ACCUMULATEURS

Essais divers. Méthodes de MM. Boccali et Nernst pour mesurer la résistance intérieure des couples secondaires.

— Outre les déterminations de force clectromotrice et Je résistance intérieure, qui peuvent s'effectuer par les méthodes étudiée.s précédemment, en ayant égard aux intensités élevées qu'admettent les piles secondaires, celles-ci donnent lieu à «les essais de capacité voltaïque, d'énergie débitée, de rendement en quantité et de rendement en énergie, sous divers régimes de courant. En vue de rendre les valeurs comparables, on rapporte ordinairement l'intensité de courant, la capacité, la puissance et l'énergie au kilogramme d'électrodes ou de poi total d'un élément.

Pour estimer les diverses quantités cherchées, on relève. dant la charge comme pendant la décharge et à des inter\'allfs de temps suffisamment rapprochés, la différence de potentifl aux bornes et l'intensité du courant. Dans le cas d'une décharge lente, on admet ordinairement que l'opération est termina* quand la tension aux bornes est tombée à 90 pour loo de s» valeur initiale. Les lectures doivent être j^lus fréquentes al commencement et à la fin de la charge et de la Jéchai

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parce que les variations du voltage et du courant sont plus rapides à ces moments. On dresse des courbes dont les abscisses représentent le temps et les ordonnées les valeurs de la différence de potentiel, du courant et de la puissance correspondant aux différentes observations. Ces courbes permettent de déterminer, à l'aide du planimétre par e.xemple, la quantité d'électricité absorbée et celle rendue, ainsi que l'énergie dépensée et celle recueillie. On déduit de là les rendements en quantité et en énergie. On doit se garder de considérer comme puissance moyenne le produit de la différence de potentiel moyenne par l'intensité moyenne du courant : il faut prendre la moyenne des produits des valeurs simultanées de la tension et du courant.

On facilite les expériences en se servant d'appareils enregistreurs. Un ampèremètre enregistreur fait connaître la capacité et le rendement en quantité. Il est à remarquer ((u'un coulombmètre Aron peut également fournir ces éléments : la quantité d'électricité emmagasinée et la quantité restituée se traduisent par des indications de sens inverse au totalisateur, qui renseigne, à la fin de la décharge, la différence entre les coulombs reçus et les coulombs débités. Un ampèremètre et un voltmètre enregistreurs procurent les données nécessaires pour calculer l'énergie utile et !e rendement en énergie. Un wattmètre enregistreur ou un compteur joulemètre conduisent plus directement encore à ces derniers résultats.

Pour exécuter un grand nombre d'essais, il est commode d'effectuer la charge à travers xm rhéostat raccordé à une distribution sous tension constante, un ampèremètre servant à contrôler le régime du courant, un coulombmètre ou un ampèremètre enregistreur indiquant la quantité d'électricité emmagasinée, un wattmètre enregistreur ou un joulemètre renseignant l'énergie dépensée et un voltmètre accusant la tension limite de charge. Les mêmes instruments sont utilisés pour la décharge, le rhéostat absorbant l'énergie rendue.

On ne perdra pas de vue que les rendements d'un accumuateur dépendent en grande partie des états de service antérieurs de l'élément. Si, par exemple, après avoir surchargé un

couple secondaire, on le décharge jusqu'à ce que la différence de potentiel atteigne la limite inférieure normale, on peut trouver qu'une charge et une décharge normales subséquentes donnent un rendement en quantité supérieur à loo pour l^ la seconde décharge restituant une partie de la première charge. Pour obtenir des résultats comparables, il est nécessaire de commencer par faire subir à l'accumulateur une série ininterrompue de charges et de décharges poussées jusqu'aux mêmes tensions extrènïfes. Lorsque l'élément a été trop chargé antérieui-cment, on constate que les rendements vont en décroissant vers une valeur constante. Quand il a été tri déchargé ou lorsqu'il a été abandonné pendant quelque temps à lui-même, on observe, au contraire, des rendements croi sant vers cette même valeur constante, qui constitue le chi à adopter. Si, faute de temps, on doit se contenter d'ex riences écourtées, il faut avoir soin de le signaler, afin d'évi une fausse interprétation des résultats. C'est ainsi que mention de l'énergie récupérée après une charge à fond permet pas de juger de l'effet utile.

Les mesures électriques sont toujours complétées par d« obser\'ations densimétriques, destinées à montrer les variatioi flu poids spécifique de rêlectrohte pendant la charge et la décharge. On note aussi les changements de température du litjuide et de l'air ambiant.

Souvent on exige que les essais effectués sur des accumulateurs reproduisent les conditions d'emploi de ceux-ci. C'est pourtjuoi les couples secondaires destinés à la traction sont ordinairement soumis pendant les expériences à des régimes variables de décharge et à des trépidations, en vue de voif l'influence de ces circonstances sur le fonctionnement et 1» durée des éléments.

Comme l'extrapolation est toujours dangereuse dans Ifs phénninéncs ]ihysiques, on ne jieut être fixé sérieusement sur la durée d'un t\pe d';ucuinulateur que par un essai de durée- Un examen ne portant que sur quelques charges et décharges n'a aucune signification à cet égard.

Il est utile de se rendre compte du rôle de chacune 'les

IDS I

ACCUMVLATEintS.

électrotles pendant la décharge d'un couple secondaire. Dans ce but, on fait usage d'une électrode auxiliaire en zinc amalgamé ou en cadmium, qu'on immerge dans le liciuide et qui est feliée à l'une des bornes d'un voltmètre, dont l'autre borne est mise en communication alternativement avec les deux pôles de l'élément. La différence algébrique des deux voltages ainsi relevés est égale à la tension de l'accumulateur. Si l'on trace

ies diagrammes figurant ces voltages en fonction du temps, un foit que la différence de potentiel entre l'électrode auxiliaire !t les plaques positives tombe brusquement (]uand la décharge le celles-ci approche de sa fin, tandis que la différence de potentiel entre l'électrode auxiliaire et les placiues négatives monte rapidement i|uand ces dernières s'épuisent. Dans les ■accumulateurs usuels au plomb normalement chargés, la différence de potentiel entre l'électrode auxiliaire et les platjues peroxydées est de 2,4 volts avec le zinc et de 2,17 volts avec le cadmium ; par rapport aux plaques couvertes de plomb spongieux, on trouve respectivement 0,4 et 0,16 volt. On peut aussi suspendre dans le bain, en dehors des lignes de courant, deux petites électrodes ordinaires, une pùsiti\'e et une négative, qui restent invariables et observer, à l'aide d'un voltmètre, la différence de potentiel entre chacune d'elles et les plaques de même nom en service, ce qui permet de contrôler la diminution progressive des charges des électrodes qui Ibnctionnent. ^^ La mesure de la résistance intérieure des piles secondaires ^^st importante, surtout quand il s'agit de batteries-tampons où cet élément joue un rôle essentiel dans le réglage îles tensions |e distribution. Vu la jietitesse de la résistance en question, 'on aura avantageusement recours à la méthf)de de M. Kohl- ^rausch, en adoptant un pont à téléphone dont le fil divisé en ^^anganine a i m de longueur et i à 2 mm de diamètre, et en utilisant une résistance de comparaison de 0,01 à û,l d'ohm.

M. Boccali a modifié le dispositif de M. Kohlrausch en vue d'évaluer la résistance intérieure pendant la charge et la décharge. Pour opérer pendant la charge, la pile e à essayer et une dynamo D sont mises en série avec une résistance r formée ie barres en parallèle, fig. 264. Un fil calibré AB est placé en

dérivation. Les variations de courant produites par le passage des balais de la génératrice sur les lames du collecteur suffisent pour laire vibrer le diaphragme téléphonique, tant que ré(juilibre n'est pas réglé. Afin d'éliminer les erreurs auxquelles exposent les fils de connexion, dont les résistances ne sont nullement négligeables, on fait, suivant l'artifice indiqué par MM. Matthiesen et Hockin, quatre expériences en raccordant le téléphone successivement aux quatre contacts figurés. Pour opérer pendant la décharge, on remplace la dynamo par un interrupteur à manivelle déterminant dans le courant débité par la pile des variations suffisantes pour influencer le récepteur téléphonique.

Fig. 264.

Remarquons incidemment que le procédé ci-dessus comnent aussi à l'estimation de la résistance d'une lampe à arc en fonctionnement. Comme la différence de potentiel entre les points A et B est alors élevée, on substitue au fil divisé une résistance liquide.

M. Nernst a adopté une combinaison rappelant les ponts J condensateurs, fig. 265. Le couple secondaire étudié E, tlcl«tant sur sa résistance de décharge et un ampèremètre, fS* disposé en circuit avec un fil divisé al> ainsi que deux conden-, sateurs C, et C-, de l à 10 microfarads, qui s'opposent jh passage d'un courant continu. Un téléphone de faible rési**] tance est relié à la jonction de ces condensateurs et au curseur

ACCmiULATEURS.

du fil calibré. Le circuit de l'enroulement secondaire à gros fil d'une bobine d'induction est également coupé par un condensateur C. On commence par étalonner l'appareil au moyen de résistances connues substituées à l'ensemble de l'accumulateur et de son circuit de décharge. On peut alors déterminer la résistance combinée R de ces derniers. Si p est la résistance cherchée de l'élément et r celle du circuit de décharge supposé sans réactance, on a

Rr

Fig. 265.

Il est souvent utile de donner une idée de l'isolement d'une batterie secondaire. Après avoir isolé les pôles de celle-ci, dont E désigne la force électromotrice, relions-les successivement à un ampèremètre communiquant d'autre part avec la terre. Soient I et l' les courants observés. On peut définir sous le nom de résistance à l'isolement de la pile le rapport E/(I+I').