernière était supérieure à la machine ang*laise.

MM. Siemens et Wheatstone ont combiné des machines illag^néto-électriques sans aimants permanents dont on peut lire les descriptions dans les Bulletins de la Société royale de Londres (année 1867), et qui résolvent l'important problème dé la conversion de la force dynamique en

électricité sans Taide du niag^nétisme permanent. M. Ladd, vers la même époque, imag*ina la machine qui porte son nom.

La machine de Ladd {Rg. 20) se compose de deux g^ros électro-aimants droits et parallèles, aux extrémités desquels sont placées deux bobines Siemens de g^roeseurs différentes. La petite bobine excite les électro-aimants, lesquels réadmissent sur la g^rosse bobine qui fournit l'électricité utili-

FiG. 20. Macliiiie de Ladd.

sable. Les fils des électro-aimants sont réunis de manière que les pôles contraires soient en reg^ard lorsqu'un courant isolé y passe. Les extrémités libres de ces fils aboutissent aux boutons d'où partent les recueilleurs de courant de la petite bobine.

Le principe sur lequel repose la machine Ladd, observé tout d'abord par Siemens et Wheatstone, est celui-ci : lorsqu'une bobine tourne entre les pôles d'un électro-aimant, si celui-ci est le siég^e d'un courant, il se développe dans la

bobine un courant induit d'autant plus intense que la vitesse est plus grande et le mag^nétisme plus puissant. Si l'on emploie une partie du courant induit pour exciter l'électroaimant, les choses se passent exactement comme si Télectroaimant était excité par une machine spéciale, ainsi que cela a lieu dans les machines Wilde. Et, dans ce dernier cas, la machine venant à s'arrêter, il reste toujours un peu de magnétisme dans les électro-aimants. Ce mag'nétisme résiduel ou rémanent^ quelque faible qu'il soit, fait naître un petit courant électrique dans la bobine, courant qui, envoyé dans l'électro-aimant, aug^mente sa puissance attractive. L'électro-aimant, devenant plus fort, réag*it sur la bobine et le courant électrique croît de plus en plus pour atteindre bientôt le maximum correspondant à la vitesse de la bobine et à la quantité de fer et de cuivre employée dans la construction de l'appareil. Rien de plus admirable que cette multiplication d'électricité, que cette réaction d'effets les uns sur les autres, que cette transformation de travail en électricité sans autre intermédiaire que des pièces métalliques tournant devant d'autres pièces métalliques.

Pour qu'une semblable machine puisse fonctionner, il faut naturellement admettre que les électro-aimants ont reçu une excitation initiale, soit par une pile, soit par une deuxième machine; c'est ce qui a lieu ordinairement. Cependant Siemens a fait le premier la remarque suivante : au lieu d'employer la pile pour provoquer l'action accumulatrice de la machine, il suffît de toucher les barreaux de fer doux avec un aimant permanent, ou de les placer dans une position parallèle à l'axe mag^nétique de la terre.

En pratique il n'y a même pas besoin de s'occuper de l'orientation de la machine, car le mag*nétisme terrestre ag*it toujours un peu sur les électro-aimants, et il suffît d'un soupçon de mag^nétisme pour servir d'initiateur à des torrents d'électricité. L'esprit émerveillé se perd lorsqu'on

song'e à cette succession de découvertes qui se complètent Tune par l'autre et qui montrent qu'avec un appareil de petites dimensions on produirait une source d'électricité infinie, si la matière pouvait résister à des vitesses infinies.

Nous mentionnerons encore les deux machines de M. Lontin, dont quelques journaux se sont occupés l'année dernière. L'une est formée de plusieurs bobines montées sur un disque en fer qui tourne devant les pôles d'un électro-aimant fixe. La pièce tournante a la forme d'un pig^non d'eng'rena^e. Les courants sont recueillis comme dans la machine Niaudet.

M. Alfred Niaudet, c'est ici l'occasion de le dire, est le premier qui ait eu F idée de faire tourner une série de bobines devant deux pôles mag^nétiques :. les machines multiples de V Alliance et de Holmes ont autant de pôles que de bobines et autant d'inversions de courants que d'aimants, tandis que la machine Niaudet n'a que deux pôles mag^nétiques et, par suite, une seule inversion de courant pour chaque révolution de l'arbre.

MM. Niaudet et Lontin ont réalisé ce principe avec quelques diflFérences dans les détails. Ainsi M. Niaudet a mis des plateaux en bois et des aimants permanents, M. Lontin des plateaux en fer et des électro-aimants ; le premier a disposé ses bobines parallèlement à l'axe, le. second a préféré les mettre perpendiculairement, etc. ; mais l'un et l'autre ont fait tourner un g^rand nombre de bobines devant deux pôles uniques.

Croyant que la lumière est produite plus avantag^eusement avec des courants alternatifs qu'avec des courants continus (ce qui est tout l'opposé de la vérité), M. Lontin a fait construire récemment une deuxième machine ayant une g^rande analog^ie avec celle de Holmes et il a réussi, avec cette machine, à alimenter plusieurs rég^ulateurs simultanément. Nous n'avons pu nous procurer aucune mesure

photométrique sur les lumières obtenues, on nous a seulement affirmé que la force motrice employée était assez grande par rapport à l'intensité lumineuse.

M. Lontin est un travailleur, un chercheur passionné; il a déjà fait construire un g^rand nombre d'appareils mag'néto-électriques et plusieurs rég'ulateurs de lumière ; il a pris une foule de brevets depuis quinze ans ; cependant nous ne connaissons pas une seule application d'éclairag^e électrique faite d'après ses procédés. Certes nous savons par expérience que les difficultés sont g^randes et qu'il faut beaucoup de temps et beaucoup d'argent pour les résoudre, mais nous n'en sommes pas moins surpris du peu de succès pratique des travaux de cet inventeur,

La machine Gramme dont nous allons aborder l'analyse résume tous les perfectionnements de celles qui l'ont précédée et apporte un élément de premier ordre à la science de l'électro-mag^nétisme.