MOYENNE
AMPÈRES.
sphérique).
lO
Le tableau suivant est calculé d'après les formules ( i ) et (2).
watts dépensés par bougie décimale (moyenne sphérique).
0,638 0,616 0,595 0,576 0,562 0,542 o,5io 0,446
Les essais effectués à TExposiiion d'Anvers ont montré que le rendement lumineux des arcs varie avec leur intensité lumineuse totale et, par suite, avec l'intensité du courant qui les alimente et la différence de potentiel aux bornes des lampes.
La lampe Pilsen a pris, sous une tension moyenne de 45 volts, 0,59 watt par bougie décimale (moyenne sphérique), résistance additionnelle non comprise, avec un courant de 8 ampères et 0,47 watt avec 16 ampères.
Une lampe construite spécialement pour fonctionner sous des différences de potentiel faibles , voisines de 38 volts, a absorbé une puissance de 0,9 watt par bougie décimale avec 4 ampères et de 0,75 watt avec 8 ampères. Cette réduction du rendement lumineux provient de la petitesse de l'arc et, par suite, de la grandeur du cône d'ombre porté par les charbons. Les bougies électriques Jablochkoff, essayées à l'Exposition de Paris de 1881, ont demandé 1,53 watt par bougie décimale.
La qualité du charbon a une influence considérable sur le rendement lumineux. On trouve dans le commerce des charbons dits à haut voltage qui demandent 45 à 46 volts au foyer et des charbons à faible voltage qui se contentent de 38 à 40 volts. Les premiers sont les plus employés. Selon leur grosseur, ils admettent des courants de 20 à 6 ampères, en produisant des arcs de 4,5 à 2,5 mm d'écartement, sans que la tension aux bornes varie sensi-
blement. M. Marks a trouvé qu'à égalité de puissance lumineuse les charbons durs employés aux États-Unis avec les lampes à très faibles tensions, 3o à 35 volts, absorbent environ 40 pour 100 de puissance en plus que les charbons tendres admis avec les tensions élevées.
On conclut de ce qui précède que les résultats déduits des essais usuels effectués sur les lampes à arc servent surtout à apprécier les charbons employés dans ces lampes et qu'il convient de noter soigneusement la qualité des crayons utilisés.
L'épreuve du système de régulateur devrait porter, non sur le rendement lumineux , mais sur la constance du foyer suppose relié à une source d'électricité invariable.
Les arcs alimentés par des courants alternatifs émettent des radiations lumineuses distribuées de la môme manière au-dessus de l'horizon qu'au-dessous. Par suite, ces foyers ne sont pas aussi favorables que les foyers à courant continu à l'éclairage du sol, et l'on est obligé de les munir de grands réflecteurs, destinés à renvoyer leur lumière vers le bas, ainsi que de les disposer sur des mâts moins élevés que ceux qui supportent les lampes à courant continu. Avec les courants alternatifs, on estime que l'intensité moyenne sphérique est égale aux 0,9 de l'intensité horizontale.
Malgré les variations des courants alternatifs, l'éclairement produit par ces lampes paraît constant. Les changements d'éclat du foyer ne se décèlent que par l'éclairage d'objets se mouvant rapidement, lesquels produisent sur la rétine une série d'images discontinue.
Nous avons déjà fait allusion à cette circonstance que les arcs alternatifs, grâce à leurs propriétés et à l'emploi des bobines à réaction, n'exigent pas une différence de potentiel aussi élevée que les arcs à courant continu ; les premiers ne demandent que 32 à 35 volts entre les charbons , tandis que les seconds en exigent 43 à 44 pour la même puissance lumineuse. Il en résulte que, dans une distribution à 1 10 volts, on peut disposer trois lampes à courants alternatifs en série, tandis que le nombre de lampes à courant continu ne peut être supérieur à deux.
Les globes opalins ou dépolis, dont on munit les lampes à arc, modifient la répartition des rayons dans une mesure variable avec le pouvoir dispersif de ces globes. ,
La Commission instituée par la ville de Francfort pour Texameo
des appareils des deux systèmes a reconnu, à la suite d'expériences faites en se plaçant dans les conditions de la pratique, qu'à dépense d'énergie égale, résistances additionnelles comprises, les arcs à courant continu enfermés dans des globes présentent une supériorité de 20 pour 100 sur les arcs à courants alternatifs, au point de vue de l'éclairage intérieur des espaces clos.
La supériorité s'élève à 2b pour 100 dans le cas des espaces découverts, sans parois réfléchissantes. La consommation de crayons des lampes à courants alternatifs est de 20 pour 100 plus grande que celle des lampes à courant continu.
737. — Comparaison des rendements optiques de diverses sources lumineuses. Méthodes de Tyndall et de Thomsen. —
Indépendamment des méthodes phoioméiriques que nous avons énumérées et qui permettent de déterminer les valeurs comparatives des sensations produites par les foyers lumineux sur la rétine, il existe des méthodes se prêtant à des mesures objectives intéressantes. Telle est la suivante duc à Tyndall.
Supposons qu'une lampe à incandescence soit enfermée dans un calorimètre en cuivre à doubles parois, l'intervalle entre les deux enveloppes étant parcouru par un courant d'eau dont on mesure la température à l'entrée et à la sortie, § 246. On parviendra à mesurer de celte manière la chaleur dégagée par la lampe en l'unité de temps, c'est à dire la puissance totale %v des radiations qu'elle émet.
Si l'on remplace le calorimètre en cuivre par un calorimètre formé de glaces polies, entre lesquelles circule également un courant d'eau, les radiations lumineuses traverseront pour la plus içrande partie les parois, et la chaleur emportée par l'eau ne représentera que la puissance 7i>' des radiations obscures.
Le rendement optique de la lampe pourra cire défini par le
rapport •
Celte méthode donne les résultats suivants :
NATIRE DE LA SOl'RCE.
Bougie 0,00293
Lampe à pétrole o,oo3i5
Lampe à huile 0,00442
4^0 ECÎ.AÏRAGE ÉLËCTRIQUC.
Gaz de houille o,oo3i7
Lampe à incandescence 0,06
Lampe à arc 0,10
Tube de Geissler o,33
La proportion de rayons rouges est beaucoup plus grande dans les flammes hydrocarburées que dans les lampes à arc. Le degré d'incandescence, § 726, étant i pour la Carcel, atteint 1,1 avec les lampes à incandescence , i ,7 avec la lampe à arc et 2 dans le cas du soleil. L'arc voltaîque est donc la lumière artificielle qui se rapproche le plus de celle du jour. Sa lumière est, par suite, supérieure à toute autre lorsqu'il est imponant de conserver aux objets leurs couleurs propres. Si, au contraire, il ne s'agit que de distinguer du noir sur du blanc, les flammes rougeàires sont équivalentes à intensité égale.
Une autre méthode, due à Thomsen, permet de mesurer les radiations émises par un foyer ù Taidedela pile ihermo-électrique de Melloni et d'un galvanomètre. La pile est étalonnée au préalable en substituant au foyer à étudier une sphère remplie d'eau perdant en l'unité de temps une quantité de chaleur déterminée d'après les indications d'un thermomètre.
Si Ton interpose entre le foyer et la pile une solution d'alun qui jouit de la propriété d'être opaque pour les rayons obscurs, on mesure seulement les radiations lumineuses. En remplaçant l'alun par du sulfure de carbone, on relève les radiations totales. Cette méthode a l'avantage sur la précédente de se prêter à la détermination des radiations lumineuses sous diverses inclinaison?.
738. — Éclairement des espaces découverts et des espaces clos. Données pratiques. — La hauteur à laquelle on dispose les foyers puissants doit être relativement grande, afin de régulariser l'éclairement horizontal et de soustraire les lampes à la vue. Si l'oeil est frappé par la lumière directe d'un foyer, la pupille, faisant fonction de diaphragme, se rétrécit et ne laisse entrer dans le globe oculaire qu'une quantité de lumière insuffisante pour permettre à la rétine de distinguer les objets peu éclairés. En outre, le contraste entre ceux-ci et la lampe diminue encore l'efl'et d'éclairemcnt. Pour bien apprécier ces phénomènes physiologiques, il suffit de regarder les objets éclairés, d'abord en même temps que le foyer, puis en
RENDEMENT I.UMtNEUX DES I.ÀMPfeS ÉLECTRIQUES. 45 I
dissimulant les rayons directs de la lampe à Taidc de la main ou d'une visière. La différence d'effet est remarquable.
La hauteur des foyers peut être déduite de considérations théoriques. Soit le cas d'une source lumineuse émettant des rayons d'égale intensité dans toutes les directions. L'éclairement produit à une distance / suivant rhorizontale est, en appelant h la hauteur du foyer d'intensité moyenne I,
ICOS3t I II
^ •= nr . (Il
En considérant /? comme variable, il est facile de voir que e est maximum pour
L'angle d'incidence est alors 54*^44'. Cette condition est rarement réalisable; ainsi, pour une distance / = 5o m, il faudrait des mâts de 35 m de hauteur.
Si Ton se donne la valeur de I et Téclairement minimum à réaliser e, les relations (i) et (2) conduisent à
Cherchons à déterminer réclairemeni moyen produit par le foyer dans le cercle horizontal de rayon /. L'éclairement à la distance x, suivant l'horizontale , est
La quantité de lumière qui tombe sur une couronne annulaire infiniment étroite de rayon x est
, ^^ , l II X 2r.x dx
dq^eX 2r.x dx = ^^-.^ ^ ^;.,p-,-.
La somme de lumière tombant dans le cercle de rayon / a pour expression
L^éclaîrement moven du cercle est
On tire de Téquation '4- la valeur, / mètres, de la distance à laquelle une source d'intensité uniformément répartie, 1 bougies, et placée à une hauteur de h mètres fournit un éclairement moyen de ûtn bougies à un mètre.
La table suivante, à triple entrée, est calculée d'après ceitc équation, jointe à la formule
en
zi * u O
in
OC
GO
cd
c. Tj- ^ •o 'n rf
en — t}- U-» ^-n
vo a.»
»n en ««O ,
•ovo o Tf-en en
rn ^m
»v ^« rs
00 00 C< -1-cn en
!>. TT a>
rs »> «s
