COLLECTEURS

Fig. 93. — Moyen de recueillir les courants alternatifs.

en considère plusieurs, solidaires les unes des autres, leurs forces électro-motrices s'ajouteront, mais si elles sont réparties uniformément en couronnes et réunies ensemble, les courants étant égaux et de sens opposés, de part et d'autre de la ligne neutre, on ne recueillerait aucun courant au bout.

Il se produirait, dans ce cas^ un phénomène analogue à celui qu'on observe lorsqu'on met en opposition deux piles identiques dont les effets s'annulent. Si, au contraire, on les couple en quantité,

comme le représente la figure 93, on obtient un courant égal à la somme des courants des deux éléments. C'est d'une façon analogue qu'on procède pour

recueillir les courants induits.

Le procédé est différent suivant qu'il s'agit des courants de sens alternéy tels que la machine les donne, ou de courants redressés dans le même sens.

Considérons toujours notre spire élémentaire et concevons que, par un procédé quelconque, on puisse réunir chacune de ses extrémités à deux bagues cylindriques en cuivre, montées sur l'arbre qui produit le mouvement. La figure 94 représente schéraatiquement le principe de cette disposition. Faisons-en autant pour

Fig. 94. — Manière de recueillir les courants alternatifs.

toutes les spires composant Tinduit. Nous pourrons recueillir les courants par deux balais métalliques frottant sur ces bagues.

Le sens du courant changera à chaque demi-rotation , ainsi que cela a été expliqué, et en réunissant les balais par un conducteur, ce conducteur sera le siège de courants alternatifs.

Au lieu de deux bagues reliées à chacune des extrémités du fil, supposons qu'il n'y en ait qu'une, divisée

en deux parties (fig. 95). Si les fentes correspondent à la ligne neutre, c'est-à-dire aux points où les courants changent de sens, les balais changeront de contact au même moment et l'on obtiendra dans le circuit extérieur une succession de courants de même sens.

Cet organe s'appelle commutateur

Fig. 95. — Moyen de re- OU collecteur, dresser les courants alternatifs . ( Principe

du coUecteiir.) Angle de calage des balais-

— Théoriquement, le plan qui sépare le commutateur en deux parties, ou plan de commutation, devrait correspondre exactement a la ligne neutre. En réalité, il n'en est pas ainsi; le plan de commutation doit être avancé dans le sens de la rotation d'un certain angle qu'on appelle angle de calage des balais.

Ce déplacement est nécessité par le phénomène de self-induction, dont il a été parlé plus haut.

lu extra-courant qui se produit, au moment du passage des balais, donne un courant de rupture de même sens que le courant principal et une étincelle de rupture, puis un courant de fermeture du circuit de sens inverse à celui du courant principal et une étincelle de fermeture^ C'est à cause de cela qu'on décale les balais

fNDVITS A ANNEAU 165

d'un certain angle, dont on règle pratiquement la position, jusqu'à ce que les étincelles soient réduites à leur minimum.

Forme des induits. — Nous avons supposé jusqu'ici un induit aussi simple que possible et consistant en une spire unique. En réalité, les induits sont formés d'un grand nombre de spires de fil conducteur isolé, enroulé de manières variables. De là, plusieurs catégories d'induits dont les principales sont les induits à anneau, à

Fig M - p

Induits à anneau. — A ce premier type , dont la prin-

induits des machines Gramme.

figure 96 montre le cipe, se rattachent les L'anneau est, en réalité, un cylindre de hauteur variable, en fer doux, sur lequel, au lieu d'une série de spires élémentaires, le fil induit forme une série d'enroulements continus.

Imaginons d'abord un certain nombre de spires, telles que les représente la ■figure 97, reliées une à une à autant de coquilles cylin-

Fig. 99. «— Superposition de courants élémentaires.

Fig. 100. — Courant continu.

drîques d'un même commutateur, sur lequel frotte une seule paire de balais B^B^. On voit aisément que chaque spire donnera naissance à un courant redressé correspondant à la figure 98 (partie supérieure) , tandis que la spire à 90» de celle-ci donnera le courant (fig. 97), partie inférieure.

Ces effets se superposent et donnent le courant représenté par la courbe aala^ (fig. 99). Si on multiplie le nombre des séries de spires, ainsi que le nombre des sections du collecteur, on arrive à atténuer les variations du flux électrique jusqu'à les rendre à peu près insensibles dans le circuit

extérieur. L'eflTet de la self induction tend même à les égaliser (fig. 100).

En pratique, les spires de rinduit sont enroulées sur toute la surface de Tanneau et sont réparties en un nombre assez grand de sections dont chacune est reliée au collectenr, composé d'une série de lames de section trapézoïdale , qui sont assemblées ainsi qu'on le voit sur la figure 101 et séparées par des lames isolantes.

- Les balais frottent sur la surface extérieure du col-

Fig. 101. — Lames de coUectear.

COURANTS DE FOUBCAVLT

lecteur. Ces balais sont ordinairement formés de fils de cuivre argenté réunis en faisGeau, quelquefois aussi de toiles métalliques repliées sur elles-mèraes ou de lames de clinquant. On emploie fréquemment aujourd'hui des balais en charbon aggloméré imprégné de paraffine.

Courunte de Foucault. ~~ L'armalare de l'induit est un anneau en fer doux, qui a pour effet de concentrer dans sa masse les lignes de force qui vont de l'un à l'autre pôle de l'inducteur (fig. 82). Cette disposition a l'avantage d'augmenter la force électro- motrice en augmentant l'intensité du flux magnétique, coupé par les spires de l'induit. Par contre, il a pour conséquence la production des courants dits courants de Foucault qui se manifestent toutes les fois qu'une masse

métallique tourne dans un champ „■ .«. r, j

1 r Fig. 102.— Production des

magnétique. On peut constater cournnU de Foucault, leur existence en plaçant, entre les

pôles d'un électro-aimant en fer à cheval, un disque de cuivre pouvant tourner autour d'un axe (fig. 102).

Dès qu'on fait tourner le disque, on constate qu'il s'échauffe. Si l'on place deux balais, l'un sur sa tranche, l'autre sur son axe, on peut recueillir un courant de grande intensité et de faible force électro-motrice, dont le sens est perpendiculaire aux lignes de force du champ.

La production de ces courants correspond à une perte inutile d'énergie et à un échauffement qui peut être dangereux pour les enveloppes isolantes du fil induit.

Il faut donc s'efforcer de les détruire, ce que M. Gramme a réalisé en composant l'armature de son

anneau avec un Taisceau de fils vernis A (fig. 103); on emploie aussi quelquefois des disques de fer empilés les^uns sur les autres et séparés par du vernis ou par du papier. On forme aussi quelquefois les induits à anneau avec des tôles de 3 à 5 millimètres d'épaisseur, isolées par du vernis, du papier, ou une oxydation superficielle et qu'on assemble entre des plaques a, à l'aide de tiges bou-

Fig. 103. - Anncn.. Gr..mmc. Ionnées(fig. 104).

Induits à tambour. — Ces induits sont particuliers aux machines Siemens. La masse de l'induit a aussi la forme d'un cylindre, mais l'enroulement du fil ne le fait

Fig. 1<H. Induit en feuilles de I61e.

pas pénétrer dans la cavité intérieure de ce cylindre

(fig. 105); il reste toujours a sa surface extérieure en

suivant alternativement deux génératrices symétriques.

Od donne au tambour une forme allongée pour réduire

IKDUCTEVRS

an minimum la partie inaciive qui se trouve sur les deux hases du cylindre. Cet enroulement, gui donne b rmdoitla lorme d'une navette, (fig. 106), est un peu plus difficile a

Fig. 105.— Principe de» induiU ù turabour. mens

réaliser que l'enroulement de l'anneau Gramme et il est plus exposé aux détériorations provenant dos efforts '■enlrifnires. Les réparations d'une partie endommagée exigent quelquefois la réfection complète de l'mdu.t, tandis que, dans l'anneau Gramme, les parties abîmées peuvent se réparer séparément.

Induite i disque. — Enfin, on a été conduit il fabriquer des indoits i, disque (fig. 107), dans le bot de supprimer le fer do l'induit et les pertes qui en résultent. Ce type présente certains avantages, mais la construction en est assez compliquée.

Inducteurs. — Nous avons dit plus

haut qu'aux débuts de la fabrication des

machines basées sur l'induction, les

organes inducteurs étaient de simples

aimaiM permanents. A priori, leur emploi peut sembler avantageux, car ils fournissent un champ magnétique qui ne coûte rien. En réalité, les aimahts artificiels ont une puissance de beaucoup inférieure à celle des électroaimants qui permettent, non seulement. d'obtenir une

force électro-motrîce d'induction plus considérable, mais aussi d'avoir des machines de volume et de poids réduits, ce qui se traduit par une économie dans le coût de leur construction.

Mais l'emploi d'électro-aimants nécessite celui d'un courant excitateur initial. Cette excitation peut être obtenue soit par une petite machine magnéto-électrique

( excitation indé pendante ou séparée) (fig. 108), soit par l'utilisation du courant induit luimême.

Il peut paraître paradoxal, au premier abord, qu'on puisse employer le courant final pour produire le courant initial qui doit exciter les inducteurs.

Et ce serait, en effet, un cercle vicieux absolu s'il n'existait pas, dans le fer le plus doux, une petite quantité de magnétisme résiduel ou rémanent qui suffit pour amorcer la machine.

Aussi les dynamos auto~exci ta triées sont-elles des plus fréquentes.

On obtient ce résultat au moyen de trois dispositions différentes.

Fig. 108. — Schéma d'une dynamo avec excitation séparée.

Machines excitées en série, — Dans ce type de

machines, les fils des inducteurs sont dans le circuit extérieur (fig. 109). Leur inconvénient est qu'elles