Intensité efQcace des courants périodique

— L'électrodynamomètre mesurer Y inteusiU* efficace [4kS9\ àe^ 4*ourants périodiques dont la période est très petite devant la <lurée d'oscillation de la bobine mobile, mais on peut lui objecter rinconvénient d'introduire une perturbation dans le régime ^les courants à mesurer, par suite de .sa self-induction. MM. G, Maneuvrier, et P, Ledeboei* ont recherché théoriquement et expérimentalement Tordre de grandeur des erreurs 4.^t le degré d'approximation qu'on peut atteindre ('). Il résulte de ces recherches qu'un électrodynamomètre intercalé dans le 4^/ircuit principal d'un générateur périodique exerce réellement, sur l'intensité (efficace, une perturbation qui dépend de la fréquence, et qui grandit à mesure que celle-ci croît. Celle perturbation esl notablement plus grande pour les électrodynainomètres à bobines en dérivation, comme celui de M. J. (!arpentier, que pour les éleclrodynamomètres ordinaires. Mais. |>our les uns comme pour les autres^ on peut affirmer qu'elle lie dépasse pas o.oi de l'intensité efficace du courant, du

(») // Suovo Cimento, 188,'). Journal df physique y décaubrc 188U. *j Aradêmie des scienres, i4»'>anre iJn 30 janvier 18S8.

FORCES ÉLECTOMOTRICES. :i4*>

moins dans les limites des fréquences employées en pratique. Et quant aux courants allernalifs qui auraient une fréquence plus rapide, on pourra toujours en mesurer Tintensitc efficace à réleclrodynamomètre avec le même degré d approximation^ à la condition de diminuer le coefficient de se If -induction de rinstrument dans la proportion où s'accroîtra la fréquence.

Or, si Ton considère que la constance des courants des machines électriques est étroitement liée à la constance de leur vitesse angulaire, et que celle-ci, dans les meilleures conditions^ industrielles, dépasse rarement une régularité de i pour loo, on pourra conclure qu'il serait illusoire de demander aux instruments de mesure une précision supérieure à la régularité dc^ débit des générateurs étudiés.

505. Intensité des courants redressés. — Lorsqu'un courant périodique redressé traverse un ampèremètre dont la période d'oscillation est grande comparée au temps périodique du courant, le couple exercé sur l'aiguille est à chaque instanl proportionnel à Y intensité Aw courant et la position d'équilibre de l'aiguille donne la valeur de Y intensité moyenne (267)> tandis qu'un éleclrodynamomètre intercalé dans le circuit fait connaître Y intensité efficace (489).

La première est toujours plus faible que la seconde, de là les différences observées entre les indications d'appareils qui. sur des courants continus, sont cependant rigoureusement concordants. Les différences, dans le cas d'un courant redressé parfaitement sinusoïdal (au redressement près) atteignent lo pour loo. La même observation s'applique aux voltmètres, mais avec une nouvelle cause d'erreur introduite par le coefficient de self-induction de l'appareil, coefficient qui varie d'un appareil à l'autre. 11 ne faut donc mesurer les courants redressésqu'avec les appareils appropriés à la mesure des courants alternatifs.

FORCES ËLEGTROMOTRIGES.

Nous n'avons indiqué jusqu'ici, pour les mesures de différences de potentiel ou des forces électromotrices, que les élec- Iromètres, fondés sur les actions électrostatiques, et les galvanomètres qui donnent indirectement ces quantités. Bien d'autres-

3S0 BNEaCIE ÉLECTRIQUE.

actions électriques peuvent être utilisées dans ce but : nom signalerons à titre d'exemple l'éleclromètre de M. Lippmaiu fondé sur les actions électro-capillaires (685) et celui di MM. Cttrie fondé sur les phénomènes de dilatation électrique (529).

506. Ëlectromètre de M. Lfppmann (1873) (')■ — O appareil est fondé sur les variations qu'éprouve la conslant capillaire d'une électrode de mercure sous l'influence de l

I u «i- - Kluclroinrlr,'

polarisation produite par un courant. II se compose d'un lub de verre verlical A {fig. 2\i] ouvert aux deux bouts et termio

{!) Aiinalei df i>li</ni'iup '■! 'le ■hh.iif. I8T3. Miscabt''

FORCES ËLECTROMOTRICES.

à sa parlio inférieure par une portion effilée appelée pointe capillaire. Ce tube renferme une colonne de mercure qui s'y maintient par l'action capillaire. La pointe pion^^e dans de Tacide sulfurique étendu contenu dans le vase B au fond duquel se trouve une couche de mercure. Si on établit une diffcrenco de potentiel entre le mercure de la pointe et celui du fond du vase, à Taide de deux fils de platine reliés aux bornes a et fi et touchant aux deux mercures, le potentiel le moins . élevé (négatif) correspondant* au tube capillaire, la polarisation augmente la valeur de la constante capillaire et l'extrémité de la colonne de mercure se relève. Les déplacements s'observent au moyen d'un microscope horizontal M grossissant !>-oo fois envi-

OA

Volts

Kig. 245. — Variation de la prcàaioii on fonclion de la diirèrcnce de potentiel

dans rélcctromètre capillaire de M. Lippmann.

ron, fixé sur le socle de l'appareil, mis au point à Taide d'une crémaillère et muni d'un micromètre oculaire. Le zéro se détermine en mettant les deux mercurcs en court-circuit. Dans les méthodes de réduction à zéro, il suffit d'amenor lo mercure du tube au même point pour constater l'égalité des potentiels; pour efl'cctuer dos mesures, on rariièno au zéro en exerçant une pression que l'on mesure à l'aide d'un manomètre à air libre. Les forces électro-motrices ainsi mesurées en colonne de mercure se traduisent en volts à Taide d'une table ou d'une courbe de graduation établie empiriquement. Dans les noMM pins récents, l'électromètre et le manomètre sont mon-

le socle et ne forment qu'un seul appareil, f, 245) indique les pressions en fonction des

ÉNERGIE ÊLECTRIQIE.

(liirércnces de potentiel en volts des deux mercui'cs pour une pression extérieure correspondant à jj cm de mercure. On voit que cette pression passe par un maximum pour o,i) volt environ. Il ne faut donc utiliser rélectromëtre capillaire que pour des différences de potentiel inférieures à ce chiffre. La capacité de Télectromètre est relativement éleTée. car une surface polarisée agit comme un condensateur de grande capacité : elle est d'au moins o,i microfarad par mm* de surface du ménisque dans le tube capillaire. La grande apériodicité de Télectromètre capillaire et sa sensibilité en font un appareil très précieux dans les méthodes de réduction à 7.éro, mais il est moins employé comme appareil à leclun» directe.

On peut cependant Tutiliser pour la mesure directe des intensités de courant en s'en servant pour déterminer la différence de potentiel aux bornes d'une résistanc*» appropriée au courant à mesurer, et assez pelile. dans chaque cas particulier, pour que la différence de potentiel reste inférieure à 0,6 volt, valeur audessus de laquelle Tappareil donnerait des indications inexactes.

Pour se servir de l'appareil dans ces conditions il est nécessaire que», pendant le remplissage do Tappareil, tous les tubes soient toujours bien pro- |)res et constamment préservés des poussières: il faut aussi (|ue la concentration du liijuide soil toujours la même. A cet elïel, ou mastique (iiir.ilt» le tube AB contenant le liquide directement au tube i\ de rélectromëtre, et on ne laisse qu'une petite ouverture par le lubr capillaire D. Il suffit de verser Tacide sulfurique dilué jusqu'à la marque K, el de fermer le tube capillaire D aver une gouttelette» de verre. L'évaporation se produit très lentement daui* ces conditions, etTeau évaporée peut être remplacé parletulio capillaire I).

507. Électrométre à bilame de quartz de MM. Curie (1888). — Tout phénomène de dilatation électrique (529) régulier peut servir à mesurer la cause qui le produit, mais ces phénomènes sont en général très faibles et

Vï<r. 2i(;.

FORCES ÉLEGTROHOTRICES. 'M^

difficiles à utiliser dans un but de mensuration. MM. Curie (') ont levé la difficulté en amplifiant la dilatation électrique par un dispositif rappelant le thermomètre métallique de Breguet. Deux plaques sont taillées parallèlement dans un mèm*^ bloc de quartz. Elles sont toutes deux normales à Taxe électrique; leur contour a la forme d'un rectangle allongé et la grande longueur de ce rectangle est normale à la fois aux axes optique et électrique. Les deux plaques, identiques entre elles. sont amincies ensemble au tour d'optique jusqu'à ce qu'elles n'aient plus qu'une épaisseur très faible, quelques centièmes de millimètre par exemple. Les plaques sont ensuite collées Tune sur l'autre, mais après avoir pris soin de retourner l'une d'elles face pour face, en sorte que les axes électriques soient de sens inverse dans les deux lames (^).

On réalise ainsi une bilame dont on argenté les deux faces extérieures. (Le bord des faces est désargenté sur une petite largeur, pour empêcher qu'il n'y ait (ommunication électriqui» entre les deux faces.) -En établissant une différence de potentiel entre les deux faces de la bilame, Tune des lames tend à se dilater et l'autre à se contracter dans la direction de leur plus grand côté; comme les lames sont collées l'une sur l'autre, la bilame se courbe. En maintenant fixe l'une des extrémités de la bilame, l'autre extrémité se déplace sous l'effet de la tension électrique. Pour amplifier le phénomène, on peut fixer une aiguille à l'extrémité libre de la lame et dans son prolongement (^). Enfin, pour faire les mesures, on colle à l'extrémité de l'aiguille un petit micromètre (obtenu par un procédé photographique), divisé en vingt-cinquièmes ou cinquantièmes de millimètre, et sur ce micromètre on braque un microscope muni d'un réticule qui sert de repère pour les lectures.

L'instrument est apériodique et à lecture directe. INmumesurer des différences de potentiel, il suffit d'étalonner Tiiis-

(*) Académie des science»^ sraiiro du :iO avril 1888.

pi n est bon de remarquer quo ces lames, étant parailrl»':* à lax»* mùiiu' apiv^ le retournement, se dilatent ^*galt*meut. Klles no ?:(> r^rourbont dune pas |>ar »uite d*un changement de température.

(•) MM. Carie se servent d'une aiguille très légî-ro et très rigi«l»*, faluiquri» à ralde d'nne charpente en fli de verre; ce mode de construction est euq)runtc a un ^pareil inscripteur réalisC* par M. (!. Itozè pour le pendule de Koucault.

CBAfilPS MAGNÉTIQUES. :i:i:>

suivant la nature du champ à explorer : cette longueur / se lit «lirectement sur une graduation tracée sur le levier mobile. On ramène toujours ce levier à la m«^me position par la vis V, •le sorte que, pour chaque mesure, la tension des fils /'et /' se trouve éliminée.

Pour étudier un champ magnétique donné, on y place le «onducteur de longueur / dans une direction telle que la force exercée sur le conducteur soit maxima, c'osl-à-dire que la trac-

Fig. 247. — MaKHêto-dynaiiiouiètre «lo M. K. (iorard.

lion exercée sur le ressort soit la plus grande possible. Lorsque le ressort est tendu et que Tappareil est ramené à Téquilibre, il est facile de voir que ho conducteur mobile est soumis il trois forces :

1"* La force exercée par le champ magnétique terrestre; 2" La force exercée entre les deux conducteurs parallèles ; 3** La force produite par le champ à étudier. In calcul très simple démontre qui» les deux premières forces îjont tout à fait négligeables devant celle du champ à mesurer. L'échelle de mesure de l'instrument est très étendue, puisque Ton peut, dans Tappareil considéré, faire varier / de i a :^'> centimètres et i de o à .") ampères. La seule limite inférieure <î>l relative à la sensibilité du ressort destiné à équilibrer la force «"xcrcée par le champ sur le courant.