ESSAIS SPECIAUX AUX RESEAUX DE TRACTION ELECTRIQUE. 41 I

jusqu'à ce que les appareils de mesure n'accusent plus de défaut. Le dernier tronçon enlevé est celui qui présente le dérangement. La méthode du téléphone indiquée par l'auteur (chap. XXVII) peut rendre des services. Elle est utilisée couramment par la Société des Tramways Bruxellois, qui a installé à demeure à l'usine centrale un mécanisme susceptible d'envoyer des courants interrompus sur les lignes.

Différences de potentiel entre les rails et les conduites on entre les diverses sections de rails. — En vue d'éviter les dangers d'électrolyse des tuyaux voisins des voies, les règlements prescrivent une limite de différence de potentiel, soit entre les diverses sections des rails d'une ligne, soit entre les rails et les conduites.

Pour relever la première tension, on utilise des fils pilotes. Un voltmètre à bas voltage est raccordé d'une part aux rails voisins de l'usine et d'autre part aux divers points de la voie ferrée. Les différences de potentiel ainsi accusées ne doivent pas dépasser une limite qui est ordinairement fixée à 5 volts.

Pour mesurer la chute de potentiel entre les rails et les conduites

voisines, on doit avoir soin de recourir à des voltmètres de très

grande résistance, car, sinon, le courant dans le voltmètre peut changer complètement la tension cherchée, eu égard à la grande résistance de la terre traversée par le courant. La méthode d'opposition (chap. XII) permet d'éliminer cette cause d'erreur.

PILES HYDROELECTRIQUES.

Mesure de la force électromotrice. — Une pile est définie, au point de vue électrique, par sa force électromotrice et sa résistance intérieure. C'est abusivement qu'on appelle ces quantités constantes de la pile, attendu qu'elles ne peuvent avoir de signification précise que pour un régime déterminé de courant et une durée donnée de passage de celui-ci. Les phénomènes qu'on désigne sous le nom de polarisation ont pour effet de modifier la force électromotrice et la résistance intérieure des couples voltaïques dans des rapports encore mal définis. Dans ces conditions, il n'est pas étonnant de voir que si, à circuit ouvert, les essais de force électromotrice donnent des résultats concordants , qui ont permis d'adopter certaines piles comme étalons de force électromotrice, les mesures de la force électromotrice à circuit fermé et de la résistance intérieure conduisent à des valeurs qui diffèrent suivant les régimes de courant auxquels les couples sont soumis pendant les essais. Alors qu'on est en droit d'exiger une grande approximation pour la mesure de la force électromotrice des piles à circuit ouvert, le 0,00 1 pour l'élément Clark par exemple, on ne

PILES HYDRO-ÉLECTRIQLES. 41 3

peut atteindre qu'une concordance beaucoup moins satisfaisante dans l'essai des piles à circuit fermé.

Nous avons étudié, à l'occasion de la mesure des potentiels, un certain nombre de méthodes applicables à la détermination de la force électromotrice des piles, entre autres la méthode de l'électromètre, celle du galvanomètre balistique, celle du voltmètre, celles de Poggendorff , de Clark, de Lacoine. Dans la plupart de ces méthodes, il est possible de ne faire débiter à la pile étudiée qu'un courant extrêmement faible ou nul, de sorte que, dans ces conditions , le résultat peut être considéré comme la valeur de la force électromotrice de la pile à circuit ouvert.

Mesure de la résistance intérieure d'une pile. Méthode des déviations réduites. — La quantité à mesurer dépend de Tintensité du courant fourni par la pile. Il faut donc chercher à donner au courant des valeurs qui ne s'écartent pas trop de celles que la pile est appelée à produire dans les applications auxquelles on la destine.

La méthode des déviations réduites a la plus grande analogie avec la méthode de ce nom appliquée à la mesure de la résistance d'un galvanomètre. On constitue un circuit à l'aide de la pile essayée, d'un galvanomètre shunté , d'une boîte de résistance et d'une clef, p étant la résistance de la pile, g la résistance combinée du galvanomètre et du shunt de pouvoir multiplicateur m et r la résistance débouchée dans la boîte, on obtient une déviation a telle que

Une résistance r' prise dans la boîte donne un courant

si l'on suppose que la force électromotrice de la pile est restée la même dans les deux cas. On ne peut admettre cette hypothèse que si les courants i et ï sont très peu différents et si la' clef de circuit n'est abaissée que pendant le temps strictement nécessaire pour les lectures.

Des deux équations précédentes, on tire

Si Ton conduit la discussion comme dans la méthode appliquée au galvanomètre, on trouve que la plus grande exactitude est atteinte en réduisant autant que possible la résistance r de manière à accroître a, et en choisissant r' de façon à obtenir, dans la seconde expérience, une déviation moitié moindre que a. Toutefois, les considérations exposées plus haut ne permettent pas de faire descendre la résistance des parties métalliques du circuit en dessous d'une certaine limite, égale au moins à la résistance de la pile avec les couples du genre Daniell et très supérieure à cette valeur avec les piles très polarisables, comme l'élément Leclanché.

Lorsqu'on effectue la mesure avec un galvanomètre sensible, on applique aux bornes de ce dernier un shunt qui rend ^négligeable devant r et r'.

Méthode des déviations égales. — La méthode est analogue à celle exposée au sujet des galvanomètres.

On met en circuit un galvanomètre shunté, de résistance combinée g-, une boîte de résistance r et une pile e, p, shuntée par une résistance s.

On a

xg

On supprime le shunt s et Ton débouche dans la boîte une résistance r' reproduisant la déviation a ; il vient

d'où

fc

mJ

Il est commode de commencer par l'expérience dans laquelle la

PILES HYDRO-ELECTRIQUES.

pile n'est pas shuntée, afin de trouver la valeur r' qui correspond à la plus grande déviation possible du galvanomètre.

Les réserves faites à propos de la méthode précédente doivent être prises en considération lorsqu'on discute la méthode des déviations égales. Cette discussion se conduit d'ailleurs de la même manière que lorsqu'il s'agit de la résistance des galvanomètres.

Méthode de Mance. — La méthode de Mance présente une grande analogie avec celle de Lord Kelvin. La pile est insérée dans

Fig. 204.

la branche inconnue d'un pont de Wheatstone et les résistances a, b, c sont réglées jusqu'à ce que la déviation du galvanomètre reste constante dans les deux positions de la clef ki . On a alors

bc

Les conditions du maximum de sensibilité sont analogues à celles de la méthode de Lord Kelvin. Pour obtenir la plus grande déviation possible, le zéro de la graduation peut être pris à l'une des extrémités de l'échelle.

On remarquera que, dans cette méthode, les deux positions de la clef k{ correspondent à des courants très différents débités par la pile ; aussi ne doit-on pas s'attendre à des résultats très précis avec les piles polarisables.

On peut augmenter la résistance à mesurer sans faire croître la force électromotrice en employant 2/1 -J- 1 éléments dont n sont en opposition par rapport à n + 1 .

Méthode de M. Kohlrausch. — La méthode proposée par ce physicien pour la mesure de la résistance des électrolytes s'applique à la détermination de la résistance des piles. Le dispositif à téléphone permet une mesure rapide. Si Ton craint que le courant de la pile ne soit trop fort pour un couple polarisable ou encore lorsqu'on mesure la résistance intérieure d'accumulateurs dont le courant pourrait détériorer les appareils, on met deux éléments en opposition, de manière à supprimer le courant continu et à ne laisser passer que les courants alternatifs servant à l'essai. On sait quelles difficultés la self-induction des branches du pont et la capacité de polarisation des électrodes apportent dans l'exécution de la mesure, mais ces objections n'ont pas ici la même valeur que dans le cas des électrolytes, attendu qu'on ne cherche pas à atteindre une grande précision.

La méthode de M. Kohlrausch offre cette particularité de donner pour la résistance intérieure de la pile des valeurs indépendantes de la force électromotrice des couples et qui ne sont pas, par suite, entachées des erreurs qu'amènent, dans les autres méthodes, les variations de celle-ci.

Méthode de M. Uppenborn. — M. Uppenborn a modifié la méthode de M. Kohlrausch, de manière à permettre la mesure de

Fig. 2o5.

la résistance intérieure des piles ou des accumulateurs sous divers régimes de courant.

PILES HYDRO-ELECTRIQl'ES.

On remplace le couple unique par quatre éléments, disposés en opposition par rapport au pont et groupés par deux en série et deux en dérivation sur une résistance variable r, mise à la suite d'un ampèremètre (fig. 2o5).

En modifiant r, on fait produire aux éléments des courants différents. On mesure en même temps, par le dispositif de M. Kohlrausch, la résistance combinée des quatre couples, qui est égale à celle d'un seul élément. Ni l'ampèremètre, ni r ne sont traversés par les courants alternatifs.

Méthode de M. Boccali. — M. Boccali a aussi modifié la méthode de M. Kohlrausch, en vue de mesurer la résistance intérieure d'un accumulateur pendant la charge et pendant la décharge.

Fig. 206.

L'accumulateur e et la dynamo de charge D sont mis en série avec une résistance r formée de barres groupées en parallèle. Un fil calibré AB est placé en dérivation. Les variations du courant dues au passage des balais de la dynamo sur les lames du collecteur suffisent pour faire vibrer le diaphragme téléphonique, tant que l'équilibre n'est pas réglé. Pour éliminer les résistances des fils de connexion, qui ne sont pas négligeables devant celle de l'élément secondaire, on fait quatre mesures en raccordant le téléphone aux quatre contacts indiqués.

Pour déterminer la résistance de l'élément secondaire pendant la

décharge, on remplace la dynamo par un interrupteur à manivelle produisant, dans le courant de décharge, des variations suffisantes pour agir sur le téléphone.

La méthode précédente peut aussi être employée pour mesurer la résistance d'une lampe à arc pendant son fonctionnement. Comme la tension en A B est alors élevée, on substitue au fil divisé une résistance liquide.

Méthode par le voltmètre. — On adopte souvent la méthode suivante, qui a l'avantage de la rapidité.

Fig. 207.

On mesure la force électromotrice e à circuit ouvert à l'aide d'un galvanomètre employé comme voltmètre ; puis on met la pile en circuit sur une résistance connue r. La différence de potentiel aux bornes e', accusée alors par le voltmètre, est, dans l'hypothèse où la force électromotrice de la pile n'a pas changé,

On tire de là

Pour que la force électromotrice ne soit pas altérée, il faut que le galvanomètre soit à indications rapides et que la résistance extérieure ne soit pas trop faible. Si l'on discute la méthode sans se soucier de la polarisation, on trouve que l'erreur de lecture a la moindre influence lorsque r est voisin de p ; mais, avec les piles très polarisables, on obtient dans ces conditions des valeurs beaucoup trop fortes pour la résistance intérieure.

PILES HYDRO-ELECTRIQUES.

Lorsqu'on ne connaît pas la résistance r, on peut mesurer le courant i qui la traverse à l'aide d'un ampèremètre. La relation est alors

d'où

Méthode de Munro. — La méthode de Munro, susceptible de beaucoup de variantes, s'applique surtout aux piles polarisables.

\AAAAAA/\AA 1

♦ Fig. ao8.

Un condensateur c est disposé à la suite d'un galvanomètre balistique g. Par l'abaissement de la clef k{y on charge le condensateur d'une quantité d'électricité

c étant la capacité du condensateur, e la force électromotrice de la pile et K la constante balistique du galvanomètre. En abaissant la clef A\p on décharge partiellement le condensateur, dont la charge est alors réduite à

q =zce =ce

Le galvanomètre est traversé par la quantité d'électricité déchargée

on tire de cette équation

Dans cette méthode, on suppose que la force électromotrice de la pile n'a pas changé au moment de la fermeture de la clef kt.