GALVANOMÈTRE ÉLECTRO-CAPILLAIRE

Galvanomètre Lippmann. — Cet instrument (, fig . 39), improprement appelé électromètre, est un véritable galvanomètre basé sur les variations qu’éprouve la constante capillaire du mercure en présence de l’eau acidulée sulfurique, lorsqu’il existe une différence de potentiel entre les deux liquides.

L’instrument se compose d’un tube de verre vertical A de 70 cm environ de hauteur, se terminant dans le bas par une partie très effilée. Ce tube contient du mercure jusqu’à une hauteur telle que la capillarité équilibre le poids de la colonne de mercure qui, dans ces conditions, se maintient un peu au-dessus de l’extrémité capillaire, prêt à s'écouler. La pointe plonge dans

de l’acide sulfurique étendu, qui est contenu dans le vase B, au fond duquel se trouve une couche de mercure.

Deux fils de platine a et [î, soudés respectivement dans le tube A et dans le vase B, permettent de les relier aux deux points dont on veut mesurer la différence de potentiel. Le pôle négatif doit être en communication avec le tube A et le pôle positif avec le vase B. La polarisation, due au passage du courant dans le sens BA, a pour effet d’augmenter la valeur de la constante capillaire et le mercure remonte alors dans la partie effilée du tube A. Les déplacements du ménisque s’observent à l’aide d’une loupe M.

Pour amener l’instrument au zéro, lorsqu’on veut faire une mesure, il faut d'abord égaliser les potentiels de A et de B, ce qui s’obtient par la mise en court-circuit des bornes a [L

Cet instrument peut être utilisé, comme indicateur, avec les méthodes de réduction à zéro, soit pour fournir des indications directes. Dans ce dernier cas, on prend, comme point de départ, la position occupée par le ménisque, après que les bornes a et p ont été mises en court-circuit. On relie alors à ces bornes les points dont on veut mesurer la différence de potentiel, différence qui ne doit pas dépasser 0,8 volt, et l’on ramène ensuite le ménisque à sa position initiale en exerçant une pression sur le haut de la colonne mercurielle. A cet effet on comprime, à l’aide de la vis E, la poire en caoutchouc T; un manomètre H fait connaître la valeur de cette pression, valeur de laquelle on déduit la différence de potentiel, exprimée en fractions de volt, à l'aide d’une courbe de graduation établie empiriquement. Au repos, les bornes de ce galvanomètre doivent toujours être reliées en court-circuit.

Ce galvanomètre est construit et exposé par la maison Breguet.

Fig. 39. — Galvanomètre électro-capillaire Lippmann.

ÉLECTRODYNAMOMÈTRES

ÉLECTRODYNAMOMÈTRES DE TORSION

Électrodynamomètres Siemens et Halske. — La Société Siemens et Ilalske, de Berlin, avait eNposé plusieurs modèles d’électrodynamomètres de torsion.

Le modèle le plus connu [fiy. 40) comporte un circuit fixe abcd [firj. 41) et un circuit mobile ABCD, replié en forme de rectangle et suspendu à un ressort r. Les extrémités du

Fig. 40. — Électrodynamomêtre de torsion Fig. 41. — Schéma des connexions de l'éleclro-

Siemens et Ilalske. dynamomètre Siemens et Halske.

circuit mobile plongent dans des godets M, M, remplis de mercure, qui servent à établir les communications nécessaires.

A l’état de repos, le plan du circuit mobile est perpendiculaire à celui du circuit fixe et un index I, fixé sur le circuit mobile, se trouve en regard du zéro de la graduation établie sur un cadran horizontal placé à la partie supérieure de l’instrument.

Lorsqu’un courant traverse l’électrodynamomètre en entrant par une des extrémités du circuit fixe et parcourant ensuite le circuit mobile, les parties ad et AD s’attirent, tandis que les parties ad et BC se repoussent; dans ces conditions, le circuit mobile est dévié de sa position d’équilibre, le ressort r se tord et l’index 1 se déplace dans le sens indiqué par la flèche.

La douille v , qui porte le ressort r, est également munie d’un index i qui, au repos, se trouve en regard du zéro du cadran gradué. Lorsque l’index I a été déplacé par suite de la déviation du circuit mobile sous l’action du passage d’un courant, on fait tourner à la

main la douille v dans le sens indiqué par la flèche, afin de tordre le ressort en sens inverse et cela jusqu’à ce quel’index Irev.enne auz'ro. L'indexl indique alors sur le cadran gradué la valeur

Fig. 43. — Résistance additionnelle pour éleetrodynamomètre Siemens et Halske.

Fig. 44. — Électrodynamomètre astaticpie Siemens et Halske.

de l’angle de torsion du ressort r, et l’on en déduit l’intensité du courant à l’aide d’une table,

fournie avec chaque instrument, table qui donne la valeur en ampères de l’intensité du courant

correspondant aux diverses divisions de la graduation,

lorsque l’index 1 a été ramené au zéro.

Généralement, le circuit fixe comporte deux bobines

dont le nombre de spires et la section du fil sont différents.

ün peut ainsi utiliser l'instrument pour la mesure d’intensités

très diverses. Le circuit mobile est suspendu à un fil de soie

sans torsion, afin que le ressort r ne subisse que des torsions

et n’ait pas à supporter le poids du circuit mobile.

Un autre modèle d’électrodynamomèlre de torsion est

représenté [fig. 42). 11 a été construit pour mesurer les

intensités de courants continus, alternatifs et polyphasés,

depuis 0 jusqu’à 50 ampères et depuis 0 jusqu’à 100 ampères.

En adjoignant à l’instrument une résistance additionnelle

exempte d’induction et que l'on peut fractionner [fig. 43),

on peut utiliser cet électrodynamomètre pour mesurer des

différences de potentiel allant jusqu'à 200 volts.

La Société Siemens et Halske a exposé également un

autre type d’électrodynamomèlre [fig. 44), destiné surtout

à être employé comme voltmètre pour tensions continues ou

alternatives de formes de courbe quelconques. 11 comporte

deux bobines fixes et deux bobines mobiles constituant

Fig. 45. — Électrodynamomètre à un système relativement astatiquc par rapport à des miroir Siemens et Ilalske. , ... ....

champs magnétiques assez éloignés.

Suivant les tensions à mesurer, on intercale dans le circuit des résistances non inductives qu’un commutateur à cheville permet d’insérer facilement. 11 se construit trois modèles de ce instrument : l’un permet de mesurer les tensions comprises entre 15 et 90 volts, l’autre de 30 à 190 et le troisième de 120 à 720.

ÉLECTROD YNAMOM, ÊTRES

La même Société a encore exposé un modèle d’électrodynamomètre à miroir que représente la figure 43. Cet instrument ne peut servir qu’à mesurer de faibles intensités du courant. Il comporte deux bobines fixes et une bobine mobile sphérique attachée au fil de suspension qui porte également le miroir. ,

Il n'entre aucune pièce métallique dans cet instrument; les carcasses des bobines et toutes les pièces, à l'exception des bornes, sont en matière isolante. Les oscillations sont atténuées par un amortisseur à air.

Electrodynamomètre Ganz. — Cet instrument, construit et exposé par la maison Ganz de Budapest, est de construction analogue à celle de l’électrodynamomètre Siemens. Il permet de mesurer l’intensité des courants continus et des courants alternatifs de toute fréquence jusqu’à 30 et jusqu’à 200 ampères.

Le courant traverse les bobines fixes et le circuit mobile montés en série et il développe un couple proportionnel au carré de son intensité. Le couple résistant étant proportionnel à la torsion du ressort, l'intensité mesurée est égale à Cyo, C étant une constante variable d’un instrument à l’autre avec le ressort utilisé et b étant l'angle de torsion.

Lin système de commutateur à fiches permet de retirer l’instrument du circuit ou de changer de bobine fixe sans interrompre le courant.

Électrodynamomètre J. Carpentier. — L’électrodynamomètre J. Carpentier ( fg . 46) est basé sur le môme principe que celui de Siemens, mais il en diffère par quelques détails de construction.

Le ressort à boudin et le fil de suspension en soie sont remplacés par un fil métallique de torsion qui sert en même temps de conducteur pour amener le courant à la bobine mobile.

Cet instrument, destiné à mesurer des courants d’assez grande intensité, a deux bobines fixes, formées d’un ruban de cuivre très épais et faisant un certain nombre de tours. La bobine mobile, placée à l’intérieur des bobines fixes, a son plan perpendiculaire à celui de ces dernières, auxquelles elle est reliée en dérivation ; elle est munie d’une aiguille d’aluminium dont la course est limitée par deux butées. Lorsqu’un courant traverse l’instrument, l’aiguille est déviée et, pour obtenir l’équilibre, on tourne le bouton supérieur jusqu’à ce que l'aiguille indicatrice soit ramenée à un point de repère placé entre les deux butées. Le bouton porte un index qui permet de lire l'angle de torsion sur un cadran. Une table, fournie avec l’instrument, fait connaître le nombre d’ampères correspondant aux divisions lues sur le cadran.

Électrodynamomètre Hartmann et Braun. — Cet instrument {fig. 47) diffère sensiblement des électrodynamomètres qui viennent d’ètre décrits. 11 se compose d'une bobine fixe, sorte de solénoïde plat dont l’axe est incliné sur la verticale, et de deux bobines mobiles fixées aux extrémités d’un bras horizontal et reliées en dérivation avec la bobine fixe. Cet équipage mobile est suspendu à l'aide d’un ressort en métal non magnétique et d'un fil métallique qui servent en même temps de conducteur au courant; l’ensemble des deux bobines et du bras qui les porte peut tourner autour d'un axe vertical passant par le centre de gravité.

Fig. 46. — Électrodynamomètre Carpentier.

Une ailette en aluminium, fixée à la partie inférieure de l’axe et enfermée dans une boîte cylindrique, a: sure l'amortissement.

Les bobines de l’équipage mobile sont îeliées entre elles de manière à constituer un système asiatique et à se rapprocher de la bobine fixe lorsqu’elles sont traversées par le courant. Grâce à celte disposition, on peut obtenir une échelle assez proportionnelle; en faisant varier les positions relatives des bobines, on peut aussi obtenir une échelle quelconque.

Cet instrument est à lecture directe.

ÉLECTRODYNAMOMÈTRES-BALANCES

Ampère-étalon Pellat. — Cet instrument est

constitué par une bobine fixe à axe horizontal

au centre de laquelle est placée une bobine à

axe vertical montée sur le fléau d’une balance

sensible au dixième de milligramme [fig. iS).

Les deux bobines sont montées en tension

et traversées par le même courant. On amène

le fléau au zéro en mettant un poids convenable

„„ , , ii . ... dans le plateau et en fixant le zéro à l'aide d'un

Fig. 47. — Electrodyi.a non.e.re Hartmann et Braun. 1

microscope monté sur le socle de l’instrument. Celui-ci ne comporte naturellement aucune pièce en métal magnétique ; les couteaux du fléau de la balance et les plans sur lesquels ils reposent sont en agate. Le cuivre du fléau est du métal pur exempt de fer.

Fig. 48. — Ampère-étalon Pellat.

Avec cet instrument, on peut mesurer des intensités dont la valeur est comprise entre 0,2 et 0,5 ampère.

L’intensité cherchée est donnée par la formule suivante : I — C ygM, en unités C. G. S. (1 unité C. G. S. d’intensité = 10 ampères).

Pour éliminer l’action du champ magnétique terrestre, on inverse le sens du courant dans la bobine fixe seule et, pour que le fléau s’incline dans le même sens dans les deux cas, on met