Avantages des potentiels élevés. Perte en ligne

On a tout intérêt, au point de vue de l'économie de l'installation, à employer les potentiels élevés. Le maximum du courant qui peut passer dans un fil sans danger d'échauffement dépend uniquement de son intensité, comme nous l'avons vu, et nullement do la force électromotrice de

la dynamo. Pour produire un travail déterminé, plus le potentiel sera élevé, plus Tintcnsité sera faible, et par suite plus les fils pourront être petits. D'autre part, puisque la perte de charg-e varie dans un conducteur proportionnellement à rintensité, il suffira, pour transmettre le même travail avec la même perte de charge, d'avoir des fils d'autant plus fins que l'intensité sera elle-même plus faible, c'est-à-dire que le potentiel sera plus élevé.

Dans les petites installations d'usines ou d'appartements, dans lesquelles les fils sont toujours plus ou moins accessibles, il peut y avoir dang-er à dépasser i5o ou 200 volts ; les types les plus courants de dynamos sont en g-énéral de 210, iio ou 70 volts, les premières étant préférables aux dernières au point de vue de la perte en ligne.

Dans les grandes stations centrales, les courants atteignent plusieurs milliers de volts ; mais chez les particuliers la différence de potentiel ne dépasse pas 1 10 volts en général ; des appareils appelés transformateurs permettent de substituer à un courant d'un voltage élevé un autre de moindre voltage, en maintenant, bien entendu, le travail, c'est-à-dire le produit E I, constant, déduction faite d'une perte très faible, variable avec le rendement des appareils. Cette disposition permet de faire des économies considérables dans le prix des conducteurs généraux de distribution.

Mais les détails de ces grandes installations sortent de notre cadre ; dans les petites canalisations, on emploie, comme nous venons de le dire, des dynamos de 5o à 200 volts, et l'on calcule les conducteurs de manière à subir, dans la ligne, une perte de charge de 2 à 5 0/0 (p9 i34).

145. Eclairage par accumulateurs. — Lorsqu'il s'agit d'une installation d'éclairage par accumulateurs, la détermination des conducteurs se fait évidemment de la même

façon que précédemment ; on choisit le voltag"e des lampes ; on l'aug-mente de la perte de potentiel due à la ligne, et l'on obtient ainsi la force électromotrice que doivent fournir les accumulateurs.

Le calcul du nombre et du poids des éléments qu'il est nécessaire d'employer a été indiqué aux n^» 96 et suivants* Gomme nous l'avons fait remarquer au n<^ 91, la force électromotrice de chaque élément baisse constamment de 2,20 ou 2,3o volts à 1,90 volt, mais en restant égale à2,o5 volts pendant la plus grande partie de la décharge. Pratiquement, cela ne présente pas en général un grand inconvénient pour l'éclairage par incandescence. On calcule le nombre des accumulateurs, comme nous l'avons vu, en admettant une force électromotrice moyenne de 2,o5 volts par élément.

Si l'on tient essentiellement à conserver une lumière constante, on peut employer deux moyens :

i» Charger quelques accumulateurs en plus du nombre qu'il est nécessaire d'utiliser au moment de la décharge moyenne, et les ajouter successivement un par un, quand la lumière baisse, au moyen du réducteur spécial dont nous avons fait mention (n® 102).

2^ Intercaler dans le circuit un rhéostat dont on peut faire varier la résistance par la manœuvre d'une manette ou de clefs convenablement disposées. La résistance totale du rhéostat est calculée de manière à provoquer dans la ligne une perte de charge égale à la différence de force électro motrice totale de la batterie d'accumulateurs au commencement et à la fin de la décharge. Ce calcul se fait comme celui qui a été établi au n^ 187 pour la détermination d'un fil de ferro-nickel servant également à provoquer une chute de potentiel entre deux points d'un circuit.

Au commencement de la décharge des accumulateurs, on intercale tout le rhéostat, et l'on diminue peu à peu la

MSÎRiÔUTÎÔN DE L*ÉLECÎRÎCITE POUR L*ECLAÎRAGË. l3l

résistance pendant l'éclairag-e, lorsque la force électromotrice des éléments vient à baisser.

146. Détermination de la dynamo. — Le nombre et le poids des accumulateurs étant déterminés, on calcule les constantes de la dynamo comme nous Tavons vu au n^ 99.

147. Calcul des conducteurs. — Les fils conducteurs qui transmettent le courant de la dynamo aux accumulateurs doivent être calculés comme nous l'avons indiqué pour les fils destinés à Téelairag-e (n® i36). Leur section est déterminée en tenant compte de la longueur du circuit, de l'intensité maxima du courant, et de la perte de charge maxima que l'on peut admettre dans la ligne.

148. Eclairage mixte. — En général, lorsqu'on possède une dynamo et des accumulateurs, on utilise la machine pour l'éclairage direct pendant une fraction de la soirée aussi longue que possible, afin d'éviter la perte d'énergie résultant de l'emploi des accumulateurs conime intermédiaires. On n'a recours à ceux-ci que pendant une partie du temps, par exemple en pleine nuit, après l'arrêt de la machine motrice de l'usine, ou bien pour l'éclairage d'un certain nombre de lampes supplémentaires, la quantité totale des lampes comprises dans l'installation dépassant celle que la dynamo peut alimenter directement.

Deux cas peuvent alors se présenter :

i» La dynamo et les accumulateurs sont destinés à l'éclairage de deux groupes de lampes distincts.

2» La dynamo et les accumulateurs doivent faire le service du même groupe d-e lampes, à des heures différentes*

D'après ce que nous avons vu (n^^ g3 et suivants), il est nécessaire, pour charger des accumulateurs, d'avoir une dynamo dont la force électromotrice est de beaucoup su-

périeure au voltage moyen obtenu pendant la décharg-e de la batterie. Ainsi, il faut une dynamo de 70 volts pour charger une batterie fournissant à la décharg-e 55 volts, dans les meilleures conditions d'installation.

Dans le premier cas, c'est-à-dire lorsqu'il existe deux groupes de lampes distincts, il n'y a pas à hésiter, il faut admettre deux voltages différents pour les lampes ; celui du groupe qui doit être alimenté par la dynamo sera en général de 25 à 35 0/0 supérieur à celui du groupe branché sur les accumulateurs, suivant les pertes de charge en ligne et les conditions spéciales de l'installation.

Dans le deuxième cas, lorsque la dynamo et les accumulateurs servent à allumer les mêmes lampes, il faut déterminer le voltage de celles-ci pour l'éclairage par accumulateurs ; au moment de l'éclairage direct, il est ensuite nécessaire de réduire la force électromotrice de la dynamo au voltage des lampes, plus la perte en ligne, au moyen du rhéostat intercalé dans la dérivation. Il faut, bien entendu, que ce rhéostat ait assez de résistance pour produire l'abaissement de voltage voulu. Les rhéostats vendus avec les dynamos sont en général trop faibles pour faire tomber la force électro motrice dans de pareilles limites ; il convient d'employer des appareils plus résistants, déterminés par des considérations analogues à celles des n^^ 52 et 187.

Les indications précédentes permettent de résoudre les problèmes qui se présentent en général pour l'éclairage par incandescence, soit au moyen de dynamos, soit au moyen d'accumulateurs. Nous verrons dans la ']^^ partie de cet ouvrage qu'il est facile d'en réaliser l'application dans les conditions ordinaires de la pratique.