BOBINE DE SIEMENS

profonds d\ideinonls p.irallrics ù l’a.vc'; c'esl dans celle double cavilc que s’enroule le (il conducleur parallèlemenl à la longueur iiK'nne du cylindre. Les e.vlréniilés de celni-ci sont viss(-es dans dos fjornilures inélalliquos .\ll, M\, qui porleni les axes de rolalion el

les organes du commutateur. La figure 55G montre la disposition extéiienre de la bobine.

L'avantage de celte disposition esl Gnormo; la læbine d’nn petit rayon peut ainsi être placée entre les régions polaires d'aimants en fer à cheval réunis en faisceau sur toute sa longueur; d’ailleurs, la forme de la bobine permet de lui donner une vitesse de rolalion considérable el de multiplier ainsi le nombre de courants induits. Le sens de ces courants change d’ailleurs à chaque demi-révolution comme dans la machine de Clarke; on les redresse ;’i l’aide d’un commutalenr analogue (fig. r).58). L’une des e.xirémités du fil conducteur est fi.xée au noyau même de la bobine et communi(iue par suite avec l’axe de rotation ; l’autre extrémité communique avec une viiole isolée de l’axe par une plaipic non conductrice. Les machines <le Siemens donnent, avec des dimensions bien moindres, des elTets très-supérieurs à ceux de la machine de Clarke.

624. Machine de Wilde. — Imaginons <|u'au lieu d’utiliser dircctement le courant de la bobine dans la machine de Siemens, on l’emploie à animer un électro-aimant, on pourra obtenir dans celui-ci une force magnétique beaucoup plus intense (lue celle qui a lieu dans l’aimant inducteur. Qu’on place alors entre les branches de cet électro-aimant une seconde bobine à laquelle on imprime un

Fig. 557.

Dobine de Siemens.

Fig. 558.

Pùlcs de la machine SicmeiiH.

INDUCTION

nioiiveiiicnt de rolalioii raitide, il poima se développer dans son inlcrieur des coiiranls d'une inlensilé exlrêine; c’est le principe de la inacliine imaginée réceininenl par ,M. \\ ilde, de .Manchesler. La ligure 55'J représenlc la disposilion de celle inacliine; elle est litlérnleinenl formée de deux machines de Siemens superposées. La machine supérieure est constituée jiar un faisceau d'aimanis fixes M.

Fig. 5jU. — Machine de Wilde.

dont les pilles s'appnieni sur deux ai'inaliires en fer doux m, ti, sépari'es par une plaque de laiton o; dans celle ma.sse de mêlai se trouve ménagée une cavité cylindrique dans laijnelle tourne une hohine Siemens r. Le courant produit dans la hohine, après avoir

MACIUNK DK WILDE.

rlé redresse par le commutateur, se rend aux l)ornes p et (/ et d<! là à rcdcclro-aimant Alt. Ce dernier est formé de deux platines de fer, réunies à leur partie supéiieure par nue platine de même nature qui sert de support à la première machine. Les extrémités inférieures s'appuient, comme les pôles des aimanis supérieurs, sur les armatures C séparées par ta masse île laiton i, et c’est dans i’inli-rieur de ce système i|ue tourne la seconde bobine F dont le diamètre est à peu près trois fois celui île ta première; c'est le courant fourni parcelle seconde bobine iiue l’on ulili.se à l'extérieur. La maebine de \\ ilde proiluil des elVels criloriliques et lumineux il’unc remariiuable intensité, mais à la conililion de donner aux bobines une très-grande vitesse, qui peut atteindre 13Ü0 tours par minute pour la granité et 2000 tours pour la petite. C’est là un inconvénient des plus graves et qui parait, quant à présent, inhérent à la nature même du mécanisme ; aussi il ne parait pas que ces machines aient pn èlre encore appliquées ulilemenl à la production de la lumière électrique dans les phares.

On pourrait pous.ser plus loin le principe de la maebine de Wilde et se .servir du courant de la seconde bobine pour animer un deuxième éleclro-aimant plus considérable que le i)rcniier, dans l’intérieur duquel se mouvrait une troisième bobine. C’est ce qui a été fait par M. Wilde. A l'aide de celle maebine triple, qui exigeait pour être mise en, mouvement la force de 15 cbexaux, le courant entretenait la lumière électrique dans une lampe à charbons gros comme le doigt et fondait rapidement une barre de platine de 2 pieds de long et d'un quart de pouce de diamètre'.

On pourrait ainsi multiplier, pour ainsi dire, sans limite la quantité d’électricité produite, mais en dépensant une force qui croîtrait elle-même d’une manü're correspondante, et c’est à ce point de vue surtout que la machine de Wilde doit être remarquée. Elle nous oITre en clïel un nouvel exemple curieux de la conversion du travail mécani((ue en électricité.

625. Machines dynamo- électriques. — Le point de départ de la machine de M. W ilde est un ailnaut li.ve ; on pourrait imaginer

1. Berlin, Annales de pUysniiie et de chimie, 1* siîrie, t. XV, p, I7ti.

PI1V3. UESCIIANKL. '>8

INDUCTION

(jiic ce soit un électro-aimant faisant partie d'une série dont le premier tenue serait un aimant it’une intensité tout à fait insignifiante, telle, par exemple, que celle qui existe dans le fer doux des électro-aimants quand on y a fait passer une ])remière fois un courant. Ou est donc conduit à penser qu’on pourrait supprimer les aimants et produire les courants par la rotation seule. Ce résultat des plus intéressants a été réalisé par M. Siemens dans le courant de l’année 1866. La machine construite ixar lui reçut le nom de machine (hjnamo-éicclrique, dénomination expressive qui rappelle la conversion de la force en électricité. La disposition adoptée n’est pas toutefois celle que nous avons indiquée pour faire comprendre la possibilité des machines de ce genre. ,\u lieu de multiplier l’action magnétique en transportant le courant d’un électro-aimant à un autre, on peut atteindre le même but en le faisant circuler successivement dans le même électro-aimant. \ cet effet, le courant engendré dans la bobine, par le faible magnétisme que possède le noyau de l'électro-aimant passe dans l’électro-aimant lui-même et en augmente l'intensité, d’où résulte il la demi-révolution suivante un courant plus fort qui augmente encore la force de l’électroaimant et ainsi de suite jusqu’à une certaine limite qui dépend évidemment de la vitesse de rotation. Telle est la disposition de la machine de Siemens qu’on a pu voir à l’Exposition de 1867 et qui était particulièrement destinée à rinflammation des mines. In interrupteur fonctionnant périodiquement lançait le courant dans le circuit extérieur qui aboutissait à la mine.

626. Machine de Ladd. — .M. Ladd, constructeur anglais, a fait connaître dans le courant de 1867 une machine dynamo-électri(iuc fondée sur le même principe que celle de M. Siemens, mais avec une amélioration importante. Au lieu d’utiliser le courant de l’électro-aimant à l’aide d’un interrupteur, il se sert d’une seconde bobine ([ue l’on met en rapport permanent avec le circuit extérieur.

L’appareil se compose de deux pla(iues de fer B, B' entourées d’un fil conducteur, dont les exti’émités correspondantes à la partie droite de la figure 560 sont réunies ensemble de manière à former un circuit unique ; les deux autres bouts viennent se fixer à

MACHINE DE LADI).

ml

(leux bornes en rapport avec les pôles d'une bobine do Siemens n'. L'enroulement est d’ailleurs tel, (jiio par le passage du courant les extiomités voisines prennent une polaril(j opposée. Ces extrémités sont fixées sur des masses polaiies de fer doux M.M, M.\ dans l’inlérieiir desciuelles se meuvent les deux bobines. Les extrémités des (ils de la bobine de droite a sont en rai)port avec un circuit exté-

Kig. 500, — Machine de M. Ladd.

rieur où se trouvent, par exemple, les charbons I pour la lumière électrique. D’après les explications précédentes le jeu de la machine est très-facile à comprendre. Supposons qu’on fasse passer pendant quelques instanis un courant dans l’élcctro-aimant, il reste après sa cessation un léger magnétisme rémanent dans les noyaux. Si on fait alors tourner la première bobine elle devient le siège d’un courant qui passe dans l’élcctro-aimant et en augmente graduellement l’intensité; celle-ci finit même par devenir très-considérable si le mouvement de rotation est suffisamment rapide. Si alors on met en mouvement la seconde bobine a, il s’y produira un courant qu’on pourra lancer, après l’avoir redressé s’il y a lieu, dans un circuit extérieur.

On construit aujourd’hui des machines dans lesquelles les deux

INDUCTION

l)ol)ines sont plarOes sur le même axe, mais avec des surfaces polaires croisées; l’uue d'elles communique avec rélcclro-aimant el l’aulre avec le circuit extérieur. On peut aussi, comme le fait M. RuhmkorIT, se .senir d’une bobine unique sur la(|uelle s'enroulent deux fils de longueurs dilTérenles, dont l un est mis en communication avec l’éleclro-aimant et l’autre avec le circuit exiérieur.

Les machines inagnélo-électriciiies et dynamo-électriques, indépendamment de leur avenir industriel, sont surtout remarquables parce qu'elles montrent d’une manière trè,s-nette la conversion du mouvement en électricité. Il importe de remarquer toutefois (jiie cette conversion n’est pas complète, et ((u’une portion notable du travail se trouve transformée en chaleur. C’est là un fâcheux résultat el à peu près inévitable, (luant à présent, puisqu'il résulte de la très-grande vitesse (pie l’on est obligé de donner aux organes de la machine.

627. Magnétisme de rotation. — L'induction électro-niagnétiqne rend compte très-simplement du phénomène découvert par Arago en 18211 et resié longtemps sans explication : c’est ce que l’on

appelle le magnétisme de rotation. Lue plaque de cuivre tib placée dans l’intérieur d’une boite reçoit d’un rouage d’angle un mouvement de rotation rapide. Au-dessus du couvercle supérieur de la boite, formé par une lame mince, ou dis- Fip. 561. — MagnéiiMiii.' il<' rotation. gur Ull support bas Ulie

aiguille aimaulée aa. Lorsque l’aiguille est eu équilibre dans le méridien magnétique, si l’on vient à faire tourner le disque, l’aiguille est déviée dans le sens même du mouveineul. Tant que la vitesse de rotation ne dépasse pas une certaine limite, il n’y a qu’une déviation, mais si on tourne avec rapidité, l’aiguille est entraînée et se met à tourner plus ou moins rapidement dans le même sens que le disque. La cause de ce mouvement glt dans les courants induits ipti se forment sur le disque et qui sont dus à son déplacement par rapport à l’aimant. Dans la portion du disque qui

MAGNfiTISMK [)B ROTATION.

78it

SC nippioclie il y a formation de courants contraires à ceux de l’aimant, courants <iui engendrent une force répulsive; dans la portion qui s’éloigne les courants sont au contraire de même sens et donnent lieu A une force attractive; de cette double action résulte l'entralnement de l’aiguille.

Si, au lieu d’employer un dis(jue plein, on se sert d’un dis(|ue évidé dans le sens des rayons, le phénomène disparaît presque complètement, ce (|ui s’e.\pli(jue par la difficulté qu’oppose la discontinuité du dis<|ue à la production des courants. On a constaté directement l’existence des courants et déterminé leur sens en explorant fi l’aide des doux bouts du galvanomètre l’état du disque en mouvement. Il convient dans cette expérience d’aplatir et d’amalgamer les extrémités du til, on peut ainsi avoir un contact sur sans être obligé de les appuyer fortement contre le disque.

628. Machines électro-médicales. — Quelques médecins se servent de félectricité pour le traitement de certaines alTections nerveuses ou des paralysies locales.

Les appareils employés dans ce but sont très-divei-sement agencés. L’un des plus commodes, représenté par la ligure 562, est constitué par deux petites bobines accouplées et munies d’un interrupteur-trembleur. Les bobines sont recouvertes d’un maiicbon de laiton, qui, au moment de l’induction, devient aussi le siège de courants induits. Ces courants agissent évidemment pour diminuer l’intensité de ceux qui se produisent dans le fil induit. C’est cette circonstance que l’on utilise pour graduer les commotions.

Quand les bobines sont absolument Fig- 56‘L— .«aciiinc ciuiiro-médicair. recouvertes, la commotion est très-faible; elleaugmenle de force à mesure qu’on en découvre une plus grande partie. Le courant est fourni par une petite pile à sulfate de mercure.

.ICOUSTIQUE