DR RECUIT A

Ohms

Ohms

Mètres

jauges.

millimètr.

carrés.

grammes.

Cuivre nu.

par mètre.

par ohm.

hilog.

Jauge décimale.

mm.

mmS

met.

ohm.

met.

ohm.

âO

135,28 Jau

7,40 ge carcas

0,00106 se.

(Extrait du Manuel d'Êleclrométrie industrielle, par R.-V. Picoa.)

Résistance des liquides. Les corps non métalliques sont moins bons conducteurs que les métaux ; pour les dissolutions salines et acides, la re'sistance diminue avec la température, à l'inTerse des métaux (p. 789). La résistance de Teau est euTiron 44 millions de fois plus grande que celle du cuivre, mais l'addition d'un sel ou d*Qn acide rend Teau meilleure conductrice. Une solution saturée de sulfate de cuivre n'offre plus qu'une résistance 12 millions de fois supérieure à celle du cuivre, et pour un mélange de 11 volumes diacide sulfurique et de 89 volumes d'eau ce coefficient tombe k à 1100000. D'après Becquerel, voici le coefficient de conductibilité de quelques soin-

lions (à 20» environ) employées dans les applications électriques, le coefficient de l'argent étant pris égal à 100000000 :

Eau acidalée au 1/10 d'acide sulfurique 76,34

Acide azotique à 36 degrés 105,41

Solution saturée de sulfate de cuivre ' . . 7,25

Solution concentrée de chlorure de sodium 42,24

Solution saturée de sulfate de zinc 7,79

La résistance des corps solides non métalliques est très grande ; celle du verre et de la porcelaine est presque infinie à la température ambiante, mais elle diminue beaucoup lorsque la température s'élève. La gutta-percha, la soie, sont également de très mauvais conducteurs. C'est ce qui fait employer ces divers corps pour isoler les fils métalliques traversés par des courants électriques.

6i6. Thermo-électxicité : Loi de Joule. Toute énergie qui ne peut produire d'effet se transforme en chaleur et réciproquement. L'électricité n'échappe pas à la loi générale. Lorsqu'un courant d'intensité I traverse un circuit de résistance R, il réchauffe, et si ce courant ne produit aucun travail, la quantité de chaleur (C), dégagée dans l'unité de temps par le passage du courant, est proportionnelle à la résistance du conducteur et au carré de Tintensité. Celte loi, donnée par Joule et vérifiée expérimentalement par M. Favre, conduit à la formule :

G = 0,2406 PR calories (gramme-degré).

(Cette calorie est la quantité de chaleur nécessaire pour élever d'un degré centigrade

un gramme d*eau.)

E Mais comme I = r^ (609), il vient :

C = calories (gramme-degré),

et G = 0,2406 1 E eu lories ( gramme-degré )•

617. Vitesse de rélectricité. D'après des expériences exécutées par MM. Fizeau et Counelle sur les fils télégraphiques de Paris à Amiens et à Rouen, il résulte : 1* que dans un fil de fer de 0"',0045 de diamètre la vitesse de Félectricité est de 101 700 kilomètres par seconde; S*" que dans un fil de cuivre de 0",0025 de diamètre, elle est de 177700 kilomètres; 3"* que les deux électricités positive et négative se propagent avec la même vitesse; 4*" que la tension de Félectncité et l'intensité du courant sont sans influence sur la vitesse; 5"* que dans des conducteurs de natures différentes les vitesses ne sont pas proportionnelles aux conductibilités électriques.

D'après les expériences les plus récentes, et notamment celle du professeur H. Hertz, de Garlsruhe, la vitesse de propagation de l'électricité a été trouvée égale à celle de la lumière, soit 300000 kilomètres environ par seconde (666).

618. Propriétés des courants. Les effets chimiques se produisent toutes les fois qu'un courant traverse un corps composé liquide et conducteur; par exemple, si Ton plonge dans de Peau (qui a été acidulée pour la rendre conductrice) deux fils de platine reliés aux deux pôles d*nne pile, le courant, en traversant le liquide, le décompose en ses deux éléments : oxygène et hydrogène. On appelle électrolyse la décomposition d'un corps par rélectricité; le corps décomposé porte le nom

d'électrolyte ; les deax points entre lesquels l'action électrolytique se produit sont appelés électrodes; dans le cas précédent, les électrodes sont les fils de platine. Dans les différents cas d'électrolysation, les éléments analogues à Foxygène et aux acides se rendent ou se dégagent autour de V électrode positive; les éléments analogues à Vhydrogène, aux métaux et aux bases se portent sur l'électrode négative (457).

Les effets calorifiques se produisent par le passage d'un courant dans un conducteur. L'échauffement varie suivant les circonstances, et peut, lorsque le fil métallique est très fin, porter ce fil au rouge et même le volatiliser.

Les effets lumineux^ qui ne sont que l'exagération des précédents, ont reçu de nombreuses applications pour l'éclairage (657 à 661}.

Les effets mécaniques se traduisent : 1* par l'action réciproque qu'exercent l'un sur l'autre deux circuits rendus mobiles au moyen d'une disposition particulière, et parcourus chacun par un courant; 2* par la propriété que possède un circuit enroulé autour d'une tige de fer doux, de lui communiquer le pouvoir attractif de l'aimant naturel {électro- aimants); 3* par l'analogie qui existe entre un circuit électrique en hélice, ou solênoïde^ et un aimant naturel.

Les effets physiologiques sortent trop de notre cadre pour que nous nous y arrêtions.

Il y a encore les actions à distance que peut exercer un courant sur un circuit fermé, un courant sur un aimant, et enfin un aimant sur un circuit fermé. Ces phénomènes, devenus la base de nombreuses machines, sont classés sous le nom générique de phénomènes d'inditction (636 et 642).

619. Remarque. Pour que le courant existe entre deux points A et B [fig. 131), il est nécessaire théoriquement que ces deux points soient

reliés entre eux : !• par un premier conducteur APB, comprenant

la source d'électricité P ; 2' par un second fil, dit de retour, AMB, qui

ferme le circuit. Dans la pratique, ce dernier fil n'est pas indispensable, et l'on peut supprimer le fil ^^^^^^^^^^^^^^ de retour, à la condition que les

points A et 6 soient reliés à la terre, qui dans ce cas joue le rôle de conducteur.

620. Sources d'électricité. 1** Réactions chimiques. Piles primaires ou hydro-électriques et accumulateurs.

2* actions calorifiques. Piles thermo-électriques. 3* Phénomènes de magnétisme et d' induction. Machines magnéto-électriques et dynamo-électriques.

4* Electricité produite par les frottements. Machines électriques de Ramsden, de Nairne, de Van Marum, de Holtz, etc. Les piles sont employées dans les services domestiques et les machines

dynamo-élcclriques dans les applications industrielles. Les autres systèmes sont peu ou point utilisés. Aussi n'en parlerons-nous pas.

620''>. Piles primaires à un seul liquide. Toute action chimique produit de l'électncité. Nous avons déjà indiqué comment se produisait le courant dans la pile la plus simple (607). Les premières piles à un seul liquide de Volta, de Cruikshank, de Wollaston, de Mnncke, etc., sont abandonnées aujourd'hui. Dans toutes, le courant est produit par l'action de l'acide sulfurique et du zinc sur l'eau. Elles ont l'inconvénient de ne pas produire de courant constant, et de laisser échapper des bulles d'hydrogène qui, se dégageant autour du pAle cuivre et restant adhérentes au métal, l'isolent du liquide; l'éieclricité ne peut plus alors se porter sur le cuivre, et le courant finit par cesser. On dit alors que la pile est polarisée. Pour dépolariser la pile, il faut laisser le circuit ouvert pendant quelque temps, c'est-à dire qu'il faut détacher le fil qui met les deux pOles en communication, puis sortir du liquide la plaque de cuivre et l'agiter pour obliger le gaz hydrogène à s'échapper. Ce moyen interrompt le service de la pile. Le procédé pratique consiste â faire absorber l'hydrogène, au fur et à mesure de sa production, par un corps oxydant entourant la plaque de cuivre. Ce corps, appelé dépolar isant, doit être sans action sur le liquide qui attaque le zinc; il ne doit pas attaquer le corps constituant le pôle positif (cuivre, charbon, etc.); il ne doit pas être trop mauvais conducteur de l'électricité^ sans quoi il aurait l'inconvénient d'augmenter par trop la résistance intérieure de la pile; enfin, ce corps doit se combiner facilement avec l'hydrogène et donner naissance à des corps remplissant les deux premières conditions.

Les liquides sont les meilleurs dépolarisants.

631. Piles à deux liquides. La pile de Voila et ses dérivés étaient à un seul liquide. Les piles que nous allons étudier maintenant, sont à deux liquides : l'un attaque un des deux métaux; l'autre empêche la polarisation (620 bis],

622. Pile Daniell. Chacun de ses couples ou éléments se compose

{fig. 132) d'uD vase extérieur en grès ou en verre DD, dans lequel est

placée une lame A^ zinc roulée en cylindre ZZ.

Fig. 132. Dans ce cylindre entre un second vase en terre

"^ - poreuse PP, lequel contient une tige de cuivre C.

Le cylindre de zinc Z et la tige de cuivre C portent

chacun une patte en cuivre, destinée à transmettre

le courant aux électrodes qui sont fixées par des

vis de pression.

Pour mettre la pile en activité, on verse dans l'intérieur SS du vase poreux une dissolution saturée de sulfate de cuivre (dépolarisant), et, dans l'intérieur AA du vase en verre, de l'eau acidulée par de l'acide sulfurique. Le cuivre G plonge donc dans le sulfate de cuivre, et le zinc Z dans l'eau acidulée. Tant que les deux pèles ne communiquent pas, la pile est inactive; mais dès

que la communication est établie, on observe un courant dont Tlntensité peut demeurer longtemps constante.

L'eau, contenue en AA, en présence du zinc et de l'acide sulfurique, est décomposée; son oxygène se combine avec le zinc pour former un oxyde de ce métal, qui se trouve alors électrisé négativement ( — ). L'hydrogène, à l'état naissant, se porte alors à travers le vase poreux (à cause des propriétés endosmotiques si prononcées de ce gaz) sur le sulfate de cuivre placé en SS, qui se trouve ainsi décomposé, par suite de la réduction de son oxyde et de la substitution d'hydrogène à une fraction de son cuivre. Un dépôt de cuivre sans adhérence et pulvérulent se forme alors, peu à peu, sur les parois de la tige de cuivre C, qui s'électrise positivement ( + ). Quant à Tacide sulfurique provenant de la décomposition du sulfate de cuivre, il se porte^ toujours en traversant le vase poreux, sur l'oxyde de zinc, formé précédemment, pour le transformer en sulfate de zinc. L'action de la pile Daniell est conforme aux lois de Faraday : à chaque équivalent chimique (454) de zinc dissous correspond un équivalent de cuivre mis en liberté.

Dans cette pile, le zinc forme le pôle négatif, et le cuivre le pôle positif; dans la pile voltaîque, la disposition des pôles est inverse. Le résultat final est la formation de sulfate de zinc, un dépôt de cuivre an pôle positif et un appauvrissement de la dissolution de sulfate de cuivre. On pare à ce dernier inconvénient en plaçant des cristaux de sulfate de cuivre dans une corbeille ou une rigole, ou mieux une solution de ce sel dans un ballon dont le col plonge dans le liquide, et de telle façon que la dissolution soit toujours saturée de ce sel.

Il n'y a pas de dégagement de gaz et, par suite, pas de polarisation possible. Cette pile est très constante dans ses effets; elle a été prise comme unité de force électromolrice (612).

623. Pile Galland. La pile Callaud se compose {fig. 133) d'un vase extérieur en verre, dans lequel on place à la partie supérieure un cylindre

creux en zinc ZZ, sans fond, supporté par des crochets qui s'appuient sur les bords da vase; ce cylindre ZZ forme le pôle négatif. Au fond du vase, se trouve un autre cylindre ce en cuivre, fixé à une tige verticale CC qui se recourbe au-dessus du verre, et forme le pôle positif. Celte tige est recouverte d'une enveloppe en gutta-percha, pour la proléger contre l'action destructive des liquides. Pour mettre l'appareil en activité, on verse jusqu'en EE, un peu au-dessous du bord supérieur du zinc, de Teau contenant un dixième de solution saturée de sulfate de zinc. On amène ensuite au fond, à l'aide d'un siphon, une dissolution de sulfate de cuivre. Ce dernier liquide, par suite de sa densité plus grande, reste au fond du vase, jusqu'en SS, par exemple, tandis que le sulfate de zinc monte au-dessus. Celte pile supprime le vase poreux, les deux dissolutions n'étant sépa-

Fig. 133.

rées que par leur différence de densité. Les réactions sont les mômes que pour la pile Daniell (622).

M. Trouvé remplace le cylindre en cuivre CC par un simple fil de ce métal, enroulé en spirale, au fond du vase, et dont un de ses bouts, formant le pôle positif, s'élève jusqu'en dehors de la surface du liquide; il est profégé par un tube de verre.

624. Pile Marié-Davy. Elle se compose : !• d'un vase extérieur en verre, dans lequel on verse de Teau acidulée, et qui contient un cylindre creux en zinc (pôle négatif); 2* d'un vase intérieur poreux contenant du sulfate de mercure en poudre, et délayé dans l'eau, et dans lequel on introduit un cylindre de charbon (pôle positif) auquel est soudée une lame de cuivre conduisant le courant.

L'action chimique est analogue à celle de la pile Daniell (622) : il y a réduction du sulfate de mercure, dépôt de mercure métallique dans le vase poreux, et formation d'une quantité équivalente de sulfate de zinc. Cette pile est peu énergique, mais elle a l'avantage de s'user très lentement, et par suite de donner un courant d'une grande constance. Ses inconvénients sont le danger de maniement du sulfate de mercure et le prix élevé de ce produit.

625. Pile Bunsen. Elle comprend deux vases. L'un extérieur, en faïence ou en verre, dans lequel entre un cylindre creux en zinc amalgamé (1), renferme de l'eau acidulée à i/10 d'acide sulfurique. Dans le vase intérieur, poreux, se place un cylindre ou un prisme de charbon de cornue qui plonge dans de l'acide azotique {dépolarisani). Deux lames de cuivre, fixées au zinc et au charbon, servent à établir les communications.

L'eau est décomposée ; le zinc, se combinant avec l'oxygène, se transforme d*abord en oxyde, puis en sulfate de zinc et s'électrise négativement. L'hydrogène traverse le vase poreux, décompose Tacide azotique, et forme de l'acide hypoazotique, dont une partie se dissout et l'autre se dégage, ce qui est un inconvénient. Le charbon s'électrise positivemenL

La pile Bunsen est une des plus énergiques de celles à courant constant. Ce n'est qu'une modification de la pile de Grove, dans laquelle il y a une lame de platine au lieu de charbon.

626. Piles an bichromate de potasse. Ces piles, qui ne répandent aucune odeur, ni aucune vapeur acide, sont à deux liquides. Seulement, les deux dissolutions ne sont pas mises en évidence, et il n'y a pas de vase poreux pour les séparer. Leur matériel ne comprend qu'un seul vase en verre, qui a la forme d'une bouteille sphérique, dans la pile Grenet (pile-bouteille^*. Elle est fermée par un couvercle en ébonite, portant deux plaques de charbon parallèles, qui descendent dans le vase, et entre lesquelles est placée une plaque de zinc amalgamé atta-

(1) On se sert presque toujours de zinc amalgamé, c'est-k-dire combiné avec du mercure, parce qu*ainsi préparé le zinc n*est attaqué par Tacide sulfurique que lorsque les deux pôles de la pile sont en communication.

chée par son extrémité supérieure à une tige de laiton. Cette tige, glissant à frottement doux, permet de plonger le zinc dans le liquide, ou de le remonter dans le goulot, selon que la pile fonctionne ou non. De petits morceaux de caoutchouc durci empêchent le contact entre le zinc et les charbons. On verse une solution saturée de bichromate de potasse et ensuite de Tacide sulfurique. L'acide sulfurique attaque le zinc (pôle négatiO; le bichromate de potasse, par Tacide chromique qui s'en dégage, absorbe Thydrogène et empêche ainsi la polarisation. Le charbon constitue le pôle positif.

Pile au bichromate de soude. On a proposé de remplacer le bichromate de potasse par le bichromate de soude, à cause dû prix moins élevé de ce dernier. Ce remplacement a l'avantage de donner un courant plus constant et une force électromotrice plus grande.

627. Pile Warren de la Rne. Chaque élément comprend un bâton de zinc non amalgamé (électrode soluble et négative) et un petit ruban d'argent recouvert de chlorure d'argent (électrode positive). Ce dernier est entouré d'une enveloppe de parchemin, pour éviter tout contact Ces deux électrodes plongent dans une solution de 23 grammes de chlorhydrate d'ammoniaque pour 1000 d'eau. Le tout est dans un vase en verre, fermé par un bouchon en paraffine qui laisse passer le zinc et le ruban d'argent. Quand la pile est en activité, le zinc se dissout dans le sel ammoniac et forme du chlorure de zinc. L'hydrogène qui se dégage réduit le chlorure d'argent, et l'argent se précipite en une masse spongieuse qui se laisse facilement pénétrer par le liquide, eu sorte que la réduction peut arriver jusqu'au centre de cette électrode. La force électromotrice de cette pile est de 1,03 volt.

628. Piles Ledanché. Cette pile, très employée, comprend deux types: i* La pile à vase poreux. Elle se compose d'un vase prismatique en

verre, à goulot cylindrique, dans lequel plongent côte à côte un bâton de zinc amalgamé et un vase poreux contenant une quantité égale de charbon de cornue et de peroxyde de manganèse concassé; au centre du vase poreux est placée une plaque de charbon surmontée d'une tête de plomb. Un bouton de laiton vissé sur cette tête constitue le pôle positif. Dans le vase en verre, on verse une dissolution saturée de chlorhydrate d'ammoniaque. Voici ce qui se passe : le chlore, provenant de la décomposition du sel ammoniac, attaque le zinc et le transforme en chlorure de zinc. L'ammoniaque est mise en liberté et l'hydrogène, traversant le vase poreux, se combine à l'oxygène pour former de l'eau, en réduisant le peroxyde de manganèse à l'état de sesquioxyde.

S» Pile à agglomérés. Les mêmes corps sont en présence, mais le vase poreux n'existe plus, et la plaque de charbon est serrée entre des agglomérés de charbon de cornue et de peroxyde de manganèse par des jarretières en caoutchouc; elle est séparée du bâton de zinc par un morceau de bois ou de porcelaine creusé en forme de gouttière. Le tout plonge dans la dissolution de sel ammoniac

629. Accumnlatears ou piles secondaires. Les accumulateurs sont basés sur le principe suivant : Un courant électrique passant entre

deux plaques métalliques séparées par un corps humide, si Ton vient à supprimer la source, il se développe dans les plaques un courant en sens contraire du premier, et qu'on a appelé courant secondaire. En réunissant plusieurs plaques de ce genre, on constitue une véritable pile. Les accumulateurs servent à emmagasiner une grande quantité d'électricité pendant un temps plus ou moins long, puis k la restituer; ils ont sur les piles primaires l'avantage d'accumuler une grande quantité d'électricité, sous un faible poids et un petit volume, et de donner naissance, au moment voulu, à un courant d'une plus grande intensité que le courant primaire, mais limité à une durée relativement courte. C'est à Gaston Planté qu'on doit le premier accumulateur (1859); il se compose de deux lames de plomb enroulées concentriquement en spirale et séparées par du caoutchouc, qui empêche tout contact de se produire; ces lames sont contenues dans lin vase en verre fermé, contenant de l'acide sulfurique étendu des 9/10 d'eau; deux bornes métalliques sont reliées aux deux lames de plomb, et constituent les pôles.

Pour charger cet élément, on le fait communiquer par ses deux bornes avec une ou plusieurs piles primaires ou avec une machine électrique quelconque. Le courant décompose l'eau ; l'oxygène se porte sur la jame de plomb qui communique avec le pôle positif de la pile primaire, et il se forme sur cette plaque un dépôt brun de bioxyde de plomb; l'hydrogène se rend sur la lame négative. Lorsqu'on commence à observer un dégagement d'oxygène, c'est que l'accumulateur est complètement chargé; il faut alors interrompre Faction de la pile qui, à partir de ce moment, fonctionnerait en pure perte.

Pour déchxirger l'appareil^ on ferme le circuit sur lui-même; il donne alors naissance à un courant en sens contraire du précédent; le peroxyde de plomb formé tout à l'heure se réduit d'abord à l'état d'oxyde; puis forme du sulfate de plomb, par sa combinaison avec l'acide sulfurique; l'oxygène, ainsi dégagé, se porte sur la lame de plomb négative, l'oxyde d'abord, puis du sulfate de plomb s'y forme, comme à l'autre lame. Quand tout le peroxyde de plomb est réduit, et que les deux éléments sont recouverts de sulfate de plomb, le courant secondaire cesse, et l'accumulateur peut être chargé de nouveau. Sa force électromotrice varie de 2,53 à 2,02 volts.

Pour qu'un accumulateur soit utilisable, il faut lui faire subir un grand nombre de charges et de décharges successives. Aussi, en 1880, M. Faure a-t-il proposé, au lieu de déposer électriquement l'oxyde de plomb sur les plaques par des charges et décharges répétées, de l'y fixer par des procédés mécaniques. Mais ces plaques sont moins solides que les autres, l'oxyde de plomb s'en détache facilement et tombe au fond du vase; aussi, malgré les perfectionnements apportés à l'accumulateur Faure, cet appareil est-il peu usité.

On a construit des accumulateurs au cuivre et avec d'autres métaux, mais ceux au plomb sont les plus employés.

Un accumulateur rend de 60 à 65 p. 100 de la force électrique qu'on lui fournit. On peut les accoupler comme les piles (voir ci-après).

630. Accouplement des piles. La force développée par une pile unique étant très faible, on est obligé d'avoir recours, pour ainsi dire toujours, à plusieurs piles, en les réunissant, soit en tension^ soit eo quantité.

Quand on relie ensemble plusieurs éléments identiques A, B, G, etc., de façon que le pôle positif de l'un soit rattaché par un fil au pôle négatif de Fautre, et ainsi de suite {fig, 134), on dit que ces éléments soot

p. j3^ accouplés ou réunis

en tension ou en térie. Dans ce cas, la force électromotrice totale et la résistance intérieure sont proportionnelles au nombre des éléments; mais rintensité est la même que s'il n*y avait qu'un seul élément, puisqu'elle

est donnée par la formule 1 = ^, et que £ et R ont augmenté dans les

mêmes proportions.

Si on réunit d'un côté tous les pôles positifs, et d*un autre tous les pôles négatifs des éléments {fig. 135), on dit que ces éléments sont réunis

p. J35J en quantité ou en déri-

^ ^ vation. Dans ce cas, la

résistance intérieure est inversement proportionnelle au nombre des éléments et la force électromotrice totale est égale à celle d'un seul élément. Quant à l'intensité totale, elle est proportionnelle au nom- — ■--. — i- bre d'éléments associés.

On peut encore grouper les éléments d'une façon mixte, en réunissant en quantité trois groupes formés chacun de deux éléments en

série {fig. 436). Le mode de groupement des éléments n'est pas sans influence sur les effets que l'on veut obtenir de la pile. Si l'on veut beaucoup de voliê^ c'est-^-dire une grande force électromotrice, on emploiera le groupement en tension ou en série. Si on veut beaucoup d^ampères, c'est-à-dire une grande intensité, on groupera les éléments en quantité.

631. Choix des piles. Les sonneries électriques, les signaux, appels, etc., se servent avec avantage des piles Leclanché, de Lalande et Chaperon, Maiche, Marié-Davy.

Fig. 136.

La télégraphie et la téléphonie demandent surtout les éléments Daniell, Callaud, Meidinger, Leclanché, de Lalande et Chaperon, Maiche, La galvanoplastie, la dorure, Targenture, etc., s'adressent princi^ paiement aux piles Daniell et Bunsen.

Pour réclairage électrique, on peut prendre les piles Bunsen, mais les vapeurs nitreuses qui s*en dégagent les excluent des emplois domestiques, et il est préférable d'employer les piles au bichromate, qui ne provoquent aucun dégagement. Les installations d'éclairage en grand ne sont pas alimentées par des piles, mais par des machines magnéto ou dynamo-électriques (646 et suivants).

632. Distribation de rélectricité. L'électricité produite dans une usine centrale, soit par des piles, soit par des machines électriques, peut être distribuée ou répartie en différents points d'un réseau déterminé. Pour arriver à ce résultat, on peut charger des accumulateurs dans l'usine et les transporter au lieu d'emploi; mais c'est un moyen coûteux ; il n'est utilisable que dans des cas particuliers.

Le moyen le plus employé consiste à établir, à partir de l'usine, des canalisations souterraines, comme on établit des canalisations pour distribuer l'eau; mais les tuyaux sont remplacés par des conducteurs métalliques pleins, que le courant électrique traverse. Durant leur parcours, ces conducteurs sont soutenus, pour que le fluide ne s'échappe pas, au moyen de supports constitués en matières isolantes, telles que le caoutchouc, la gutta-percha, la paraffine, Tébonite, la porcelaine, le verre, la soie, etc. ; ils doivent être à Fabri de l'humidité, et les fils eux-mêmes sont recouverts d'une couche de gutta-percha autour de laquelle sont enroulés et très serrés des fils de soie ou de coton.

Une première difficulté naît de la longueur des conducteurs, car la résistance d'un conducteur est proportionnelle à sa longueur. Si le conducteur est très long, il faudra augmenter la force électromotrice de la source pour obtenir l'intensité voulue. Pour cette raison, il faut faire usage de conducteurs de longueur minimum; c'est aussi plus économique. Une seconde difficulté surgit du diamètre des fils. On se trouve pris dans le dilemme suivant :

La résistance du conducteur est inversement proportionnelle à sa section; on a donc intérêt à prendre un fil aussi gros que possible pour avoir une grande intensité; mais alors la question économique vient se mettre au travers, car la dépense augmente avec le diamètre. Aussi, comme moyen terme, faut-il s'en tenir à des fils moyens et tenir compte, pour la section à leur donner, de l'emploi qu'on veut en faire; c'est ainsi que pour les appareils n'exigeant qu'un faible débit, comme les sonneries, les téléphones, etc., on pourra n'employer que des fils finS) et que pour les appareils exigeant un débit considérable, comme l'éclairage électrique, on sera obligé d'avoir recours aux gros fils.

Les conducteurs diffèrent entre eux par la nature du métal qui les

constitue ; ilsoffrent des résistances variables au passage du courant(615).

Le cuivre est le métal qu'on emploie le plus; mais le fer, Tacier et le

bronze silicieux se recommandent pour les fils aériens (télégraphes, etc.)

qui exigent un corps d*une grande téuactté et qui coûtent meilleur marché que le cuivre; le platine s*emploie pour les parties du circuit susceptibles d'être portées à une très haute température ; le plomb n'est utilisé que pour déterminer Touverture, c'est-à-dire la rupture des circuits quand ils atteignent la température où ce métal entre en fusion.

Des dispositions doivent être prises pour que le fluide ne soit produit que quand on en a besoin, de façon à ce qu'il n'y ait pas de travail dépensé en pure perle. L'usine centrale fonctionne continuellement; sur elle sont greffées des dérivations, mais ces dérivations ne sont parcourues par le courant que par la volonté du consommateur. Les appareils destinés à transmettre le fluide dans une direction déterminée et à l'interrompre quand il est devenu inutile, portent le nom de commutateurs. La télégraphie les emploie depuis longtemps.

633. Prix de revient des piles. On prend le cheval-heure comme unité d& travail; c'est le travail produit par une machine travaillant pendant une heure, à raison de 75 kilogrammètres ou d'un cheval-vapeur par seconde. Comme il y a 60 x 60 = 3,600 secondes dans une heure, le cheval est représenté par 75 X, 3,600 =: 270,000 kilogrammètres.

Le travail produit dans Tunité de temps par le courant s^exprime par la formule :

dans laquelle T représente des kilogrammètres, £ des volts, I des ampères et g Faccélération de la pesanteur (9",8I, ^ Paris). Par une série de transformations, on arrive k la formule :

»v «« «A h xn P = 27,50x— =r— ;

P, poids en grammes du réactif consommé pour produire un cheval-heure ; ht équivalent chimique du corps considéré (p. 550); 71, nombre d'équivalents engagés dans la réaction ; Ë = nombre de volts.

Gomme il y a toujours perte et qu*on a souvent aussi k faire k des actions locales, on doit multiplier le chiffre théorique obtenu par 2,5 pour obtenir la dépense pratique avec une approximation suffisante.

Le prix moyen de revient du cheval-heure, dans la pile Daniell, est théoriquement de 0',53 de zinc et l',88 de sulfate de cuivre. Mais^ pratiquement, il faut compter sur une dépense moyenne de 5 francs par heure.

634. Électro-magnétisme. (Drstedt, en 1820, observa que lorsqu'on approche un fil métallique, traversé par un courant, d'une aiguille aimantée mobile, cette aiguille tend à se mettre en croix avec le courant. Ce phénomène a conduit Ampère à la découverte d'un autre principe: Si Ton enroule un grand nombre de fois, autour d'un barreau de fer doux, un fil métallique parcouru par un courant électrique, on réalise ce qu'on a appelé un électro -aimant. Tant que passe le courant dans le fil, le fer doux présente les propriétés de l'aimant (attraction ou répulsion) et avec une intensité d'autant plus forte qu'on aura enroulé le fil un plus grand nombre de fois autour du barreau et que la source électrique aura une plus grande intensité.

Fig. 137

Les électro-aimants ont généralement la forme d'un fer à cheval, sur chacune des deux branches duquel on dispose deux bobines de bois qu'on entoure du fil conducteur recouvert de soie; il faut que l'enroulement du fil ait lieu dans le même sens sur chaque bobine, afin que les deux actions soient concordantes. Plus le fer est doux, plus Télectroaimant est puissant.

635. Sonnerie électrique. La sonnerie tremhleuse (fig. 137) se compose d'un électro -aimant E, qui, sous Faction du courant envoyé par

le poste expéditeur, peut attirer une palette métallique a, munie d*un marteau P, et portée par un ressort antagoniste. Quand le courant ne passe pas dans rélectro- aimant, la palette a, maintenue à une petite distance de ce dernier, s'appuie contre un ressort c, mis en communication avec la terre par le fil n.

Mais, dès que le courant passe, la palette se trouvant attirée par Félectro, cesse de toucher le ressort c; aussitôt, le circui se trouvant interrompu, l'aimantation cesse, et le ressort antagoniste, dont Taction n'est plus contrariée, force la palette a à reprendre sa position primitive. Quand elle revient au contact du ressort c, le courant est rétabli; il y a donc nouvelle attraction de la palette, et ainsi de suite. Ces oscillations successives forcent le marteau P à frapper le timbre T. Pour faire passer le courant autour de l'électro, il suffit d'appuyer sur un bouton métallique, qui établit la communication,

636. Induction. Si Ton fait mouvoir le pôle d'un aimant à proximité d'un fil métallique formant un circuit fermé, on détermine dans ce fil un courant de très courte durée dit induit, dont le sens change suivant qu'on approche ou qu'on éloigne Taimant. On augmente de beaucoup cet efTet en faisant agir l'aimant à proximité d'une bobine, qu'un fil métallique entoure un grand nombre de fois, et dans l'axe de laquelle on place un barreau de fer doux.

On observe encore les mômes phénomènes en disposant un aimant fixe dans l'intérieur d'une bobine, enroulée de plusieurs tours de fil de métal, et devant lequel aimant on fait osciller une armature de fer doux. L'éloignement ou le rapprochement de l'aimant du fer doux provoquent une plus ou moins grande intensité dans la force de Faimant; or, chaque fois que l'aimant diminue ou augmente dlntensité, il développe un courant induit dans un circuit fermé placé près de lui. (Voir Bobines dHndtiction, 642.) 637. Téléphonie. Le premier téléphone pratique, celui de l'Américain

Bell, date de 1877 : depuis, un grand nombre d'appareils ont vu le jour. ' 51

802 DEOItËME PARTIE.

Nous nous conlenterons d'indiquer tes dispositions du système Bell et du système employa à Paris par le service téléphonique (organisé en 1819).

Tout téléphone se compose d'un trammetteur (appareil sur lequel on parte] et d'un récepteur (appareil dans lequel on écoule). L'appareil mis à Paria à la disposition des abonnés au téléphone utilise un transmeLteur du système Ader, et un récepteur du système Bell modifié par Ader.

93i. Téléphone magnétique BeU. Le récepteur primitif de Bell était identique fc son transmetteur. 11 se compose \fig. 138) d'un baprean aimanté A, portant à l'une de ses extrémités une petite bobiue B, sur laquelle est enroulé, un grand nombre de fois, un fil recouvert de soie, dans le but de l'isoler. A une faible dislance de la bobine se trouve une Fig us, plaque très mince de fer douK K surmoQlée

d'une sorte d'entonnoir ou embouchure. Os organes sont solidement encastrés dans un morceau deboisde la forme indiquée par la figure 13S. De 1h b'tbine partent deux fils qui sont le prolongement de celui qui l'entoure. Ces deux fils £ C longent l'appareil de chaque côté du barreau aimanté et aboutissent chacun à une borne D. Ils se prolongent au delà pour aboutir auK bornes d'un appareil semblablement disposé àceluî que nous venons de décrire.

A l'état de repos, la plaque de fer doux, placfe au fond de l'embouchure de l'appareil, et devaal la bobine, est aimantée par suite de l'influence de l'aimant A, Si l'on approche du barreau la plaque, l'aimantation de celle-ci augmente ; si on l'éloigae, c'estle phénomène inverse; mais, chaque fois que l'aimantation change d'intensité, en plus comme CD moins, il se développe dans le circuit fermé de la bobine un courant induit qui ne dure que très peu de temps. Si l'on vient à émettre des sons devant la plaque placée au fond de l'embouchure, on la fait vibrer, à cause deson peu d'épaisseur, et cet effet est suffisant pour produire un courant dans la bobine; ce courant traverse l'appareil, suit le fil delà ligne et arrive au récepteur; la bobine de ce dernier, constituée comme celle du transmetteur, étant traversée par un courant, augmente l'aimantation de l'aimant qu'elle entoure et qui se conduit alors comme un électro-aimant; celte augmentation étant en rapport des sons émis devant le transmetteur, ta plaque du récepteur sera attirée par cet aimant devenuplus fort, et elle reproduira, par ses oscillations, les sons primitivement émisi mais atténués.

B3B. Téléphone Ader. Hicrophone-tranametteiir (I). Il se compose (Jlff. 139} d'une plaucbette sur laquelle sont collées trois traverses de

(i) Le principe du microphone «st dd i Haghes.

ÉLECTaiGlTÉ, TÉLÉPHONIE, ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE, ETC. 803

charbon de cornue parallèles a, b et c, et supportant entre elles dix Pig ,jj petits cylindres E de même sub-

slsDce. Ces cylindres sont terminés à leurs extrémités par des tourillons qui s'engagent avee beaucoup de jeu dans des trous percés dans les traverses. Les traverses exlrèmes a et c sont en communication avec une des bornes P ou N, lesquelles sont intercalées dans le circuit. Ces organes sout enfermés dans une boîte en bois mince, formant pupitre. Les charbons du microphone sont collés intérieurement sur la plaque-pupitre. Des fils, partant des bornes P et N, communiquent d'une part avec le pôle positif d'une pile P, et d'autre part avec l'une des bornes d'un récepteur R; de l'autre borne de ce récepteur, le Til de ligne se rend au pCle négatif de la pile; de cette façon le circuit est complètement fermé (fig.

Le récepteur Ader est analogue à celui de Bell (638); seulement il a deuK bobines, une entourant '*■ ' chaque pôle de l'aimant, et

devant cet aimant se trouve un anneau en fer doux, qui produit l'ampliHcation des sons, en servant d'armure à l'aimant qu'il 8oreseite;raimaut, étant circulaire, serten outre de poignée. (On voit les récepteurs, en bas, à droite et à gauche de la figure i 41 .| 640. Marche gânérale des appareils. Le contact entre

Iles cylindres mobiles et les charbons du microphone transmetteur f/?.i39) qui n'a lieu que par quelques points de leur surface, se trouve modifié par la moindre -vibration. Si l'on parle devant la planchetle recouvrant le système, on changera donc la résistance et, par suite, l'intensité du courant envoyé parla pile. L'aimant du i^epteur deviendra donc plus forl, et attirera la plaque de fer donx placée devant lui. Par conséquent, la plaque de fer doux du récepteur exécutera un mouvement correspondant, et reproduira les paroles prononcées, les chants ou les bruits.

gOi DEUXIÈME PARTIE.

641. Installatioiu téléphoniques. Les postes du genre Âder sont appelés microtéléphoniques. Toute installation se compose : d*un microphone-transmetteur, dont la forme pupitre est une des plus usitées Ijig. 141 ) ; de deux récepteurs, que Ton voit sur notre figure, accrochés à droite et à gauche à un demi< anneau (le crochet de droite constitue un levier mobile et sert de commutateur); d*unc sonnerie électrique (635), montée généralement sur une dérivation du courant principal; enfin, des piles nécessaires pour que ce courant se produise, et des ûh conducteurs.

642. Téléphones à bobines d'induction. L'installation précédente est à courant primaire. On Ta perfectionnée, en y appliquant les courants d'induction (636); et ce moyen s'impose toutes les fois qu'on veut communiquer à une distance notable. Les courants induits ont une très grande tension, et se prêtent bien mieux que les courants primaires aux transmissions d'ondes sonores. La modification consiste à intercaler dans le circuit une bobine de Ruhmkorff. C'est une bobine en bois, sur laquelle on enroule d'abord un long fil de cuivre revêtu de soie, et par-dessus, dans le même sens, un autre fil du même genre, mais plus mince. On intercale les extrémités du premier fil, appelé Jll inducteur j dans le circuit d'une pile, et dès que le courant vient à y passer, le second fil est parcouru par un autre courant,, induit, d'une bien plus grande intensité que le premier, mais qui ne dure qu'un instant. Pour qu'il se reproduise, il faut interrompre continuellement, puis rétablir à de très courts intervalles le courant primaire, ou tout au moins en changer l'intensité, ce qu'on réalise au moyen d'un interrupteur spécial; de cette façon, le courant induit cesse, puis reparaît, et cela à de très courts intervalles. Le courant induit alterne continuellement de sens. 11 est inverse du courant inducteur, c'est-à-dire a un sens contraire, quand ce dernier se produit ou quand il augmente d'intensité; au contraire^ le courant induit est direct, c'est-à-dire du même sens que le courant inducteur, quand ce dernier diminue d'intensité, ou même cesse complètement. En outre, une barre de fer ou un faisceau de fils de fer est intercalé dans l'axe de la bobine; chaque courant instantané lui communiqué des efi'ets magnétiques, ce qui provoque un renforcement de Taction électrique développée dans le fil induit de la bobine.

On comprend l'utilité de cette bobine en téléphonie, puisque le courant induit est bien plus intense que le courant primaire. Dans ce cas, les extrémités du fil le plus fin, c'est-à-dire du fil induit, sont reliées aui fils de la ligne, tandis que le fil inducteur ou gros fil est réuni au circuit d'une pile, de même du reste que le transmetteur.

643. Réseanx et lignes téléphonigues. L'établlssen^ent de communications entre les habitants d'une ville comme Paris nécessite un réseau de lignes très étendues. A un bureau central aboutissent les lignes de tous les abonnés, et la fonction de ce bureau est de réunir momentanément entre elles les lignes des abonnés qui désirent converser ensemble, et d'interrompre ensuite la communication.

. Les lignes téléphoniques et télégraphiques sont aériennes dans un grand nombre de pays. En Amérique notamment, les rues de certaines villes sont encombrées, dans leur partie supérieure, de fils formant de véritables toiles d'araignée. A Paris, ces lignes sont souterraines, et ont profité des canalisations d'égouts existantes.

Les lignes souterraines de Paris sont réunies, au nombre de 14, dans des câbles recouverts de plomb, et portés sur des crochets spéciaux ; ces 14 lignes ne représentent en réalité que 7 lignes d'abonnés, car il y a pour chacune un fil d'aller et un fil de retour. En pénétrant dans le bureau central, les lignes de chaque câble se séparent, et chaque fil porte alors une plaque indicatrice du nom et du numéro de l'abonné. On met les abonnés en communication entre eux au moyen de commutateurs.