I COS

Si ab est la courbe photométrique du foyer F, F B = I. Élevons par le point B la perpendiculaire B H à F B, et menons la droite BG parallèle à FA, puis successivement les lignes CD parallèle à FB, et DE parallèle à FA. Si, d'à-

jprès Téchelle adoptée pour le tracé de la figfure, les intensités lumineuses sont exprimées en boug-ies et les long*ueurs en mètres, ED représente l'éclairement, en boug-ies-mètre^ d'une surface horizontale qui passe par le point M.

Si le local est éclairé par plusieurs foyers, en recominen*

DISTRIBUTION DE l'ÉLECTRICITÉ POUR l'ÉCLAIRAGE. it^']

çant la construction pour les différentes lampes, et en ajoutant toutes les longueurs obtenues, on obtient Téclairement total du point M. En pratique, il suffit de faire intervenir, dans chaque direction autour du point dont on veut connaître l'éclairement, les deux ou trois lampes les plus proches, car Téclairement dû à un foyer étant inversement proportionnel au carré de sa distance, l'influence des foyers éloig-nés devient nég-lig-eable vis-à-vis de celle des lampes voisines du point considéré.

En réunissant ensuite par des courbes continues les points de la surface pour lesquels l'éclairement est de lo boug*i es-mètre, puis ceux pour lesquels l'éclairement est de 20 boug-ies-mètre, etc., on obtient un plan figuratif qui fournit tous les renseignements voulus sur l'éclairement de la surface du local. Si dans un atelier, par exemple, on impose un éclairement minimum de 3o bougiesmètre au droit des tables de machines (n^ 128), on obtiendra le résultat cherché en disposant les foyers de telle sorte que tous les appareils soient enveloppés par la courbe figurative de l'éclairement égal à 3o bougies-mètre.

162. Comparaison entre les lampes à arc et à incandescence. — Lorsqu'on éclaire une grande salle au moyen de lampes à incandescence, la facilité d'installation de ces petites ampoules de verre permet, soit de les disposer presque uniformément dans toute la surface de la pièce, soit de les placer aux points mêmes où il est nécessaire de concentrer la lumière, si certaines parties de la salle ont besoin d'être éclairées d'une façon plus intense que d'autres.

Quand on se sert de régulateurs, au contraire^ le nombre des appareils employés étant beaucoup plus restreint, il est presque impossible de diriger une lumière plus intense vers des points spéciaux d'une pièce, en laisant les entres dans une obscurité relative. Il est nécessaire de

l48 ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE.

diffuser partout dans l'espace une lumière ég'ale au minimum de celle que Ton veut obtenir dans les différentes directions. De plus, Téclairement produit sur une surface est, comme nous TavonsTu, inversement proportionnel au carré de la distance de cette surface au foyer lumineux (n*' 122). Les lampes à incandescence disséminées dans une salle sont beaucoup plus rapprochées des points à éclairer qu'un régulateur placé au milieu de la même pièce. Le régulateur, à puissance lumineuse égale, produira donc un éclairement local plus considérable aux points de l'espace qui l'environnent, mais beaucoup moins intense aux endroits où la lumière est utilisable, sur les tables de travail placées près des murs de la salle, par exemple.

Ces différentes considérations obligent à répandre dans l'espace une quantité absolue de lumière beaucoup plus considérable quand on emploie les régulateurs que lorsqu'on utilise les lampes à incandescence.

Les chiffres que nous avons donnés au n» i3o, comparés à ceux du numéro précédent, font nettement ressortir cette différence. Nous avons vu en effet que pour obtenir un éclairage moyen dans une haute salle, à l'aide de lampes à incandescence, il fallait employer deux bougies par mètre carré, soit 200 bougies ou 20 carcels (n® 119) par 100 mètres carrés. Dans le cas de foyers à arc, au contraire, pour obtenir le même éclairement, il est nécesaire de se servir d'un régulateur de 70 carcels.

Malgré cette différence, l'éclairage à arc est plus économique que l'éclairage par incandescence, puisque le premier ne demande que 4^6 watts par carcel (n® 167), tandisque le second exige 3,5 watts par bougie (n® 126), soit 35 watts par carcel.

163. Calcul d'une canalisation — Le calcul d'une canalisation pour lampe à arc est le même que lorsqu'il s'agît de lampes à incandescence.

DISTRIBUTION DE l'ÉLECTRICITÉ POUR l'ÉCLAIRAGE. i49

On emploie en général, dans le cas qui nous occupe, celui des petites installations, des dynamos de 70,110 ou 210 volts, suivant que l'on veut allumer et éteindre les lampes séparément, par g-roupes de deux ou par groupe de quatre. Dans ces deux derniers cas, on monte en dérivation sur les conducteurs principaux les groupes de lampes disposées par séries de 2 ou de 4 dans chaque dérivation.

On calcule le diamètre des conducteurs de manière à obtenir aux bornes des lampes une différence de potentiel égale à celle qui leur est nécessaire. En se reportant à ce que nous avons indiqué aux n^» i35 et suivants pour le calcul des fils, on verra que l'intensité des courants des lampes à arc étant en général assez élevée, on est obligé d'avoir des fils conducteurs assez gros, qui occasionnent de faibles pertes de charges, sauf au cas où la canalisation est très longue. Gomme il faut obtenir une chute de potentiel de 20 à 25 volts, il est pratiquement toujours nécessaire d'intercaler dans les dérivations une résistance notable, qui s'ajoute- à celle des conducteurs. On emploie à cet eft'et des rhéostats de réglage, établis de manière à laisser passer dans chaque lampe l'intensité qui lui est nécessaire.

164. Rhéostats de réglage. — Lorsqu'on calcule les rhéostats de réglage, on peut être amené à un diamètre tel que le courant y produise un échauffement dangereux. En général on construit les rhéostats de telle sorte que le fil, lors du passage du courant d'intensité maxima, ne dépasse pas la température ambiante de la salle de plus de 5o degrés. Lorsqu'on établit les rhéostats en ferro-nickel, on peut satisfaire à cette condition de température en prenant les diamètres minima indiqués au tableau n^ 3i5 placé à la fin du volume. Il faut éviter pour les spires des rhéostats, le contact du bois, et les monter sur marbre, porcelaine, ardoise, etc.

l5o ÉCLAIRAGE ELECTRIQUE.

165. Exemple. — Il s'^ig-it d'alimenter une lampe à arc de 5o carcels au moyen d'une dynamo de 70 volts, située à i5o mètres du régulateur. Quel diamètre de fil devra-t-on employer pour les conducteurs, et comment le rhéostat devra-t-il être construit ?

D'après le n» i58, le régulateur fonctionne convenablement avec une différence de potentiel de 4^ volts aux bornes de l'appareil. Pour produire une intensité lumineuse de 5o carcels, il exige 6,76 watts par carcel (n» 167), soit 287,5 watts. L'intensité du courant qui l'alimente est égale à

— - — =0,84 ampères.

Pour conduire un courant de 6,84 ampères, si le fil est isolé, sa section devra avoir 2,28 millimètres carrés, à raison de 3 ampères par millimètre carré (n^^ i33). Il sera par suite nécessaire d'employer un fil de 1,8 millimètre de diamètre. Ce fil traversé par un courant de 6,84 ampères, occasionne une perte de charge de 47>94 volts par kilomètre (n« 3i3), soit

47,94 X o,3oo = 14,28 volts

pour une longueur de 3oo mètres (aller et retour).

La force électromotrice de la dynamo est de 70 volts ; la différence de potentiel aux bornes des lampes est de 4^ volts ; la ligne et le rhéostat de réglage doivent donc produire une perte de charge totale de 28 volts ; la ligne absorbant 14,28 volts, le rhéostat doit provoquer une perte de 13,72 volts.

D'après le n^ 3i5, le ferro-nickel à employer pour un courant de 6,84 ampères doit avoir un diamètre de 2 millimètres, et sa résistance à chaud est de 266 ohms par kilomètre. Le fil du rhéostat devra par suite avoir une longueur de

— — - = 52,1 5 mètres.

PISTRIBUTION DE l'ÉLECTRICITÉ POUR l'ÉCLAIRAGE. i5i

Il est commode, pour les rég-ulateurs à arc, de se servir de rhéostats de rég-lage à résistance variable. On fait construire les rhéostats pour la plus g-rande long-ueur de fil qu'il est nécessaire d'intercaler dans le circuit où il faut provoquer la plus forte perte de charg*e. On règ-le ensuite chacun d'eux pour l'intensité du courant qu'il doit laisser passer.

166. Lampes montées en série. — Ce que nous venons de dire s'applique surtout aux foyers montés en dérivation. Lorsqu'on emploie dans une installation le montage en série, on installe une dynamo ayant pour force électromotrice la somme des voltag-es des lampes du circuit, plus la perte de charge en ligne, et susceptible de fournir un courant ayant une intensité égale à celle qui est nécessaire à l'alimentation des lampes. Un rhéostat de réglage général permet de maintenir cette intensité constante.

Lorsqu'on éteint une lampe pour la réparer ou pour un autre motif, il faut la mettre hors circuit, et faire une jonction entre les deux fils qui aboutissent à ses bornes, afin de fermer le circuit et d'éviter l'extinction des autres lampes de la série ; cette communication doit s'établir d'ellemême par le jeu d'un commutateur spécial. Pour que l'enlèvement de cette lampe ne trouble pas le régime général de la canalisation, le commutateur qui ferme le circuit peut introduire automatiquement une résistance égale à celle de la lampe ; sans cela il est nécessaire de régler à chaque instant l'intensité du courant au poste des dynamos par la manœuvre de la manivelle du rhéostat.

Il résulte de l'introduction de ces résistances une perte d'énergie absorbée sans aucun profit. Pour l'éviter, on a construit des dynamos à intensité constante et à force électromotrice variable, à réglage automatique, obtenue en changeant le calage des balais» Ces machines sont aujour-

l52 ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE.

d'hui très employées dans les grandes installations de foyers disposés en série.

Dans ces canalisations en série, l'intensité du courant est constante sur toute la ligne (n® 7) et par suite on ne peut employer que des foyers d'un seul type ; aussi, dans les petites installations, pour se débarrasser de cette obligation et pour éviter la sujétion de la dépendance des foyers, on s'arrête souvent à la solution la plus simple, qui consiste à monter toutes les lampes en dérivation aux bornes de la dynamo. On emploie alors une dynamo de 70 volts pour des régulateurs de 4o à 5o volts, malgré l'économie d'énergie et de fils qui résulte de l'utilisation des tensions plus élevées.

167. Éclairage mixte. — On peut, sur une même canalisation, monter, sans aucun inconvénient, des lampes à arc et des lampes à incandescence. Ainsi, par exemple, avec une dynamo de 70 volts, il est possible d'alimenter des lampes à incandescence de 68 volts, en admettant 2 volts pour la perte en ligne, et des foyers à arc de 5o volts, dans le circuit desquels on intercale leurs rhéostats de réglage.

Les conducteurs se calculent toujours de la même façon que s'il s'agissait d'incandescence seule.

168. Éclairage par accumulateurs. — Quand on alimente des lampes à arc par des accumulateurs, il n'est pas nécessaire de subir une perte en ligne aussi forte que lorsqu'on emploie les dynamos ; en général, 5 ou 6 volts de perte suffisent à la fin de la décharge de la batterie.

169. Exemple. — D'après ce qui précède, pour alimenter des régulateurs de 45 volts, il est nécessaire d'avoir aux bornes de la batteriç d'accumulateurs une force élec-

DISTRIBUTION DE l'ÉLECTRICITÉ POUR l'ÉCLAIRAGE. i53

tromotrice de 5o volts environ à la fin de la décharg-e. Comme chaque élément possède à ce moment une force électromotrice de 1,9 volt (n<* 61), il faut

— =27 éléments.

Mais ces 27 éléments développent au commencement de la décharge une force électromotrice de

27 X 2,4'= 64>8 volts.

Comme Tintensité qui doit passer dans les régculateurs a besoin d*ôtre sensiblement constante, il convient de placer un rhéostat de réglag-e dans la conduite générale d*où partent toutes les dérivations des lampes à arc, afin d'y ramener constamment Tintensité à sa valeur normale. Un ampèremètre donnera les indications nécessaires à cet efifet, et permettra d'obtenir la fixité de la lumière, si l'on a soin de maintenir constante l'intensité du courant.

Lorsqu'on veut se débarrasser de la sujétion de la manœuvre de ce rhéostat, il faut ne se servir des accumulateurs que pendant la deuxième période de leur décharge, où la force électromotrice de chaque élément est à peu près constante et égale à 2,o5 volts environ. On obtient de cette manière une lumière constante, mais on n'utilise qu'incomplètement les accumulateurs au point de vue de leur capacité.