RESISTANCES

Résistances étalons. — M. J. Carpentier avait exposé une copie de l’étalon prototype de l’ohm constituée par un tube de verre horizontal, soigneusement calibré et terminé par des coupes élargies à chacune de ses extrémités ; ce tube est rempli de mercure pur. Pour établir la communication de l’étalon avec le circuit extérieur, on plonge dans les coupes des électrodes en cuivre amalgamé.

L’exposition de M. Carpentier comprenait également des étalons secondaires, à mercure,

du modèle de M. R. Benoît (fig. 139). La colonne de mercure est renfermée dans un tube de verre plusieurs fois recourbé, de 1 mm2 de section environ et de longueur réglée par tâtonnement pour amener la valeur de la résistance aussi près que possible de l’unité. Les extrémités de ces tubes pénètrent dans

Fig. 139. — Étalon secondaire de l’ohm modèle R. Benoit.

Fig. 140. — Étalon de l'ohm modèle Carpentier.

des llacons destinés à établir la communication électrique et servant, par conséquent, de prises de courant ; ces llacons ont une section d’environ 500 à 600 fois celle du tube dont les extrémités pénètrent jusqu’au quart environ de leur partie la plus large.

L’ohm étalon en fil métallique, exposé aussi par M. Carpentier, est en fil de maillechort ou de manganin roulé sur une bobine en bois paraffiné. La bobine terminée est recouverte d’une couche de paraffine destinée à empêcher l'humidité de produire des dérivations et placée ensuite dans une boîte cylindrique en laiton fermée par un couvercle en ébonite [fig. 140). Une ouverture pratiquée dans ce couvercle permet d’introduire un thermomètre à l'intérieur de la

boîte. Cet étalon est disposé pour pouvoir être plongé, si on le désire, dans un bain à température constante.

L’Institut physico-technique Impérial de Charlottenbourg (Allemagne) exposait l’appareil servant à déterminer la valeur de l’ohm suivant la définition légale. Cet appareil comporte des tubes en verre remplis de mercure, disposés horizontalement, dont les extrémités pénètrent dans des boules en verre munies de fils de platine soudés servant à établir les connexions électriques. Cinq tubes semblables sont disposés dans une boîte en cuivre remplie de pétrole refroidi par de la glace fondante et, par conséquent, à la température de 0°. Les tubes sont préalablement soigneusement vérifiés au point de vue du calibre, de la longueur et de la section transversale. Ils sont, en outre, comparés soigneusement de temps en temps entre eux et avec les copies de l’ohm étalon, pour que l’Institut soit toujours en mesure d’effectuer les vérifications de résistances qu’on lui envoie.

Fig. 141. — Résistances étalons, modèles Hartmann et Braun.

L’exposition de l’Institut physico-technique comprenait aussi des copies de l’ohm étalon établies avec des tubes de verre recourbés avec vases soudés aux extrémités. Ces appareils sont d’abord remplis de mercure pur; on y fait ensuite le vide et, enfin, on scelle les extrémités à la lampe d’émailleur. La valeur de l’ohm ayant été déterminée à la température de 0°, il est nécessaire, pour utiliser ces copies, de les plonger dans un bain de pétrole ayant cette température. Dans chaque vase extrême sont soudés trois fils de platine servant à établir les communications électriques.

L’appareil pour comparer les résistances étalons de valeurs approximativement égales, qui figurait également dans les vitrines de l’Institut, se compose de bains de pétrole de forme allongée, dont un peut être chauffé par la chaleur développée par le passage d’un courant dans une résistance. Pour la détermination du rapport de deux résistances, on se sert d’une boîte, reliée en dérivation, comportant deux résistances élevées, de 100 ohms par exemple; entre ces deux résistances s’en trouve une autre ayant pour valeur la millième partie de l’une d’elles, soit 0,1 ohm dans l'exemple actuel. La résistance du conducteur reliant les deux étalons à comparer est éliminée à l'aide d’une seconde boîte de résistances identique à la première. Grâce à ce dispositif, on peut atteindre facilement une précision de quelques millionièmes.

MM. Hartmann et Braun, de Francfort (Allemagne), exposaient des résistances étalons (fîcj. 141), établies d’après les types de l'Institut de Charlottenbourg. Ces résistances sont en manganin ou en constantan afin que leur coefficient de température soit négligeable. Les prises de courant de ces résistances sont nickelées pour pouvoir établir les connexions à l’aide de godets remplis de mercure. Ces résistances sont enfermées dans des boîtes de métal perforées, soigneusement nickelées pour pouvoir les plonger, sans qu’elles soient détériorées, dans des bains de pétrole lorsqu’on veut effectuer des mesures à température constante. Le modèle représenté sur la droite de la figure 141 se construit pour des résistances de 0,1 ; 1 ; 10; 100; 1000; 10 000

et 100 000 ohms. Le modèle représenté sur la gauche de la même figure est celui des résistances de 0,01 ohm, pouvant être utilisées comme shunts d’ampèremètre; la résistance est constiluée par une lame de manganin ou de constantan; ce modèle comporte, indépendamment des prises de courant, deux bornes d’attache spéciales. Enfin, le modèle représenté sur le milieu de la figure 141 est une résistance étalon de 0,001 ohm, pouvant également servir de shunt d’ampèremètre pour des courants dont l’intensité peut atteindre 500 et même 1 000 ampères, lorsqu’on utilise un dispositif permettant de refroidir convenablement celle résistance constituée par une lame de manganin à grande surface ; à cet effet, la résistance est placée dans un vase métallique que l’on remplit de pétrole et à l’intérieur duquel se trouve un serpentin parcouru par un courant d’eau froide; un agitateur mécanique permet d’uniformiser la température. Celte résistance étalon est munie, en outre, à la partie supérieure, d’une lame de cuivre servant à la mettre en court-circuit et de deux bornes destinées à recevoir les conducteurs du circuit dérivé et reliées directement aux extrémités de la résistance.

Les résistances étalons exposées par la Société Siemens et Halske, de Berlin (Allemagne), sont établies avec du fil de manganin dont le coefficient de température est inférieur à 0,00002 par degré centigrade. Ces étalons, exacts à 1/10 000 près de leur valeur, sont, sur demande, contrôlés et certifiés exacts par l’Institut de Charlottenbourg. Les petits modèles ont respectivement des résistances de 0,001 ; 0,01 ; 0,1 ; 1 ; 10; 100; 1 000 et 10 000 ohms. Les grands modèles, pour les très faibles résistances de 0,001 et de 0,0001 ohm, sont accompagnés d’un bain de pétrole avec agitateur mécanique et serpentin.

La Société Siemens et Halske avait également exposé un dispositif spécial pour la comparaison des résistances étalons. Ce dispositif comporte trois bains de pétrole séparés par des couches d’air; des godets à mercure servent à établir les communications et deux agitateurs, mis en mouvement par un petit moteur électrique, permettent d'uniformiser la température du bain. Cet appareil comporte, comme accessoires, deux boîtes de résistances contenant chacune deux bobines de 10 ohms, une résistance étalon de 0,01 ohm et deux résistances étalons de 10 ohms.

M. Otto Wolff, de Berlin (Allemagne), avait exposé dans les vitrines de l’Institut de Charlottenbourg des résistances étalons d’un nouveau modèle. Ces étalons, constitués par des lames de manganin, diffèrent des anciens modèles par la disposition donnée aux prises de courant qui sont établies à l’aide d’une pièce de cuivre massive dans laquelle sont soudées les extrémités des lames constituant la résistance. Les petits modèles, utilisés comme étalons et aussi pour les mesures d’intensité de courant par la méthode indirecte, ne peuvent absorber au maximum que 100 watts, même lorsqu’ils sont placés dans un bain de pétrole approprié; les grands modèles peuvent absorber jusqu’à 1 000 watts. Pour étalonner ces résistances, on prend des lames de manganin ayant une résistance moindre que la valeur que l’on veut leur donner; on diminue ensuite leur section transversale en perçant des trous plus ou moins grands jusqu’à ce que l’on ait obtenu la valeur exacte. Par ce procédé, on arrive sans difficulté à obtenir une résistance de 0,0001 ohm, exacte à moins d’un dix-millième.

M. Otto Wolff exposait aussi des résistances étalons en fil de manganin pour des valeurs allant depuis 0,1 ohm jusqu’à 100 000 ohms. Le fil de manganin employé est vieilli artificiellement avant l’étalonnage définitif en chauffant les bobines terminées, pendant dix heures, dans une étuve portée à la température de 140°. Dans ces conditions, on obtient des résistances variant aussi peu que possible avec le temps.

MM. Keiser et Schmidt, de Berlin (Allemagne), avaient exposé des résistances étalons établies d’après les types de l’Institut de Charlottenbourg et étalonnées à la température de 20°. Ces étalons, en manganin, sont enfermés dans une boîte métallique perforée que l’on plonge dans un bain de pétrole pour pouvoir en déterminer exactement la température et aussi pour obtenir une déperdition plus rapide de la chaleur produite par le passage du courant.

M. James White, de Glasgow (Grande-Bretagne), construit des résistances étalons de diverses valeurs, depuis 0,01 ohm jusqu’à 10 000 ohms, contrôlées parle Board of Trade. Ces

résistances sont en manganin ; celles de 0,01, 0,1 et 1 ohm ont un double enroulement, l’un en gros fil, l’autre en fil fin servant à déterminer l’étalonnage avec la plus grande précision.

Résistances étalonnées. — Pour effectuer des mesures d’intensité de courant par la méthode indirecte de la chute de tension produite aux bornes d’une résistance parcourue par le courant, il est nécessaire d'avoir à sa disposition des résistances étalonnées ou shunts.

Ces instruments sont constitués par des lames, des barres ou des grilles de maillechort ou d’un autre alliage, dont la résistivité varie peu avec la température. Le plus souvent, ces résistances sont suffisamment refroidies par l'air ambiant; dans certains cas, il est nécessaire de les refroidir artificiellement.

M. J. Carpentier, de Paris, avait exposé plusieurs modèles de shunts. Celui que représente la figure 142 est en fil de manganin, ayant une résistance de 0,0i ohm et pouvant supporter un courant de 100 ampères. L’air ambiant suffit pour le refroidir convenablement. Les shunts à circulation d’eau [fig. 143 et 144) sont constitués par un tube de maillechort terminé à ses extrémités par des raccords permettant de les relier à une conduite d’eau, par l'intermédiaire de tubes de caoutchouc. Des prises de courant et des bornes sont soudées sur le tube, de façon

Fio. 144. — Shunt de 0,001 ohm à circulation d’eau.

que la résistance comprise entre ces dernières soit exactement de 0,0001 ohm [fig. 143) ou de 0,001 ohm [fig. 144). Le shunt de 0,001 ohm peut supporter un courant de 1 000 ampères et celui de 0,0001 ohm un courant de 2 000 ampères. Comme la différence de potentiel aux bornes de ces résistances ne dépasse pas 1 volt pour le courant le plus intense qu’ils ont à supporter, il n’y a pas à craindre de phénomènes d’électrolyse. L’étalonnage approximatif de la résistance, comprise entre les deux bornes, étant obtenu par excès, on le termine en frottant le tube avec du papier d'émeri très fin ou avec du rouge d’Angleterre.

MM. Chauvin et Arnoux, de Paris, ont exposé des shunts déjà décrits à propos de leurs ampèremètres. Ils sont formés de lames de maillechort superposées, entre lesquelles on a laissé un espace vide, égal à leur épaisseur, afin de faciliter le refroidissement. Ces lames sont soudées par leurs extrémités dans de fortes pièces de bronze qui se terminent par des mâchoires dans lesquelles on fixe les conducteurs. Ces shunts sont étalonnés en donnant de petits traits de scie dans les lames de maillechort.

Les résistances étalonnées exposées par l'Allgemeine Elektricitàts Gesellschaft, de Berlin (Allemagne), sont constituées par des barres de maillechort superposées, dont les extrémités sont prises dans deux blocs de cuivre munis de mâchoires pour fixer les conducteurs. Ces résistances se construisent en plusieurs dimensions et peuvent supporter des courants dont l'intensité peut atteindre 8 000 ampères pour le plus gros modèle.

La Société Siemens et Halske, de Berlin (Allemagne), construit des résistances étalonnées qui ont déjà été décrites avec le milliampèremètre et millivoltmètre exposé par cette Société.

MM. Crompton et Cic, de Londres (Grande-Bretagne), exposaient toute une série de résistances étalonnées en manganin sous forme de fils, de lames et de tubes avec refroidissement par l’air et par circulation d’eau.

MM. James Wliite, de Glasgow (Angleterre), Hartmann et Braun, de Francfort( Allemagne), et le Dr Horn (Allemagne) avaient également exposé des résistances étalonnées formées de lames de maillechort.

L’Institut de Charlottenbourg avait exposé un modèle des résistances très élevées de Kundt. Ces résistances présentent quelques particularités très intéressantes, surtout au point de vue de leur fabrication. Pour les obtenir, on prépare un mélange de chlorures d’or et de platine qu’on délaie dans de l’huile de camomille ; au moyen d’un pinceau imbibé de cette préparation et monté sur le chariot d’un tour, on trace une hélice sur un tube de porcelaine placé sur ce tour. Ce tube est ensuite porté à la température du rouge dans un four à moufle, les chlorures sont alors réduits à l’état métallique, laissant sur la porcelaine une hélice très adhérente et excessivement mince en or-platine. La résistance électrique de cette hélice est considérable ; ainsi, par exemple, sur un tube de 15 cm de longueur et de 4 cm de diamètre, on peut tracer une hélice de 1 mm de largeur dont le pas est de 0,5 mm ; sa résistance atteint plusieurs mégohms. Il est naturellement facile de tracer deux hélices voisines et réunies à une de leurs extrémités, de manière que cet enroulement ne présente pas de self-induction. L’étalonnage de ces résistances se fait très facilement en retouchant les spires à la meule d’émeri. Un dépôt galvanique, effectué aux extrémités libres des hélices, permet d'y souder des bornes de prise de courant. Les très grandes résistances étant d’un prix fort élevé, on a, par le procédé Kundt, un moyen économique de les obtenir.

La Société Siemens et Halske, de Berlin (Allemagne), exposait une résistance en graphite de 100 mégohms. Cette résistance, exempte d’induction et de capacité, se compose de cinq parties ayant de 10 à 50 mégohms; elle est enroulée dans une rainure hélicoïdale pratiquée sur un cylindre d’ébonite protégé par une enveloppe en laiton. Le socle porte plusieurs bornes permettant de fractionner cette résistance.