BOITES DE RÉSISTANCES ET PONTS

Boîtes de résistances. — Un grand nombre de boîtes de résistances, avec ou sans pont, figuraient à l’Exposition. Quoique les boîtes à chevilles soient toujours très employées, on tend aujourd'hui, surtout en Allemagne, à substituer aux chevilles des commutateurs à manette beaucoup plus commodes.

Dans les premiers modèles de boîtes à contacts glissants, le courant passait par l'axe des manettes et il en résultait des résistances de contact assez variables. On n’emploie plus maintenant ce dispositif et l’on utilise des commutateurs à balais, étudiés d’après les modèles bien connus de l’appareillage pour éclairage électrique et pour courants intenses. L’emploi de frotteurs à balais avec larges surfaces de contact donne toute satisfaction, le nettoyage des contacts se faisant automatiquement par suite du frottement produit par la manœuvre des manettes.

Les boîtes de résistances à décades et à chevilles de M. J. Carpentier, avec ou sans pont

de Wheatstone, sont du modèle que représente la figure 145. Elles sont munies parfois de cdés à ressort destinées à fermer les circuits de la pile et du galvanomètre.

Les boites à contacts glissants du même constructeur [fig. 146) comportent une série de plots disposés circulairement et sur lesquels viennent frotter des manettes. Chaque groupe de

résistances (unités, dizaines, centaines, milliers) a une manette qui est reliée à celle du groupe suivant. Le courant, entrant par le plot zéro d’une série, traverse les bobines comprises entre ce plot et la manette, et, de là, va à la manette du groupe suivant. La manœuvre de ces boites est plus facile et plus rapide; mais elles sont moins précises que les précédentes à cause de la résistance variable des contacts qui, toutefois, est inférieure à 0,1 ohm pour tous les contacts de la boite à quatre décades et à quatre manettes. Ces boîtes à contacts glissants se construisent aussi avec pont de Wheatstone permettant, par la manœuvre d’une manette supplémentaire, d'obtenir entre les bras de proportion les rapports 1/100, 1/K), I, 10 et 100.

M. J. Carpentier exposait aussi une boite de dix bobines de 100 000 ohms, donnant au total 1 mégohm.

La maison Brcguet et M. Ducretet, de Paris, avaient également exposé des boîtes de résistances à chevilles du modèle bien connu.

L’Institut physico-technique Impérial de Charlottenbourg (Allemagne) exposait plusieurs boites de résistances.

Une de ces boites, à chevilles, est du modèle Siemens et Halske avec bobines en fil de manganin et plots disposés pour recevoir, indépendamment des chevilles ordinaires, des chevilles spéciales muniesd’une[borne pour prise de courant. La série des résistances va de 0,1 à 50 000 ohms. Elle sort des ateliers de M.Otto Wolff, de Berlin.

Une autre boîte de résistances à contacts glissants comporte quatre décades, composées

chacune de neuf bobines ayant une résistance de 0,1; 1; 10 et 100 ohms. Une seconde boîte du même modèle comporte également quatre décades de 1, 10, 100 et 1 000 ohms.

L’Allgemeine Elektricitals Gesellscliaft, de Berlin, avait exposé plusieurs modèles de boîtes de résistances, parmi lesquelles nous citerons :

1° Une boîte de 10 000 ohms de résistance totale, à chevilles, graduée de 0,1 ohm à 5 000 ohms avec bras de proportion comportant chacun quatre bobines de 1, 10, 100 et 1 O00 ohms;

H° Une boîte de résistances transportable avec pontetgalvanoscope;la série des résistances va delà 500 ohms ;

3° Une boîte de résistances à contacts glissants avec cinq décades comprenant chacune neuf bobines ayanfune résistance de 0,1 ; 1 ; 10; 100 et 1000 ohms et bras de proportion à trois bobines de 1, 10 et 100 ohms (, fiy . 147).

Le Dr Th. Edelmann, de Munich (Allemagne), construit des boîtes de résistances de précision avec bobines en lil de manganin qui, avant d’être étalonnées, sont soumises pendant un

certain temps à une température de 100°, afin de leur assurer une résistance constante. Toutes les bobines d’une valeur inférieure à 20 ohms ont un fil supplémentaire, relié en dérivation à l’enroulement principal, sur lequel on effectue les corrections, lors de l’étalonnage définitif. Le Dr Edelmann n’emploie pas, pour les boites de précision, les chevilles avec têtes en ébonite qui ne peuvent supporter l’effort nécessaire pour assurer un serrage suffisant entre les plots; il utilise des fiches en laiton que l’on serre à l’aide d'une clé spéciale. De cette manière, toutes les irrégularités disparaissent et 30 chevilles de 7 mm de diamètre ne donnent pas une erreur supérieure à ±0,0003 ohm. En outre, chaque boîte de résistances est munie d’un fil de manganin qui porte à une valeur simple la valeur des résistances de contact, soit 0,003 ohm, par exemple; dans ces conditions, on peut effectuer immédiatement la correction.

Les boites de résistances à cheville exposées par MM. Hartmann et Braun, de Francfort (Allemagne), ont leurs bobines à double enroulement établies avec des fils en alliage ayant un

Fig. 148. — Boîte à décades doubles et à manettes, modèle Hartmann et Braun.

coefficient de température pratiquement négligeable ; en outre, les bobines ne sont étalonnées qu’assez longtemps après leur fabrication. Le commencement et la fin de l’enroulement de deux bobines consécutives ne sont pas reliés à une tige commune, mais sont soudés à des tiges métalliques séparées et reliés à un même plot. Grâce à cette disposition, la somme des résistances, mesurées isolément, est égale à la résistance totale de la boîte. Chaque plot est fixé, à l’aide de rivets et de vis, sur la plaque d’ébonite servant de couvercle ; chacun d’eux porte, en outre, des ouvertures latérales destinées à recevoir des chevilles spéciales avec borne, permettant ainsi de prendre chaque résistance isolément, afin d’éviter toute cause d’erreur due aux résistances de contact des autres chevilles. Au lieu d’adopter, pour les séries de résistances d’une boîte, l’ordre habituel 1, 2, 2, 3, lü, 20, 20, 50, 100, etc., les résistances se succèdent dans l’ordre suivant: 1, 2, 3, 4, 10, 20, 30, 40, 100, etc.

Une boîte à décades doubles et à manettes (/fy. 148) figurait également dans l’exposition de MM. Hartmann et Braun. Une seule manette suffit» pour faire varier les résistances de chaque décade double ; dans ces conditions, quelle que soit la position des manettes, on a, entre deux bornes de l’instrument, une résistance de valeur constante, égale à la moitié de la somme des décades doubles, soit 10000 ohms, tandis qu’entre une de ces bornes et une troisième la valeur des résistances intercalées peut varier depuis 0 jusqu’à 10 000 ohms.

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Un autre modèle de boîtes de résistances à contacts glissanls avec pont, également exposé par MM. Hartmann el Braun, comprend quatre décades de dix bobines ayant une résistance de 1, 10, 100 et 1 000 obrns, au total 11 110 ohms; les bras de proportion comportent chacun trois bobines: l’un avec des bobines de 1, 10 et 100 ohms; l’autre avec des bobines de 10, 100 et. 1 000 ohms. Cette boîte est munie, en outre, d’une clé à double contact et permet de mesurer des résistances depuis 1 ohm jusqu’à 10 mégohms.

MM. Keiser et Schmidt, de Berlin (Allemagne), avaient exposé:

1° Une boîte de résistances de précision à chevilles, établie d'après les modèles de 1 Institut de Cbarlottenbourg ;

2° Une boite de résistances à décades et à chevilles ;

3° Une boîte de résistances, formant pont de Wheatstone, avec bobines de 1, 10, 100 et 1 000 ohms dans chaque bras de proportion ;

Fig. 149. — Boîte de résistances à décades, modèle Kohlrausch.

4° Une boîte de résistances à décades et à contacts glissants du modèle adopté par le service technique des télégraphes ;

5° Une boîte de résistances à chevilles depuis 0,1 ohm jusqu’à 1 000 ohms avec pont, ayant quatre résistances, de 1, 10, 100 et 1000 ohms, dans chaque bras de proportion;

0° Une boite de résistances à chevilles, par décades, ayant respectivement chacune dix bobines de 0,1 ; 1 ; 10 et 1000 ohms avec pont de Wheatstone dont les bras comportent chacun quatre résistances de 1, 10, 100 et 1000 ohms ;

1° Une boîte de résistances avec pont, du modèle du service technique des télégraphes; cette boîte avec contacts glissants comporte cinq décades circulaires et les bras de proportion du pont ont chacun trois bobines de 10, 100 et 1000 ohms.

Parmi les nombreux instruments exposés par la Société Siemens etllalske, de Berlin (Allemagne), on peut citer les suivants :

1° Boîte de résistances de précision à chevilles, du modèle de Kohlrausch, ayant une résistance totale de 20 000 ohms; les bobines sont complètement exemples d’induction et de capacité; elles sont enroulées d’après le système Chaperon avec fil unique, chaque couche ayant un sens d’enroulement inverse du précédent. Les résistances sont égales à la valeur inscrite à moins de 1/2000. La disposition donnée aux plots permet, à l'aide de chevilles, d’isoler certains groupes de résistances ( fvg . 149) ;

2° Boîte de résistances de précision à contacts glissants d’une résistance totale de 10000 ohms. Chacune des cinq séries comprend neuf bobines ayant une résistance de0,l; 1 ; 10; 100 et 1 000 ohms. Le courant est amené aux différentes manettes par des ressorts en cuivre en spirale, afin d’éviter les résistances de contacts de l’axe ;

3° Boîte de résistances à contacts glissants, d’une résistance totale de 100000 ohms avec quatre séries de neuf bobines ayant des résistances de 10, 100, 1000 et 10 000 ohms. Une cinquième manette permet de mettre en circuit un fil de compensation de 10 ohms de résistance, lorsqu’on veut mesurer des résistances inférieures à 10 olims(/îÿ. 130) ;

4° Boîte de résistances à chevilles avec pont, d’une résistance totale de 10 000 ohms, avec bobines de 1, 10, 100 et 1 000 ohms dans chaque bras de proportion du pont.

Les instruments exposés par M. Otto Wolff, de Berlin (Allemagne), étaient, d’abord, une boîte de résistances à chevilles avec pont, comportant cinq bobines de 0,1; 1; 10; 100 et

Fig 130. — Boite de résistances à contacts glissants, modèle Siemens et Ilalske.

1000 ohms dans chaque bras et une série de bobines depuis 0,1 jusqu’à 50 000 ohms, formant ensemble une résistance totale de 111 lOd ohms; puis une boîte de résistances à contacts glissants avec pont comportant dans chaque bras des bobines de 10, 100, 1 000 et 10 000 ohms, plus trois résistances supplémentaires de 1 ; 0,1 et 0,01 ohm qui, à l’aide de chevilles, peuvent être reliées à l’un des deux bras du pont; la série des résistances de comparaison est disposée en six décades, dont les bobines ont respectivement 0, 1 ; 1 ; 10 ; 100 ; 1 000 et 10 000 ohms.

M. Otto Wolff, de Berlin, exposait, en outre, dans les vitrines de l’Institut de Charlottenhourg, une boîte de résistances en fil de manganin recouvert, enroulé en une seule couche sur des feuilles de mica. Des contacts glissants permettent de faire val-ier les résistances mises en circuit ; les manettes sont munies de balais en lames minces d’argent qui glissent sur la tranche des feuilles de mica et établissent le contact avec les fils de l'enroulement dénudés en ce point ; la position des manettes sur les différentes résistances est indiquée par des chiffres qui se présentent dans de petites fenêtres ménagées à cet effet sur la partie biseautée antérieure de la boîte [fg ■ 151). Ce mode de construction des boîtes de résistances présente les avantages suivants :

1° Manœuvre rapide et facile;

2° Résistances de contact excessivement faibles

3° Ventilation parfaite des résistances;

4° Résistances sans induction ni capacité.

Le total des résistances de cette boîte atteint 100000 ohms.

Dans la section anglaise, des boites de résistances avec et sans pont avaient été exposées par M. James White, de Glasgow; Crompton et Cie, de Londres, et la Cambridge Scientific Instrument Company, de Cambridge.

Fig. 151 . — Boite de résistances à manettes, modèle Otto Wolff.

Pont de Wheatstone. — Un pont grand modèle pour les mesures très précises de résistances, semblable à celui qui a servi à la comparaison des étalons de l’olim légal établis par M. R. Benoît, était exposé par son constructeur, M. J. Carpentier.

Ponts doubles lord Kelvin. — Le pont pour la mesure de faibles résistances que représente la figure 132 a été réalisé par le même constructeur. Il est basé sur le principe du pont double de lord Kelvin et permet de mesurer des résistances comprises entre 1 microhm et 1 ohm.

Fig 162. — Pont Carpentier pour la mesure de faibles résistances.

Ce pont comporte deux couronnes de cuivre concentriques divisées en plusieurs secteurs; la couronne extérieure a 14 secteurs, tandis que la couronne intérieure n’en a que 2. Un bras diamétral porte un frotteur à chacune de ses extrémités ; ce frotteur, constitué par un ressort lame, appuie sur les couronnes et les réunit métalliquement. Naturellement, les frotteurs sont isolés du bras qui sert à les manœuvrer. Chaque secteur de la couronne extérieure porte, gravé, un nombre ou une fraction ; ces secteurs sont reliés au point de jonction de deux séries de résistances constituant les bras de proportion du pont; le simple déplacement du bras diamétral amène les conducteurs du galvanomètre aux deux points correspondants des deux séries de résistances et, par sa position, indique la valeur du rapport qui peut être 1/100, 1/10, 1, 10 et 100.

Une tige de maillechort bien calibrée et parfaitement étalonnée sert de résistance de comparaison ; un curseur, mobile sur cette tige, sert à faire varier la résistance intercalée et estmuni d'une

Fig. 153. — Schéma des connexions du pont Carpentier.

fenêtre avec repère qui se déplace au-dessus d'une règle divisée dont la graduation permet de déterminer la valeur de la résistance à mesurer. Les connexions à établir sont des plus simples.

On relie les bornes 1 et 2 [fig. 153), marquées «courant», à la résistance à mesurer, en dehors des points où la mesure doit être faite, ces derniers étant en communication avec les bornes 3

Fig. 155. — Pont double, modèle Otto Wolff.

et 4, marquées « dérivation ». Il n’y a plus alors qu’à amener les conducteurs du galvanomètre et ceux de la pile à leurs bornes respectives 5, 6, 7 et 8. L’équilibre s'obtient, une fois le rapport

convenable des bras de proportion trouvé, en déplaçant le curseur. La résistance mesurée est égale à la valeur de la résistance lue sur la règle en face du repère, valeur que l’on multiplie par le coefficient lu sur le bras diamétral.

Le pont double lord Kelvin, exposé par MM. Hartmann et J3raun,de Francfort (Allemagne), est représenté schématiquement sur la figure 154. La résistance à mesurer se fixe entre les bornes K, et K2 ; un galvanomètre très sensible et de faible résistance est relié aux bornes G, G,

et la source de courant aux bornes B, B. On relire les chevilles nécessaires dans les deux ponts de manière à obtenir une proportion convenable, proportion qui doit être la même dans les deux, et on déplace ensuite le curseur S3 le long de la tige r, servant de résistance de comparaison et calibrée en millièmes d’ohm, jusqu’à ce que le galvanomètre reste à zéro. En désignant par n la

proportion des résistances du pont p — ~ et par r la résistance lue sur la règle divisée en

regard de l’index S3, la valeur de la résistance mesurée, comprise entre les points S, et S2, est donnée en multipliant r par n. Lorsque la résistance à mesurer est supérieure à 0,1 ohm, on intervertit la position des conducteurs reliés aux deux extrémités de chaque pont, et la valeur lue sur la règle graduée doit alors être divisée par n.

Le pont double de lord Kelvin, du modèle employé par l’Institut de Charlottenbourg, est construit par M. Otto Wolff, de Berlin [fig. 155). On utilise comme résistance de comparaison un étalon R de 0,001 ohm, par exemple (fig. 156), placé à côté de la résistance à mesurera?, le tout étant immergé dans un bain de pétrole. Les deux résistances sont montées en série et parcourues par le même courant d’environ 2 ampères d’intensité par millimètre carré de section de l’échantillon à mesurer. Les bornes n, n de la résistance étalon sont reliées aux bornes N, N du pont; les points W, W, limitant la résistance x à mesurer et distants de 50 cm l’un de l’autre, sont reliés aux bornes W, W du pont.

Lorsque le galvanomètre reste au zéro, on a x = -, à la condition, toutefois, que, d’autre part, on ait a = b et c = d.

Dans le pont que représente la figure 156, a et b sont des résistances ayant respectivement 100, 50 et 25 ohms ; on choisit celle qui convient le mieux pour la mesure à effectuer, en ayant soin d’enlever la même cheville en a et en b. On agit alors sur les manettes des quatre décades doubles (centaines, dizaines, unités et dixièmes), jusqu’à ce que l’on obtienne le zéro au galvanomètre. La valeur lue sur les secteurs du haut de chaque décade, par exemple 774,2 (fig. 156), permet de calculer la résistance mesurée par la relation :

dans laquelle 0,001 est la valeur de la résistance étalon et 100, celle de la résistance intercalée en a et b. La valeur de c est toujours égale à celle de d , puisque les manettes actionnent simultanément deux frotteurs reliant chacun une des séries de plots avec le secteur correspondant.

Pont de Wheatstone-Kirchhoff. — MM. Hartmann et Braun, de Francfort (Allemagne), exposaient un pont de Wheatslone-Kirchhoff (fig. 157), destiné surtout à mesurer la résistance des électrolytes.

Il se compose d'un fil de 3 m de longueur servant de pont; la résistance de ce fil peut être décuplée à l’aide de deux résistances auxiliaires C ayant chacune 4 1/2 fois la valeur de celle du fil et que l’on peut relier ensemble à l’une ou à l’autre extrémité du fil ou bien séparément de chaque côté. Le fil est disposé sur un cylindre en marbre blanc et fait 10 tours ; la circonférence de ce cylindre est divisée en 100 parties. Une petite roue de contact, montée sur un axe, sert en même temps à faire connaître le nombre de tours du fil mis en circuit. Cinq bobines de résistance, avec enroulement du système Chaperon, ayant respectivement 1, 10, 100, 1000 et 10 000 ohms, servent à établir la proportion convenable d’après la valeur des résistances à mesurer. Le galvanomètre est remplacé par un téléphone qui reste silencieux lorsque l’équilibre est obtenu. Comme source de courant, on utilise les courants fournis par une bobine d’induction.

Fig. 157. — Pont de Wheatstone-Kirchhoff.

Pont-téléphone de Nippoldt. — Cet instrument (fig. 158), exposé par MM. Hartmann et Braun, est utilisé pour mesurer la résistance des conducteurs de paratonnerres. Il comporte un télé-

phone, forme montre, à l’intérieur de la boîte duquel est disposé un fil calibré, servant de pont et sur lequel glisse un contact muni d’un index se déplaçant sur un disque gradué. Une bobine

de résistance de 1 ohm est reliée à une des extrémités du fil ; une manette i permet d’y ajouter une bobine de 9 ohms. Une bobine d’induction, alimentée par une pile à liquide immobilisé, sert à actionner l'instrument ; elle est reliée par un câble souple à deux conducteurs, d’une part à la manette servant à mettre les résistances et le fil calibré en circuit et, de l’autre, au contact mobile. Le téléphone est relié aux deux extrémités du pont par l’intermédiaire des bornes g et g , ou g2, mises en communication par une lame de cuivre. Un second câble permet de se relier à la terre pour fermer le circuit, si on désire employer la méthode de Wiechert. La résistance à mesurer est amenée aux bornes G et K, qui communiquent l’une à la manette du pont et l’autre à l’extrémité opposée du fil calibré.

Le pont-téléphone, la bobine d’induction, la pile, un galvanomètre et divers accessoires sont réunis dans une sacoche en cuir. Cet instrument permet de mesurer des résistances depuis 0,01 jusqu’à 100 ohms et de 0,1 à 1 000 ohms, lorsqu'on met en circuit la résistance de 9 ohms par la manœuvre de la manette; dans ce dernier cas, les lectures doivent être multipliées par 10. Pour remplacer le téléphone par un galvanomètre, il suffit d'enlever la lame de cuivre h et de relier les conducteurs du galvanomètre aux bornes g et gr

3/.i Gr.

Fig. 158. — Pont-téléphone de Nippoldt.

Pont de Kohlrausch. — Cet instrument [fig. 159), construit et exposé par MM. Hartmann et Braun, de Francfort (Allemagne), se compose d’un fil calibré sur lequel glisse un curseur

Fig. 159. — Pont de Kohlrausch.

muni d’un index I se déplaçant devant une règle graduée en ohms. Cinq bobines de résistance ayant respectivement 0,1 ; 1 ; 10; 100 et 1000 ohms permettent d’obtenir la proportion convenable pour la résistance à mesurer; on met en circuit celle de ces résistances qui laisse l’index I dans la partie médiane de la graduation. Cet instrument permet de mesurer des résis-

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tances depuis 0,05 ohm jusqu’à 20000 ohms, ha valeur de la résistance mesurée est donnée par le nombre lu sur la graduation que l’on multiplie parla valeur de la résistance de comparaison utilisée.

OHMMÈTRES

Ohmmètres Carpentier. — M. Carpentier exposait deux types d’ohmmèlres : l’un à circuits fixes, l’autre à circuits mobiles.

L’ohmmètre à circuits fixes présente l’aspect extérieur d'un voltmètre et fond ion ne posé à plat.

Les circuits fixes comprennent deux bobines perpendiculaires au centre desquelles se trouve une armature de fer doux montée sur pivots.

Sous l’influence du champ résultant produit par les bobines traversées, l’une par le courant constant de comparaison, l’autre par le courant qui circule dans la résistance à mesurer, l’armature de fer prend une orientation définie par la position d’un index se déplaçant devant une graduation tracée expérimentalement.

Pour que l’aiguille prenne de suite sa position d’équilibre, malgré le manque d’amortissement, une fourchette (fig. 1G0), mue par un bouton molette, maintient l'index et ne lui permet

Fig. 161. — Ohmmètre à circuits mobiles, modèle Carpentier.

qu'un faible écart entre les dents de la fourchette. En tournant doucement le bouton moletté, l’aiguille, après avoir adhéré à la fourchette, finit par l’abandonner sans secousses et par prendre sans oscillations sa position d’équilibre.

L’ohmmètre à circuits mobiles [fig. 101) est constitué par deux cadres superposés, placés

Fmirchetto

A ujuaII*-

Élévation

Fig. 160. — Fourchette de l’ohmmètre à circuits fixes, modèle Carpentier.

à 90° l’un de l’autre et mobiles dans un champ magnétique très intense, créé par des aimants en U; des cylindres de fer doux, concentriques aux cadres mobiles, diminuent la réluctance magnétique.

Le courant est amené aux cadres par des boudins de fil d’argent très fins, que l’on choisit aussi souples que possible afin qu'ils ne fassent pas ressort.

L’un des cadres est relié avec la source de force électromotrice et l’autre est monté en série avec la résistance à mesurer. Dans ces conditions, les deux couples de sens inverse qui agissent sur les cadres sont tous deux proportionnels à la force électromotrice du générateur d’énergie électrique, et l’un d’eux est inversement proportionnel à la résistance à mesurer; l’équipage mobile prend alors la position pour laquelle ces couples sont égaux.

L’équipage mobile, constitué par les deux cadres et par l’aiguille indicatrice, est monté sur pointes et supporté par des chapes en agate.

Fig. 162. — Magnéto pour ohminètre Carpentier.

La graduation de l’instrument va de 100 à 50 000 ohms; mais, au moyen de deux shunts, on peut réduire de 10 ou de 100 fois l’action du cadre en dérivation, ce qui permet de mesurer jusqu’à 5 mégohms.

L'instrument est complété par une petite magnéto à main, pouvant donner un courant continu sous 120 volts à la vitesse angulaire de 100 tours par minute [fig. 162).

Ohmmètre portatif Chauvin et Arnoux. — L’olimmètre portatif exposé par MM. Chauvin et Arnoux, de Paris ( fig . 163), permet de mesurer rapidement et avec précision des résistances comprises entre 0,1 ohm et 20 mégohms. 11 peut, par conséquent, être utilisé pour effectuer aussi bien des mesures de résistance ordinaire que des mesures de résistance d'isolement.

Basé sur le principe du pont de Wheatstone, ce qui rend ses indications indépendantes de la valeur absolue et des variations de la force électromotrice du courant employé, cet instrument comporte six bobines de résistance {fig. 164) servant de comparaison et ayant respectivement pour valeur 1, 10, 100, 1 000, 10 000 et 100 000 ohms. Ces bobines peuvent être substituées l’une à l’autre à l’aide d’un curseur C' que l’on amène à la main sur l’un des plots correspondant à ces diverses résistances. L’autre bras du pont est constitué par la résistance à mesurer que l’on relie aux bornes X, X'.

Les branches de proportion du pont sont formées par un conducteur très régulièrement roulé sur un cylindre en matière isolante, ce qui permet d’obtenir sur une faible longueur (40 cm) une résistance de plusieurs milliers d’ohms comparable, par conséquent, aux résistances

moyennes à mesurer. Sur ce cylindre-rhéostat et suivant une de ses génératrices, frotte un contact à ressort fixé sur un curseur C, muni d'un index se déplaçant le long d’une règle divisée ayant la même longueur que le cylindre-rhéostat.

Ce contact, en se déplaçant le long du fil du rhéostat, permet de faire varier de zéro à l’infini le rapport des deux résistances, dont la somme est constante et égale à celle du rhéostat entier. Les divisions de la règle portant le curseur sont telles qu’elles font connaître directement et sans calcul la valeur de ce rapport pour chaque position du curseur.

Fig. 163. — Ohmmètre portatif Chauvin et Arnoux.

Le galvanomètre G, employé comme instrument de réduction à zéro, est un galvanomètre apériodique très sensible, à cadre mobile dans un champ magnétique, ce qui dispense d’orienter l’instrument et permet de l’utiliser, même au voisinage des dynamos. Le cadre mobile est suspendu entre deux ressorts en boudin, ce qui donne une sensibilité bien plus grande qu'un montage sur pivots. En outre, le cadre mobile est serti enLre deux bagues de cuivre pur qui

Fig. 164. — Schéma des connexions de l’ohmmètre Chauvin et Arnoux.

constituent un amortisseur électromagnétique puissant. L’équipage mobile est complété par une aiguille indicatrice en aluminium, dont l'extrémité se déplace dans le champ d'une forte loupe ; cette aiguille est pourvue d’une tête de torsion O, qui permet de la ramener facilement à zéro, en face d’un repère. A droite et à gauche de cette ligne de repère, deux flèches, orientées en sens inverse, indiquent dans quel sens il faut pousser les curseurs pour ramener l’aiguille à zéro, lorsqu’un courant traverse le pont.

La sensibilité du galvanomètre est telle qu’une force électromotrice de 15 à 20 volts est suffisante pour effectuer des mesures de résistance d’isolement allant jusqu'à 20 mégohms et de 1 volt, pour des résistances comprises entre 0,1 et 100 ohms.

Généralement, le courant est fourni par une batterie de 12 éléments de pile à liquide immobilisé que l’on peut loger dans une boîte ayant les mêmes dimensions en largeur et longueur que celles de l’instrument, mais de hauteur moitié moindre. Les conducteurs de la pile se relient respectivement aux bornes B, B' placées en dehors de la boîte.

La valeur de la résistance mesurée est donnée par le nombre lu sur la règle divisée, lorsque l’équilibre est obtenu, en ayant soin de reculer la virgule de 0, 1, 2, 3, 4 ou 5 rangs vers la droite, en ajoutant de ce même côté autant de zéros que cela est nécessaire, suivant que l’on a employé l’une ou l’autre des résistances de comparaison qui portent les nos 0, 1, 2, 3, 4 et 5.

Cet ohmmètre peut être employé à la mesure des résistances avec un courant alternatif. Il suffit de substituer à la pile le secondaire d’une bobine d’induction et au galvanomètre un

téléphone ordinaire. Les extrémités jdu circuit secondaire de la bobine d’induction se fixent dans les bornes S, S' et les fils du téléphone dans les bornes T et T'. Les lectures sur l’échelle divisée se font de la même manière que dans le cas du courant continu, le silence obtenu dans le téléphone correspondant à l’équilibre qui, dans l’autre cas, était indiqué par la position de l'aiguille du galvanomètre sur le zéro.

Naturellement, l’emploi des courants alternatifs et du téléphone ne permet d’effectuer des mesures exactes, correspondant au silence absolu dans le téléphone, qu’à la condition que la

résistance à mesurer ne présente pas de capacité appréciable ou qu’une selfinduction convenable compense exactement cette capacité.

Fig. 16Ü. — Ohmmèlre Hartmann et Braun.

Ohmmètre Hartmann et Braun. —

Cet ohmmètre à lecture directe {fîg. 165) est constitué par un galvanomètre à deux cadres mobiles croisés, placés dans un champ magnétique homogène et permanent. La disposition adoptée est semblable à celle d’un galvanomètre différentiel, et les résistances sont déterminées par la mesure de la

proportion — • L instrument est gradué

en ohms et muni d’un dispositif d’amortissement. Les mesures sont indépendantes de la tension du courant employé. Un shunt permet d’augmenter la limite des mesures. La résistance à mesurer est reliée aux bornes de gauche, marquées X, et la source de courant, qui doit avoir une tension de 100 volts environ, aux bornes de

droite. Une clé et un mécanisme d’arrêt automatique pour l’équipage mobile du galvanomètri sont, ainsi que la manette du shunt, disposés sur la plaque d’ébonite servant de couvercle L’instrument, destiné principalement au contrôle de l’isolement des canalisations, permet d( mesurer des résistances d’isolement depuis 1 000 ohms jusqu’à 1 mégohm.

Ohmmètre de l’American Electric Specialty Company. — Cette compagnie, de New-York City, exposait un ohmmèlre destiné à être mis entre les mains des personnes les moins familiarisées avec les mesures électriques. Cet instrument [fie/. 166) se compose d’un pont de Wheatstone avec téléphone.

La boîte de l’instrument contient une pile de quelques éléments à liquide immobilisé et la résistance de comparaison qui est fixe et inaccessible.

On fait varier le rapport des bras de proportion du pont :

1° Par fractions importantes en déplaçant convenablement la cheville visible à droite sur la figure 166 ;

2° Par fractions aussi faibles que l’on veut, en promenant un style le long d’un fil métallique tendu entre deux échelles graduées.

Les conducteurs entre lesquels on veut mesurer la résistance d isolement sont reliés aux bornes X, X, et la cheville est placée entre les plots extrêmes de droite. On fait glisser alors le style le long du fil jusqu’à ce que le téléphone reste silencieux. Si l’on ne peut obtenir ce résul-

tat, on recule la cheville d’un rang vers la gauche et on recommence l’opération. En continuant à déplacer la cheville et le style, on arrive à obtenir le silence dans le téléphone.

La valeur de la résistance d'isolement se lit directement sur l’une des échelles divisées au point qui se trouve en face du style, lorsque le silence du téléphone est obtenu. On lit la valeur de la résistance d’isolement sur l’une ou l’autre des échelles, suivant la position occupée par la cheville.

Pour éviter toute erreur, les plots entre lesquels se place la cheville ont une couleur différente, couleur qui est la même pour les échelles correspondantes.

Lors du transport de l’instrument, le téléphone K se place dans un compartiment ménagé sur la gauche de la boite et fermé par une porte à coulisse.

I'ig. 166. — Ohmmèlre du l’American Electric Specialty Company.

Il se construit quatre modèles d’ohmmètres de ce système:

1° Ohmmètre à quatre échelles de couleurs différentes, pour des mesures de résistances d'isolement jusqu'à 2 mégohms;

2° Ohmmèlre à quatre échelles pour mesurer jusqu’à 200 000 ohms;

3° Ohmmètre à trois échelles pour mesurer jusqu’à 200 000 ohms;

b? Ohmmètre à trois échelles pour mesurer jusqu’à 20 000 ohms.

D’autres modèles d’ohmmètres étaient également exposés, dans la section allemande, par la Société Siemenset Halske, par l’Allgemeine Elektricitàts Gesellschaft et par M. Paul Meyer.

Parmi les constructeurs ayant exposé des instruments destinés à mesurer les résistances d’isolement des canalisations d’énergie électrique, nous citerons encore les suivants :

Le Dr P. Meyer, de Berlin, qui exposait un mégohmmètre portatif pour mesurer la résistance d isolement d’une canalisation à deux conducteurs en charge parcourus par un courant continu de 530 volts.

MM. Hartmann et Braun, de Francfort, exposaient aussi plusieurs modèles d’installations transportables pour mesure de résistances d’isolement, comprenant : galvanomètre, shunt, lunette et échelle, batterie de piles à liquide immobilisé, résistance de comparaison de L00 0U0 ohms, etc., le tout renfermé dans un coffre en chêne se montant sur trois pieds pliants.

M. J. Carpentier présentait une installation portative avec trépied pliant, composée d’un rhéostat circulaire double avec pont de Wheatstone et d’un galvanomètre Deprez-d’Arsonval réunis dans la même boite, et une seconde installation, permettant d’appliquer la méthode du galvanomètre étalonné, comprenant un galvanomètre Deprez-d’Arsonval à microscope avec son shunt, une résistance de 100 000 ohms, un commutateur tournant et une clé de galvanomètre.

POTENTIOMÈTRES

On sait que les potentiomètres sont actuellement les instruments qui permettent de mesurer avec le plus de précision les tensions et les intensités des courants continus. De même, les mesures de résistances peuvent s’effectuer avec ces instruments presque aussi facilement qu’avec le pont de Wheatslone et avec autant de précision ; pour la mesure de faibles résistances, ils remplacent avec avantage le pont double de lord Kelvin.

Potentiomètre J. Carpentier. — Dans cet instrument, exposé par M. J. Carpentier, de Paris, on a réalisé une disposition d’ensemble très pratique et qui offre l’avantage de prévenir toute chance d’erreur dans les manipulations.

La résistance du circuit potentiométrique reste parfaitement constante lorsqu’on fait varier celle du circuit de compensation qui le shunte partiellement.

Rhéostat fie, %0 OOO ohms

IJ — Pi 7c azLXzZuiire,

- 2 d u olis

Milliers 11 bobines de ÎOOO ohms

UtÇOOohmj •

' î~T~T~3r "ïo“v

( Dixszxnes)

21 bobines de 100 ohms

JLl JÛOOO ” } ohms

o 'T 'ê 3 'Z 'T'd' Y 'Vr

( Centaines)

JO bobines de 200 ohm*

o TT1 T~7~6

( Unités )

lObobùies de> 2 ohms

oTJ ,ïf J J 6' 7 8 9 20

Fig. 107. — Principe du potentiomètre Carpentier.

Cette condition, indispensable pour que le tarage une fois effectué se conserve, est réalisée avec le minimum de bobines La figure 167 montre le principe de la disposition adoptée.

Le circuit potentiométrique a une résistance totale voisine de 20 000 ohms, pouvant être portée à 40 000 ohms, lorsque la pile constante auxiliaire a deux éléments au lieu d’un.

Ce circuit comprend, comme partie invariable, une série B de 11 bobines de 1 000 ohms, une série C de 11 bobines de 10 ohms et une bobine de 10 000 ohms qu’on peut intercaler en A, entre les séries B et O, ou en A' extérieurement à ces séries.

La partie variable du circuit potentiométrique est constituée par un rhéostat R de 20 000 ohms, dont la résistance utilisée peut varier ohm par ohm.

La série B est munie d’un curseur bipolaire B qui permet de shunter deux bobines consécutives quelconques par une série de 10 bobines de 200 ohms.

La résistance totale de la série B est ainsi ramenée à 10 000 ohms au lieu de 11000.

POTENTIOMÈTRES

La même disposition se retrouve pour la série C, dont deux bobines consécutives sont toujours shuntées par un ensemble de 10 résistances de 2 ohms.

La résistance totale de la série C se réduit donc à 100 ohms.

Le circuit de compensation comprend, montés en série, la pile étalon E0, le galvanomètre G et l'interrupteur à clé D. 11 est dérivé par les curseurs B, G sur le circuit potentiométrique. Entre les points B et C, la résistance peut varier ohm par ohm, depuis 0 jusqu’à 20 000 ohms.

Voici comment s’obtient cette variation:

En agissant sur le curseur b , on introduit les résistances par unités jusqu’à 10 ohms. Le curseur C permet les variations par dizaines, le curseur a par centaines et le curseur B par milliers d'ohms.

Fig. 168. — Schéma des connexions du potentiomètre Carpentier.

La variation par dizaines de mille est obtenue par la manœuvre de la cheville placée en A ou A\

Quand on enfonce la cheville en A, la résistance comprise entre les extrémités B, C du circuit de compensation peut atteindre 10 100 ohms et on peut, lorsque l’instrument est taré, mesurer toute tension comprise entre 0 et 1 volt à 0,0001 près.

Si la cheville est introduite en A', la résistance entre B et C peut aller jusqu’à 20 100 ohms et la mesure de tensions comprises entre 1,00 et 2,00 volts peut se faire avec la même approximation que dans le cas précédent.

La disposition qui consiste à shunter deux bobines consécutives quelconques d’une des séries B et C, par un groupe de bobines de même résistance, est celle du pont de Thomson- Varley.

Elle procure l’invariabilité de résistance du circuit potentiométrique, malgré le déplacement des curseurs B, a, C, b, et cela avec 43 bobines seulement dans l’appareil Carpentier.

La figure 168 montre le schéma des connexions du potentiomètre Carpentier.

L’ÉLECTIUCITÉ A L’EXPOSITION

Le rhéostat, variable ohm par ohm, est représenté par R,, R2. 11 se compose de quatre séries de résistances de 1 000, 100, 10 et I ohm, aboutissant à des plots disposés en cadrans sur lesquels glissent des manettes à contacts. La bobine de 10 000 ohms est fixée sur le plateau mobile d’un commutateur AA, A' A', qui peut tourner de 90° dans un sens ou dans l’autre.

Cette bobine relie les frotteurs d, ot', tandis que ceux marqués e, ë sont en communication directe.

Il suffit donc d’une rotation d’un quart de tour du commutateur pour que la bobine de 10 000 ohms se trouve intercalée en A ou en A'.

La résistance aux bornes de laquelle est branché le circuit de compensation s'apprécie facilement en observant le commutateur AA' et la position des divers curseurs, en suivant l’ordre A, B, a, C, 6, qui correspond en ohms aux dizaines de mille, milliers, centaines, dizaines et unités.

P est la clé du galvanomètre; elle est à contacts successifs. Au repos, la clé est relevée; elle met le galvanomètre en court-circuit, ce qui est commode pour maintenir le spot lumineux au zéro, lorsque le galvanomètre est du système Deprez-d Arsonval. Le court-circuit cesse dès qu’on appuie sur la clé P.

Fig. 1G9. — Potentiomètre Carpentier.

Si on l’ahaisse incomplètement, le galvanomètre se trouve intercalé dans le circuit de compensation, mais à travers une résistance de 100 000 ohms, dite résistance de 'protection.

On évite par ce moyen de détériorer la pile étalon en la laissant débiter, lorsque le réglage du circuit de compensation n’est pas encore parfait. La résistance de protection est mise, d’ailleurs, en court-circuit lorsque la clé P est abaissée à fond.

Le commutateur bipolaire MM', à manettes attelées, sert à introduire dans le circuit de compensation l’élément étalon, une différence de potentiel inconnue x inférieure à 2 volts ou, enfin, une autre X supérieure à 2 volts.

Dans ce dernier cas, la source X débite sur une résistance R' dont une fraction déterminée est branchée sur le commutateur MM*

Les plots sur lesquels glisse la manette du commutateur R' portent, en chiffres gravés, les facteurs par lesquels il faut multiplier la tension indiquée par le potentiomètre pour avoir la valeur deX. Ces facteurs sont 3, 10, 30, 100 et 300.

Le potentiomètre permettant d’apprécier directement toute tension jusqu’à 2 volts, on place la manette du réducteur R':

Sur le plot 3 pour X inférieur à 3 X 2 = 6 volts

POTENTIOMETRES

La résistance totale du réducteur de tension R' est exactement de 300 000 ohms et la fraction comprise entre les plots -f- X, — X du commutateur est nécessairement alors de 1 000 ohms.

Comme l’indique la figure 107, la pile constante auxiliaire, le galvanomètre, la pile étalon et la source x ou X, dont on veut mesurer la tension, se branchent entre les bornes repérées qui leur sont réservées, en ayant bien soin de respecter les polarités marquées sur ces bornes.

Comme pile auxiliaire, on emploie un ou deux accumulateurs ayant donné leur coup de fouet par une décharge partielle préalable.

La figure 169 montre l’aspect extérieur du potentiomètre J. Carpentier. Les manettes des rhéostats R,, R.2 sont placées à la partie supérieure sur la planchette horizontale de l'instrument qui ressemble un peu à une machine à calculer. Sur cette partie en ébonite, on voit également le commutateur bipolaire, le réducteur de tension et les diverses bornes.

La partie antérieure est recouverte d’une tôle oxydée qui laisse passer la manette du commutateur de la bobine de 10 000 ohms, les poignées des quatre curseurs B, a , C, b et le bouton P de la clé du galvanomètre.

Cette séparation complète des organes relatifs aux circuits potentiométriques et de compensation est très heureuse. Une fois le tarage effectué, il suffit de manœuvrer les curseurs dont les poignées se déplacent dans des rainures munies de chiffres qui indiquent les résistances correspondant à leur position. On n’est pas exposé de la sorte à toucher intempestivement aux rhéostats R,, R2, ce qui obligerait à recommencer le tarage.

Potentiomètre Chauvin et Arnoux. — Le potentiomètre portatif exposé par MM. Chauvin et Arnoux, de Paris, est de dimensions très réduites. La figure 170 en montre la vue d’ensemble et la figure 171 donne le schéma des connexions.

Le circuit potentiométrique, sur lequel débite un accumulateur, comprend:

1° Un fil xy en acier-nickel Guillaume, sur lequel peut glisser le curseur D ;

2° Un fil calibré AA' de 0,50 m de long, sur lequel on déplace le curseur P,. dont l'index i se présente devant les divisions d'une règle Q, la règle étant divisée en 1 000 parties. Lorsque l'instrument est taré, la chute de tension est de 0,1 volt pour les 1 000 divisions du fil, soit de 0,0001 volt par division ;

3° Une série de 15 bobines ayant chacune la même résistance que le fil calibré. Un curseur C, les met en relation avec la barre R ;

4° Une série de 7 bobines identiques aux précédentes et que le curseur C2 relie à la barre S.

En B se trouve le galvanomètre du genre Deprez-d’Arsonval dont l'aiguille, mobile entre deux repères, s’observe au moyen de la loupe K.

N est un commutateur qui permet d'intercaler dans le circuit de compensation, soit l’une des deux piles étalons \p ou 2 p, soit la source de tension inconnue.

Lorsque cette tension dépasse 16 volts, on fait usage du réducteur de tension VM, dont la résistance totale est de 100000 ohms et qui permet de mesurer jusqu’à 1 600 volts. Le circuit du potentiomètre est alors dérivé sur une fraction (160 ohms) des 100 000 ohms.

Cette résistance se retire automatiquement du circuit au moyen du commutateur a{c{d{ lorsque, mesurant de faibles tensions, on amène le curseur M a gauche, jusqu’en a.

Le potentiomètre ne comporte pas de résistance de protection. Pour fermer le circuit de compensation, on maintient abaissée la clé F, après avoir convenablement orienté le commutateur N.

On appuie ensuite par petils à-coups sur l’une des clés m(, w«2, m3 ou m,.

La tension inconnue se relie aux bornes — (— E , — E.

Les bornes -f- I, — I aboutissent à celles d’un shunt, dans lequel circulent les courants dont on veut mesurer 1 intensité, tandis que la pile auxiliaire est branchée entre les bornes -j- A, — A.

Il est à noter que la règle Q porte une seconde échelle, dite de correction de température.

Avant de tarer le potentiomètre, on amène l’index «devant la température marquée sur cette échelle, après avoir observé le thermomètre des éléments Clark 1 p, 2p.

Le tarage s obtient en plaçant les curseurs C , , C2 sur les plots qui indiquent les deux premières décimales de la tension étalon. On agit sur le rhéostat D de manière à annuler les déviations du galvanomètre.

Supposons que, dans une mesure de tension inconnue, appliquée aux bornes -j- E, — E, on soit arrivé à l’équilibre du galvanomètre en plaçant le réducteur M sur le plot 2, les curseurs C(, C2 sur les plots 13 et 0 et le curseur P devant la division 364.

On écrira le nombre 1,5364 et on déplacera la virgule de deux rangs vers la droite, le réducteur M indiquant ce nombre de rangs. On obtiendra alors le nombre 153,64, qui indique en volts la tension cherchée.

POTENTIOMÈTRES

Potentiomètre Carrenza. — Cet instrument, étudié pour la marine espagnole par M. (,arrenza, est construit en France par la maison Breguet qui l’avait exposé.

La figure 172, qui montre les détails de construction, fait voir que la ré J stance du circuit potentiométrique est entièrement constituée par un fil calibré roulé en hélice sur un cylindre isolant.

Le fil est en métal spécial, dont la résistivité très considérable est de 85 microhms-centimètre et dont le coefficient de variation de température est seulement de 0,000867 ; son diamètre

est de 0,35 mm.

Ce fil est logé dans une rainure hélicoïdale, pratiquée sur le cylindre isolant, de façon à n’ètre que partiellement encastré.

Parallèlement au cylindre se trouve une vis micrométrique de même pas que l'enroulement

du fil.

Le cylindre et la vis sont réunis par un train d’engrenages qui permet de les faire tourner à la même vitesse; sur la vis est disposé un écrou muni de guides pour la translation d’un contact à ressort qui

Fig. 172. — Schéma des connexions du potentiomètre Carrenza. Fio. 173. — Tarage du potentiomètre Carrenza.

peut être embrayé ou débrayé, suivant que l’on veut donner au chariot porte-contact des déplacements lents ou rapides.

Au-dessus du cylindre est une règle graduée dont les divisions correspondent au nombre de spires qu’il comporte.

De plus, l’axe du cylindre est muni d’une aiguille mobile devant les divisions d un cadran indiquant les fractions de spire.

Le contact possède un ressort destiné à limiter la pression exercée sur le fil calibré lorsqu’on appuie sur le bouton de manœuvre de ce contact.

L'ensemble est complété par des connexions aboutissant à une série de bornes étiquetées, ce qui rend très aisée la mise en service de l’instrument, tout en évitant les erreurs de groupement.

D’ailleurs, des fils fusibles sont disposés sur le trajet du circuit, lorsque l’appareil est soumis à une tension élevée.

Pour graduer le potentiomètre, on opère comme suit : le fil calibré AA' du potentiomètre [fig. 173) est monté en série avec un rhéostat de réglage d’une centaine d’ohms, indépendant de l’instrument; dans ce circuit on fait débiter une pile constante donnant environ 2 volts.

On dispose en G un galvanomètre sensible, une clé C et un élément Latimer-Clark E0.

Soit 1,434 volt sa force électromolrice, toute correction de température effectuée. On amène le contact mobile devant la division 143 de la règle, qui correspond à 143 spires du cylindre. L’aiguille de ce dernier est placée sur la division 4 du cadran qui correspond à 0,4 spire. Le fil potentiométrique comprend donc 14 ’,4 spire,s, soit 10’- fois la tension de 1 élément Latimer- Clark. 11 ne reste plus qu’à manœuvrer le rhéostat r jusqu’à ce qu’en abaissant la clé du galvanomètre ce dernier reste au zéro.

Le potentiomètre est ainsi gradué et l'on peut, en plaçant en E^. une différence de potentiel inconnue (inférieure à 2 volts), en déterminer la valeur.

Pour cela, on ne touche plus au rhéostat r et l’on enlève la pile étalon E0. On fait tourner le cylindre jusqu’à ce qu’en appuyant sur le bouton du chariot porte-contact, le galvanomètre reste au zéro. Il reste à lire le nombre de spires et les fractions de spire indiqués sur la règle et sur le cadran.

Supposons qu’on ait trouvé, par exemple, que la règle marquait 115 spires et le cadran 0,7 spire : c’est que la tension inconnue a pour valeur 115,7.1CP2 = 1,157 volt.

Le cylindre comportant 200 spires, on peut mesurer directement des tensions inférieures à 2 volts.

Lorsqu’on veut mesurer des tensions supérieures à 2 volts et comprises, par exemple, entre 2 et 150 volts, on les fait débiter sur une résistance de 100 000 ohms. On amène au potentiomètre, en E^, une dérivation prise aux bornes des 1 000 premiers ohms de la résistance précédente.

Perte à, la. terre

Cable' L

- WWVVN/W\AWWVVWWW -

Pile

Fig. 174. — Dispositif employé pour mesurer Fig. 175. — Emploi du potentiomètre Carrenza pour

les résistances avec le potentiomètre Carrenza. déterminer les pertes à la terre dans un câble.

La tension, mesurée comme précédemment, devra nécessairement être multipliée par 100.

Les mesures d’intensité s’effectuent par la méthode indirecte, en déterminant avec le potentiomètre la chute de tension qui se produit aux bornes d’un shunt de 0,001 ohm, traversé par le courant à mesurer.

Pour mesurer des résistances et des isolements, on emploie la méthode du pont de YVlieatslone. Le potentiomèt re de Carrenza peut être utilisé à cet effet, et il n’est même plus besoin de le graduer.

On place en x la résistance à mesurer et en d une résistance connue et du même ordre de grandeur. Le galvanomètre étant branché en à, comme l’indique la figure 174, on déplace le chariot porte-contact jusqu’à ce qu’en appuyant sur la clé c le galvanomètre reste au zéro.

Il ne reste plus qu’à appliquer la relation bien connue :

b est indiqué par le potentiomètre et c = n — b,n étant le nombre total des spires du cylindre. On peut encore utiliser le potentiomètre de Carrenza pour déterminer la position d’une perle à la terre existant dans un câble de section constante.

II suffit de réaliser le montage indiqué par la figure 175. Soit l la longueur du câble et x la distance du défaut à l'une des extrémités de ce câble. On a, lorsque le galvanomètre reste au zéro:

La distance y du défaut à l’autre extrémité du câble serait de même :

POTENTIOMÈTRES

Potentiomètre Hartmann et Braun. — Cet instrument (/?</. 170), construit et exposé par MM. Hartmann et Braun, de Francfort (Allemagne), se compose d’un circuit potentiométrique RCK,LK2 {fig. 177) aboutissant aux bornes -j- B, — B, auxquelles on relie la source dont on veut déterminer la tension ou, suivant les cas, une pile auxiliaire.

Fig. 176. — Potentiomètre Hartmann et Braun.

La partie R, formée d’une boîte de résistances à chevilles, peut atteindre 111 100 ohms.

La branche C a 110 ohms, la série K, comprend 9 bobines de 100 ohms, la branche L a 111,1 ohms et, enfin, la série K2 se compose de 9 bobines de 1 000 ohms.

Fig. 177. — Schéma des connexions du potentiomètre Hartmann et Braun.

Les branches C et L sont complementaires , c’est-à-dire que toute cheville retirée de C doit être reportée entre les plots correspondants de L et inversement.

La résistance maximum comprise entre -f- B et — B peut donc être, au total, de 121 111,1 ohms.

Le circuit de compensation comprend le galvanomètre, branché en -f- G, — G, et la pile étalon Clark, reliée aux bornes -j- Cl, — Cl. Cet ensemble aboutissant aux manettes de K, et de K, peut, par conséquent, être dérivé sur un maximum de 10 000 ohms, variable par dixième d’ohm et pris sur le circuit potentiométrique.

La manette Ix3 permet d’intercaler l’élément Clark ou de lui substituer une source de tension branchée entre -j- A et — A.

La manette lv4 sert à introduire le galvanomètre en circuit, en passant, au préalable, à travers une résistance de protection p de 100 000 ohms.

La disposition complémentaire des branches C et L a pour objet de permettre toutes les variations de résistance comprises entre les extrémités du circuit de compensation sans que la résistance du circuit potentiométrique en soit affectée. Cette disposition est nécessaire pour ne pas modifier le tarage lorsqu’on fait une série de mesures.

L’élément Clark E est placé dans la caisse de l’instrument ; mais on peut l’enlever et l’employer à d’autres usages.

Cet élément est muni d’un thermomètre grâce auquel on corrige aisément la valeur de la force électromotrice en fonction de la température. C’est pour tenir compte de cette correction que la branche L comprend des résistances de 0,1 à 0,4 ohm que ne comporte pas la branche C

Le commutateur K3 est formé d’une lame élastique dont l’axe de rotation est en K3 et qui sert à relier successivement ce point aux plots Cl et — A.

Une petite lame élastique transversale, isolée de la précédente, mais solidaire de ses mouvements, fait communiquer en même temps le plot — G aux plots — Cl ou -(- A.

Ce potentiomètre permet de mesurer toutes tensions comprises entre 0,014 et 1 400 volts.

Pour les mesures d’intensité de courant, on emploie la méthode de la chute de tension, en utilisant des shunts étalonnés intercalés dans les circuits étudiés. Avec des shunts convenables, l’étendue des mesures d’intensité va de 0,1 milliampère à 1 000 ampères.

Fig. 178. — Potentiomètre Keiser et Schmidt.

Potentiomètre Keiser et Schmidt. — Dans cet instrument [fig. 178), construit et exposé par MM. Keiser et Schmidt, de Berlin (Allemagne), on retrouve quelques dispositions du polentio-

POTENTIOMETRES

mètre Hartmann et Braun, ces divers inslruments étant établis d’après les types étudiés par M. F eussner à l’Institut de Charlollenbourg.

La figure 179 donne le schéma des connexions.

Le circuit potentiométrique a une résistance totale de 90 050 ohms, dont 80 000 sont branchés entre les plots — B et -j- B.

Le circuit de compensation, qui se termine par les manettes K, et K2, peut être dérivé sur les résistances disposées en cadrans D, et D2 et sur la rangée R.

Ces résistances varient, au besoin, par fraction de 0,1 ohm et valent en totalité 10 000 ohms.

La pile étalon se relie aux bornes -)- Cl, — Cl et les tensions à mesurer en -(- E, — E, lorsqu’elles sont inférieures à 10 volts ; mm' est le commutateur bipolaire employé dans les appareils

Fig. 179. — Schéma des connexions du potentiomètre Keiser et Schmidt.

déjà décrits et K3 est l’interrupteur du galvanomètre. Une résistance p, de 100 000 ohms, protège l’élément étalon.

Pour tarer le potentiomètre Keiser et Schmidt, on dispose les manettes K,, K2 et les chevilles en B, de façon à intercaler entre les points K,, K2 une résistance égale à 1 000 fois la tension de la pile étalon, toutes corrections de température effectuées.

On opère comme avec les appareils précédents, en branchant entre les bornes -|— B, — B la batterie auxiliaire de piles constantes.

Les tensions se mesurent à partir de 0,01 volt et jusqu’à 200 volts sans faire intervenir de résistances supplémentaires.

Avec les résistances supplémentaires, il est possible de mesurer jusqu'à 1000 volts.

Si on emploie une série convenable de shunts, on peut mesurer les intensités comprises entre 0,001 etl 000 ampères.

L’approximation atteint 0,1 0/0.

Potentiomètre Otto Wolff. — La maison Otto Wolfï est le constructeur attitré de l’Institut physico-technique de C.harlottenbourg ; aussi ce potentiomètre ( fig . 180j est-il le véritable type du potentiomètre officiel allemand. 11 se compose de cinq séries de résistances disposées en cadrans, comme le montre la figure 181 donnant le schéma des connexions.

L’ÉLECTRICITE A L’EXPOSITION

Les cadrans A, A' sont simples et contiennent : le premier, 14 bobines de 1 000 ohms, et le second, 9 bobines de 100 ohms. Les trois autres séries sont formées de cadrans doubles CC', DD', EE'. Chaque cadran possède 9 bobines qui ont 10 ohms pour les cadrans CC\ 1 olim pour les cadrans DD' et 0,1 ohm pour les cadrans EE'. Les deux manettes de chaque cadran double sont isolées l’une de l’autre, mais manœuvrées simultanément. De cette façon toute résistance ajoutée en C est retirée en C' ; le même fait se produit pour celles des cadrans DD', EE'.

Cette disposition a pour objet de maintenir constante la résistance totale comprise entre les points -j- B, — B, malgré les variations de la résistance du circuit de compensation relié aux secteurs a , a' des cadrans simples A, A'.

Fig. 1 80. — Potentiomètre Otto WolIT.

Entre les points -f- B, — B, la résistance est invariable et comprend, par suite, 14 bobines ■de 1 000 ohms, 9 bobines de 100 ohms et 9 bobines de 10 ohms, 9 de 1 et 9 de 0,1 ohm, soit, au total, 14 999,9 ohms. Quant aux bobines de 10, 1 et 0,1 ohms, celles qui ne sont pas empruntées aux cadrans inférieurs le sont aux cadrans supérieurs et inversement.

La résistance du circuit de compensation peut aussi atteindre 14999,9 ohms ; mais elle est susceptible de varier par fractions de 0,1 ohm.

Lorsque le tarage est effectué, la différence de potentiel fournie entre -f- B et — B par la pile auxiliaire est exactement de 1,49999 volt, ou pratiquement 1,5 volt; la chute de tension aux bornes de chaque dixième d’ohm est alors de 0,00001 volt.

Le rhéostat B, extérieur au potentiomètre, permet d’arriver toujours au tarage exact en opérant de la façon précédemment décrite.

1 est, comme on le voit, le commutateur qui sert à relier le galvanomètre à la pile étalon ou à une source inconnue x, inférieure à 1,5 volt, ou enfin à une source X comprise entre 1,5 et ■600 volts.

Dans ce dernier cas, la tension inconnue est branchée entre les bornes -j- X et — X d un réducteur ayant une résistance de 300 000 ohms.

G est l’interrupteur du galvanomètre, et P la résistance de protection.

'&afarujioxrDa%o‘) 'Xiojntft

Fig. 181. — Schéma des connexions du potentiomètre Otto Woltf.

ün remarquera que les cadrans C, D, E sont montés en série, entre les cadrans A, A'; ils font donc partie du circuit de compensation.

Les cadrans C', D', E' sont extérieurs aux points n, a et appartiennent au circuit potentiométrique.

En réalité, lorsqu’on fait les mesures, les lectures ne portent que sur les cadrans AA',CDE.

Pour ne pas commettre d’erreur, il faut se rappeler qu’il n’y a pas de lecture à effectuer sur les cadrans C', D', E'. A cet effet, le constructeur a supprimé les chiffres relatifs à ces cadrans; nous ne les avons fait figurer sur le schéma que pour mieux faire comprendre l’artifice employé pour maintenir constante la résistance du circuit potenliométrique.

La disposition dérivée du pont de Thomson- Varley paraît cependant préférable, car elle permet d’économiser un certain nombre de bobines dont l’étalonnage précis est nécessairement coûteux.

Potentiomètre Siemens et Halske. — Dans ce potentiomètre, combiné par le Dr Raps et que représentent les figures 182 et 183, on a également employé la disposition du pont de Thomson- Varley afin de réduire le nombre des bobines.

Fig. 182. — Potentiomètre Siemens et Halske.

Entre deux quelconques des 10 bobines de 1 000 ohms de la série K ( fig . 183), on dérive une résistance fixe, formée de 9 bobines de 100 ohms, dont l’ensemble, soit 900 ohms, aboutit aux deux frotteurs dont se compose la manette K.

La série K, ainsi shuntée, présente donc une résistance réduite de 9 900 ohms.

La série K2, qui comprend 10 bobines de 10 ohms, a de même l’une quelconque de ses bobines shuntée par 9 bobines de 1 ohm. Une série B de 9 bobines de 0,1 ohm complète cet ensemble, dont la résistance totale, de 10 000 ohms, constitue le circuit potentiométrique.

Le circuit de compensation peut varier de 0,1 à 10 000 ohms, par dixième d’ohm; il aboutit aux manettes K1, K3.

La pile auxiliaire se place entre les bornes -)- Il et — H et la pile étalon en W.

Cette pile est dérivée sur l’une des résistances marquées 10 200, 1 020, 102, en enlevant la cheville de l’une de ces résistances.

De celte manière et tout en ne faisant pas débiter la pile étalon, on oppose une fraction plus ou moins grande de sa tension (1,02 volt) aux points K*, K3, auxquels aboutit le circuit de compensation.

Suivant les cas, la chute de tension aux bornes de chaque dixième d’ohm est donc de 0,0001 , de 0,001 ou de 0,01 volt.

Comme toujours, on ne ferme le circuit de compensation qu’au travers d’une résistance de protection; elle est ici intercalée entre les plots de l’interrupteur T, qui porte une petite clé à contact, nommée tàteur. Pour les mesures de faibles tensions, on réunit directement les bornes A, A', terminées par des bandes de connexions qui servent à relier les bornes A, A' à travers une résistance de 150 000 ohms, lorsqu’on applique er. -f- X, — X des tensions élevées.

Dans ce dernier cas, on dispose les commutateurs L, L', U, de manière à réaliser la combinaison indiquée en traits forts sur la figure 183.

Les connexions en traits fins sont relatives à la mesure «les faibles tensions et au tarage du potentiomètre. On remarquera que certaines connexions sont communes dans les deux cas; elles ont été représentées, à cet effet, par des traits fins longeant les traits forts.

La pile étalon est l’élément Weston, au cadmium ; il est logé dans la caisse du potentiomètre.

Les mesures de tensions peuvent s’effectuer entre 0,0001 et 1 500 volts si l’on se sert du rhéostat intercalé entre les bornes A, A'.

Potentiomètre Crompton. — Cet appareil est représenté, dans son ensemble, par la figure 184, accompagné de tous ses accessoires, boîte auxiliaire, pile étalon, galvanomètre et échelle transparente.

La figure 185 indique les connexions du potentiomètre, qui comprend :

1° Un fil calibré 0 — 100 d’environ 63 cm de long, tendu au-dessus d’une règle divisée en 1 000 parties et le long de laquelle se déplace un curseur B, portant une clé de contact avec le fil.

Ce dernier, de 0,4 mm de diamètre, a une résistance de 2 ohms et son coefficient de température est négligeable ;

2° En série avec le fil calibré, sont disposées 14 bobines O à A de 2 ohms chacune, intercalées entre les plots d’un commutateur à manette.

La résistance fixe du circuit potentiométrique est de 30 ohms. Elle est complétée par un rhéostat qui en forme la partie variable. La pile constante auxiliaire est branchée entre les extrémités du circuit potentiométrique et le rhéostat est réglé pendant le tarage de façon que la chute de tension aux bornes de l’ensemble du fil calibré et des 14 bobines de 2 ohms soit exactement de 1,5 volt. La différence de potentiel aux extrémités du fil est alors 0,1 volt et à chacune des I 000 divisions correspond 0,0001 volt.

Fig. 184. — Potentiomètre Crompton.

Le circuit de compensation comprend le galvanomètre G et la pile étalon qui se branche entre le curseur B et la manette du commutateur des 14 bobines.

Soit 1,434 volt la force électromotrice de la pile étalon. On place la manette du commutateur sur le plot 14 et le curseur devant la division 340 de la règle.

Fig. 185. — Schéma îles connexions pour le tarage du potentiomètre Crompton.

11 ne reste plus qu’à agir sur le rhéostat jusqu’à ce qu’en appuyant sur la clé du curseur le galvanomètre reste au zéro.

Pour mesurer une tension inconnue, inférieure à 1,5 volt, on la substitue à la pile étalon, au moyen d’un commutateur multiple, et on ramène le galvanomètre au zéro en agissant sur le commutateur à 14 bobines et sur le curseur B.

Si, comme le montre la figure 186, le commutateur a dû, pour cela, être amené sur le plot 4 et le curseur devant la division 500, c'est que la tension X — 0,450 volt.

Lorsqu’on veut mesurer des tensions supérieures à 1,5 volt, on emploie la boîte de résistances auxiliaires qui sert de réducteur de tension.

POTENTIOMÈTRES

Cette boîte porte cinq bornes, les deux bornes situées en avant se reliant au potentiomètre. Quant aux trois bornes situées en arrière, on les utilise de la façon suivante :

Si la source de tension inconnue est inférieure à 150 volts, on la branche entre la borne de gauche et celle du milieu.

On emploie, au contraire, les bornes de gauche et de droite, pour les tensions allant jusque 750 volts.

Les mesures d’intensité se font par la méthode du shunt étalonné.

Les divers organes du potentiomètre sont disposés sur une caisse avec dessus en marbre.

uAccusrvulateJur'

-J ’ô Volts. -

Jîobines FU calibré

103 12 u io 9 8 ; 6 S *32 1 o îo 20 3o *0 5o 60 70 80 90 îtjo

Ar

. o,^ô lotis .

Fig. 186. — Schéma des connexions pour la mesure de faibles tensions avec le potentiomètre Crompton.

On trouve successivement à partir de la gauche [fig. 184) :

1° L’interrupteur de la pile auxiliaire ;

2° Le commutateur du rhéostat de réglage ;

3° Un commutateur bipolaire à quatre directions qui sert à brancher sur le circuit de compensation la pile étalon, une source x de tension inférieure à 1,5 volt, les bornes d’un shunt étalonné ou les bornes antérieures de la boîte de résistances auxiliaires ;

4° Le commutateur des 14 bobines de 2 ohms ;

5° Un petit rhéostat supplémentaire de réglage, placé en série avec le premier et destiné à en fractionner les variations.

WATTMÈTRES

WATTMÈTRE ÉLECTROSTATIQUE

Wattmètre Blondlot-Curie. — L’électromètre Blondlot et Curie, déjà décrit', peut être utilisé comme wattmètre.

Sous l’iniluence des charges dues aux deux différences de potentiel appliquées TJ{ et U2, le disque mobile dévie malgré le couple antagoniste produit par les fils de suspension. La déviation est proportionnelle au produit des différences de potentiel £7, et U2, et on a :

c étant une constante et x la déviation.

Il est à remarquer que, si les tensions U{ , U2 sont périodiques, les déviations sont indépendantes de la forme des courbes et de la différence de phase de ces tensions. C’est à cause de cette propriété que l’appareil peut servir de wattmètre.

Les bornes du circuit dont on veut mesurer la puissance sont reliées en A et B ( fig . 187).

On intercale, d'autre part, dans ce circuit une résistance R non inductive qui est traversée par le courant principal.

Aux bornes de cette résistance R reliée en C et en D se produit une chute de tension qui agit sur les secteurs du disque mobile Ai.

La puissance est simplement mesurée par la déviation.

La différence de potentiel en AB est celle de la source qui alimente le circuit; elle peut donc être considérable. Au contraire, la chute de tension dans la résistance R doit être faible, si l’on veut rendre Fio. 18/. —^aUmetre électrostatique négligeable la puissance dépensée dans cette résis¬

tance.

Celle-ci doit cependant avoir une valeur suffisamment grande pour que la déviation soit appréciable.

On peut faire varier la sensibilité de cet instrument en rapprochant ou éloignant du disque

a = cUtU2,