CHAPITRE XV

Définition. — On nomme transformateurs des appareils qui reçoivent de l'énergie électrique et qui la restituent sous la même forme en modifiant seulement le rapport des facteurs de volts et d'ampères qui constituent la puissance.

Utilité des transformateurs. — Les traasformateurs employés dans l'industrie ont surtout pour but de diminuer les frais de premier établissement des installations d'éclairage électrique présentant une grande longueur de fils conducteurs.

Un exemple numérique fera bien saisir l'avantage que procurent ces appareils. Nous supposerons qu'il s'agisse d'éclairer un groupe de locaux avec 500 lampes exigeant un ampère chacune sous 100 volts, et que la dynamo doive être placée à 500 mètres du centre de ce groupe.

Le parcours de 1000 mètres que mesure le conducteur (aller et retour) entraînera, par exemple, une perte de 10 volts. La résistance du conducteur sera alors de 0°*»°*,02 ; sa section, de 833 millimètres carrés; son poids, de 75 tonnes; et son prix, d'environ 200000 francs.

Si, maintenant, on amène la même puissance électrique au centre du groupe considéré avec un courant de 50 ampères sous 1000 volts, et qu'on transforme ensuite ce courant primaire en un courant secondaire de 500 ampères sous 100 volts, le conducteur devra être beaucoup plus faible. En effet, si l'on admet la même perte de puissance que dans le premier cas, ce conducteur déterminera une chute de potentiel de 100 volts; sa résistance sera de deux ohms; sa section, de 8,33 millimètres

carrés; son poids, de 750 kilogrammes ; et son prix, de 2 250 francs seulement.

Nous ne tenons pas compte de la perte occasionnée par le transformateur et nous n*examinons pas si, dans la dernière hypothèse, le câble ne serait pas un peu faible pour donner passage à un courant de 50 ampères. Notre exemple ayant pour unique objet de bien faire ressortir le bénéfice considérable qui peut résulter en pratique de l'emploi des transformateurs, il est inutile d'entrer dans des explications plus détaillées.

Bobine d'induction. — Cet appareil, désigné généralement sous le nom de bobine Ruhmkorffy se compose essentiellement d'un électro-aimant à gros fil, placé à l'intérieur d'un solénoYde à fil fin, et d'un trembleur destiué à laisser passer et à arrêter rapidement et périodiquement le courant qui parcourt le gros fil.

La différence entre une bobine d'induction et une dynamo consiste dans le mode d'emploi du champ magnétique : une dynamo donne naissance à un courant par suite du déplacement relatif d'un fil et d'un champ magnétique, tandis qu'une bobine d'induction produit des courants par la création et la destruction brusque du champ magnétique inducteur.

Le gros fil qui est placé sur le noyau en fer doux constitue le circuit primaire-, sur ce gros fil se trouve un tube épais d'ébonite qui reçoit la garniture de fil fin, lequel constitue le circuit secondaire.

Le noyau de fer doux est généralement formé d'un faisceau de fils de fer qui perd son aimantation plus vite qu'un barreau massif. La bobine d'induction, dans ses applications courantes, transforme le courant de la pile, c'est-ù-dire un courant assez intense mais sous faible potentiel, en un autre courant d'intensité extrêmement réduite, dont la force électromotrice atteint plusieurs milliers de fois celle de la pile.

Ordinairement, le circuit primaire est ouvert et fermé par les oscillations d'un marteau léger en fer, placé de manière à être attiré quaqd le noyau s'aimante et à interrompre le circuit quand il est assez approché dudit noyau. Pour les grandes bo-

bines, on établit quelquefois l'interrupteur sur une pile distincte de celle qui envoie son courant dans le circuit primaire.

Transformateurs Graomie. — Le transformateur présenté par M. Gramme à l'Académie des sciences, le 23 novembre 1874, se composait d'un anneau dédoublé avec une série de bobines à gros' fil et une série de bobines à fil fin, tournant devant les pôles d'un aimant ou d'un électro-aimant.

M. Gramme faisait passer dans un des fils un courant de tension ou de quantité ; l'appareil tournait et produisait dans l'autre fil des courants de quantité ou de tension, c'est-à-dire qu'il modifiait considérablement la valeur relative des deux facteurs de la puissance électrique : intensité et force électromotrice.

M. Gramme a également résolu le problème en se servant de deux bobines placées sur le môme arbre : Tune à fil fin, l'autre à gros fil. Il envoyait un courant de tension à travers la bobine à fil fin; l'arbre tournait, et il se développait dans la bobine à gros fil un courant de grande intensité sous faible force électromotrice.

Ajoutons que l'inventeur n'a pas poursuivi ses recherches sur les appareils de transformation, parce qu'il a été pendant plus de douze années entièrement absorbé par des études sur la lumière électrique et sur l'électro-chimie.

Transformateurs Jablochkoff. — En 1876, M. Jablochkoff se fit breveter pour l'appUcation des bobines d'induction à la production de foyers lumineux indépendants. Ce brevet paraît avoir été le point de départ des travaux de plusieurs électriciens; il est donc intéressant d'en connaître les termes précis.

Les voici :

« Mon invention a pour objet une nouvelle disposition de courants, en vue de la production de la lumière électrique, permettant d'obtenir, avec le circuit provenant d'une source électrique, un nombre indéterminé de foyers lumineux, soit égaux, soit d'intensités différentes, et permettant, en outre,de changer à volonté l'intensité de ces foyers lumineux.

€ Je suppose d'abord une source électrique donnant des courants redressés comme la pile Bunsen ou la machine Gramme.

€ Sur un point quelconque du circuit, j'interpose une bobine inductrice dont le courant de la source traverse le fil; je dispose dans des conditions convenables une deuxième bobine dans laquelle la première bobine développera un courant induit. Les deux extrémités de cette deuxième bobine sont réunies par un fil formant un circuit tout à fait distinct du premier et dans lequel on peut placer un ou plusieurs foyers lumineux.

c En un mot, grâce au courant inducteur de la source primitive, on développe, à l'aide d'une série de bobines, une série de courants induits permettant d'obtenir des efiets lumineux séparés avec chaque bobine, qui de vient ainsi une source distincte.

c Bien entendu, dans le cas des courants redressés, j'interpose dans le circuit primitif un interrupteur pour produire à la manière ordinaire les effets d'induction.

c Si je suppose, au contraire, une source élecUîque à courants alternatifs, la disposition générale reste la même; mais l'interrupteur devient inutile.

« Pour ces bobines, je puis employer à volonté les bobines ordinaires ou les bobines construites d'après le principe de mes électro-aimants déjà brevetés.

c L'examen du dessin ci-joint fera bien comprendre la réalisation de mon invention par les deux exemples qu'il donne de la nouvelle disposition des courants appliqués à la production de la lumière électrique dans les deux cas ci-dessus signalés. »

Après avoir donné deux exemples d'applications, M. Jablochkoff conclut ainsi :

«En résumé, je revendique l'exploitation exclusive delà nouvelle disposition de courants que j'ai combinée pour l'éclairage par la lumière électrique et qui est essentiellement caractérisée par l'emploi de bobines d'induction interposées sur un même circuit pour développer une série de courants induits constituant des sources distinctes et permettant d'alimenter séparément plusieurs foyers lumineux* d'intensités différentes, avec une source unique d'électricité. »

Transformateur Bright. — Dans une patente provisoire anglaise déposée en 1878, sir Charles Bright revendique pour lui la conception si nettement exprimée dans le brevet précédent.

Nous lisons, en effet, dans cette patente :

« A chaque point où l'on emploie la lumière électrique, le foyer ou groupe de foyers est alimenté par la ou les bobines secondaires d'un appareil d'induction placé en cet endroit.

« La bobine primaire de chaque appareil d'induction est dans le circuit d'un conducteur principal commun à tous et en relation avec une pile ou une machine magnéto-électrique placée en un endroit convenable quelconque.

« La grandeur et la longueur des bobines primaire et secondaire de l'appareil d'induction sont calculées d'après le nombre de foyers employés à chacun des points où les courants secondaires alimentent la lumière électrique. »

Transformateurs Cabanellas. — Le principe des transformateurs proposés par M. Cabanellas, et désignés par lui sous le nom de robinets électriques^ a été exposé par M. Hospitalier de la manière suivante ^ :

« Concevons deux anneaux Gramme concentriques et immobiles, roulés de fils de différents diamètres.

c Appelons l'anneau intérieur A et l'anneau extérieur B.

« Les balais du collecteur de l'anneau A sont reliés à la distribution générale, et les balais de l'anneau B à un circuit extérieur.

€ Faisons tourner les deux paires de balais de chaque anneau A et B à la même vitesse, par un moyen quelconque. Les pôles se déplaceront sur l'anneau A, qui reçoit le courant de la diistribution, bien que l'anneau soit matériellement immobile. Les déplacements des pôles dans A induiront dans B des courants alternatifs qui, convenablement recueillis par les balais tournants du collecteur de l'anneau B, donneront dans le circuit de B un courant continu. La partie du courant transformée en travail se