BOBINES D'INDUCTION ET INTERRUPTEURS

L'appareil est construit de manière à permettre de changer facilement le disque g, qui porte les lames h, et de lui substituer un autre disque portant des lames plus ou moins nombreuses ou de lormes différentes.

En faisant varier la vitesse de rotation de la poulie, ou bien encore en variant le nombre des lames h, on peut augmenter ou diminuer la fréquence des interruptions.

En modifiant la forme des lames qui viennent couper le jet de mercure de manière à ce que la partie de ces lames sur laquelle frappe le mercure soit plus ou moins large, on peut faire varier le rapport des durées d'ouverture et de fermeture du circuit électrique que commande l'interrupteur.

Le moteur qui actionne l'interrupteur peut lui imprimer une vitesse angulaire de 5 à 17 tours par seconde ce qui permet, en utilisant un disque de i\ lames, d'obtenir des fréquences d'interruptions variant entre 120 et 4oo par seconde.

Suivant M. Max Lévy les étincelles obtenues à l'aide d'une bobine d'induction desservie par cet interrupteur sont bien plus longues, toutes choses égales d'ailleurs qu'avec l'interrupteur de Foucault.

Interrupteur de l'A. E. G. — Dans cet appareil (lig. 855) une petite turbine, dont l'axe est vertical, pompe le mercure contenu dans une cuve en fonte. Le mercure monte, dans l'arbre creux de la turbine, jusqu'à un disque horizontal où il rencontre une ajutage ; il sort de là, projeté par la force centrifuge, sous forme d'un jet fin et rigide. Ce filet de mercure rencontre en tournant les dents d'un anneau de fonte suspendu dans la cuve et isolé électriquement de celle-ci. Quand le filet de mercure tombe sur une des dents le circuit est fermé ; il est ouvert quand le filet tombe dans l'intervalle de deux dents

lyTERRLPTElR DE L'A. E. G.

consécutives. Les interruptions sont très franches, de même que le contact s'établit bien. La fréquence des interruptions peut être augmentée facilement : il sulfit de remplacer la couronne dentée par une autre ayant un plus grand nombre de dents. La turbine est actionnée par un petit moteur électricjue que l'on voit sur le côté, ou par une manivelle tournée a la main. Il y a lieu de remar-

Fii

lî. — Interrupteur de 1 A. E. G.

quer que cet interrupteur ne fonctionne pas à une faible fréquence, la turbine ne s'amorçant pas au-dessous d'une certaine vitesse. La cuve est naturellement remplie d'un liquide isolant ; celui qui parait préférable dans cet appareil, c'est l'alcool. Cet interrupteur pulvérise fortement le mercure, mais l'inconvénient est assez faible puisque la turbine puise toujours le mercure homogène au fond de la cuve. Les deux ailettes hélicoïdales que l'on voit sur la coupe ont pour but d'empêcher la masse de mercure de prendre un mouvement de rotation continue qui désamorcerait la turbine. Une conséquence évidente du prin-

8o BOBINES D'INDUCTION ET INTERIilPTEURS

cipe de cet interrupteur, c'est que l'arrêt, accidentel ou volontaire, de la turbine, coupe immédiatement le circuit ; cette particularité permet de supprimer le rhéostat que l'on met généralement sur le circuit de la bobine pour éviter l'élévation anormale de l'intensité en cas d'arrêt.

Remarques. — Lorsqu'on utilise un des interrupteurs que nous venons de passer en revue pour taire fonctionner une bobine d'induction, les forces électromotrices induites lors du passage et lors de l'interruption du courant primaire ne sont pas égales en valeur absolue.

La courbe i de la figure 56 indique les valeurs successives que prend en fonction du temps l'intensité du courant inducteur dans le circuit primaire par le jeu même de l'interrupteur. Chaque accession du courant dans le circuit inducteur dure un intervalle 1-ig. 5(i- Courbes rep.;,.- j^ ^^ c^^ représenté par OA,

sentatives de 1 intensité * • '■

du courant inducteur et BC, Pendant cliacun de ces

des forces électronio- j,,tervalles de temps l'intensité du

tnces induites dans le ^

circuit secondaire par le courant croît rapidement jusqu'à

jeu d'un interrupteur ^.^ ^..^j^^j. j,,.,^i„,^^ J L'intensité ordinaire a trembleur.

conserve cette valeur pendant le temps que dure le contact des deux conducteurs qui produisent l'interruption, puis elle décroit rapidement au moment de l'interruption. Ces trois phases qui se succèdent pendant l'intervalle de temps 'fe sont respectivement représentées par Oa, ab^ h\. Chaque interruption du courant se produit pendant un intervalle de temps 0

représenté par AB, CD,

Si, au moven de cette courbe, on construit celle des

INTERRUPTEUR DE M. V. CRÉMIEU 8i

forces électromotrices induites dans le circuit secondaire en fonction du temps, on obtient la courbe 2 de la figure 56, dans laquelle e^ désigne la force électromotrice induite a la fermeture du circuit primaire et e, celle induite lors de la rupture du même circuit. Ainsi que l'indique cette seconde courbe (fig. 07), la différence entre ces deux forces électromotrices induites est dans la plupart des cas considérable {e, = 2,5 e^). Cette diffé-

Y\g. [i-. — Courbe représentative fJps forces électromotrices induites dans le circuit secondaire par le jeu d'un interrupteur ordinaire à trembleur.

rence n'est pas sans présenter des inconvénients nombreux pour les usages des bobines d'induction.

]M. V. Crémieu s'est proposé d'obvier à ces inconnients par l'emploi de l'interrupteur que nous allons décrire et que, par suite même du but qu'il atteint, nous avons cru devoir mettre à part dans la description faite ci-dessus des divers interrupteurs du genre Foucault.

Interrupteur de M. V. Crémieu ('). — L'interrupteur imaginé par M. Crémieu présente l'avantage de changer après chaque interruption le sens du courant envoyé dans le circuit primaire de la bobine d'induction.

La partie essentielle de l'interrupteur comprend une tige T en matière isolante (ébonite) mobile autour d'un

(') V. Crémiev. iSocielé française lie Physique, 4 février 1898.) TuRPAl.N. Ondes (■leclriques. (>

BOBINES D'iyDUCriOX ET INTERRUPTEURS

axe 0 perpendiculaire au plan de la figure 58. Cette tige porte deux bagues h, b' en platine, qui y sont fixées et viennent rencontrer, lorsque la tige oscille autour de O, soit les deux butoirs a, |j, soit les deux butoirs a', |j'. Ces butoirs sont reliés deux à deux, en croix, de manière que les butoirs a et a' communiquent entre eux et par la borne A avec le pôle positif de la source d'électricité employée; ^ et fj sont reliés tous deux au pôle négatif de cette source par la borne A'. Les bagues i, h' sont d'ailleurs mises en relation par des fils souples avec les bornes C, C entre lesquelles on introduit le circuit primaire de la bobine .

d'induction.

Quant h la mise en mouvement de la tige T, elle est est réalisée d'une manière fort ino-énieuse. Un

électro-aimant EE est parcouru par un courant alternatif. Entre les pôles de cet électro-aimant peut se déplacer une tige T' en fer, qui fait corps avec la tige isolante T et la prolonge. Une polarité magnétique déterminée est donnée à l'extrémité T' au moyen d'une petite bobine 1) dont le fil est parcouru par un courant continu. Quand le courant alternatif parcourt E, E la tige T' prend, ainsi que la tige T qui en est solidaire, un mouvement de vibration autour de l'axe 0, mouvement dont la période est égale il celle du courant alternatif.

Lorsque la tige isolante T' porte les l^agues /;, //, sur les butoirs a et |j, le courant de la source emplovée suit le chemin AaiCC7/,3A', le circuit primaire inséré entre C et C est donc parcouru par le courant dans le sens allant de C vers C.

Fig. 58. — Interriijitoui' de M. Crémieu.

INTERRUPTFAR DE M. V. CRÉMIEU

Lorsque, au contact suivant, la tige T' porte les bagues h, h' sur les butoirs a' et [i' le courant de la source suit le chemin Ay.'/j'CCh'^^'iV et par suite le courant parcourt le circuit primaire dans le sens allant de C vers C, c'està-dire dans un sens contraire au précédent.

On voit alors que l'intensité du courant envoyé dans le circuit primaire ainsi que les forces électromotrices induites dans le circuit secondaire seront représentées en fonction du temps par les courljes i et a de la figure 59. Les forces électromotrices induites de sens inverses vont être la somme de deux quantités toujours les mêmes et de mêmes signes ; elles seront donc égales en valeur absolue.

Lorsqu'on utilise des courants intenses, il est bon de disposer l'interrupteur au sein d'un liquide isolant.

En définitive, on peut dire que l'interrupteur fonctionne comme fonctionnerait un interrupteur de Foucault au commutateur inverseur duquel on imprimerait une rotation d'un demi-tour pendant le temps de chaque interruption.

Si l'on utilise comme source d'électricité une distribution à courants alternatifs, dont une dérivation excite l'électro-aimant EE, en reliant les deux bornes C, C, aux

Fig. .-)<). — Courbes représentatives de rintcnsité du courant inducteur et des forces électromotrices induites dans le circuit secondaire j)ar le jeu de l'interrupteur de M. Crémieu.

84 BOBINES D'INDUCTION ET INTERRI PTEIBS

deux pôles du courant alternatif (représenté par la courbe de la fioure 6ol on recueille entre les bornes A, A', un

Fig. (il). — Cnui'bo représentative de l'iriteiisité d'un courant alternatif.

courant alternatif redressé (représenté par la courbe de la figure 6i).

Dans ce cas il faut éviter que les ruptures successives se produisent au moment où la iorce électro-niolrice

Fig. (il. — Courbe représentative de l'intensité du courant alternatif redressé obtenu par l'emploi de l'interrupteur de M. Grémieu.

périodique atteint sa valeur maximum. M. V. Crémieu a imaginé une disposition très simple permettant de produire ces ruptures au moment même où cette force électromotrice est nulle.

Les butoirs a, a', |j, jii', sont constitués chacun par une

Fig. (5-2. — Détails d'un butoir deconlactde l'interrupteur de M. Crémieu.

vis V (fig. 62), filetée sur la surface extérieure dun tube creux, à l'intérieur duquel peut se mouvoir, à frottement doux, un petit piston p auquel est soudée la pointe de platine a formant le butoir. Un ressort à boudin très

LXrERRLPTEUR DE M. WEUXELT 85

doux R, logé dans le tube, appuie le piston p contre l'écrou e qui le maintient dans le tube.

Lorsque la tige T' est au repos, au milieu de l'espace compris entre les pièces polaires de Télectro-aimant EE, on règle les vis V de manière à ce que les quatre butoirs a, ^, a', [i\ viennent toucher sans pression les bagues h, b' . Dès que la tige TT' oscille, les bagues se portent alternativement à droite et à gauche, repoussant a et |i en quittant a' et P', puis repoussant a' et jb' en quittant a et |^ et ainsi de suite. Comme la tige TT' passe par sa position de repos au moment même où la force électromotrice du courant alternatif qui excite EE est nulle et que les ruptures ont lieu à cet instant, on voit qu'il n'y aura entre les bagues et les butoirs que des étincelles praticjuement très faibles.

iNTKlMîrPTlCLlîS DU (JENRE WeHNKI.I'

Tous les interrupteurs que nous venons de décrire présentent, comme l'interrupteur de Foucault Tinconvénient de nécessiter un nettovage fréquent. Sous 1 inlluence de l'étincelle de rupture le mercure et l'huile ou l'alcool qui le couvre forment ensemble une sorte de magma qui empêche bientôt l'interrupteur de fonctionner.

L'empâtement de la tige interruptrice se produit d'autant plus rapidement que le courant employé est plus intense.

L'entretien pendant longtemps dune bobine d'induction avec un courant dépassant i5 ampères devient donc assez pénible.

Interrupteur de M.Wehnelt ^'). — M. Wehnelt a ima- 0-iné un interrupteur dont le succès doit être rapporté

Cj WEH.\tLT. iWiedcniiinn ^. Annalfu, l. LVIII, p. 2'Jj. l89<».)

BOBI.\ES D IMJLCTIOS ET ISTERHLPTELRS

Fig. 63. — Interrupteur de M. Wehnelt.

tant à la grande simplicité de construction qu'il présente qu'à la commodité de son usage.

Il se compose de deux électrodes qui plongent dans un vase a contenant de l'eau acidulée au i lo par l'acide sulfurique (fig. 63\ Lune des électrodes b présente une grande surface ; on la constitue par une large lame de plomb. L'autre électrode doit au contraire présenter la plus petite surface possible ; on la lorme d un fil de platine c soudé h l'extrémité dun tube de verre d rempli de mercure. L'électrode de large surface doit être reliée au pôle négatif de la source d'électricité utilisée ; l'électrode filiforme, au pôle positif.

Dans ces conditions et si la source utilisée présente un voltage assez élevé (5o volts au minimum) une série d'interruptions rapides se produit au voisinage du fil de platine, au sein du liquide.

Le nombre des interruptions par seconde varie avec la longueur et le diamètre du fil de platine employé, et aussi avec la nature du liquide dans lequel plongent les électrodes. Il égale en moyenne 5 à 6oo et peut atteindre 8oo.

En employant comme licjuide une dissolution de lo parties de bichromate de potassium et lo parties d'acide sulfurique dans loo parties d'eau, on réalise un interrupteur fonctionnant avec une très grande régularité

En général on fixe lo lil de platine a 1 extreaiile d un tube de verre auquel il est soudé et qui plonge dans le liquide employé. Le tube est rempli de mercure par l'iutermédiaire duquel linterrupteur est intercalé dans le circuit du primaire de la jjobine actionnée.