ESSAI TÉLÉGRAPHIQUE OR GAUSS ET DE WKBEB

(PI. I , app. 3, fig. 1 cl 2.j

L'appareil moteur était une machine électro-magnetique munie d’un commutateur à l'aide duquel on dirigeait le courant dans un sens ou dans l'autre. Les Iig. 1 et 2, pl. I , npp. 3, donneront une idée de la manière dont on percevait les signaux : a a est une vue latérale du multiplicateur compose de 3,000 pieds de 61s, et pose sur une table B ; a s est le barreau aimante auquel est fixée une tige

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verticale C , traversée à angle droit par une barre qui porte d'un côté le miroir H, de l'autre une boule métallique I servant de contrepoids au miroir. P et N sont les extrémités du lil du multiplicateur mis en communication avec les pèles de la pile. En face de Pélectro- aimant se trouve une lunette D portée sur un pied G : sur le même pied on fixe encore un châssis à coulisse K dans laquelle glisse l’échelle divisée F. Le miroir H à angle droit avec le barreau aimanté présente sa face à la lunette D, ainsi qu’à l’échelle K; il est ajusté de manière que l’échelle puisse être vue très distinctement par réflexion à travers la lunette. Si le barreau tourne vers la droite ou vers la gauche, le miroir tourne en même temps et rend par conséquent mobile l’image de l’échelle. I.es chiffres de l’échelle indiquent le sens et l’intensité de la déviation ; le nombre et l’étendue des oscillations que l'on produit en mouvant la manivelle de l’appareil électro-maguétique, et que l’observateur perçoit très nettement dans la lunette, sont les éléments faciles et suffisants d'une communication télégraphique.

TÉLÉGRAPHE C1IAPHIQUE ET PHONÉTIQUE UE M. STEINHEII..

{ PI. il Ct III, (lpp. 5, lig. 1 à 21.

M. Steinheil a fait précéder la description de son télégraphe de quelques remarques importantes sur le choix des fils conducteurs et de l’appareil qui doit donner naissance au courant. Les seuls métaux entre lesquels on pourrait balancer sont le fer ou le cuiVre. Le cuivre conduit six fois mieux que le fer, mais aussi il coûte si x fois plus cher, de sorte qu’en employant un fil en fer qui , à longueur égale, pèse six fois autant que le fil de cuivre, on obtiendrait le même effet de conductibilité, et an même prix. Nous avons déjà dit que des raisons très graves avaient fait donner partout la préférence nu fer sur le cuivre. M. Steinheil a fait aussi de nombreuses expériences sur la diminution de conductibilité, ou mieux sur la déperdition de fluide qu’amène l’humidité et l’état électrique de l’atmosphère.

M. Steinheil préfère aux piles les appareils électro-magnétiques; les courants nés de la pile sont, dit-il, peu aptes à s’élancer à de grandes distances ; parce qu’en supposant même les piles formées

Digitiz

ELF.CT1UQUK. 305

d’un grand nombre d’éléments, la résistance qu elles opposent au courant est toujours très petite par rapport à celle du circuit. Pour mieux comprendre cette distinction , il ne sera pas inutile de revenir encore une lois sur les principes de la télégraphie électrique, qui , aujourd’hui même encore, ne semblent pas avoir été soupçonnés par les maîtres de la science en France. Dans les quelques pages qu’il a consacrées à cette magnifique application dans la nouvelle édition de son Cours de physique, M. Pouillet agardé sur ce point capital un silence qui nous étonne.

I.a difficulté à vaincre , c’était surtout de rendre des clêctro-aimauts actifs à une très grande distance , c’est-à-dire à travers un immense circuit. On voyait, en effet, que les électro-aimants les plus puissants ne donnaient aucun signe de magnétisme, sous l'influence des piles les plus énergiques, quand ils étaient unis aux deux pôles de la pile par un (il conducteur dont la longueur dépassait certaines limites. Cette impossibilité apparente découragea d’abord ,M. Wbeatstone; il ne crut pas qu'il put parvenir à établir directement des communications télégraphiques , à exercer des influences magnétiques à de très grandes distances, par l'action directe des piles ou des machines électro- magnétiques ; et pour atteindre un but qu'ii poursuivait avec tant d’efforts, il se vit dans la nécessité de recourir à des moyens indirects, il imagina alors une disposition dans laquelle une aiguille magnétique; dans scs déviations déterminées à toute distance par l’influence directe , entraînait avec elle deux fils, mettait ainsi en communication les deux pôles d’une pile située dans la station très eloiguée , et rendait instantanément actifs les électro-aimants, qu'on avait désespéré d’aimauter : c’est le moyen employé plus tard par MM, Morse et Bréguet. Quelques anuées après, cependant, M. Wheatstone parvint à faire mouvoir ses appareils à la distance d’un très grand nombre de lieues par l’action directe de piles assez faibles.

Il n’obtint, au reste, cet éclatant succès que par une entente parfaite et l’application la plus heureuse des lois de O Jim.

L’action d'un électro-aimant dépend de trois éléments : elle est directement proportionnelle à la force motrice, en raison inverse de la résistance du courant, et directement proportionnelle au nombre des tours du fil conducteur sur le fer doux. Il résulte de

Dk

306 téléohapHu

la que si le nombre! des tours augmente, la force de l'éleetro-ainiant augmentera d’une part, et diminuera de I autre par le surcioit de résistance que les tours ajoutés apportent au circuit. Si la résistance primitive des autres parties du circuit est petite, la résistance nouvelle aura une influence- sensible, et il pourra arriver que la force de l’électro-aimant soit réellement diminuée ; si , au contraire, la résistance primitive du (il conducteur est très grande , comme c’est évidemment le eus d ut» circuit s'étendant sur uuedistaiice d’un grand nombre de lieues, la nouvelle résistance, qui ne fera qu une très faible partie de la résistance totale, pourra être considérée comme ne produisant aucun effet ; il ue restera que I excès d action dû à l'augmentation du nombre des tours ; et I électro-aimant, de lait, aura plus d’énergie.

Ainsi s’explique cette contradiction apparente d’une même cause produisant des effets opposés dans un petit et dans un long circuit. Kn couforroité avec ces règles invariables , les électro aimants de M. W beats tone sont très petits ; ils sont entoures d’un (il isole très fin, ayant une assez grande longueur; et de plus la longueur et In minceur du til ont, avec la distance à parcourir, le rapport mathématique nécessaire a la production de 1 effet voulu.

Quoique le fil fin crée une résistance plus grande , on remploie néanmoins, parce que cette résistance, qui reste dans tous les cas uile fraction assez faible de la résistance totale , est largement compensée par l'énorme accroissement du nombre des tours dans un petit espace,

Ce que nous Venons de dire ne s’applique passeulementaux électro-aimants de la station S’arrivée , mais encore, et pour les mêmes raisons , aux électro-aimants de l’appareil excitateur destiné à produire le courant qui doit traverser tout le circuit. .

L etude profonde de ces laits fondamentaux a mis M. Wheatstone en état de produire des effets mécaniques, et de montrer des signaux a toute distance, non seulement avec des électro-aimants, mais encore directement, au moyen d une pile. C est ainsi qu il a, pour in première fois, lait sonner des timbres et des cloches dans des stations séparées par uu immense iutei voile.

M. Stoinheil , lui, n’a employé que des appareils électro-magnétiques, parce qu’il les croit plus surs. Ce ue sont, eu réalité que

Éucxuiyiifc. 307

des modifications appropriées de l’appareil de Clark , nous ne les décrirons pas ici ; il nous suffira de bien faire counaitre la disposition de ses inducteurs, l’installation de son télégraphe et son mode particulier d’action. ' •

Du producteur des 'signaux.

« Nous avons démontré , dans ce qui précède , que le problème consiste en ceci : utiliser le courant galvanique, qui a été produit par l’inducteur et transmis ensuite, par la chaîne conductrice, de telle sorte qu’il dévie, d'après la découverte de QErstedt, les barreaux magnétiques bien suspendus. Les déviations doivent être les plus rapides et les plus fortes possible , si l’on veut produire les signaux saus perte de temps , les uns après les autres : il faut donc que les dimensions des aimants magnétiques, dont ou veut produire ia déviation , soient convenablement choisies : il ne faut pas qu’elles soient trop petites, sans quoi ia force mécanique qui résulte de la déviation devient trop faible , pour pouvoir produire la résonnance immédiate des timbres. On sait, d’ailleurs, que la production du courant restant la même, les déviations des aimants sont d’autant plus fortes , que le nombre des circonvolutions du fil est plus grand , ou que le fil a été plus souvent replié sur lui-même dans le sens de l’aimant. Ln grandeur du diamètre de chaque circonvolution exerce son influence seulement eu tant qu’elle augmente la longueur totale du fil ou circuit formé. Cela posé, 1’iudicate.ur des signaux est un multtÿiicaleur interposé par ses deux extrémités dans la chaîne conductrice, et renfermant dans son intérieur le barreau magnétique qu’il s’agit de dévier. Il importe de ne pas oublier que la résistance du circuit entier s’accroît d’autant plus, que le fil multiplicateur est plus mince, que les circonvolutions sont plus graudes, et que leur nombre est plus considérable. *

» Les tig. 19 et 20, planche 3 , représentent un semblable indicateur dans ses coupes horizontale et verticale: il contient deux aimants, tournant autour d’axes verticaux, et qui sont destinés tant à frapper sur des timbres qu’à fixer sur le papier une écriture composée de points. Sur les côtés du multiplicateur, formés de lames de laiton suudées (fig. 19), on a ménagé deux petites ouvertures destinées à recevoir et faire tourner librement les axes des deux

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aimants, tes ouvertures reçoivent en liant et en lias quatre vis qui servent de coussinets aux axes. A l’aide de ees vis, on peut placer les aimants de façon que leurs mouvements soient libres et faciles. Entre les joues du multiplicateur sont placées 600 circonvolutions d’un inémc.fil de cuivre isolé, qui forme l’indicateur. Le commencement et la fin de ce fil sont représentés fig. 19, en M M. On voit par la figure 20 que les aimauts au sein des couches du multiplicateur sont disposées tellement, que le pôle nord de l’un est rapproché du pôle du sud de l’autre.

» A ces deux extrémités qui , à cause de leur répulsion mutuelle , ne peuvent pas se rapprocher davantage l’une de l’autre , on a vissé deux petits bras grêles de laiton munis de petits récipients (fig. 19 et 20). A ces récipients, destinés à recevoir de l’encre grasse noire, sont adaptés de petits bras arrondis eu avant et perforés très finement : l’encre huileuse, qui a pénétré dans les récipients, cédant à l’attraction capillaire, sort à travers le trou des bras, et forme à leurs ouvertures, sans s’écouler, des élévations semi-globuleuses ; et le contact le plus léger suffit alors pour fixer un point noir. Quand le courant galvanique traverse le fil multiplicateur de cet indicateur, alors les deux aimants tendent à tourner dans le même sens, autour de leur axe vertical : un des petits récipients à encre sortirait ainsi d’entre lesjoues du multiplicateur, tandis que l’autre rentrerait. Pour empêcher cette rentrée, deux lames, opposées l’une à l’autre, ont été fixées dans l’Intervalle où s’exécutent les oscillations des aimants ; les secondes extrémités des barreaux, fig. 20, viennent donc s'appuyer contre les lames, et il en résulte qu’un seul des récipients peut sortir du multiplicateur, tandis que l’autre reste en repos. Pour ramener rapidement les aimants dans leur position primitive, après que la force qui les déviait a cessé, on se sert de deux petits aimants isolés, N', S', dont la distance et la disposition doivent être convenablement déterminées dans chaque cas particulier par des expériences préliminaires, parce qu’elles dépendent de l’iutensité du courant produit.

»Si l’on voulait se servir de cet appareil, pour produire, à l’aide de corps sonores, des sons perceptibles et faciles à distinguer, on ferait choix de timbres d’horloge ou de cloches de verre, qui résou. nenl sans peine, et dout les sous diffèrent à peu près d’une sexte. Cet

intervalle des sons ft’est nullement indifférent : on distingue plus facilement la sexte que tout autre intervalle ; la quinte ou l’octave se confondent plus facilementavec le son fondamental pour des oreilles moins exercées.

» On fixe les timbres sur dé petites colonnes à soubassement, placées vis-à-vis des barreaux opposés : on règle à l’avance leur position et les distances des aimants qui doivent les frapper au point le plus favorable à la résonnance. Il faut qu’elles ne soieut pas trop près des marteaux, pour ne pas produire des sons prolongés. Mais tout cela se détermine à l’aide de quelques tâtonnements faciles.

» Veut-on que les indicateurs écrivent? alors on fait passer, avec une vitesse uniforme, une surface de papier devant leurs bras, four cela, la meilleure chose à faire est de choisir de larges bandes de papier mécanique que l’on enroule sur un cylindre, et que l’on découpe autour en petites bandes étroites. Chacune des feuilles de papier, en se déroulant du cylindre, passe devant les petits encriers ; et il faut faire en sorte que leur mouvement se prolonge horizontalement, pendant un certain trajet, pour que les traces des points soient mieux dessinées, et que le papier puisse s’enrouler de nouveau sur un deuxième cylindre. Ce deuxième cylindre est mis en mouvement par une horloge, réglée elle-même pur les oscillations d'un pcudule alternatif. Tout cet ensemble est représenté, pi. II , flg. 1, par une coupe longitudinale; il est vu d’en haut dans la ilg. 2. Le tambour sur lequel la bande s’avance est porté sur deux cylindres mobiles autour de leurs pointes, pour diminuer le frottement : on peut, d’ailleurs, l'écarter plus ou moins des aimants; ici encore l’expérience indiquera la situation la plus avantageuse.

»1I est évident que les mêmes aimants ne peuvent pas frapper en même temps les timbres, et écrire, attendu qu’une seule de ces opérations épuise leur petite force. Pour produire ces deux effets à la fois, il suffit de mettre en communication avec le courant un second appareil producteur des signaux. Et même généralement, en augmentant le nombre des appareils, on pourra renforcer à volonté le son des cloches; cette multiplication toutefois entraînera toujours un accroissement de résistance dans le circuit, et ne pourra par conséquent pas être indéfinie. Pour que cette résistance soit aussi petite que possible, je conseille, dans le casoii l'on multiplie-

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rait les producteurs de signaux, de les construire avec de gros fils, ou même avec des lames de cuivre.

Sur la disposition des appareils.

» La figure 1 présente la coupe longitudinale , et une vue prise d’en haut, du support pyramidal, placé sur le plancher de la chambre où se trouvent tous les appareils. Le fil conducteur de Bogeuhausen, celui de Lerchen-Strasse, les extrémités du producteur des signaux et des fils conducteurs partant des deux vases à mercure de l’indicateur , par conséquent aussi les extrémités du multiplicateur aboutissent ensemble au milieu de la table, comme le montre la figure 2. Ils plongent dans huit cavités remplies de mercure. Ces cavités sont percées dans un cylindre de bois, tig. 6, pl. 3. C’est de la communication établie entre ces huit cavités que dépend la direction suivant laquelle le courant se propagera. Admettons , par exemple, que ces huit cavités soient réunies par des bascules en cuivre , ainsi que le représente la fig. 6, pl. 3 , le courant galvanique traverse alors tous les appareils et tous les conducteurs. Une communication, au contraire, comme celle de la fig. 9, mettra Bogenhausen en dehors du circuit , et le courant sortant de l’inducteur ira à travers le multiplicateur à la station de Lerchen- Strasse. Tournez cette même figure de 180 degrés, alors la station de Lerchen-Strasse est en dehors du courant qui marche vers Bogenhausen. Un troisième mode de communication est indiqué (fig. 10): quand les bascules de cuivre sont placées dans la position indiquée par le dessin ; l’inducteur et le multiplicateur sont réunis, tandis que les deux stations de Lerchen-Strasse et de Bogenhausen restent en dehors du circuit. Tournez la fig. 10de90 degrés, et vous réunissez Bogenhausen avec Lerchen-Strasse , de façon que les deux stations peuvent communiquer entre elles, sans que les nouvelles puissent être reçues à l’Académie.

» Ces trois modes ou systèmes de communications sont actuellement réalisés sur un couvercle en bois, muni de fils de cuivre, fig. 7. Sur ce couvercle on voit proéminer les extrémités de vingtquatre fils; mais huit seulement de ces extrémités fonctionnent à la fois; on a cependant pourvu de vingt-quatre cavités le cylindre sur lequel reposent les vases à mercure : dans seize de ces trous.

• Digltized t

■ .* EI.KCTIIIQUE. 311

il ne se trouve pns de mercure, on y fait seulement pénétrer les . extrémités des fils qui sont hors de service: c’est ainsi que l'on réussit à conduire le circuit dans chaque direction possible. On peut sur la fig. 5 indiquer par des lettres les transmissions différentes à la surface externe du couvercle , d.e manière à réaliser à l’œil les difi férents modes de communications (fie. 7). En tournant convena-

blement ce couvercle, suivant la direction des flèches dessinées sur la table, on donne nu courant tontes les directions voulues. Il est évident que les ses à mercure peuvent être remplacés aussi par , des fils de cuivre percés coniquement, ce que l'on a exécuté aux N stations de Bogcnhausen et de Lercl\pn-Strasse.

» Il ne reste plus qu’à ajouter quelques mots sur la manière de se servir de l’appareil pour transmettre les communications télégraphiques.

» Par ce que nous venons d'exposer, on voit que toutes les fois que le balancier fait un demi-mouvement de In droite vers lu gauche, un des producteurs de signaux est dévié : on a réuni les extrémités des fils conducteurs , de telle sorte que , dans le premier mouvement, ce soit le timbre le plus aigu dé chaque statiou qui soit frappé ; si l'on place le rouleau devant l’indicateur, alors l’encrier du côté BB', fig. 2, marque un point sur la bande de papier mise en mouvement : les intervalles de temps après lesquels se répète cette figure sont exprimés par les distances mutuelles des points dont l'ensemble *

dessine une ligne droite sur le papier. Si l’ou tourne, au contraire, de gauche à droite , on fait sonner les timbres graves , ou le deuxième encrier marque alors un point sur la bande du papier v mobile, ce point n’est pins sur la même ligne que le premier, il est

plus bas. De cette manière, les sons aigus et graves sont écrits sur la bande de papier comme des notes de musique par un point haut , ou par un point bas. Pendant aussi longtemps que les intervalles de temps entre les signes restent les mêmes, il se forme un groupe coordonné, tant pour les sons, quedans l'écriture qui les représente.

Une pose plus longue sépare nettement les divers groupes.

» On arrive de cette manière à a voir des groupes ou des combinaisons bien choisies , et propres à représenter les diverses lettres de l’nlphabet; ou un ensemble complet de signes sténographiques , à l’aide desquels les dépêchés se transmettront à tous les points du

circuit munis d’appareils semblables à ceux que nous avons décrits. Dans l'alphabet que j’ai choisi , les lettres qui , dans notre, langue, sont les plus fréquentes, correspondent aux signes les plus simples.

» Je me suis arrangé de manière à établir une sorte de similitude entre les lettres latines et les groupes des signes , afin qu’elles se fixent mieux dans la mémoire. La distribution des lettres et des chiffres en groupes, qui renferment jusqu’à quatre points, s’explique par la fig. 3, pl. 2. »