CHAPITRE I

Du rapport à établir entre la résistance intérieure

du générateur et la résistance extérieure ou du circuit

voltamétrique.

49. Débit et rendement des piles hydroélectriques. Rappelons :

i^ Que la force électromotrice d'une pile hydroélectrique formée d'un ou de plusieurs éléments ne dépend que de la somme algébrique des quantités de chaleur absorbée et dégagée dans son sein par suite des réactions chimiques qui s'y produisent.

2^ Que le débit (1) dun élément de pile est maximum quand la résistance extérieure (R) est égale à sa résistance intérieure (r).

3° Que son rendement électrique (2) est d'autant plus grand que la résistance extérieure est plus élevée.

(1) Le débit d'un générateur d'électricité est la quantité de travail utilisable qu'il produit. C'est la différence entre le travail total engendré par l'appareil et le travail absorbé par sa résistance intérieure.

(2) Le rendement électrique ou le coefficient économique d'un générateur est le rapport du débit au travail total.

Dans le cas du débit maximum, c'est-à-dire pour r = R, il est PR __ r

Le rendement maximum a lieu pour R = c«; il est alors 1, mais le débit est nul.

Le rendement minimum a lieu pour R = 0. Le rendement et le débit sont nuls dans ce cas.

Dans la pratique^ il faudra donner* au circuit extérieur de la pile une résistance extérieure assez grande pour éviter le développement à l'intérieur de la chaleur provenant du courant et de certaines réactions chimiques qui attaquent l'électrode négative en pure perte.

Mais il faut éviter toutefois que le débit soit b^op faible. Presque toutes les piles consomment autant de matières en circuit ouvert qu'en circuit fermé et alors le rendement pourrait devenir très faible, malgré la petite valeur du débit.

50. Débit et rendement des machines électrodynamiques. Ainsi que nous venons de le rappeler, le débit maximum d'une pile hydroélectrique est obtenu dans le cas où la résistance extérieure à la pile est égale à la résistance intérieure de celle-ci. Il n'en est pas de même pour une machine et il faudrait bien se garder d'assimiler sous ce rapport ces deux générateurs d'électricité.

La pile a un régime normal, une fois la meilleure composition des liquides excitateur et dépolarisant connue. On peut donner à l'induit de la machine une vitesse très différente et modifier ainsi à volonté son régime. La force électromotrice et l'intensité du courant augmentent avec le nombre de tours de l'anneau ; la vitesse maxima de celui-ci devra être telle que la machine puisse supporter cette vitesse sans danger d'altération (échauffement des coussinets, flexion de l'arbre, etc.) et que réchauffement des fils de l'induit et de l'inducteur ne soit pas assez fort pour modifier la structure du métal ou brûler l'isolant.

Or, on peut protéger contre cet échaufFement les fils induit et inducteur en augmentant la résistance du circuit extérieur ; grâce à la diminution d'intensité qui en résulte, on réduit ainsi la quantité de chaleur développée dans la partie du circuit intérieure à la machine.

Pour que Ténei^ie débitée El ne soit pas diminuée en même temps, l'anneau devra tourner à une vitesse plus grande. On ne devra pas atteindre le nombre de tours pour lequel la diminution d'intensité ne serait plus compensée par l'augmentation de la force électromotrice, auquel cas le nombre des watts débités par la machine diminuerait.

M. H, Fontaine, qui s'est livré à des expériences intéressantes sur cette question, a trouvé que jusqu'à la vitesse de 2000 tours, qu'il n'est guère prudent d'ailleurs de dépasser, la force électromotrice est sensiblement proportionnelle à la vitesse de rotation quand l'inducteur est un aimant ou un électro-aimant excité par un courant indépendant ; mais que cette proportionnalité est moins exacte pour une machine à électros interposés dans le circuit.

Il a trouvé aussi :

1. Que pour une machine Gramme type normal ne pouvant supporter un courant supérieur à 25 ampères ni une vitesse supérieure à 1750 tours, le débit maximum (3325 watts) a lieu quand la résistance extérieure (R) est égale à 4,5 fois la résistance intérieure (r), avec un rendement de 0,75.

2. Que pour la machine Gramme à galvanoplastie type normal , pouvant supporter 154 ampères et une vitesse de 1750 tours , le maximum industriel du débit (2908 watts) est obtenu quand la résistance extérieure égale cinq fois la résistance intérieure; le rendement mécanique (1) correspondant est 0,764 et le rendement électrique 0,82 environ, tandis que

(1) Le rendement mécanique d'une machine est le rapport de son débit au travail initial dépensé pour la faire fonctionner.

le rendement mécanique maximum (0,77S) correspond à une valeur de la résistance extérieure égale à six fois la résistance intérieure.

Gomme on le voit, ces deux chiffres sont assez rapprochés pour pouvoir considérer le rendement mécanique maximum de la machine comme coïncidant avec son débit maximum.

Pour le dire en passant, c'est là une preuve de bonne construction.

5t. Condition de meilleure allure d'une dynamo. On obtiendra donc, pour une dynamo déterminée, Vallure la plus avantageuse, en donnant au circuit extérieur qu'elle alimente une résistance telle

que la valeur du rapport ■-- — '— s'approche autant

^^(rés.int.)

que possible de celle pour laquelle la machine a été construite.