SIR

On peut utiliser la même méthode pour évaluer la capacité d’une antenne, on mesure alors :

a. La capacité de l’antenne par rapport à la terre — Ce; b. La capacité du contrepoids par rapport à la terre — de C. La capacité de l’antenne par rapport au contrepoids = C4, ; d’où Ce Gge

PARU ETATS F Cae + Cge

Cette équation vient de ce que les lignes de force électrique vont d’une part directement au contrepoids (capacité C,g), d'autre part au sol et de là au contrepoids (capacités C4 et Crren série). Si donc, pour une antenne donnée, on éloigne de plus en plus du sol les fils du contrepoids, leur capacité Ce par rapport à la terre décroît constamment, tandis que la valeur de Cug doit croître puisque ces fils se rapprochent de l'antenne proprement dite. Par suite, la capacité C, mesurée, pour chaque position, à l’aide du montage précédent, présentera un minimum pour une certaine disposition des fils. Cependant ce minimum n'est pas bien net. Bien qu’on estime souvent nécessaire de disposer les fils de l'antenne et du contrepoids de manière que leur capacité soit minima, on peut cependant considérer que ce point n’est pas essentiel pour la meilleure constitution de l'installation. D'ailleurs la Capacité d’une installation équipée avec un contrepoids (poste mobile, par exemple) est exposée à des variations continuelles, suivant l’état de l'atmosphère et la profondeur de la couche d’eau souterraine. Ainsi, après une période de froid, la couche supérieure du sol constitue un isolant relativement bon, tandis qu'après de longues périodes de pluie, la surface de la terre doit être considérée elle-même comme conductrice.

2. Mesure au pont de la capacité des bouteilles de Leyde, en haute fréquence et sous haute tension. — En choisissant convenablement la période de l’alternateur et en réglant la bobine de réaction inter-

mr. ax "PR AZ A: LS Tu Sex Lt

calée dans le circuit primaire, on met le transformateur en réso-

nance avec la capacité (Gy + C>) sur laquelle il débite (fig. 13).

Ris ro.

Le tube de Geissler cesse de s’illuminer pour une capacité C;, dans le premier montage, pour C!, dans le second. La capacité cherchée C, de la bouteille se calcule alors de la manière suivante :

Lo (WE == C, 15e Cx == Gr ) d’où

On règle la tension à la grandeur voulue en donnant à l’éuncelle

une longueur convenable.

3. Étalonnage d’un condensateur variable en haute fréquence et sous basse tension, par la méthode de résonance. — Alors que dans le montage précédent on doit regarder le champ électrostatique du condensateur qui se décharge comme la source d'énergie des courants de haute fréquence, dans le montage de la figure 14, c'est le champ magnétique de la bobine du circuit [ qui donne naissance au phénomène oscillatoire. On règle d’abord la tension aux bornes du détecteur électrolytique de manière à percevoir dans le téléphone un léger bruissement. Puis, le couplage des circuits I et Il

étant lâche, on accorde le circuit IL sur le circuit I à l’aide du condensateur variable étalon C,.. La position de résonance correspond à l’intensité maxima du son dans le téléphone. Si l’on recommence

mit |

Fig. 14!

la mesure en se servant du condensateur Cz, on a étalonné un point puisque

1x = CO»:

En changeant le nombre de spires de la bobine L et en réglant de nouveau C, et C>, on peut construire la courbe d'étalonnage

Gx = .f (division de la graduation du condensateur).

On a supposé jusqu'ici que les deux capacités C, et C; sont à peu près du même ordre de grandeur. Si le condensateur étalon est notablement plus grand, on fait d’abord le réglage avec C!, puis avec GC; et C”, en parallèle, et l’on obtient CS PTS }

Cr = Cr + Chs d’où

IE. l "n Cx TS Ch us Gé

Comme indicateur, on emploie ici un détecteur à contact dont la sensibilité peut, le cas échéant, être notablement augmentée par

l’adjonction d’une force électromotrice auxiliaire. Si l’on veut mesurer de grandes capacités avec un étalon de petite capacité, on

amène d'abord (fig. 16) les circuits Ï et IT à la résonance par variation de C, (on lit C!,); puis on monte la capacité à mesurer C; en

Fig. 16.

série avec l’étalon et l’on augmente la capacité de celui-ci jusqu'à ce que l’ampèremètre indique un maximum (on hit alors C2

On a

Re 2 CxrOn :

ARTS 7 ARTE ce ER d’où AI Pr res so CE STE m7 C' r FLE TE

Enfin, ce procédé de comparaison par résonance peut, comme l’a proposé Seibt, être transformé en une méthode de zéro qui permet un réglage particulièrement précis. La mesure repose sur le montage de la figure 17. Deux bobines L, et L,, de même self et de même résistance, sont enroulées sur un même cylindre isolant de manière que, montées en série, elles produisent des champs magnétiques de sens opposés. Une troisième bobine L;, portée également par le cylindre, peut être placée en un point tel que les forces électromotrices qui y sont induites se compensent exactement. Ce

point est facile à déterminer : on enlève d’abord les condensateurs C, et C>, indiqués sur la figure, et l’on monte un condensateur entre les points a et b; les oscillations du circuit ainsi constitué, qui sont faiblement amorties, agissent sur le circuit apériodique du détecteur; on déplace alors ce dernier cireuit jusqu’à ce qu'il n’y ait plus de courant au galvanomètre. Si ensuite, reprenant le montage de la figure 17, on fait varier la capacité du condensateur étalon jusqu’à ce que la déviation du galvanomètre s’annule de nouveau, on à

À — VLC, — Sn Late.

d’où Le — (EE

Si les selfs L, et L, ne sont pas absolument identiques, elles ne

“A bit ses dt | Lt L en Nr: UE M UU 7. + a O4 DR God fs er 1 ee à "FES | VIT PRE DA , 14 , j "1 2 “ 1 d :

disparaissent pas de l’équation finale. On répète alors la mesure en interchangeant les condensateurs. Soit C, la capacité lue au condensateur étalon pour le premier réglage, C, pour le second; on obtient la valeur cherchée CG; par

Cx = VCn (OR Cette méthode permet également, en prenant de fortes valeurs pour L, et L:, de mesurer des capacités d'antennes.

4. Mesure de la capacité des condensateurs pour hautes tensions, en haute fréquence et sous haute tension, par la méthode de résonance. — La mesure de la capacité d’une bouteille par le procédé 2 repose sur une méthode de zéro. Ici, on emploie une méthode de maximum. On règle encore la fréquence de l’alternateur, ainsi que la self primaire L et la capacité G, de manière que le transformateur fonctionne en résonance (fig. 18). l'accord du cireuit IT avec le

cireuit excitateur Ï se fait à l’aide des condensateurs C, et CG, dont les capacités sont connues. Puis on remplace C, par C, et le tube à vide s’illumine pour une nouvelle valeur GC; ; on a alors

On obtient un réelace particulièrement précis en remplacant 8148 P p'ac

l’éclateur ordinaire par un éclateur à excitation par choc, ou en

excitant le circuit primaire I à l’aide d’un générateur à arc.

o. Mesure de la capacité des batteries de condensateurs, en basse fréquence et sous haute tension, par la méthode indirecte. — Ce procédé convient surtout pour évaluer la capacité des grands con-

densateurs pour hautes tensions, tels que ceux dont on se sert dans les circuits de résonance des alternateurs à haute fréquence, dans les circuits de choc, ou comme condensateurs d'arrêt. Le transformateur fonctionne en résonance avec la fréquence y de l’alterna-

Fig. 19.

teur (fig. 19). On lit & à l’'ampèremètre thermique, e à l'électromètre de haute tension. On en déduit la capacité cherchée

Cyr = farad (1 farad — 9.ro11 cm).

2TVe

6. Mesure des Capacités à l’aide de générateurs de haute fréquence (arc de Duddell, lampes Telefunken, générateur Poulsen). —

Fig. 20.

L'évaluation de petites capacités dans le montage précédent se heurte à de grande difficultés, parce qu’il n'y à pas d’ampèremètres commodes indiquant directement les petites intensités de courant alter-

patif. On est donc forcé d'employer des fréquences élevées, telles que celles que donnent un alternateur à haute fréquence ou un circuit oscillant fermé sur un arc à courant continu. |

Soit e, la tension alternative aux bornes du condensateur C,; on obtient la capacitée cherchée, après avoir mesuré l'intensité z et la longueur d’onde À par

É 2 Na À gen 0 D 2 4775

Cette égalité n’est qu’ une transformation de la relation connue

2 rv C

Si l’on dispose d’un condensateur étalon de capacité convenable C,,

Fig."27.

on arrive rapidement au résultat, à l’aide du montage de compa-

raison de la figure 21, En

Cx = Ca = AU

Ex r

La signification des symboles est indiquée sur la figure.

7. Mesure de la capacité des bobines, en haute fréquence et sous basse tension. — Les bobines de haute fréquence, utilisées à l’émission et à la réception, possèdent, outre leur self-imduction, une capacité répartie dont l'influence est d'autant plus sensible que le

ra

nombre des couches est plus grand et que les points entre lesquels il y a de grandes différences de potentiel sont plus rapprochés. Si alors on constitue des circuits oscillants avec des bobines de ce genre et de faibles capacités (ce qui arrive par exemple quand on les monte dans une antenne de faible capacilé propre), le courant n'est plus quasi stationnaire, car, par suite de la capacité des bobines, il se développe des courants parasites qui ne sont plus négligeables vis-à-vis du courant du circuit oscillant. Ces phénomènes influent aussi bien sur la longueur d'onde que sur l'amortissement

du circuit total : ce fait est surtout génant à la réception, où !l empêche d'obtenir la pureté de l’accord. Cela est encore vrai pour toutes les bobines de réaction qui, à l'émission ou à la réception, ont pour but d'empêcher les courants de haute fréquence de se dériver dans les autres circuits. Dès que, par suite d’une construction défectueuse, leur capacité propre devient relativement grande, elles ne sont plus en état de rendre effectivement les services qu’on attend d'elles, car les oscillations de haute fréquence n’éprouvent, dans la dérivation constituée par cette capacité, qu'une faible résistance et peuvent ainsi pénétrer dans le circuit qu’on voulait leur interdire.

AT . Sn dl du © mn éd dé

Pour se faire une idée de la grandeur de la capacité répartie dans une bobine, on peut remplacer, par la pensée, cette bobine par une self L, dénuée de capacité, montée en parallèle avec un condensateur de capacité C7. Le système possède, dès lors, une onde propre de longueur À°" qui peut se mesurer à laide du montage de la figure 22. Si, d'autre part, on mesure au pont la self L de la bobine considérée, on peut calculer la capacité équivalente C

A Tr? } LR

Donnons les moyens qui permettent d'éviter les effets nuisibles dus aux oscillations parasites des bobines. Comme ces effets sont d'autant plus sensibles que les périodes propres du circuit excitateur et de la bobine qui se comporte comme un résonnateur sont plus voisines, 1l importe, avant tout, d'exclure toute possibilité de résonance. Pour cela, on peut par exemple :

a. Pratiquer des coupures dans la bobine pour la diviser en de nombreux éléments séparés par des commutateurs bipolaires;

b.. Allonger l'onde propre de la bobine en montant en parallèle avec elle un condensateur convenablement réglé;

c. Produire le désaccord au moyen de bobines de self montées

en parallèle.

8. Mesure de la capacité des connexions, des résistances, des détecteurs et des isolateurs. — Il s’agit ici, comme dans la mesure précédente, d'évaluer des capacités relativement petites, mais qui, dans l'ensemble d’une installation radiotélégraphique, peuvent prendre une grande importance. Il importe de connaître la grandeur de ces capacités, en particulier pour les raisons suivantes : d'abord pour savoir si elles influent sur les oscillations du circuit, et dans quelle mesure; ensuite pour calculer la valeur de la dérivation nuisible à travers ces capacités; enfin, pour se rendre compte de l'accroissement qui en résulte pour le décrément d’amortissement.

Ces capacités supplémentaires peuvent être dues à des connexions particulières, aux cordons des téléphones, ou à des appareils auxiliaires, relais, appareils inscripteurs, sources de courant ou autres. Il est facile, en disposant convenablement les divers éléments du

montage, d’empécher qu’elles influent sur les longueurs d’onde : il suffit de les shunter par de forts condensateurs pour qu’elles ne puissent plus désaccorder les circuits. D'autre part, on s’efforce d’éloigner autant que possible les conducteurs entre lesquels il y a de grandes différences de potentiel, et d'éviter soigneusement toute masse métallique inutile. Il faut aussi constituer d’une manière spéciale les résistances ohmiques qu’on intercale dans les dispositifs de transmission ou de réception et qui ont pour but, soit de diminuer l’énergie émise, soit de protéger les appareils récepteurs contre une action trop violente des ondes incidentes.

La mesure des petites capacités de ce genre peut s'effectuer en faisant agir un oscillateur parcouru par des ondes entretenues sur un résonnateur constitué par une self et un petit condensateur variable étalonné. Comme indicateur, le mieux est d'employer un thermoélément sensible sur lequel le circuit IT agit par induction (fig. 23). Les deux circuits, faiblement couplés, sont d’abord

êy P

accordés à l’aide du condensateur primaire. Puis, dans le secondaire, on remplace la capacité inconnue (dans la figure, c'est un isolateur) par le condensateur C, avec lequel on rétablit la résonance sur l’onde primaire. La résonance est indiquée par le maximum de déviation du galvanomètre. La capacité cherchée C4 de l’isolateur est alors égale à celle GC, du condensateur.

Cette méthode s'étend sans difficulté à l’étude d’autres appareils : cohéreurs, tubes à luminescence, cordons téléphoniques, résistances,

soupapes électriques, etc.

9. Mesure des constantes diélectriques pour les solides et les liquides. (Facteur de fréquence.) — Pour se rendre compte si un isolant est bon pour la construction d'appareils de haute [réquence, il faut mesurer les grandeurs suivantes :

a. Constante diélectrique & (pouvoir inducteur spécifique);

b. Pertes ete (résistance # équivalente aux pertes);

c. Aptitude à s'opposer à la décharge par effluves et à la décharge disrupuve (rigidité diélectrique) :

Plus la constante diélectrique est petite, plus les pertes dans Île diélectrique sont faibles et plus grande est la rigidité, évidemment meilleur est le GUnPe comme isolant en haute frécneol En outre, pour qu’on puisse s’en servir partout, il faut qu'il possède une parfaite homogénéité de constitution, qu'il soit dénué de toute propriété hygroscopique, et qu’il se laisse facilement travailler.

Il ne sera question ici que de la mesure des constantes diélectriques. Les méthodes qui permettent d'évaluer les autres grandeurs seront traitées plus loin.

L'évaluation de & pour un isolant donné ressort en dernière analyse d’une double mesure de capacité : on cherche la capacité d’un même système d’armatures d’abord dans l’air, puis après introduction du corps à étudier. S'il s’agit d’un isolant liquide, tout condensateur à air peut servir pour cela. Mais pour l’étude des diélectriques solides, 1l faut utiliser deux plans dont la distance peut être réglée à l’aide d’une vis micrométrique très fine.

Pour la mesure de la capacité elle-même, on peut reprendre les méthodes décrites plus haut. Les deux mesures effectuées, on a la constante diélectrique par

Avec le montage de la figure 24, on ramène la mesure de la constante diélectrique à celle de deux longueurs d’onde, d’où

) = cena É PEN ETAT

En mesurant e de cette manière, on peut se rendre compte si la constante diélectrique dépend ou non de la fréquence. Si l’on évalue au pont (méthode 1) la capacité statique Ce d’un

condensateur, el si d’autre part on mesure, par une des méthodes précédentes, la capacité effective C pour une longueur d’onde donnée, on obtient le facteur de fréquence en faisant le quotient des deux résultats :

— f (longueur d’onde).

Pour pousser l’étude plus loin, il resterait à déterminer si la valeur

Fi

(je) ND =

de la constante diélectrique dépend'du courant débité sur le condensateur, et quelles sont les modifications que font subir au corps la température et la durée du débit.

Remarques. — Nous ferons, pour finir, une série de remarques qui peuvent être utiles pour traiter différents problèmes.

a. Les grandes batteries, obtenues en montant en parallèle plusieurs condensateurs, ont une capacité résultante qui est la somme des différentes capacités

CCG E... LC.

Pour obtenir de petites capacités, ou pour réduire la tension imposée à chaque condensateur, on monte les condensateurs en série. La capacité du système est alors donnée par

b. Quand on mesure des capacités inconnues, il est toujours bon de vérifier Le résultat en calculant la capacité d’après les dimensions extérieures du condensateur. Dans le cas le plus simple, de deux plans de surface F situés à une distance à l’un de l’autre, on à approximativement

CE Le e étant la constante diélectrique de lisolant employé.

€. Dans l’explication physique de nombréux phénomènes, il est utile de considérer la capacité d’un condensateur au point de vue de la résistance qu’elle représente. La valeur en ohms #. de cette résistance au courant alternatif est

: u Me = mou #77) Ga (voir PL. 1).

Si l’on se reporte aux montages des condensateurs indiqués CIdessus, on voit que le montage en parallèle a pour effet de diminuer la résistance résultante, tandis que dans le montage en série les résistances s'ajoutent. Naturellement, les deux cas peuvent se trouver combinés de toutes les façons Pt

d. Un troisième dispositif, qu’ on rencontre hs, consiste

dans le montage en parallèle d’une résistance # et d’un condensateur C (fig. 25). On verra plus loin qu’on modifie ainsi l’amortissement du cireuit oscillant; mais il se produit en outre une modification apparente de la capacité du condensateur. Cela résulte des équations suivantes.

CAPACITES. 33

Si l’on mesure la longueur d'onde du circuit I et si l’on calcule sa capacité par l'équation - À = IT Le ESS

on obtient une valeur C (fig. 25, Il), qui, ne possédant pas de résistance en parallèle, diffère de C. Le montage en parallèle d’un condensateur et d’une résistance est remplacé en ee par un montage en série dans lequel

Le C' — mm D ta nee Si l’on introduit la résistance de capacité

[ arv C

We il vient ww?

DO We ——— F œ? + 2

(voir PL. IL : = w,, me 6, œ — W3 ).

S1 donc on shunte un condensateur par une résistance, la capacité de ce condensateur subit de ce fait un accroissement apparent, variable avec l’oscillation qui parcourt le circuit. Cela est à COnsIdérer dans un grand nombre de cas, où l’on monte en parallèle des indicateurs, qui présentent une certaine résistance ohmique, et un condensateur : c’est ce qui arrive, par exemple, dans des ondemètres, dans des montages de réception ou de mesures, etc.

Ce qui vient d’être dit pour la capacité vaut pour la résistance. Bien que ce sujet ne doive être traité que plus loin, les relations qui s'y rapporlent peuvent trouver place ici. La résistance æ montée en parallèle (fig. 25, [) équivaut à une résistance #w' montée en série

qu'on en déduit (fig. 25, IL) par

(2 1 + (any ) C2 2?

ou, en introduisant la résistance de capacité æ,

Wé Mt 5 2 + wi

RC Te pm, m=w;,,. = #w3).