MESURE DES DIFFÉRENCES DE POTENTIEL

Voltmètres. — Pour mesurer les dififéreoces de potentiel, on se sert d'électromètres et de voltmètres; les premiers sont basés sur Tattraction ou la répulsion qu'exercent l'un sur l'autre deux conducteurs électrlsés; et les derniers sont, comme les ampèremètres, basés sur l'emploi des cadres gai vanomé triques. En pratique courante, on ne se sert que de voltmètres; les électromètres sont des instruments d'un maniement trop délicat pour être employés dans les ateliers et les installations ; ils conviennent très bien au contraire pour les laboratoires scientificpies, où ils donnent de précieuses indications.

Nous ne décrirons ici que les voltmètres les plus usuels.

Voltmètre Deprez-Carpentier. — Cet appareil est construit sur le même principe et dans les mêmes conditions que l'ampèremètre des mêmes inventeurs (Fig. 62). La seule, différence se trouve dans les fils qui garnissent les bobines : au lieu d'un fil gros et court, on emploie dans les voltmètres un fil très long et très fin dont la résistance est d'environ 2000 ohms. La graduation est faite pour chaque appareil au moyen d'une série d'expériences contrôlées par des instruments d'une haute précision.

On place ces voltmètres en dérivation entre les deux points dont on veut connaître la différence de potentiel, en ayant soin d'établir sur la dérivation un contact à ressort, comme dans les sonneries, de manière à ce que l'appareil ne donne d'indication que lorsqu'on appuie sur un bouton. Cette disposition a pour but de ne pas dépenser constamment une fraction du courant dans les bobines du cadre galvanométrique, et surtout d'éviter réchauffement du fil fin qui fausserait les indications.

Voltmètre à arête de poisson. — L'appareil combiné par M. Deprez, et représenté figure 63, est disposé pour mesurer non seulement les ampères, mais encore les volts ; à cet effet, il existe sur le cadre un fil de grande résistance, qu'on met en communication avec deux bornes spéciales. On attache à ces bornes les fils placés en dérivation sur les points dont on cherche la différence de potentiel.

On peut même lire simultanément, à l'aide de cet instrument, l'intensité du courant et la différence de potentiel entre deux points quelconques du circuit. Cette propriété est basée sur cette remarque que, si Ji'on envoie un courant : 1** dans le gros fil du cadre; 2^ dans le fil fin; 3« dans les deux fils à la fois, le nombre indiqué par l'aiguille dans cette dernière expérience est la somme algébrique des nombres indiqués dans les deux premières.

Ainsi, l'ampèremètre, c'est-à-dire le gros fil du cadre galvanométrique, étant dans le circuit, l'aiguille indique constamment l'intensité du courant ; en appuyant sur un bouton de contact, on met le fil fin dans le circuit de dérivation, et le nombre de volts est proportionnel au déplacement supplémentaire de l'aiguille.

Voltmètre Ayrton et Perry. — Les voltmètres de MM. Ayrton et Perry, à aimants et à ressorts, ne diffèrent de leurs ampèremètres que par la résistance des fils et des bobines. Dans l'appareil à dix fils câblés, chaque fil a une résistance de 200 ohms ; la résistance totale est donc de 2000 ohms si les fils sont couplés en tension, et de 20 ohms seulement s'ils sont couplés en quantité.

Voltmètre William Thomson. — Cet appareil ne diffère de celui représenté (Fig.64) que par sa bobine formée d'un fil fin en maillechort de plus de 2 000 mètres de longueur, faisant 7 000 tours et présentant plus de 6 000 ohms de résistance. Lorsqu'il s'agit de mesurer des différences de potentiel supérieures à 10 volts, on emploie l'aimant directeur et on place le voltmètre en dérivation sur le courant, en éloignant plus ou moins l'aiguille de manière à avoir une déviation suffisamment grande. Pour des différences de potentiel inférieures à 10 volts, on supprime l'aimant et on oriente l'appareil de façon que l'index de l'aiguille soit au zéro de la graduation.

Voltmètre Ross, — Ce voltmètre, représenté par la figure 70, se compose d'un solénoïde A, en arc de cercle, à l'intérieur duquel se meut le tube en fer B, supporté par un levier L articulé en 0. Une aiguille D, solidaire du levier L, indique sur le cadran C le degré de pénétration de l'armature dans le solénoïde.

ÉLECTROMÉTRIE.

Le fil coDstituant le soléaoïde est en maillechort, de sorte que l'influence des changements de température est inappréciable, ce qui permet de laisser constamment l'instrument dans le circuit, contrairement à ce qui a lieu avec les voltmètres dont nous venons de parler.

Le courant, en traversant le solénoïde, développe un magnétisme qui tend à faire pénétrer l'armature, tandis que le poids de celte armature agit en sens inverse. Le poids, relativement grand, de l'armature B rend possible l'adjonction au voltmètre d'un appareil de contrôle composé, par exemple, de deux lampe» à

Fig. 70. — Voltmètre Ross.

Fig. 71. — Voltmètre Javaux.

incandescence de couleurs différentes, s'allumant lorsque la différence de potentiel s'écarte d'une quantité déterminée, en plus ou en moins, de celle qui, doit exister en régime normal. .

Le voltmètre Ross, ne renfermant ni aimant permanent, ni ressort antagoniste, ne peut pas se fausser pendant le transport, ni s'altérer avec le temps; ses indications sont suffisamment précises en pratique ; c'est un bon instrument industriel.

La seule précaution à prendre au montage consiste à le mettre bien de niveau sur une tablette. A cet effet, il est muni d'un fil à plomb facile à consulter lors de l'installation et de la vérification des appareils.

Voltmètre Javaux. — C'est encore un véritable outil industriel que nous représentons figure 71, Il se compose d'un sole-

noïde A d'une certaine épaisseur, formé avec du fil de diamètre convenable, dans Tintérieur duquel se meut une palette en fer F oscillant autour du centre. Deux pièces de fer B B, fixées dans le solénoïde, sont très rapprochées de la palette lorsque l'appareil est placé verticalement et que le courant ne le traverse pas.

Quand le solénoïde est mis dans le circuit d'un courant électrique, la palette F et les pièces fixes B s'aimantent dans le même sens et tendent à se repousser. Cette action répulsive force la palette à osciller, et l'amplitude de ses oscillations est d'autant plus grande que la différence de potentiel est plus élevée. Une aiguille D, solidaire de la palette, indique sur le cadran C la différence de potentiel cherchée.

Un contrepoids ramène constamment l'aiguille à sa position initiale. Pour fixer l'appareil, on le suspend au moyen d'une entaille ménagée sur la face opposée au cadran ; on s'assure que l'aiguille est au zéro et on place une vis en bas. De cette façon, on est certain d'avoir des indications exactes et on supprime absolument tout riscpie d'altération ou de dérangement dans la marche de l'instrument.

Pour rendre les déviations de l'aiguille sensiblement proportionnelles aux forces électromotrices à mesurer, M. Javaux a disposé à l'extérieur du solénoïde A, perpendiculairement aux pièces BB, deux autres pièces de fer agissant sur la palette en sens inverse des premières. Ces pièces ont un développement polaire allant de l'extérieur à l'intérieur du solénoïde et sont ainsi suffisamment rapprochées de la palette.

Voltmètre Egger. — La maison Egger, de Vienne, construit des voltmètres basés sur le même principe et que nous représentons figure 72.

Comme dans l'appareil de M. Javaux, la bobine A est traversée par une dérivation du courant à mesurer, et elle renferme une pièce fixeB et une pièce mobile F, toutes deux en fer. Chacune de ces pièces occupe environ le quart de la circonférence intérieure du solénoïde.

La pièce mobile tend à occuper, sous l'action de son propre

ÉLECTROMÉTRIE. 444

poids, la position verticale indiquée sur la figure 72. La répulsion oiagnétique la dirige au contraire dans le sens opposé à la pièce ûxe, de sorte qu'elle prend, sous l'influence de ces deux forces, une position d'équilibre moyenne, indiquée par une aiguille D sur le limbe gradué C.

Voltmètre Imhof . — C'est encore sur l'action répulsive de deux parties d'un noyau de solénoïde aimantées dans le même sens qu'est basé le voltmètre de M. Imhof (Fig. 73). La forme des

Fig. 72. — Voltmètre Egger. Fig. 73. — Voltmètre Imhof.

pièces seule diffère un peu de celle des appareils Javaux et Egger.

La pièce fixe est constituée par un secteur B en fer doux ; la pièce mobile a la forme d'un 7, le contrepoids est horizontal dans sa position de repos, et l'aiguille D se meut devant le cadran C placé au-dessous du solénoïde A.

La partie radiale de la pièce mobile est située à peu près dans le prolongement de l'aiguille indicatrice ; la partie arquée de cette même pièce constitue l'amortisseur des oscillations de ladite aiguille.

Il existe encore plusieurs voltmètres, notamment celui de M. Waterhouse, de Hartford, basés sur faction répulsive de deux fractions du noyau d'un solénoïde; mais la description des trois appareils précédents suffit pour en faire comprendre le mérite exceptionnel.

Ces instruments ne sont pas destinés aux mesures rigou-

ut ÉCLAIRAGE A L'ÉLECTRICîTÉ.

reuses à effectuer daus un laboratoire d'études et de recherches scientifiques; mais ils sont bien supérieurs aux voltmètres à aimants permanents, pour les installations industrielles, alors qu'il s'agit d'indiquer seulement les petites fluctuations survenant dans les différences de potentiel entre deux points d'un circuit électrique.