MESURE DE LA QUANTITÉ
Appareils électrolytiques. — On mesure la quantité d'électricité qui circule dans un conducteur au moyen de voltamètres à gaz ou à liquides, le plus souvent à liquides, ou par des instruments gradués, basés sur des indications galvanométriques .
Dans le cas d'un courant bien régulier, à intensité bien constante, il suffit d'enregistrer la durée de son passage dans le conducteur considéré et de multiplier l'intensité (en ampères) par le temps, pour avoir le nombre de coulombs ; mais ce cas ne se présente guère que dans les installations centrales à arcs voltaïques, où les foyers sont payés au mois, sans aucun compteur. Il faut l6 plus souvent connaître la quantité d'électricité qui s'écoule sous une différence de potentiel constante, comme cela a lieu dans les éclairages à incandescence. C'est alors que les voltamètres sont en^ployés avec succès.
En plaçant sur le passage d'un courant un bain décomposable, le volume des gaz produits ou le poids du métal mis en
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liberté indique très exactement le nombre des coulombs qui ont traversé le circuit.
Nous avons dit qu'un ampère-heure, ou 3600 coulombs, libérait 0,0375 gramme d'hydrogène (ou 0,0375 gramme multiplié par l'équivalent chimique, rapporté à l'hydrogène, du corps libéré, s'il s'agit d'un bain quelconque) ; par conséquent, il sera toujours facile, au moyen d'une table des équivalents chimiques, de connaître le nombre de coulombs mis en œuvre pour une décomposition donnée.
Dans les voltamètres à gaz, l'oxygène forme des composés secondaires difficiles à éviter, et l'hydrogène se condense en quantité notable sur l'électrode négative ; les indications sont donc souvent faussées; d'autre part, ces appareils consomment par eux-mêmes une quantité assez notable d'électricité prise sur la quantité totale à mesurer; ils sont, pour ces diverses raisons, très peu employés.
Voltamètres à dépôts métalliques. — On fait couramment usage de voltamètres pour étalonner les instruments de mesures et pour indiquer la consommation d'une série de brûleurs placés en dérivation sur la même dynamo. On choisit généralement un bain à anode scjuble, ne se polarisant pas, afin d'éviter la production d'une force contre-électromotrice. Le plus souvent, on se sert de sulfate de cuivre acidulé au vingtième, qui est bon conducteur, donne de bons dépôts et coûte peu. Sa préparation est extrêmement simple et le bain peut se conserver longtemps, si l'on a soin de le maintenir constamment à l'état de saturation.
Quand on cherche un dépôt plus rapide, on remplace le sulfate de cuivre par un sel d'argent (chaque coulomb mettant en liberté J,H6 milligramme d'argent contre 0,33 milligramme de cuivre) ; on emploie alors un cyanure double de potassium et d'argent, ou de l'azotate d'argent; mais de préférence le premier.
On prépare le cyanure double en précipitant l'azotate d'argent par le cyanure de potassium, et en ajoutant du cyanure jusqu'à ce que le précipité soit entièrement dissous.
Pour mesurer des courants intenses, on n'envoie dans les bains qu'une partie déterminée du courant, en établissant une dérivation dont on calcule la résistance par rapport à la résistance totale du circuit.
En désignant par R la résistance totale, par R' la résistance de la dérivation, et par q la quantité mesurée sur la dérivation, le nombre Q des coulombs ayant traversé le circuit est donné par la formule :
Compteur Edison. — Le compteur Edison comprend deux voltamètres hermétiquement bouchés, renfermant une dissolution de sulfate de zinc et, par suite, des électrodes en zinc. Ces voltamètres sont traversés par une faible dérivation du courant ; l'un donne la mesure des coulombs, l'autre sert de contrôle. Une lampe à incandescence, placée sous les voltamètres, est mise automatiquement dans le circuit lorsque la température s'abaisse aux environs de 0 degré. Grâce à cette précaution, on n'a pas à craindre un refroidissement excessif du bain qui pourrait diminuer le dépôt électrolytique du zinc. Pour connaître la quantité d'électricité consommée, on retire les électrodes et on les pèse. En les remettant dans le bain, on les change de pôles, afin que le zinc déposé sur l'une des lames se dissolve et que le dépôt s'opère sur l'autre lame. !
L'inventeur a modifié ce premier appareil pour simplifier la mesure du nombre de coulombs dépensés. A cet effet, il a disposé les électrodes aux extrémités d'un fléau qui s'incline dans un sens ou dans l'autre, suivant le poids du métal déposé. Dès que ce fléau bascule, les communications électriques changent ainsi que le sens du courant ; le métal se dépose alors sur une des lames jusqu'à ce qu'elle atteigne un poids donné. A ce moment, elle fait basculer le fléau, et c'est la seconde lame qui reçoit à son tour le dépôt métallique, pendant que l'autre se dissout dans le bain.
Un totalisateur mécanique, analogue à ceux employés dans
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les compteurs à eau et à gaz, enregistre le nombre des coulombs qui traversent l'appareil.
Fig. 76. — Compteur Edison.
Compteur Aron. — Ce compteur est basé sur des actions physiques et non sur des actions chimiques comme les précédents. Il consiste en un pendule pour lequel le rapport de l'accélération au temps est exactement proportionnel au courant. La lentille pesante est remplacée par un aimant cylindrique qui oscille au-
dessus d'une bobine traversée par le courant à mesurer. La direction du courant est telle qu'il tend à attirer Taimant vers le bas, augmentant pour ainsi dire l'action de la pesanteur et accélérant le mouvement. Pour que la durée des oscillations puisse être exactement proportionnelle au courant, on doit employer un acier très dur.
Compteur Cauderay. — Cet appareil se compose essentiellement d'un mouvement d'horlogerie battant la seconde et d'un ampèremètre dont les indications sont enregistrées mécaniquement toutes les secondes.
Le mécanisme principal est constitué, par un cylindre hérissé de pointes, ayant quelque analogie avec les cylindres des boîtes à musique, et par une aiguille de contact dont les déviations sont proportionnelles à l'intensité du courant. Les pointes sont réparties sur une série de circonférences équidistantes tracées sur le cylindre. Au milieu du cylindre, la circonférence est lisse de sorte que, lorsque l'aiguille est à sa position médiane, elle ne rencontre aucune pointe. Les deux circonférences voisines, à gauche et à droite du milieu, ont chacune une pointe; les deux circonférences qui suivent en ont deux, puis trois, puis quatre, en augmentant toujours d'une pointe en avançant vers les extrémités. Lorsque le courant passe, l'aiguille dévie à droite ou à gauche, de telle sorte que sa flèche terminale touche le cylindre sur la première circonférence lorsque l'intensité est d'un ampère, sur la seconde circonférence lorsqu'il passe deux ampères et ainsi de suite. Les pointes du cylindre, en rencontrant l'aiguille, produisent un contact qui fait avancer d'une unité l'aiguille d'un totalisateur semblable à ceux des compteurs à gaz.
Le cylindre, mû par un mouvement d'horlogerie, fait un tour par seconde ; le totalisateur enregistre donc les ampères qui passent dans un temps donné, c'est-à-dire les coulombs.
Le mouvement d'horlogerie est composé d'un balancier circulaire réglé par un ressort à spirale et portant sur son arbre deux armatures en fer doux, lesquelles sont attirées par des électro-aimants placés ad hoc. Ces électro-aimants sont excités par une petite fraction du courant à mesurer.
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Cet appareil est fort ingénieux ; mais il est trop compliqué pour être utilisé dans une installation réellement pratique.
Il a d'ailleurs le grave inconvénient de n'enregistrer que des unités et de ne pas tenir compte des déviations comprises entre deux circonférences voisines du cylindre.
Compteur Jacquemier. — Les parties essentielles de cet instrument sont : un ampèremètre, une came solidaire de l'aiguille de cet ampèremètre, une horloge ordinaire, un mouvement d'horlogerie à train différentiel.
L'horloge fait déclencher successivement, à des intervalles réguliers, les deux mobiles du train différentiel, dont l'un porte une aiguille animée ainsi d'un mouvement angulaire alternatif. L'extrémité de cette aiguille vient périodiquement (deux à six fois par minute) s'appuyer sur la tranche de la came.
La courbure de la came a été déterminée expérimentalement de telle sorte que les arcs décrits par l'aiguille sont, à chaque période, proportionnels à l'indication de l'ampèremètre.
Ces ^déplacements sont totalisés sur une série de cadrans disposés comme ceux des compteurs à gaz et gradués en coulombs.
L'ampèremètre peut-être remplacé par un électro-dynamomètre; les cadrans sont alors gradués en conséquence.
