IV. — ETUDE DU COURANT ALTERNATIF

Dans ces expériences, comme dans celles qui suivront, j'ai employé le courant fourni par un alternateur Gramme à huit pôles, actionné par un moteur Gramme à courant continu ; on pouvait avec ce moteur, et au moyen de différentes poulies, faire varier dans de larges limites la vitesse de l’alternateur’et par suite la fréquence. La vitesse était mesurée au moyen d’un compteur de tours.

La forme du courant dépend naturellement de la nature du circuit; nous verrons, dans la deuxième Partie de ce Travail, que dans certains cas cette forme est très irrégulière; mais, dans tous les cas réalisés dans l'étude des écrans électromagnétiques, la forme est peudifférente d’une sinusoide. J'ai employé pour la déterminer la méthode de M. Joubert: on mesure la différence de potentiel qui existe entre les extrémités d’une résistance sans self-induction sensible faisant partie du circuit; pour cela l'une desex- Lrémités est mise en communication permanente avec lesol, et l’autre, par l'intermédiaire d’un contact périodique,

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avec l'aiguille d’un électromètre dont les deux paires de quadrants sont portées à des potentiels égaux et de signes contraires.

Le contact est réalisé au moyen d'un cercle divisé monté sur l’axe de l'alternateur, et portant une alidade mobile qu'on peut fixer au moyen de vis de pression; l'extrémité de cette alidade vient frotter légèrement à chaque tour sur l'extrémité en forme de V d’un ressort latéral fixe; elle est taillée en biseau, de manière que le contact ait lieu seulement pendant un temps très court. (Il est nécessaire, lorsqu'on emploie, comme je l'ai fait, un électromètre, d'éviter tout frottement sur un diélectrique, car l’électricité produite dans ce frottement trouble les mesures.) Une rotation de 90° de l’alidade correspond à une période, l’alternateur étant à huit pôles (!).

Pour mesurer correctement la différence de potentiel considérée, il faut se débarrasser d’une force électromotrice parasite provenant de ce que l’aiguille de l’électromètre n’est pas formée du même métal que le circuit; quant à l’effet thermo-électrique qui peut être produit par le frottement du contact tournant, il a ici une action négligeable; elle serait d’ailleurs éliminée, comme la précédente, par le procédé de mesure adopté : on fait une double lecture en renversant les communications, de manière que la différence des lectures représente exactement le double de la différence de potentiel à mesurer; on se servait à cet effet de godets à mercure bien isolés et de deux ponts métalliques.

Il importe que toutes les parties du dispositif soient parfaitement isolées, sans quoi la déviation de Pélectromètre reste inférieure à celle qui mesurerait la différence

(1) J'ai beaucoup à remercier M. Janet, qui a bien voulu mettre à ma disposition un appareil construit pour le Laboratoire central d’Électricité,

de potentiel en jeu; on peut s'assurer que la disposition est bonne de la facon suivante: on fait passer dans le circuit un courant continu, et l’on mesure la différence de potentiel aux extrémités de la résistance en établissant la communication avec l’électromètre d’abord par un fil métallique continu, puis par l’intermédiaire du contact tournant; on doit, dans les deux cas, obtenir la mème déviation ; dans mes expériences, le cercle gradué était fixé sur l’axe de l'alternateur au moyen de trois pièces d’ébonite; les bobines étaient placées sur des gateaux de paraffine, et les fils suspendus où supportés par l’intermédiaire de cylindres de paraffine; dans ces conditions le fonctionnement est très satisfaisant.

Voici les nombres obtenus dans les différentes expériences, el au, moyen desquels ont été construites les

courbes de la fig. 1.

Fig. tr.

1° Circuit comprenant une résistance sans self-induclion d'une centaine d’ohms, une bobine de 1,15 de longueur, qui a servi aux expériences décrites plus loin, et qui comprend 4400 spires de fils, la valeur moyenne de la section étant d'environ 21°", enfin un rhéostat de réglage d’une dizaine d'ohms.

Les nombres de la première ligne horizontale repré-

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sentent les angles dont le contact a tourné par rapport à l'alternateur, c’est-à-dire une quantité proportionnelle au temps, et ceux de la deuxième la différence des lectures faites à l’électromètre.

0 à) 10 15 20 25 30 ns VU 2067 SET 0 EE À + 35 40 45 50 6b) 60 65 5 | +38,5 <+62,2 +80 88,6 +81,6 +68,8 +19,2 o 70 T5 80 85 90

2° Mème circuit, mais en plaçant à l’intérieur de la bobine le plus gros des cylindres de fer qui ont été employés (1,20 de longueur, 3°",6 de diamètre et o°",15 d’épais-

seur).

0 5 10 15 20 25 30 cé —18 —29,7 —37,4 —jo,1 —35,7 —25,9 —13,8 se 35 40 45 50 99 60 65 5 1,1 +8, <+19,2 +30,5 +38 00,0 COOL © 7 T5 80 85 90 SES ER O7 SNA

3° On a substitué à la grande bobine une bobine plus courte à huit couches de fil, et placé à l’intérieur de cette bobine le plus gros des cylindres de cuivre utilisés, dont les dimensions seront données plus loin.

0 6) 10 15 20 25 30 5 —30,65 —38,9 —42,5 —39,9 32,35 —22,09 —7,8 e 30 40 45 50 29 60 SMS. 2 21,35 +32,35 +39,75 +42,55 +38,95 5 65 70 75 80 85 90 30,7 +19,9 +4,65 —10,95 —23,9 —33,95

On voit que ces courbes sont très régulières, mème celle qui correspond à la présence du cylindre de fer dans la bobine; nous verrons plus loin d’autres exemples dans

lesquels la forme des courbes a subi de notables modifications.

Mesure de l'intensité efficace du courant. — Cette mesure était faite par la méthode électrométrique de M. Joubert, qui m’a toujours donné d’excellents résultats : les deux extrémités d’une résistance sans self-induction sensible faisant partie du circuit sont reliées : l’une, à l’une des paires de quadrants d’un électromètre; l’autre, à la deuxième paire de quadrants et à l’aiguille. On peut ainsi mesurer le carré moyen de la différence de potentiel qui existe entre les deux extrémités de la résistance, c’està-dire une quantité proportionnelle au carré de l'intensité efficace du courant.

Les résistances employées étaient constituées par des fils de maillechort recouverts de soie, qui avaient été repliés sur eux-mêmes, avant d’être enroulés sur une bobine ; en donnant dans chaque cas une valeur convenable à la résistance aux extrémités de laquelle on prend la différence de potentiel, on pouvait obtenir une déviation assez considérable pour être susceptible d’être mesuréc avec précision ; d’ailleurs, dans la plupart des expériences, il s'agissait seulement de maintenir l’intensité efficace constante, et par suite la déviation invariable.

Les indications ded’électromètre ne sont pas tout à fait proportionnelles aux carrés de la différence de potentiel, à cause de la force électromotrice résultant de ce que les quadrants et l'aiguille ne sont pas formés du même métal.

On peut cependant mesurer correctement le carré de la différence de potentiel, au moyen d’une double lecture; en effet, désignons par V, et V, les potentiels des deux paires de quadrants; celui de l'aiguille, au lieu d être Vs sera V, + €, et l'expression générale de la déviation devient Vi + =)

Ô — a (Vi —V;) (v: cree.

UV VO EE te NT Ve)

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si l’on intervertit les communications, les potentiels respectifs deviennent V,, V, et V,+ e, et l’on aura

# V,EV J - Da (Va Vi) (Vs HE 5 1) = EC Va a (Vi Va),

Pendant une série d'expériences, dans lesquelles je faisais varier l’intensité du courant, j'avais dans certains cas besoin de lire rapidement la position de l’image: pour éviter alors une double lecture, j'ai gradué l’électromètre au moyen d'éléments Gouy et, pour les plus fortes différences de potentiel, d’accumulateurs comparés aux éléments Gouy à l’aide de l’électromètre. Les déviations à se représentent avec une approximation très suffisante par la formule

8 = 0,0474[(Va— Vi)? 0,84(Vi— Vo),

les V étant exprimés en volts; je me suis alors servi, pour la mesure de l’intensité efficace, d’une courbe à grande échelle construite au moyen de la graduation précédente ; j'ai vérifié que, pendant la durée de ces expériences, la sensibilité de l’électromètre est restée très sensiblement la même.