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Fig. 442.

que l'abonné appelé B possède au tableau. Il sonne cet abonné, en appuyant sur la clef d'appel c, et, la réponse entendue, laisse les deux abonnés reliés entr'eux, en maintenant dans le circuit l'annonciateur de fin de communication A.

366 TELEPHONIE.

Mais Tabonné B peut se trouver déjà relié sur un autre tableau. Dans ce cas, Tintroduction de la fiche /' dans le jack général, interrompt sa conversation. On évite cette difficulté au moyen d'un dispositif spécial qui permet de s'apercevoir si une ligne d'abonné est libre ou occupée. Les garnitures métalliques d'entrée des Jacks d'une même ligne sont, comme le montre la fig. .442, reliées entr'elles, de manière à former ce qu'on appelle un fil d'essai. Lorsque la ligne de B est occupée, ce fil d'essai est relié à la terre par la fiche qui donne la communication et la ligne de B. Cela étant, si, pendant que l'excentrique met la fiche / en relation avec le téléphone de l'employé, ce dernier touche un instant la garniture d'entrée du Jack de l'abonné B avec cette fiche f^ la pile d'essai p envoie un courant momentané sur la ligne et fait entendre un clic dans le téléphone. Si ce bruit ne se produit pas, l'employé continue le mouvement et enfonce la fiche/* jusqu'à refus. On remarquera que le courant d'essai parcourt la ligne de B et celle de l'abonné en relation avec celui-ci, mais le courant, étant trcs court, n'affecte pas sensiblement la conversation de ces derniers.

Deux employés desservent un tableau de 100 jacks individuels.

692. — Tableaux multiples diviseurs. — On estime que les tableaux multiples permettent de desservir par un bureau central unique, système généralement suivi à l'heure actuelle, de 10 000 à i5 000 abonnés.

Vu la progression croissante du nombre des communications téléphoniques, il faudra, dans les grands centres, se préoccuper d'installer d'autres commutateurs. MM. Kellog et Bouchard ont proposé un système, dit multiple diviseur^ dans lequel chaque abonné dispose de deux appels par courants opposés ; le premier appel correspond à une moitié des abonnés , le second à Tauire moitié. Ces deux appels arrivent à des employés différents, qui disposent chacun, non plus de la totalité des lignes, mais de la moitié seulement.

Ce système double la capacité du bureau. Dans les réseaux à fils doubles, on peut diviser les commutateurs en 4 et même en 8 groupes : la combinaison des deux fils et d'un retour par la terre avec les courants inversés se prête à huit appels différents.

BUREAUX CENTRAUX. 367

693. — Extension de la téléphonie. — La téléphonie s'étend avec une rapidité justifiée par le fait que les services qu'elle rend sont proportionnés au nombre des abonnés qu'elle dessert.

Les tarifs téléphoniques sont de deux espèces. Dans la plupart des réseaux la taxe annuelle est uniforme pour tous les abonnés, ce qui simplifie la comptabilité du service. Dans quelques cas, on emploie la tarification proportionnelle au nombre des communications, ce qui semble plus rationnel, attendu qu'il est juste de faire payer en raison du service rendu. Ce système décharge les bureaux en engageant les abonnés à renoncer aux communications sans importance.

Le prix de revient des communications décroît d'abord lorsque le nombre des abonnés augmente dans un réseau, par suite de la diminution relative des frais généraux, mais, à partir d'un nombre donné , le prix tend à se relever parce que le travail du bureau central croît à peu près proportionnellement au carré du nombre des circuits reliés.

LAMPES A INCANDESCENCE

694. — Production des radiations lumineuses. Expériences de M. Tesla. — Les corps chauds émettent des radiations constituées par des mouvements vibratoires de l'éther. Suivant la période du mouvement, ces radiations se manifestent par des effets divers. Ainsi, lorsqu'on chauffe un conducteur, tel qu'un fil de platine, à Taide d'un courant électrique, à une température ne dépassant pas 350° C, les radiations émises par le fil se décèlent par la propriété d'échauffer les corps voisins dont la température csi plus basse. Le nombre de vibrations de ces ondes calorifiques s'élève Jusque 400. 10*^ par seconde. Entre 35o<> et 450*^, le hl commence à émettre des radiations qui , outre leur effet calorifique, sont susceptibles d'affecter la rétine; ce sont des rayons lumineux.

Si l'on continue à accroître l'intensité du courant, la couleur du fil passe progressivement du rouge sombre au rouge vif et au blanc incandescent. La décomposition de la lumière blanche par un prisme apprend que celle-ci est formée de la superposition de rayons simples qui, dans la partie lumineuse du spectre, correspondent à des vibrations dont le nombre varie entre 400 . 10**- et 800 . 10^^ par seconde. Au delà du spectre visible , vers rextrémitê

LAMPES A INCANDESCENCE. 369

violette , s'étend une bande de radiations qui se manifestent particulièrement par des actions chimiques, telles que la décomposition des sels d'argent. Le nombre des vibrations y atteint jusque 1600 . 10*^ par seconde.

En résumé, à mesure que la température d'un corps s'élève, son spectre s'enrichit de radiations correspondant à des ondes de plus en plus courtes et qui se superposent. Toutes ces radiations se manifestent par des effets calorifiques et des effets chimiques, mais les seuls rayons qui agissent sur la rétine sont ceux dont la fréquence est comprise dans l'octave s'étendant entre 400. 10^^ et 800. 10'' vibrations par seconde.

L'émission par un corps solide de radiations calorifiques correspond à une dépense d'énergie , dans une proportion qui ne s'écarte pas beaucoup de la première puissance de la température. A partir du moment où le corps commence à produire des rayons lumineux, la somme de lumière fournie croît au contraire beaucoup plus vite que la température ; le rapport entre l'énergie des radiations lumineuses et celle des radiations totales croît aussi très rapidement avec la température. L'énergie des radiations totales s'estime en plaçant le corps dans un calorimètre opaque. En faisant ensuite usage d'un calorimètre transparent, les radiations lumineuses échappent à l'absorption en traversant les parois et sont déterminées par différence. La différence n'exprime cependant pas exactement les radiations lumineuses ; le dixième environ des radiations obscures est absorbé par le liquide.

Le rapport mentionné ci-dessus n'est guère que de 0,00293 pour la flamme des bougies qui contient des particules de carbone incandescent noyées dans un gaz dont le pouvoir émissif est faible. L'équivalent mécanique de la chaleur dépensée par seconde dans une bougie est d'environ 86 watts.

Le courant électrique traversant un conducteur de faibles dimensions permet de développer une grande quantité de chaleur dans un faible volume, et, par suite, de produire une température très élevée, ce qui favorise l'émission des radiations lumineuses.

On arrive, par les lampes à arc voliaïque, à faire croître le

rapport de l'énergie des rayons lumineux à celle des radiations

totales jusque 0,1. La puissance requise pour produire la môme

lumière qu'une bougie tombe alors à 0,7 watt. ^ 24

On voit rénorme supériorité théorique des lampes électriques sur les anciens modes de production de la lumière ; elles dégagent beaucoup moins de chaleur et ne répandent aucun gaz délétère. Toutefois, une grande partie du bénéfice apporté par rélectriciié est perdue par ce fait que nous produisons Ténergic électrique à Taide de machines qui n'utilisent guère que le dixième de Ténergie du charbon brûlé dans les chaudières à vapeur.

Malgré leur supériorité relative , nos lampes électriques sont encore bien imparfaites, puisqu'elles ne transforment en lumière que la dixième partie de Ténergie électrique qu'elles absorbent. Les radiations obscures qu'elles émettent prennent les neuf dixièmes de cette énergie. Suivant l'heureuse comparaison de M. Lodge, on se trouve dans la situation d'un organiste qui, pour arriver à tirer quelques notes aiguës de son instrument, devrait souffler dans tous les tuyaux du clavier. Ainsi l'électricien, qui n'a besoin que des radiations dont les nombres de vibrations sont compris entre 400. 10*^ et 800. 10*^ par seconde, est obligé de provoquer toutes les vibrations plus lentes qui absorbent la plus grande partie de l'énergie dépensée.

Peut-on espérer d'arriver à éviter la production de ces radiations parasites ?

Le phénomène d'incandescence développe la série progressive des radiations calorifiques et lumineuses, tandis que les phénomènes auxquels M. Wiedemann a donné le nom générique de luminescence produisent une sélection d'ondes lumineuses. Lorsque cette sélection est accompagnée d'une température peu élevée, elle porte le nom de phosphorescence. La luciole cubaine, étudiée par MM, Langley et Very, concentre toutes ses radiations dans les limites étroites des rayons visibles du spectre, le maximum d'énergie rayonnée étant compris entre les rayons jaunes et les rayons verts. D'après M. Nichols ('), certains oxydes, tels que ceux de magnésium et de zinc, émettent, lorsqu'ils sont fraîchement préparés et chauffés, une quantité de lumière très supérieure à celle de corps incandescents à la même température. Si l'on parvenait à régénérer de telles substances et à les amener à la température voulue, on

Cj Nichons, L'/ec/nc/a/j, 5 décembre 1890,

LAMPES A ÎNCANhESCENCÈ. ^Jl

obtiendrait des sources de lumière beaucoup plus efficaces que les conducteurs rendus incandescents par le courant.

On a vu, §201, que les oscillations électriques déterminent des radiations qui jouissent de propriétés semblables à celles des rayons lumineux, et dont la fréquence, par seconde, peut s'élever à plusieurs billions, lorsqu*on emploie des vibrateurs très exigus. Si Ton parvenait à diminuer suffisamment les dimensions de ceux-ci, on donnerait aux ondes électriques la propriété d'agir sur la rétine, cVst à dire qu'on produirait directement des ondes lumineuses. II faudrait pour cela que les vibrateurs fussent réduits aux dimensions moléculaires. Ce sont vraisemblablement des vibrations de ce genre qu'on obtient lorsqu'on soumet les tubes à gaz raréfiés à des décharges électriques ; celles-ci provoquent un bombardement moléculaire, dont l'effet est de rendre lumineuses les molécules des corps contenus dans les tubes et les parois de ceux-ci. La décharge électrique joue ici le même rôle que le moteur qui déplace un pendule de sa position d'équilibre, pour l'abandonner ensuite à ses oscillations. Comme les oscillations électriques s'amortissent rapidement, il faut répéter l'action motrice le plus souvent possible. Les interrupteurs ordinaires des bobines de RuhmkorfF laissent à désirer à cet égard, car leur période de vibration est incomparablement plus lente que celle des vibrations lumineuses.

M.Tesla est parvenu récemment à amplifier considérablement les effets obtenus dans les tubes à atmosphère raréfiée, en renouvelant rapidement l'excitation moléculaire. Il a employé des courants alternatifs de haute tension obtenus par deux procédés différents. Dans le premier cas, une bobine d'induction sans fer, isolée dans l'huile, a son primaire alimenté par un alternateur à pôles multiples, capable de produire loooo périodes par seconde. Dans le second cas, on obtient des alternances beaucoup plus courtes encore en faisant passer dans le circuit primaire de la bobine le courant oscillatoire produit par la décharge d'un condensateur, § 45i. On réalise par ce procédé jusque 200000 périodes par seconde. M. E. Thomson a remarqué qu'on peut accroître davantage la fréquence en dirigeant sur l'étincelle de l'excitateur de décharge un courant d'air produit par une soufflerie. Un long tube de verre dans lequel on a fait le vide s'illumine brillamment lorsqu'il

est présenté à l'une des électrodes secondaires de la bobine à alternances rapides ; le même tube s'éclaire également lorsqu'il est placé entre deux armatures de condensateur, raccordées aux bornes secondaires de la bobine. Les armatures peuvent d'ailleurs être très écartées l'une de l'autre, de manière à produire un champ électrostatique oscillant, dans lequel on peut promener le tube. On obtient de la sorte une curieuse lampe sans électrodes. Comme les gaz n'ont qu'un pouvoir émissif faible, M. Tesia a cherchée utiliser les vibrations de corps solides. Pour cela, il a, comme M. Crookes, placé des substances diverses dans des ampoules vides d'air. En mettant une tige de charbon en communication électrique avec une des bornes secondaires , le bombardement par les molécules d'air restant dans l'ampoule porte le corps à l'incandescence.

En admettant que ces procédés conduisent à des lampes d'une intensité lumineuse suffisante pour la pratique, il restera cependant la difficulté de transporter les courants de fréquence très élevée, pour lesquels les conducteurs présentent une impédance considérable.

695. — Fabrication des lampes à incandescence. — En principe, tout conducteur qui peut être amené par le courant à la température du blanc incandescent et qui supporte à l'air libre ou dans le vide cette température sans fusion ni désagrégation se prête à la réalisation d'une lampe à incandescence. Comme l'émission de la lumière se fait par la surface du conducteur, il y a intérêt à donner à celui-ci la forme d'un fil ou d'une bande mince, dont la surface est considérable relativement à la section. Parmi les métaux, les moins fusibles appartiennent à la famille du platine ; aussi a-t-on cherché à diverses reprises à utiliser ces métaux pour la fabrication des lampes. Malheureusement, le point de fusion du platine et de ses congénères est très voisin de la température de Tincandescence et tout accroissement accidentel du courant entraîne la perte du fil qu'il traverse. M. Edison a cherche à remédier à cet inconvénient à l'aide d'un régulateur automatique introduisant des résistances destinées à empêcher le courant de dépasser sa valeur normale ; mais cette disposition est compliquée et n'empêche pas la désagrégation plus ou moins rapide du filament.

LAMPES A INCANDESCENCE. BjS

Le corps qui paraît le mieux approprié au but en vue est le charbon: son pouvoir émissif est considérable, et il supporte dans le vide des temp-éraiures plus élevées que tout autre conducteur. A l'inverse de celle des métau:c, sa résistance électrique diminue quand la température augmente.

La difficulté de produire des filaments de charbon suffisamment minces et homogÈnes a été résolue par M. Edison et beaucoup d'autres inventeurs. En principe , le procédé consiste à carboniser en vase clos des fibres de cellulose naturelle ou artificielle plus ou moins pure.

Ces fibres doivent être très homogènes. On emploie actuellement des fils de coton parcheminé ou bien encore des filamenis obtenus en passant une paie de cellulose à la filière. Une telle pâte s'obtient en précipitant une dissolution de coton dans Tacide nitrique ou dans Tacide phosphorique à l'aide d'éthcr sulfurlque et en éliminant les dernières traces d'acide. Parfois, ta pâle, coulée sur une plaque de verre à la façon des préparations photographiques, est découpée en lanières minces. Mais les filaments ainsi préparés sont moins solides que les filaments ronds.

Pour opérer la carbonisation , on peut disposer les brins sur une forme en charbon, fig. 443, et les retenir par des ligatures. Ces

Fig. 443.

formes sont empilées dans un creuset ei recouvertes de poussier de charbon pour empêcher l'accès de l'air pendant la cuisson. Les lilamenis carbonisés conservent la forme de leur support.

Actuellement on soumet toujours le filament à une opération appelée /lashing ou renforcement, qui a pour but de le consolider, de régulariser sa section et lui donner une surface compacte et homogène. Le renforcement se fait en envoyant un courant électrique dans le filament préalablement plongé dans un hydrocar-

bure gazeux, au milieu d'un flacon où Ton entretient un vide partiel avec une pompe pneumatique à piston Lorsque, sous reffet du courant, la température du fil de charbon a atteint le blanc, rhydrocarbure se décompose et le carbone se précipite sur le filament en le couvrant d'une couche graphitoide, dure et compacte , d'un gris d'acier , analogue au dépôt qui se produit sur les cornues à gaz pendant la distillation de la houille. La précipitation du carbone s'observe particulièrement sur les parties du fil dont la section est la plus faible, attendu que le courant les échauffe davantage en vertu de leur résistance plus grande. Le renforcement tend donc à rendre homogène la surface et la section. En outre, la couche brillante déposée jouit d'un pouvoir émissif notablement plus grand que la surface terne que possède le fil après la carbonisation.

La conductibilité électrique du charbon déposé est beaucoup plus grande que celle du noyau ; aussi peut-on suivre exactement l'opération, dans une lampe soumise à une différence de potentiel constante, par l'accroissement du courant dû à la diminution rapide de la résistance du filament.

Le filament préparé et courbé en fer à cheval ou en boucle est soudé à des fils de platine sur lesquels on a, au préalable , écrasé les parois d'un tube en cristal destiné à servir de support aux tils. Par sa composition , le tube doit avoir le même coefficient de dilatation que le métal , de manière à ce que Tétanchéité des orifices d'entrée soit assurée à toutes températures. Afin de s'assurer de l'observation de cette condition , quelques compagnies fabriquent elles-mêmes le cristal employé à la confection des lampes.

La soudure du filament avec le platine peut se faire par un procédé analogue au renforcement. On chauffeles jonctions dans un hydrocarbure liquide à l'aide d'un courant amené par des pinces de façon à limiter convenablement son action ; le carbone se précipite sur les joints et forme un bourrelet solide et conducteur. D'autres fois, la soudure se fait par une pâte charbonneuse qu'on sèche et carbonise.

Letube supportant le filament est ensuite soudé dans une ampoule en verre pouvant communiquer par un orifice étroit avec une pompe pneumatique à mercure, capable de produire un vide voisin de 0,0 1 mm de mercure. On se sert d'appareils pro-

LAMPES A INCANDESCENCE. S/S

duisant le vide barométrique (pompe Geissler) ou de trompes à mercure (pompe Sprengelj qui possèdent Tavantage d'avoir une action continue. Ces pompes ont Tinconvénient d'être fragiles, coûteuses et lentes. Il est logique de ne les employer que pour compléter le vide, après avoir, au préalable, relié Tampoulc à une pompe à piston pour extraire la majeure partie de Tair qu'elle contient. On annonce même qu'on est arrivé à supprimer complètement les pompes à mercure grâce aux pompes à piston étagées de manière à produire des raréfactions croissantes et à éviter l'importance des rentrées d'air par les joints, les deux faces du piston de chaque cylindre communiquant avec des réservoirs à des pressions peu différentes.

La pompe a pour objet d'extraire non seulement l'air de l'ampoule, mais aussi celui qui est condensé dans le filament, le charbon jouissant de la propriété d'absorber un volume gazeux très supérieur à son volume propre. Il est nécessaire d'extraire l'air occlus pour empêcher la combustion du filament soumis à l'action d'un courant intense, ainsi que pour éviter la désagrégation due à Teffet mécanique suivant. Supposons pour un instant que le fil de charbon soit enfermé dans une ampoule fermée et privée d'air. Au moment où il est porté à l'incandescence par le courant, les gaz occlus atteignent une pression excessive et s'échappent en brisant leur enveloppe et en entraînant avec eux des parcelles de charbon. Lorsque l'action du courant cesse, le phénomène d'absorption se reproduit ; une nouvelle application du courant entraîne une nouvelle perte de carbone. Cette action répétée finit par mettre le filament hors d'emploi et par amener sa rupture, en môme temps que l'on constate un noircissement rapide de l'ampoule par suite du dépôt de charbon.

Vers la fin de l'opération d'extraction de l'air, on soumet le filament à un courant croissant progressivement jusqu'à donner à la lampe un éclat supérieur à l'éclat normal. L'échauffement des fils de platine peut alors amener le cristal qui les touche à une température voisine de Soo^ C, limite à laquelle le cristal commence à se décomposer sous Teffet d'un courant continu. Le plomb se rend à la cathode qu'il noircit, tandis que l'anode donne lieu à un dégagement gazeux qui amène des rentrées d'air dans l'ampoule. On évite ce phénomène par l'emploi de courants alter-

=:CLAiRAGE ELECTRIQUE.

. .: !a lampe. L'effet combiné de la chaleur ei de ...rinine Texpulsion de la majeure partie des gaz . iLiie vers 3oo° Tampoule elle-même, afin d'ex- ..^lu. Sous rinfluence du traitement qu'on vient .. c du charbon se resserre et le filament devient , ^ >; .MUS solide.

.^..:iù^ue décrit plus haut n'explique qu'en partie la >^ . j.u carbone, laquelle se produit d'une manière con- . X . •;,.[ de la chaleur. D'après les recherches de M. F. . ..lîpc* rature de régime des lampes à incandescence est . . .^^i)-^ C Lorsque la température dépasse 1600°, la désa- . .>i lies active et le globe est susceptible d'être noirci en „> )>iants. Il semble, en outre, y avoir un effet de répulsion ... V jan:v la projection des particules de charbon sur le globe. . v^a A découvert qu'en interposant une plaque de platine .. .V jcux brins d'un filament en fer à cheval porté à Tincandes- ^, vu 'C courant, et en reliant la plaque, à travers l'ampoule, ^,ii\aiK>inctre sensible pendant que le brin positif est relie i >*,v».Mdc borne du galvanomètre, ce dernier accuse un courant s- ï is.>5iiiifà la plaque à travers le vide de l'ampoule. Aucun ..tu ic ssc manifeste entre la plaque et le brin négatif. M. Fle- .^ vjui a donné à cette expérience des formes diverses, auribue ;s., .»l\Ncrvc à une désagrégation du brin négatif et à la répulsion Hvùvvulcs de carbone chargées négativement sur la plaque ^.. ..icNcUvtrisent.

.\n cvpcriences faites par M. Hess ont montré que, pour obtenir . i \H\ rondement lumineux, la pression ne doit jamais dépasser wm de mercure, sans quoi la conductibilité calorifique de Tair .v ' ampvHile provoque la perte d'une certaine quantité d'énergie.

\l Mi^^ins a essayé deux lampes dans l'une desquelles le vide ^;a:\ pvHissê aussi loin que possible, tandis que dans l'autre la .v;vx\Kn\ atteignait 2,5 mm de mercure. Les filaments étant portés ui uHJ>ic, l'ampoule de la première accusait la température de V V V\ ^'^*ll^* ^^ 1^ seconde 250° C. Pour amener les filamemsà [ uKsUKlcîicence, la dépense d'énergie était de 4 watts par bougie sUiw le premier cas, et de i5,2 watts dans le second.

{ \nsK\i\c l'action de la pompe à air est terminée, ce dont on juge \vai io bruit sec que produisent les gouttelettes de mercure: dans la

LAMPES A INCANDESCENCE. 3/7

pompe, il suffit de sceller rorificc de sortie de Tampoule et d'appliquer à Tcmbase de celle-ci le dispositif particulier nécessaire pour relier la lampe aux conducteurs qui amènent le courant.

A cet effet, la lampe se place sur un support, douille ou sockei, auquel aboutissent les fils d'alimentation. Le mode de fixation au support doit être simple, solide et de nature à éviter les contacts défectueux qui donnent naissance à des échauffements et à des étincelles nuisibles.

On vérifie le vide des ampoules en présentant celles-ci, dans la chambre noire, à Tune des électrodes secondaires d'une bobine de Ruhmkorff. Si le vide est parfait, il ne se produit pas d'effluve dans la lampe. Un léger résidu d'air, admissible, détermine une effluve sur la paroi du verre, par suite du choc contre cette paroi des molécules mises en vibration. Un excès d'air occasionne un nuage blanc dans Tampoule. Cet effet est dû à la rencontre des molécules d'air au sein de l'ampoule.

L'effluve ne se produit pas dans une lampe contenant un grand excès d'air, mais, dans ce cas, des vibrations mécaniques imprimées au filament durent beaucoup moins longtemps que si l'ampoule est vide.

On peut faire des lampes à incandescence de toutes dimensions, donnant des intensités lumineuses variant d'une faible fraction de bougie à plusieurs milliers de bougies. Les lampes les plus répandues donnent de lo à 25 bougies décimales (voir étalons photométriques). On emploie parfois des lampes à gros filaments, dont rintensité moyenne est de loo à 5oo bougies. Les tensions habituelles pour lesquelles on calibre les lampes sont de 5o , 65 et 100 volts. Pour les distributions par courants triphasés, on est amené à employer des lampes comprenant trois brins réunis entr'eux par un bout commun et communiquant avec les trois conducteurs d'amenée des courants par leurs bouts libres. On égalise ces trois brins en les renforçant dans un gaz carburé sous l'influence de courants triphasés.

696. — Modes d'alimentation et durée des lampes à incandescence. — Généralement , les lampes à incandescence sont alimentées par des conducteurs maintenus à une différence de potentiel constante, entre lesquels elles sont disposées en dérivation ; d'où la

3jH ÉCLAIRAGB ÉLECTRIQUE.

nécessité d'accroître autant que possible la résistance des filaments en vue d'augmenter la tension et, par suite, de réduire la section des conducteurs. On n'a guère dépassé la différence de potentiel de i5oà 200 volts qui conduit, pour les lampes d'intensité lumineuse moyenne, à des filaments longs et fragiles, susceptibles de se briser par les chocs, particulièrement lorsque les lampes sont allumées et que les vibrations mettent en court-circuit une partie du filament. On a cherché à limiter les déplacements de celui ci par des crochets en platine scellés dans le verre de l'ampoule.

Quelques électriciens ont préconisé la distribution des lampes en série dans les circuits parcourus par des courants constants. On cherche alors à réduire la tension aux bornes des lampes, en donnant à celles-ci des filaments courts et peu résistants, afin de ne pas atteindre des différences de potentiel excessives aux pôles des générateurs. Dans une distribution en série, il faut prévoir un appareil automatique mettant les lampes en court-circuit lorsqu'elles viennent à se briser.

Comme moyen terme, on groupe parfois en dérivation des séries de 2 lampes. Cette disposition n'est pas recommandable parce que si l'on substitue à l'une des lampes d'une série , dont le filament a été aminci par l'usure, une lampe neuve moins résistante, la tension aux bornes de la vieille lampe restante est notablement accrue, ce qui détermine sa rupture immédiate. Cet inconvénient ne s'observe pas au môme degré s'il y a cinq ou six lampes dans chaque série et surtout si l'on emploie les conducteurs intermédiaires décrits au § 484.

La régularité de la différence de potentiel appliquée aux bornes des lampes a une grande influence sur leur durée. Les variations dépassant de i,5 à 2 pour 100 la tension normale réglée par des essais photométriques accélèrent l'usure des lampes. Si l'on dépasse de 10 pour 100 la tension normale la durée de la lampe est considérablement réduite , de même qu'un accroissement analogue de la température du corps humain détermine rapidement la mort. On a remarqué que l'emploi des accumulateurs est favorable à la conservation des filaments. A première vue, les courants alternatifs paraissent défavorables, mais Texpérience semble avoir établi qu'ils ne sont pas inférieurs à cet égard aux courants des machines continues. La capacité calorifique des filaments limite

les variations de température sous les fréquences de courant habituellement employées.

Les diverses parties des tîlamenis s'amincissent avec le temps et l'on observe une diminution graduelle dans réclai d'une lampe soumise à une différence de potentiel constante. Nous reviendrons sur ce point à propos des mesures photométriques.

Après avoir décrit les procédés généraux employés actuellement pour la fabrication des lampes , nous donnerons la description de quelques procédés particuliers, dont certains tendent du reste à cire abandonnés et n'ont plus qu'un intérêt chronologique.

697. — Lampe Edison. — 1-c filament de la lampe Edison est obtenu par la carbonisation d'une languette aplatie de bambou.

On donne aux filaments la forme d'un fer à cheval ou la forme d'une boucle, fig. 444. La boucle occupe moins d'espace en hauteur que le fer à cheval. Elle est, en outre, plus avantageuse au point de vue de l'impression sur l'œil et présente une répartition lumineuse plus uniforme dans les diverses directions horizontales.

Les languettes sont placées dans des moules empilés dans un four et recouverts de charbon pulvérisé. De cette manière, on évite

Fis- 444-

l'accès de l'air pendant la carbonisation. Dans les premières lampes Edison, la soudure du filament avec les lils de platine donnant accès au courant s'obtenait par un dépôt galvanoplasiique de cuivre. Actuellement, lejointest recouvert d'un dépût charbonneux séché, puis carbonisé. Par économie, les fils de platine ont justement la

longueur nécessaire pour traverser le tube de support en verre. Ils sont prolongés à Textérieur par des fils de cuivre soudés à Tembase de la lampe. Afin de permettre de fixer la lampe sur un support, on coule à la base de Tampoule une gaine de plâtre portant latéralement une vis estampée dans une tôle mince de laiton et, sur le fond , un piton de même métal , fig. 444. Ces pièces métalliques sont soudées aux extrémités des fils de cuivre reliés au filament.

Fig. 4+5 , 446 , 447 , 44B , 449 et 4^0.

Les ûg. 445, 446, 447, 448, 449 et 450 montrent deux modes différents de fabrication de Tampoule et du support du filament. Dans les fig. 448, 449, 45 o, qui représentent le premier^procédc

LAMPES A INCANDESCENCE

employé, les électrodes métalliques pénètrent dans la lampe par Textrémité renflée d'un tube en verre écrasé à sa partie supérieure. M. Faraday Proctor a simplifié le montage du support ainsi que le montrent les fig. 445, 446, 447. L'adhérence de la garniture en plâtre représentée en pointillé est mieux assurée dans ce dernier modèle.

La lampe se visse sur un support dont la surface latérale interne porte une feuille de laiton , emboutie de manière à correspondre aux filets de la vis de la lampe. Le fond du support est couvert d'une plaque de métal sur laquelle appuie le piton. Parfois , on munit la douille d'une clef d'interruption qui permet d'éteindre et d'allumer la lampe à volonté. La douille Edison et très satisfaisante aux points de vue de la solidité et de Tefificacité du contact ; elle peut se visser sur un tube par lequel arrivent les conducteurs reliés à la canalisation.

698. — Liaxnpe Swan. — Le filament de cette lampe, courbé en boucle, s'obtient en carbonisant un faisceau de fibres de coton, préparé par une immersion dans l'acide sulfurique dilué.

Les extrémités du filament sont soudées par un dépôt charbonneux à des fils de platine réunis par un petit pont en verre (*). Une

Fig. 45 1.

Fig. 452

Fig. 453.

( • ) Gordon , A practical trcalise 0/ electric lighting, p. 68.

:r.AtRAOE nLincTRKiijE.

ampoule soufflée à la verrerie suivant la forme indiquc'e dans la fig. 452 est ensuite coupée comme le montre la fig, 453.

Fig. 454, Les fils de platine sont soudt^s au chalumeau avec les bords de l'ampoule, puis les deux parties de celle-ci sont réunies de nou-

Fig. 455.

veau de manière à donner à la lampe la forme indi>.]ude dans la tig. 436. La tubulure inférieure sert à introduire le gaz pendant le renforcement du brin charbonneux , puis à effectuer le vide autour de celui-ci pendant qu'il est soumis à une température croissant

jusqu'à l'incandescence.

Actuellement, on abrège la fabrication de la lampe en soudant par êcrasemeni les fils de platine dans un lubc en verre, puis

en fixant ce tube à l'embase d'une ampoule pourvue d'une tubulure supérieure servant à faire le vide.

Fig. 45(i.

Le support de la lampe Swan est très simple. Les esirémîtés des fils de platine, recourbées en œillets a, a', sont saisies par des crochets b, b', reliés aux bornes A, B auxquelles s'attachent les

Fig. 457.

conducteurs d'alimentation. Pour assurer le contact, on interpose entre la lampe et son support un ressort à boudin R qui tend à les rnaintenir écartés. Ce système présente une certaine élasticité qui

garantit la lampe contre les chocs brusques qui pourraient provoquer la rupture du tilament incandescent. Mais les surfaces de contact sont restreintes et il arrive souvent que le ressort tire inégalement sur les crochets; Tun des contacts devient alors défectueux et donne lieu à des étincelles qui fondent le fil de platine.

699. — Lampe Victoria. — Le filament en fer à cheval est une fibre de chiendent carbonisée. Des letes de vis t/, fixées aux extrémités du filament, viennent buter sur des ressorts P, P' reliés au circuit électrique. Des rainures de bayonnctte/2, traversées par des goupilles /, /', assurent la lampe dans sa position de contact. Une autre disposition, représentée fig. 460, comporte une attache analogue à celle de la lampe Swan. Le ressort à boudin de cette dernière est remplacé par un épanouissement étoile, formé de deux pièces à charnières qui sont pressées contre l'ampoule par une bague élastique. Les embases de la lampe Victoria sont d'aspect très gracieux.

Fig. 458.

rig. 4.')9.

Fig. 460.

700. — Lampe Cruto. — Premier procédé, M. Cruto avait imaginé de recouvrir de charbon, par l'opération du renforcement, un fil de platine extrêmement ténu ( 0,01 mm de diamètre ) obtenu

LAMPES A INCANDESCENCE

par le procédé Wollaston. Dans ce procédé, le platine, passé à la filière jusqu'au diamètre de o,o3 mm environ , est recouvert d'un dépôt d'argent, tréfilé de nouveau , puis plongé dans Tacide nitrique qui dissout la gaine d'argent.

Pendant le renforcement du fil de platine placé sous l'action du courant dans un milieu hydrocarbure, la résistance électrique diminue au fur et à mesure que le dépôt s'épaissit et l'intensité du courant augmente progressivement. Lorsque le dépôt a acquis l'épaisseur voulue , ce qu'on reconnaît à l'intensité atteinte par le courant sous une différence de potentiel donnée , on pousse la tension jusqu'à la volatilisation du support de platine; ce dernier se combine au carbone.

Par suite de la flexibilité du fil de platine, la boucle tend à se déformer, lors de l'envoi du courant , sous l'action électromagnétique due au magnétisme terrestre. Il est difficile d'obtenir , dans ces conditions , des boucles régulières comme celles que présentent les autres lampes. La grande surface d'émission de ces filaments leur assure un bon rendement lumineux.

Second procédé. Le procédé qu'on vient de lire est assez coûteux, car il exige des fils de platine spéciaux et entraîne un renforcement prolongé pendant lequel la consommation d'énergie électrique et les frais de surveillance sont élevés. M. Cruto y a substitué le système suivant, beaucoup plus économique.

A une dissolution filtrée de 80 grammes de sucre dans 200 grammes d'eau distillée, on ajoute, goutte à goutte, 3oo grammes d'acide sulfurique. La liqueur rouge et épaisse est additionnée d'eau jusqu'à la densité correspondant à 2° Baume , l'uniformité du mélange étant assurée par une agitation continue. On filtre, et la pâte obtenue est passée à la filière. Les filaments ainsi produits sont séchés à l'air, puisàl'étuve, et enfin carbonisés dans des moules remplis de poussier de charbon de bois. Les fils de charbon retirés du four sont renforcés et traités par l'action combinée de la chaleur et du vide, comme on l'a vu précédemment.

701. — Lampe Seel. — La matière première des filaments est constituée par des brindilles enlevées aux stipes d'une sorte de palmier appelée Piassava. La partie blanchâtre de ces brindilles doit être enlevée; le reste est amené à l'épaisseur voulue par le

passage répété entre un support et une échancrure triangulaire pratiquée dans le fil d'un couteau. Les filaments réguliers ainsi obtenus, découpés à la longueur convenable, sont fixés par leurs extrémités , à l'aide de cire à cacheter, sur une forme en charbon. Celle-ci est une plaque rectangulaire, présentant vers Tun des bords tine fente parallèle à celui-ci, de manière à isoler une tige autour de laquelle on enroule une fois le milieu du filament. Ainsi se trouve assurée simplement la forme en boucle de ce dernier. Les formes, garnies de filaments, sont empilées dans des moules avec de la poudre ténue de plombagine et le tout est porté au four à carboniser. Les filaments charbonneux sont alors placés sous une cloche en verre , qu'on remplit plusieurs fois de gaz d'éclairage, après y avoir fait le vide.

Dans cet état, le filament est soumis à une différence de potentiel capable de le porter à Tincandescence. Précédemment très résistant et fragile , il acquiert ainsi de la dureté et de l'élasticité , devient gris-clair et sa résistance diminue rapidement. On arrête le courant quand celui-ci a atteint une intensité convenable.

Deux fils de platine sont emprisonnés dans une gouttelette de verre; leurs extrémités supérieures sont aplaties et roulées en tubes dans lesquels on introduit les bouts du filament. On garnit le joint de pâte de charbon qu'on sèche à l'étuve. Le système est alors soudé dans une ampoule en verre qu'on recuit après la soudure. Le sommet de l'ampoule présente un tube par lequel on la relie à une pompe à air, destinée à commencer l'opération du vide. Celui-ci est poussé aussi loin que possible à l'aide d'un appareil à mercure donnant le vide barométrique; vers la fin de l'opération , on établit un courant croissant à travers le filament.

702. — Support Westinghouse. — On a représenté , dans les fig. 461 et 462 , les détails du support à clef employé par M. Westinghouse. La lampe se termine par une douille saisie latéralement et retenue par l'épanouissement du support , tandis qu'un piton métallique, en relation avec une des extrémités du filament, pénètre entre deux lames de ressort destinées à assurer un bon contact. Une clef à excentrique permet de réunir deux autres lames représentées à la partie inférieure de la fig. 461. Les Américains font grand usage de ces clefs, analogues à celles des lampes à gaz.

dans les éclairages privés. En Europe, on profère, en général, employer un commutateur spécial pour une ou plusieurs lampes et placé, dans l'appartement à éclairer, en un endroit d'un accès facile, près de la porte d'entrée par exemple. Cette disposition

Fig.4fit.

Fig. 4C<2.

eïige un développement plus grand du circuit, mais elle est plus commode que la précédente. Le commutateur peut être rendu visible dans l'obscurité par un enduit phosphorescent.

703. — Monture Grivolas. — Les fig. 4G3 à 465 montrent les détails de la monture imaginée par M. Grivolas pour les lampes à incandescence. Les fils Z, Z, qui amènent le courant , sont fixés à des pitons A, A mobiles dans le sens vertical et sollicités vers le

^cn?

Fig. 463. Fig. 4r>4. Fip. t(i?,

haut par des ressorts à boudin. La lampe , qui se fixe sur son support par un mouvement de bayonnette, porte, à la partie inférieure. deux contacts métalliques W^, W^ reliés au filament. Dans la lig. 463 on voit, en dessous de ces contacts, un disque commutateur D , mobile autour d'un axe vertical et possédant deux tiges