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Couplage des accumulateurs. — I

BiDlaUor» se cooplenl entre elles co

En série : en réunissant le pôle —

Je la ïuivaote et ainsi de suite : le

libre* ilaot J* '''c°* contraire.

En drrization — eo réonissanl c le» pôles -r et d" antre part les pùl< batterie». Le circuit eitérieur part d Couplage mixte. — On peut eaGi des groupes de batteries montées e j^iproquement.

Il faut toutefois noter que dans l'intensité du courant est la même nue, p9r suite, ne peuvent être noi la sorte que des acenmulaleurs don ou de décharge est & peu près le m |j même observation s'appliqi série pour la décharge.

Charge des accumulateurs. — possédant une force électromolrii courant de charge, il en résulte i toujours ioomir aux bornes de éleclromolrice supérieure à celle i pratique l'écart est de 20 *• „, c'esl d'un clément la différence de p« dynamo devra être de :

et aux hornei de ii éléments en s n (a,5 -L o.aâ) =^ n .

L'existence de cette force contre électromotrice s'oppose donc à l'emploi pratique de dynamos série pour la charge des accumulateurs ; un ralentissement du moteur, un glissement de la courroie pouvant amener une inversion de polarité des inducteurs du fait de la décharge de la batterie sur la dynamo.

Les machines excitées en dérivation ne présentent pas cet inconvénient et doivent être exclusivement employées.

Entretien des accumulateurs. — On devra chaque jour, pendant la charge et la décharge :

1. — Assurer la ventilation de la salle, et ne pas pénétrer dans le local avec une lumière, si pour une cause quelconque les ouvertures avaient été closes.

2. — Essuyer les parois des cuves pour enlever les gouttelettes d'eau acidulée condensées à leur surface*

3. — Essuyer avec soin les parois des isolateurs qui supportent les cuves pour empêcher les dérivations au sol, ainsi que les madriers ou rayons qui supportent les batteries.

4. — Vérifier si les co'nnexions des plaques avec les barres subsistent toujours, et si les points de jonction n'ont pas été attaqués par les vapeurs acides. Renouveler au besoin Tenduit de paraffine qui les recouvre.

5. — Mesurer chaque jour la hauteur du liquide et la ramener à son niveau normal par addition d'eau acidulée s'il y a lieu.

6. — Ramener à sa densité normale l'électrolyte dont l'eau s'évapore par réchauffement dû tant aux réactions chimiques dont il est le siège qu'au passage du courant. Rappelons que sa densité doit être de 1,150 et de 1,220 respectivement avant et après la charge.

7. — Agiter de temps à autre le liquide entre les plaques pour maintenir sa composition homogène.

La non homogénéité de Télectrolyte déterminerait des densités de courant variables d'un point à l'autre de la plaque, d'où, la production d'une réaction chimique trop intense en certains points, déformation de la plaque et désagrégation de la matière active.

8. — S'assurer que les plaques ne portent pas sur les parois du bac si celui-ci n'est pas en verre ou ébonite.

En outre de ces prescriptions à suivre chaque jour, il y a lieu de temps à autre de yérifier si chaque élément fonctionne normalement.

Cette vérification, quand la batterie est chargée, se fait avec un voltmètre allant jusqu'à 3 volts et gradué en dixièmes de volt.

On met successivement en circuit chacun des éléments et on lit sur le voltmètre la différence de potentiel réelle qui doit être comprise entre 2,3 et 2,5 volts.

Si cette dernière était inférieure à 2,3 volts il faudrait retirer les plaques de la cuve et rechercher la cause d'affaiblissement.

Tous les deux ou trois mois, on retire les plaques des cuves, on brosse énergiquement . plaques et cuves et 1 on renouvelle Teau acidulée.

On emploie à cet effet une brosse en fil de fer, telle

que les cardes. Les plaques positives, qui. s'altèrent plus

rapidement que les négatives, doivent être brossées

usqu a disparition du dépôt blanc qui masque leur cou-

nai eTs^' ^'^' ^'^^'^ ' ^'^^^ ^^^^-1^^> ^^^^ ordiimmédkte.^^'''^''* ^^^ ^ ^^' sulfatation nouvelle et

ccidents. ^ Très nombreuses sont les causes d'accî-

dents qui peuvent arriver à une batterie d'accumulateurs. Nous les examinerons séparément en indiquant la façon de les discerner et de les supprimer.

Court circuit entre les plaques négatives et les plaques positives. — L'origine de ce court circuit peut être du :

a) à une connexion métallique accidentelle ;

b) à la chute d'un débris de plaques ou de matière active qui s'est arrêté entre elles ;

c) à un gondolement des plaques.

On reconnaîtra l'existence de ce fait en constatant que la différence de potentiel aux bornes de la cuve est inférieure au produit par 2 du nombre des éléments. A l'aide du voltmètre gradué au dixième on arrivera rapidement à déterminer l'élément défectueux.

On vérifiera la position relative des plaques entre elles et avec la cuve, si celle-ci est métallique, ainsi que les connexions des plaques aux barres. On recherchera s'il ne s'est pas formé de dépôts salins sur les parois de la cuve, dépôts qui peuvent mettre les plaques en court circuit.

Si cet examen ne donne rien, on passera une baguette de bois entre les plaques pour faire tomber la matière étrangère cause du court circuit, et les sels grimpants qui se forment parfois.

Pertes au sol. — Ces perles sont dues à un défaut d'isolement des bacs, ou à une dérivation due à la condensation d'eau acidulée sur les parois des bacs et les planches qui les supportent.

Défaut (Tisolement, — On humecte le support des bacs avec de l'eau acidulée et Ton met à la terre lune des extrémités d'un circuit comprenant un galvanomètre l'autre extrémité étant reliée au support. Toute fuite sera décelée par une déviation de l'aiguille.

Si la perle est forte, on ressentira une secousse ea mettant un doigt sur la planche et en touchant une terre soit avec l'autre main soit avec les pieds.

Il faut essuyer les parois des bacs, nettoyer les isolateurs et renouveler au besoin leur garde d'huile.

Dérivations au sol, — L'eau acidulée condensée sur le support de la cuve jouant le même rôle que celle que Ton a versée pour constater le défaut d'isolement dans le premier cas, il en résulte des pertes au sol par les madriers et autres. supports.

On reconnaîtra Texistence de ces perles soit à l'aide d'un galvanomètre soit par contact avec la main, et Ton y remédiera en essuyant bacs, isolateurs et madriers.

Remplacement de pastilles tombées. — r On peut assez facilement remplacer des pastilles désagrégées.

Pour les positives, on fait un mélange de minium ou d*oxyde puce avec deux parties d'eau et une partie d'acide sulfurique. La pâte devient rouge brun et on ajoute de l'acide sulfurique jusqu'à disparition de la couleur du minium, qui correspond à la transformation de l'oxyde de plomb en sulfate. On bourre de cette pâte les alvéoles vides, et on laisse sécher 31) heures.

Pour les plaques négatives, on emploierait de la lîtharge à la place de minium ou d'oxyde puce.

Accumulateurs à Vinactivité, — Quand une batterie doit rester inactive longtemps, soit plusieurs mois, il convient de la charger à refus, de vérifier l'absence de pertes au sol, et de la laisser dans cet état,

Les expériences de M. G. Roux ont prouvé qu'en 2/5 mois une batterie de 200 ampères-heure de capacité montée sur isolateurs à huile n'avait perdu que 63 ampères-heure, soit 6 Vo de sa capacité initiale.

Les plaques se conservent en parlait état.

Moins recommandable est le procédé qui consiste à enlever Télectrolyte, et à le remplacer par de l'eau ; il arrive alors très souvent que la surface des plaques s'altère.

Durée des accumulateurs. — Tout d'abord, les plaques positives s'usent deux fois plus vite que les négatives. La durée d'une batterie sera très courte, toutes autres conditions égales, si l'on dépasse les régimes de charge et de décharge normaux, et si Ton néglige les soins quotidiens dont elle doit être Tobjet. Elle sera d'autant plus grande que les carcasses métalliques des plaques seront plus fortes, partant plus lourdes et par suite plus coûteuses. Les trépidations abrègent la durée des plaques en provoquant la chute des pastilles de matière active. Il est donc impossible de dire qu'une batterie fera un service de tant d'années, mais en prenant comme base les conditions moyennes d'épaisseur des plaques et de service, on peut compter sur une durée des plaques positives de un an à 18 mois et une durée à peu près double des plaques négatives.

Certains constructeurs assignent à leurs accumulateurs une durée beaucoup plus longue, et s'engagent à les entretenir à leurs frais pendant 10 ans moyennant une rétribution annuelle de 5 à 10 % du prix d'achat.

CHARGE ET DéCHARGB

Mise en charge (Tune batterie. — Les éléments sont tout d'abord groupés entre eux de façon à produire aux bornes, une fols chargés, une différence de potentiel

de 10 à 20 Vo inférieure à celle que donnera la machine. Leur résistance totale doit être le triple de celle de la dynamo.

Celle-ci est mise en marche jusqu'à ce qu'elle ait atteint sa vitesse de régime, et quand un voltmètre ou une lampe témoin indiquent que sa force électromolrice a pris sa valeur normale, on ferme le circuit des accumulateurs. La charge commence.

Conduite de la charge. ' — Dès le début la force électromotrice de la batterie étant nulle, il se pourrait que l'intensité du courant fourni par la dynamo fut supérieure à celle du régime de charge et ne détériorât les plaques : aussi intercale-t-on dans le circuit de charge, ou dans celui de Texcitation, une résistance variable, dite rhéostat, qui permet de graduer le courant. On pourrait obtenir le même résultat en modifiant le groupement des accumulateurs.

On voit Tinlensilé du courant de charge diminuer peu à peu pendant une vingtaine de minutes et prendre une valeur constante : à partir de ce moment on peut donner au courant de charge toute son intensité.

Pendant la charge, la densité du liquide des accumulateurs augmente et passe théoriquement de 1,150 à 1,220, tandis que le poids des plaques diminue : en effet, 1,464 grammes de sulfate de plomb correspondent respectivement à 1,153 d'oxyde puce et à 1 gr. de plomb, et ces trois corps ont pour densité le sulfate 6,24, Toxyde 9,42 et le plomb 11,36.

Une autre considération à déduire de ces chiffres est que 2,7 centimètres cubes de sulfate de plomb, correspondent à 1,4 centimètre cube de bioxyde et à 1 centimètre cube de plomb. Par suite, pendant la décharge

une alvéole renfermant 1 centimètre cube de plomb ou 1,4 centimètre de bioxyde, verra augmenter considérablement le volume de la matière active qu'elle contient ; rinverse se produira pendant la charge. Ces contractions et dilatations successives de la matière active provoquent des gondolements des plaques dont nous verrons ultérieurement l'effet nuisible.

Aussi longtemps que l'action électrolytique du courant pénètre aisément à Tintérieur des pastilles de matière active, la charge se continue et aucun phénomène nouveau n'apparaît. Lorsque la matière active sera décomposée sur une profondeur telle que les couches sousjacentes ne seront plus que peu altérées, Taclion électrolytique se portera sur l'eau acidulée qui se décomposera et des bulles de gaz se dégageront de plus en plus abondantes au fur et à mesure que la charge sera plus avancée. Le dégagement gazeux indique la fin de l'opération. Il ne faut pas cependant couper le courant dès l'apparition des bulles, la batterie serait incomplètement chargée. On doit attendre environ 1/2 heure pendant laquelle, à l'aide du rhéostat, on réduit peu à peu l'intensité du courant.

La charge est alors complète. On dérive le courant principal, sur une résistance, on met tout le rhéostat d'excitation en série sur les inducteurs, et l'on arrête la dynamo.

Un autre indice d'une charge complète est la variation de la densité du liquide ; mais il faut tenir compte cependant de ce que la composition du liquide n'est pas très constante.

Néanmoins on peut utiliser cette propriété de l'électrolyte à l'aide de densimètres, qui sont pour la plupart

278 L'KCLAinAOE ÉLECTRIQUE

des aréomèlres à poids constant, et de Tintéressant indicateur de charge de M. G. Roux. Cet appareil non seulement indique par la lecture où en est la charge^ mais encore avertit par une sonnerie de la fin de l'opération.

On peut modifier le courant de charge suivant les besoins, en utilisant un réducteur y le rhéostat e d'excitation de la machine et le rhéostat c intercalé dans le circuit principal : les combinaisons sont les suivantes : L'intensité restant constante augmenter la force électromotrice : accroître la résistance du circuit extérieur, par le rhéostat c ou le réducteur, et la force électromotrice de la machine par le rhéostat e ou une augmentation de vitesse.

Réduire l'intensité, la force électromotrice restant constaîilCy faire la manœuvre inverse de la précédente.

Augmenter Pintensilé, Réduire la résistance du circuit extérieur par le rhéostat e ou le réducteur.

La durée de la charge peut être évaluée en divisant la capacité totale exprimée en ampères-heure par l'intensité du courant de charge, et en multipliant le quotient par Tinverse du coefficient de rendement en quantité, 80 Vo en moyenne.

Exemple numérique. — Calculer la durée de charge d'une batterie de capacité totale de 2000 ampèresheure, le courant de charge ayant une intensité de 50 ampères. Réponse

r heures = i^^^ = 50 heures.

Décharge. — Les accumulateurs après avoir été convenablement groupés selon les nécessités du service, sont branchés sur le circuit d'utilisation. Si la résistance

de ce dernier est très grande l'intensité du couran^ baissera rapidement ; si elle est trop faible, au contraire les accumulateurs se déchargeront très rapidement et il en résultera d'abord un abaissement du rendement puis un gondolement des plaques qui peut provoquer la désagrégation et la chute de la matière active.

Quand le régime de décharge est normal, la différence de potentiel aux bornes de la batterie passe rapidement de 2,3 volts à 2 volts, taux auquel elle reste pendant presque toute la durée de la décharge ; vers la fin elle tombe à 1,9 volts. On ajoute alors quelques éléments de secours tenus jusque-là en réserve, qui remontent pendant un temps assez court la force électromotrice de la batterie, et quand on ne trouve plus à nouveau que 1,9 volt par élément on met la batterie hors circuit. Pratiquement elle est vidée, car pour sa conservation il est bon de ne pas pousser la décharge au delà de 73 % I il ^n résulterait une transformation trop profonde de la matière active en sulfate de plomb.

Après un certain temps de repos, l'accumulateur pourra être rechargé.

Après repos, il peut aussi fournir une seconde décharge utilisable, mais on a rarement à recourir à ce subterfuge.

Pour évaluer la durée de la décharge, on divise par Tintensité du courant de décharge, le produit de la capacité totale de la batterie par le coefficient de décharge, ce dernier représentant le point auquel on pousse cette dernière.

Exemple numérique. — Calculer la durée de décharge d'une batterie de 1 300 ampères-heure de capacité, le

coefficient de décharge et l'intensité du courant étant respectivement 75 Vo et 200 ampères :

Réponse :

T heures == 2OO X iOO = ^''^'^' La durée de décharge dépasse rarement 6 à 8 heures.

PROBLÈMES RELATIFS A l'eMPLOI DES ACCUMULATEURS

Problèmes relatifs à remploi des accumulateurs. — L'emploi des accumulateurs donne lieu à la résolution d'un certain nombre de problèmes dont nous donnons ci-dessous les types principaux.

jer Problème. — Déterminer les éléments d'une batterie destinée à alimenter pendant 5 heures. — 100 lampes à incandescence de 100 volts et 0,3 ampère, montées en dérivation, le circuit extérieur ayant une résistance de 0,2 d'ohm.

L'intensité du courant devra être de :

100 X 0,5 = 50 ampères

et la différence de potentiel aux bornes de la batterie de 100 volts ; pour contrebalancer la chute de potentiel aux bornes des lampes, il çonviçnt d'ajouter pour perte de charge dans le circuit :

/? X /= 0,2 X 50 = 10 volts.

La batterie devra donc donner 110 volts à ses bornes, et elle se composera de :

-TT- = 55 éléments en tension

ACCUMaLATEURS 281

soit 60 éléments en tenant compte des éléments en réserve que Ton devra ajouter vers la fin de la décharge,

La durée d'éclairage étant de 3 heures, la capacité de la batterie sera de :

5 X 50 = 250 ampères-heure.

On choisira donc le type d'accumulateur ayant cette capacité, et à son défaut, le type de capacité immédiatement supérieur.

2« Problème. — Calculer le travail développé par la dynamo et le moteur mécanique pour charger la batterie désignée dans le problème précédent, et déterminer les constantes de la dynamo de charge.

Le travail développé par la batterie est :

^ ^-^ — ^ = l0.09L743kilogrammètrespour

5 heures.

soit :