Addembrooke, Éclairage électrique^ t. XXVIII

nomètredont des déviations doivent être sensiblement proportionnelles.

Avec un voltmètre Weston pour courant continu (type d'Arsonval), à graduation comportant 150 divisions et à trois sensibilités, de manière que Tétendue de Téchelle corresponde respectivement à 3, 30 et 150 volts et, d'autre part, avec trois résistances étalons de 1, 0,1 et 0,01 ohm pouvant supporter de grandes intensités de courant, on peut effectuer R

(W\AA/\An

des mesures précises de résistance dans de grandes limites.

En série avec la résistance fi k mesurer, qui doit être préalablement amenée fio. 258.

à la température à laquelle

doit s'effectuer la mesure, on monte la résistance étalon r {/ig, 258), et Ton fait passer un courant continu fourni par quelques accumulateurs ou par une dynamo à tension constante. En relevant avec le voltmètre les tensions u et U, on a

1= - et R=z -j =: résistance à x° centigrades.

La résistance à chaud peut se déduire de la mesure faite à la température ordinaire en tenant compte de l'augmentation de température, Taugmentation de résistance du cuivre étant de 0,004 par degré centigrade.

229. Indépendamment des essais électriques, la détermination du rendement comporte également d'autres mesures: mesure du temps, de la vitesse angulaire, de la puissance mécanique.

La mesure du temps s'effectue h l'aide d'un compte-secondes permettant d'apprécier le cinquième de seconde. Dans certains cas, il est préférable d'employer un chronographe à double aiguille (Starkmannj. En appuyant sur le bouton principal, les

deux aiguilles marchent ensemble ; partant simultanément du zéro, elles s'arrêtent en môme temps et reviennent ensuite ensemble au zéro. Si, au contraire, on appuie sur le bouton latéral, Taiguille du dessous s'arrête seule, tandis que Tautre continue sa marche ; en appuyant une seconde fois sur ce môme bouton, l'aiguille du dessous rai trape celle du dessus et continue ensuite son mouvement d'accord avec elle. Ce chronographe est indispensable lorsqu'on veut déterminer avec exactitude les durées que met un phénomène pour effectuer ses différentes phases, par exemple s'il s'agit d'établir la loi d'un mouvement accéléré ou retardé (V^oir plus loin, détermination du rendement d'un alternateur).

230. Pour mesurer la vitesse angulaire, on se sert de comptetours ou de tachymètres. L'emploi du premier de ces instruments nécessite toujours simultanément une mesure du temps, ce qui peut parfois contribuer à augmenter les chances d'erreurs; l'emploi du tachymèlrc est préférable, car cet instrument indique la vitesse angulaire moyenne par seconde, et les indications qu'il fournil, lorsqu'il est bien étalonné, sont généralement très exactes.

11 existe d'autres méthodes permettant de déterminer la vitesse angulaire d'un système animé d'un mouvement de rotation ; une méthode délicate est la méthode stroboscopique (Voir t. I, § 12), qui permet de déterminer les variations de vitesse angulaire en plus ou en moins par rapport à une autre vitesse angulaire connue.

Une dynamo à excitation indépendante peut ôtre utilisée comme tachymèlre, parce que sa tension aux bornes est proportionnelle à sa vitesse angulaire.

Un petit moteur électrique de ventilateur, excité en série, peut être facilement transformé en lachymètre de précision. A la place des ailettes du ventilateur on monte une petite poulie; on détache le circuit d'excitation et on le relie à un ou à deux accumulateurs, de capacité suffisante pour que, pendant la durée de l'essai, l'intensité du courant d'excitation et, par

conséquent aussi, le champ magnétique développé restent constants. A Taide d'une courroie bien tendue, on actionne celle petite dynamo par la machine dont on veut déterminer la vitesse angulaire et, à Taide d'un voltmètre de grande résistance, préalablement taré à cet effet, on mesure la différence de potentiel aux bornes.

En utilisant un dispositif potentiométrique, on peut relever Texcès ou le manque de vitesse angulaire par rapport à la vitesse angulaire moyenne et,

par conséquent aussi, le degré +,|,|,|,|,|,||Li.

d'irrégularité de la machine.

A cet effet on monte une batterie d'accumulateurs en opposition avec la petite dynamo [fig. 259) ; cette batterie doit avoir une tension correspondante à la tension moyenne aux balais, et Ton intercale dans le circuit un millivoltmètre. Pendant la marche du Kio. 259.

système, on remarque que

Taiguille du mi lli voltmètre oscille entre deux divisions déterminées de l'échelle, intervalle correspondant à une fraction de volt ou plus. Soit, par exemple, 0,25 cette fraction, la tension de la batterie étant de 50 voHs. Dans ces conditions, le coefficient d'irrégularité est

«JWS

AU

77" = -irr = r:::: ou bien

si pour ce coefficient on prend la valeur

(Voir § 21()).

L'emploi de cette méthode, imaginée par un ingénieur de la General Electric C°, donne lieu à cette objection que l'inertie de l'équipage mobile du millivoltmètre peut fausser complètement

les indications obtenues; toutefois, si la période des oscillations de la vitesse angulaire est suffisamment longue, de Tordre de 1/2 à 1/3, de seconde, et si Tinstrument est bien amorti, les résultats obtenus sont suffisamment précis.

Dans les moteurs destinés à la commande des dynamos et particulièrement à celle des alternateurs, ce n'est point tant le coefficient d'irrégularité qu'il est utile de connaître, mais bien la valeur de l'écart angulaire (Voir § 215).

La détermination de la valeur de l'écart angulaire maximum peut s'effectuer par une méthode imaginée par l'auteur*, en ayant recours à un dispositif stroboscopique et précisément aux disqges de Beddel Moler.

On découpe doux disques dans une feuille de métal très mince et, à l'aide d'une scie guidée par un gabarit métallique, on y pratique dos fentes très étroites en suivant une spirale

d'Archimède {fig. 260). Cette courbe a la propriété bien connue d'avoir un rayon vecteur augmentant avec la valeur de l'arc (r = a^). Si les spirales sont tracées en sens contraires sur chacun des disques, le croisement de deux fentes laisse passer un point lumineux lorsque l'on regarde à trap^Q 260 yev^, et le rayon vecteur correspon-

dant dépend de la position des deux disques. Si, ensuite, l'un des deux disques se déplace d'un certain angle, le rayon vecteur augmente proportionnellement, de sorte que la distance du point lumineux au centre du disque donne la position exacte d'un des disques par rapporta l'autre. On monte un de ces disques sur l'arbre de la machine à étudier ; l'autre est disposé, en regard et à très petite distance, sur l'arbre d'un petit moteur électrique bien centré et pouvant prendre une vitesse atigulaire rigoureusement uniforme, en l'actionnant par une batterie d'accumulateurs. En

i. l'Ufifricita, 26 janvier 1902.

regardant à travers les disques, on voit un point lumineux; si les disques tournent dans le même sens, les spirales étant placées en sens inverse l'une de l'autre, le point lumineux, en se déplaçant, donne une image lumineuse persistante. Lorsque les disques sont animés de la même vitesse angulaire, Timage forme une circonférence qui paraît fixe dans Tespace ; mais, si Tun des disques, celui qui est fixé sur la machine à étudier, oscille autour de sa vitesse angulaire moyenne, tandis que lautre conserve sa vitesse uniforme, on voit la circonférence s'agrandir ou diminuer suivant que la vitesse s'accélère ou diminue par rapport à la vitesse moyenne. Les variations du rayon du cercle lumineux sont exactement proportionnelles au décalage d'un des disques par rapport à Tautre. S'il s'agit de mesurer des décalages atteignant un degré au maximum, il est nécessaire de les amplifier si on veut pouvoir les mesurer avec une approximation suffisante. En outre, il convient de tracer sur les disques des spirales très allongées, afin d'obtenir un grand déplacement du point lumineux par rapport au centre pour un faible décalage de l'un des disques par rapport k l'autre.

Dans un essai effectué par l'auteur sur une machine installée à la station centrale électrique de Trieste, la spirale avait pour

équation

L'amplification du mouvement était obtenue en montant sur l'extrémité libre de l'arbre de l'alternateur une roue de bicyclette qui, au point de vue des efforts de transmission, peut être cousidérée comme un système pratiquement indéformable, à la condition, pour éviter les erreurs possibles du même ordre de grandeur que les quantités à mesurer, de la centrer sur l'arbre aussi exactement que possible. Le pneumatique qui entoure la roue actionnait par simple frottement une petite poulie en bois sur l'axe de laquelle on avait monté le disque, derrière lequel était disposée une feuille de carton blanc fortement éclairée. Le second disque était monté sur l'arbre d'un petit moteur à courant continu alimenté par des accumula-

teurs ; sa vitesse angulaire pouvait être réglée avec la plus

grande précision, à Taide d'un rhéostat en fil de manganin.

Dans les essais effectués 'sur les machines de la station

centrale de Trieste, étant données l'équation de la courbe et

l'amplitude des irrégularités, un écart de 1 centimètre du

cercle lumineux correspondait à un écart angulaire de —-r de

degré de l'arbre de la machine. La détermination pouvait, par conséquent, s'effectuer à l'œil nu avec une approximation suffisante, sans qu'il fût nécessaire d'avoir recours à une lunette.

Lors d'un des nombreux essais qui furent faitsy on remarqua, les alternateurs étant couplés, un écart du cercle lumineux de 16mm. En admettant, ce qui n'est qu'approximatif, que l'écart fût de 8 mm de chaque côté de la position moyenne, l'écart angulaire avait pour valeur

0,8. 0,24 = ^ de degré.

Dans l'article cité plus haut [Elettricita)^ on a indiqué comment les deux disques stroboscopiques peuvent être utilisés comme tachymôtre à lecture directe et de haute précision.

231. Pour la détermination de la puissance mécanique, on utilise un frein qui peut être du type à frottement ou du type à courants parasites.

Pour les petits moteurs électriques dont la vitesse angulaire est considérable, le frein Pasqualini à courants parasites donne des résultats exacts.

Ce frein est constitué par un puissant électro-aimant devant les pôles duquel se meut un disque de cuivre monté sur le moteur à essayer. Lorsque le disque tourne, l'électro-aimant tend à être entraîné dans le sens du mouvement sous Taclion des courants de Foucault qui sont développés dans le disque; le couple moteur qui agit sur l'électro-aimant est équilibré par un poids placé à l'extrémité d'un bras de levier. Le produit

obtenu en multipliant ce couple parla vitesse angulaire donne la valeui* de la puissance utile développée par le moteur. En faisant varier l'intensité du courant d'excitation de ce moteur, on fait également varier sa charge.

On ne peut donner ici une description détaillée de ce frein, description que Ton peut trouver dans la monographie publiée pa.TVOfficina Galileo de Florence," qui en est le seul constructeur. Indépendamment de la description de Tappareil, on trouve également dans cette monographie tous les renseignements utiles sur son emploi ainsi que des résultats d'essais effectués sur un moteur de la maison Brioschi et Finzi, de Milan.

Depuis l'invention de M. Pasqualini, presque tous les constructeurs d'instruments de précision ont réalisé des freins, fondés sur l'action des courants parasites ; on en a même établi pour mesurer de grandes puissances jusqu'à 100 chevaux et plus.

En ce qui concerne les petits moteurs, lorsqu'il s'agit d'effectuer des mesures qui n'exigent pas une très grande précision, il est facile de construire un frein de ce genre. Il suffit de monter à l'extrémité d'un levier, mis en équilibre sur un couteau, un électro-aimant entre les pôles duquel on fait tourner un disque de cuivre fixé sur l'arbre du moteur [fig. 261).

Lorsque le moteur ne fonctionne pas, on met le système en équilibre à l'aide d'un poids curseur m. Lorsque le moteur tourne et que l'électro-aimant est excité, le levier s'incline dans le sens du mouvement et on rétablit l'équilibre en plaçant des poids M sur le plateau. Le travail développé par le moteur est totalement transformé en chaleur dans le disque et la puissance a alors pour valeur celle du couple résistant ML multipliée par la vitesse angulaire du disque. On a, par conséquent,

Puissance en chevaux = ' ML,

expression dans laquelle n est le nombre de tours par minute, M est le poids exprimé en kilogrammes et L la longueur en mètres.