LÉ V5 LL VE

Quand an parle, sans préciser davantage, de l'intensité et de la lorcé éleétromotrice d'un courant alternatif, il faut sous-entendre qu'il s'agit de l'intensité et de la force électromotrice efficaces.

1059. Machine de Clarke. — Le premier appareil de ce genre qui ait été réalisé sous une forme pratique est la machine de Clarke. Elle a été le point de départ et le modèle de toutes les autres. Nous allons d'abord la décrire en détail,

1° Historique. — Machine de Pirii. — La découverte de l'induétion, par Farsday, dats de 1830. Dès 1832, Pixii, constructeur d'instruments dé physique à Paris, combina un ingénieux appareil pour réaliser les expériences de Faraday. Ce fut la premiére des machines magnéto-électriques; celle dé Ularke ne fut qu'un perfectionnement de celle-ci,

L'appareil de Pixii se composait d'une double bobine de fils de cuivre, en forme d'électro-aimant, qui était fixée verticalement à un bâti en bois, et d'un gros aimant permanent, en fer à cheval, disposé pour tourner pôle contre pôle devant les noyaux de la bobine. Enfin il était muni d'un petit commutateur, destiné à redresser les courants induits altermalifs,

Machine de Saxton, — La pratique démontra bientôt qu'il était inutile de prendre une bobine induite aussi lourde que celle de Pixii, tandis qu'il y avait avantage à augmenter la masse ét, par suite, le champ de l'aimont inducteur, D'autre part, en renversant la proportion des poids des deux organes, inducteur et induit, il était naturel d'en renverser le mécanisme, en fixant le plus lourd et mobilisant le plus léger, C'est ee que fit Saxton. I combina un nouveau modèle de machine à bobines horizontales, pouvant tourner devant les pôles d'un aimant fixe et couché horizontalement bout à bout. Clarke réalisa le même perfectionnement en prenant aussi une bobine mobile et horizontale, mais un aimant fixe, placé non plus bout à bout, mais verticalement,

2 Description. — L'aimant inducteur est un faisceau aimanté A (äg. 940) recourbé en fer à cheval; il est appliqué verticalement le long d'une planchette. En avant se trouve la double bobine induite B, B', mobile autour d'un axe horiontal. Les deux te tiés de ce cireuit sont enroulées sur deux eylinäres de Ver sx

GANOT-MANEUVRIER. LL

10ÿ8 ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE.

reliés entre eux, à l'extrémité antérieure, par une épaisse plaque de fer doux V, et à l'autre extrémité, en regard de l'aimant, par une plaque de laiton. À cette dernière est fixé l'axe de Ja bobine, muni d'une poulie qui est actionnée au moyen d'une courroie sans fin par uné grande roue R à manivelle, Il se prolonge antérieurement par un cylindre en cuivre, fixé à la plaque de fer doux et portant le commutateur.

Fig, 940.

Chaque bobine est formée d'un fil de cuivre très fin, recouvert de soie, et faisant jusqu'à 4500 tours, Les deux bouts antérieurs des fils des hobines viennent se souder à l'axe (fig, 941}, etes deux autres bouts à une virole de cuivre q, qui est fixée 4-1 axe, mais en est isolée par on cylindre d'ivoire 4, Pour que courant induit soil de même sens dans les bouts qui se réunie sent, on a soin d'enraner les s en sens conktitees sue 168 MIRE

bobines.

APPLICATIONS DE L'ÉLECTROMAGNÉTISME. 1050

3° Génération du courant. — Les courants qui se développent dans les bobines B, B' sont dus à deux causes : 4e à l'induction magnéto-électrique par déplacement ; & à l'induction magnéloélectrique par variation de magnétisme, Cette dernière est de beaucoup la plus puissante.

Suivons l'une des bobines, B par exemple, dans son mouvement devant les pôles du faisceau aimanté, Convenons de représenter par à et b les pôles de celui-ci, et par a et b' ceux que prend successivement l'extrémité du noyau de fer. Considérons l'instant où la bobine vient de passer devant le pôle nord 4

() (in)

Fig. 942,

du faisceau (fig. 942, 1); l'extrémité du noyau voisine Un pôle nord de l'aimant possède alors un pôle sud dans lequel les courants d'Ampère sont dirigés dans le sens des aiguilles d'une montre. Ces courants indnisent dans le fil de Ta bobine des courants directs ; car, la bobine s'éloignant du pôle «, l'intensité de son magnétisme (ou de ses courants particulaires) va en décroissant d'une manière continué; le courant induit garde done toujours le même

1. C'est le contraire qui est indiqué par la flèche b’, parce que Les bobines sont vues ici comme dans la figure Ji, c'ést-ä-dire par derrière eL non par

devant: c'est en les regardant par le bout qui rase l'amant que Les tonrants

d'Ampère paraltraient tourner dans le sens des aiguilles d'une montre.

sens, jusqu'à ce que la droite qui joint les axes des bobines soît perpondienlaiee à la ligne des pôles a el b du faisceau. À partir de ce le ons s'approche du pôle b, et il s'aimante en sens contraire, et l'ex qu était sud pendant le premier quart de révolution, devient un pôle sand « (fig. M, 11). Or les courants d'Ampère sont alors dirigés dans lo sens de fièche a’, et comme ils commencent, ils développent dans le fil de la bokise un courant induit inverse, lequel se trouve être de même sens que le préct dent. De plus, ce second courant se superpose au premier, puisque, en mêèax temps que la bobine s'éloigne de «, elle s'approche de b. En résumé,

la demi-révolution inférieure de « en b, le fil de ln bobine a é1é sucremin ment parcouru par deux courants induits de même sens qu'on peut considérer comme formant un courant unique, à cause de la rapidité de leur superpesition,

Le même raisonnement fait voir que pendant toute la demi-révolution suptrieure (Gg. 942, ML et IV) le Al est encore parcouru par deux courants indus successifs de même sens ét ne faisant qu'un courant unique, qui est fnverse Un précédent.

Tout ce qui vient d'être dit de la bobine B s'applique évidemment à Ex hoblse B' et, grâce au mode d'enroulement des fils, elles sont parcourues l'une et l'autre pendant chaque demi-révolution inférieure par un courant de même sens, qui change pour toutes deux pendant la demi-révolution supérieure.

Remanqui. — En considérant les aimants comme des solénoïdes et en apptquant dans ce cas la loi de Lenz (1011), on reconnait qu'ils induisent eux-mês par déplacement dans les bobines des courants de même sens que Îles prier dents. Cet effet d'induction directe se rencontre dans toutes Îles machiss magnéto-électriques décrites ci-après,

4° Commutateur de Clarke. — Tout commutateur de courants alternatifs est construit d'aprés le principe suivant : Affacher ls rhéophores du circuit extérieur, non pas à la bobine indui,

lant d'ivoire ou de buis J, dans l'axe duquel il ya um cylindre

cuivre k (fig. SAS), d'un moindre dismètre, fixé à armature Ne tournant avec les hotines. Sur le entre Nix une virole de hong; puis, das en avant Dee

APPLICATIONS DE L'ÉLECTROMAGNÉTISME. 1061

o, #’, de laiton, complétement isolées l'une de l'autre, La demivirole 0° communique avec l'axe k par une vis r, el la demi-virole o avec la virole q par une languette + qui les unit. Enfin les faces latérales d'un bloe de bois portent deux plaques de laiton m, n sur lesquelles sont maintenues, par des vis de pression, deux lames élastiques de laiton b el ce, qui s'appuient successivement sur les demi-viroleés a et 0 pendant la rotation. Les pièces 0, o' sont donc en quelque sorte les pôles des courants induits alternatifs et ces pôles sont eux-mêmes alternativement positifs et négatifs.

Or, si l'on considère l'instant où la demi-virole 0’ est positive, le courant descend par la lame b, suit la plaque m, arrive en n par le fil conjonelif p, monte en ce, et se ferme au contact de la pièce a; puis, lorsque, par l'effet de la rotation, a prend la place de o', le courant ne peut changer de sens dans le circuit exlérieur, car, en même temps qu'il est renversé dans les bobines, o est devenu positif et 0° négatif.

Le support M est muni de deux garnitures métalliques latérales, qui communiquent avec les pôles b et e. C'est en deux points de ces lames que sont fixées les extrérnités du circuit extérieur,

5° luterrupleur, — Cet organe accessoire se compose d'une troisième lame élastique à (tig. 40), et de deux appendices & qui partent des viroles 0 et o' et sont isolés sur le cylindre d'ivoire, Toutes les fois qué la lune «4 touche un de ces appendices, elle est mise en communication avec la lame opposée b, et le courant se trouve lermé en court cireuit, car il passe alors de D en 4, puis gagne la lame © par la plaque n, Au contraire, tant que la lame a ne touche pas un des appendices, le courant est interrompu, et un exlra-courant prend naissance dans le conducteur qui réunit les deux plaques m el »,

1040. Machine de Siémens. — La modification ln plus importante qu'on ait apportée, depuis Clarke, aux machines d'induection ‘fut la bobine construite en

1854 par Siemens el Halske. Elle différait des bobines ordinaires à la fois par la forme du noyau et par le mode d'enroutement du fil.

La bobine est oblongue, sur une longweur de 0,50 m à 1,50 m, suivant la puissance qu'on veut donner à la machine. Le noyau est en fer doux; il n été d'abord façonné en cylindre, puis entaillé sur toute sa longueur d'une profonde ot large rainure (fig. M4). Le fil de cuivre, isolé à la soie, s'y enroule un grand nombre de fois comme sur un mulliplicateur, was parallèlement à l'axe, et non perpendiculsirement comme dans la bobine de Clarke.

Cette bobine, munie d'un commutateur, tourne entre les branches d'en vimant en fer à cheval (fig. 945) dont les armatures sont alésées de manière à

Fig. 945.

l'entourer Lips sert d cotte disposition édit champ magnétique à son ar nimam détendue et À 2m masiaur d'intensité. Le on chine gardait l'aspect gén de celle de Clarke.

Rrmnoce.

une vingtaine d'années, Mais, comme elles sont toubes pla ou moins dérivées de deu types, 1 l'ancienne machine de Clarke, = ln machine pe récente de Graumme, il m'y d'intérêt réel qu'à connait ces deux types.

1041. Machine de Gramme à courants continus. — Celle mé chine est caraclérishe

par son induit spécial ap pelé anneau de Gramme

et son collecteur de courants, dit collecteur de Gramme. Cel'it-

Fig. M6,

duit tourne dans mn champ magnétique créé par mn aimant où par un éléetnaimant.

1° Anneau de Gramme, — L'induit est formé d'un eerain nombre de bobines, ré nies en cercle, Elles n'ont pas chacune un noyau ds tincl, mais elles s'enroulent toutes sur un noyau cam mun qui est constitué un fl unique de fer dous,

de + de millimètre de dit

mètre, enroulé sur lui-même un grand nombre de fois,

de manière à former un faisceau circulaire (fig. J46)"Les spires sont isolées \es anes des anires de facon à éviter 14 formation des courants de Foucault. Les bites LL, D... meer

kb

APPLICATIONS DE L'ÉLECTROMAGNÉTISME. 1065

sentées séparées (fig. 946), sont en réalité réunies l'une à l'autre, comme on le voit dans la partie supérieure de la même figure, par des équerres de cuivre mn. À chacune des branches verticales de ces pièces viennent se souder deux fils de cuivre, l'un qui finit et l'autre qui commence deux bobines consécutives, de sorte que l'ensemble des bobines ne forme qu'un seul et même circuit induit.

Fig. 947.

2% Collecteur du courant. — Les équerres sont isolées les unes des autres et fixées sur un bloc de buis O (fig. 946) qui est monté sur l'axe de rotation; les branches horizontales mr des équerres forment une gaine autour de cet axe, et deux pinceaux (ou balais) de fils (ou de toile métallique) de cuivre rouge, fixés aux bornes c el à (fig. 947), froltent constamment sur les parties supérieures et inférieures de celle gaine, de manière à recueillir les courants qui prennent naissance dans les bobines. C'est l'ensemble des balais et du cylindre à génératrices mékalhanes ui conslilue le collecteur de Gramme. ”

5° Théorie. — Génération du courant. — Si l'on produit le spectre magnétique de l'inducteur de la machine (fig. M8), on y remarque une disposition spéciale des lignes de force. La très grande majorité des lignes de force érmanêes de l'armature N, après avoir tre versé l'intervalle des arms tures (ou entrefer), pénètrent dans l'anneau qu'elles suinent circulairement par malt pour aller rejoindre à leur sortie l'armature S. Le champ magnétique est donc dirigt d'une manière générale de à vers S.

Supposons qu'une spire æ déplace avec une vitesse # le long de l'anneau, et dans le sens du mouvement des a guilles d'une montres soit H l'intensité du champ conpge normalement par la parte utile # de La spire (partie enroulée en regard des arms tures).

La force électromotries d'induetion a pour valew Fig. MS. Hiv. Elle tend à produire se

courant dirigé d'arriére es avant dans la section à de la spire. En à, la valeur de H est maxime. En, elle est nulle, puisque l'élément de spire est langent au champé fl en est per suite de même de €. Au delà de 4,, le champ H conservant Îx mène @rection, Le déplacement changeant de sens, il en est de mêmede la farce flestre motrice.

En résumé, si l'on considère l'ensemble des babes (sériées ainsi qu'il a été expliqué), ét l'induit en rotation, un voit que les forces éleetromotrices Emduites dans bn bobines placées à droite de la verticale AB s'ajoutent d'une part, et celles engendrées dans ls partie grache s'ajoutent de même entre elles et s'opposent aux pre inières dans l'induit. La ligne AB se nomme ligne neutre.

Mais si l'on place les deux balais sure les touclies re contrées par la ligne neutre AB, lesquelles correspondest respectivement aux points où la force électromeirites change de signe, les deux balais prendront en etrenll ouvert une différence de potentiel d'autant plus grasie que les facteurs 7, # et H seront plus grands.

Collection du courant. — Tout se passé cormmie"#l 0 couplait en opposilion, c'est-à-dire par leues pôles lt mème nom, deux séries d'un mème nombre d'éléments voltaiques, Pour produire un courent à l'aile de groupement, il faut évidemment joindre les points € et Z par un cireuit extérieur (fig. M9). Dés lors te 00 rant cireule d'une manière continue de © vers Z, a les deux piles on ré ne sont lus en opposilion, nas aasocièes en quan u

C'est tu manière analogue Ge era {8 Gramme. En-plaçant \es balais F ex R' sut VETEMENT,

APPLICATIONS DE L'ÉLECTROMAGNÉTISME. 165

ligne des pôles, c'est-à-dire aux points où les deux forces électromotrices opposées vont concourir, ces balais seront dans les mêmes conditions que s'ils communiquaient avec les pôles C et Z de la pile précédente : un cireuit extérieur allant d'un balai à l'autre sera parcouru par un courant, continm si le contact est toujours assuré, et constant si la vitesse de rotation est uniforme.

Remanques, — 1° Variation du courant. — Ce courant subit nécessairement de petites variations d'intensité, Chaque fois, en elfet, qu'un balai est en contact avec deux touches consécutives du collecteur, une bobine se trouve éliminée de la série puisqu'elle se trouve fermée sur elle-même, On remarquera d'ailleurs que les bobines supprimées se trouvent dans les régions où le champ est le plus faible, H est clair d'autre part que cet effet sera d'autant plus atténué que l'induit portera un

"plus grand nombre de bobines.

> Calage des bulais, — Dans les machines, les balais collecteurs ne sont pas exactement placés sur la ligne AB, ainsi que l'exigerait ln théorie précédente; cela n'a lieu que lorsque la machine fonctionne en circuit ouvert, c'est-à-dire lorsque ses bornes ne sont pas réunies par un cireuit extérieur ; mais em circuit fermé les balais sont déplacés, suivant A'B!', d'un certain angle dans le sens du ‘ mouvement générateur. Fig. 950.

C'est que, en réalité, le champ total résulle du champ inducteur et du champ que produit le noyau de l'induit, lorsqu'il se trouve imanté par les courants opposés qui circulent dans les deux moiliés des bobines qu'il porte. La composition des deux champs à pour effet de tordre les lignes de force primitives dans le sens du mouvement (fig. 960) et de reporter les points oû la force électromotrice induite est nulle d'un certain angle dans le sens du mouvement, 11 en résulte une déviation AA! de Ja ligne neutre dans le sens de la rotation de l'annéau. Dans la pratique, on déplace les systèmes des deux balais de lagon que les étincelles ne jaillissent plus entre eux et le collecteur. La ligne neutre A'B' fait avec sa position théorique AB un angle plus où moins grand, qui peut atteindre 10° pour de grandes vitesses, Or la position des balais, — leur calage, comme on dit, — dépend de l'orientation de lu ligne neutre; ils doivent tourner sur l'horizontale (ou sur la verticale, suivant l'orientation des pôles inducteurs) du même angle que la ligne neutre. Cet angle dépend d'ailleurs de l'intensité ÿ du courant, ce qui exige un réglage lorsqu'on change le régime de la machine, On l'effectne en agissant sur la poignée P (fig. 952) qui commande les balais,

1042, Machine de Gramme à courants continus. — 1° Type d'atelier, — Parmi les machines dynamo-électriques à courant continu, le modéle dit type d'atelier est le plus ancien dans l'industrie. La bobine induite ex Le cola teur de courants sont les mêmes, et les courants y sont engendrés ek teens de la mémé manière que précédemment. L'inducleur est constiné par Se

électra-aimants à deux branches horizontales (fig. 951), disposdes wis--tut l'une de l'autre, dans un plan vertical.

Fig. 951.

2° Type aupéruur. — Un nouveau modèle, dit 1ype supérieur! (fig, 04,18 à remplacer aujourd'hui Le type d'atelier, L'inducteur fixe est un Élcetro-simen en fer à cheval E, dont les noyaux et les surfncs polaires À et B'sont einem douce, et coulés d'un même jet avec le bâti, L'anneau tourne entre les piton polaires, et il est porté par un axe, muni de la poulie R, cormmantiée pr me courroie de transmission, Cet axe tourne dans des paliers à graisse que tique. Le calage des balais P et P' peut se faire nisément à l'aide d'un toube porte-balais que l'on peut mouvoir d'une seule pièce.

3' Usages. — Ces machines à courant continu sont employées mue usages be alvanoplastie, éclairage électrique, transmission de l'énertiet@ ent les dimensions des bobines, de l'indueteur et de P'intuit et vnles suivant le travail à exéentor. Quand il faut produire de létre tricité en grande quantité, comme dans les applications étectroehimiques.& machine doit avoir une résistance intérieure médiocre, et mlors 18 4100010 aimants sont garnis, au lien de fil rond, d'une seule bande de cuivre tenant toute la largeur des barres et formant une spire unique Ant en

tance: seule

1, Cette appellation ne se jai gukre que yat certains perfection d'ordre mécanique el imalèriel, qui ahaissenl ke pee de tests Die d un rendent le maniement plus conmode xrpril

APPLICATIONS DE L'ÉLECTROMAGNÉTISME. 1067

chacune d'elles; l'annouu est garni lui-même avec du fil méplat très épais. Quand il faut produire de l'électricité & haut potentiel, comme dans l'éclairage électrique, on fait les bobines avec du fl ordinaire, d'un dismètre

plus petit.

Fig. 952.

1043. Excitation des machines à courant continu. — Le champ indueteur des machines peut être créé par des aimants où bien par des éléctro-simants; éeuxanimés par le courant d'une machine indépendante appelée excitatrice, ement le courant d'ercitation des électros est emprunté à celui de la la machine elle-même, qui est dite alors aulo-ercilatrice. Ce dernier mode d'excitalion, que le magnétisme remanent des électros rend possible, comporte plusieurs solutions,

1° Ercitation en série, — C'est le cas où Le fil enroulé sur les électros est la continuation du fil qui constitue l'induit : la totalité du courant traverse à la fois le fl de l'induit, celui de l'inducteur et le circuit extérieur, Il y a évidemment intérêt à prendre alors comme circuit inducteur un conducteur peu résistant. Ce mode d'excitation, qui a l'avantage d'être le plus simple, présente plusieurs inconvénients,

Si la résistance extérieure est trop grande, la machine ne s'amorce pas.

Si, la vitesse étant constante, la résistance extérieure diminuait de plus en plus, l'intensité du courant augmenterait d'autant et le fi de l'induit pourrait être brûlé par l'effet Joule, On prévient cet accident en intercalunt dans le circuit des fils fusibles qui fondent et interrompent le circuit avant que le courant soit dangereux pour la machine,

Pour la mème raison, il faut éviter les courts-crreuils, qui grovoqueraient un brusque accroissement d'intensité et un vil dégagement de chakenxk.

Lorsqu'on veut arréter une machine excitée en série, À importe A'inroinite

progressivement des résistances dans le cireult ou, si l'on préfére, de dérimer sur le fil inducteur des résistances décroissantes de manière à affaiblir gradut lement le courant d'exeitation : l'arrêt brusque développerait des effots dinduction dangereux pour l'induit.

2 Excitation en dérivation. — On excite la machine en dérivation en dbposant le fil des électros en dérivation sur le fil de l'induit. Pour sflimibhir uussi peu que possible le courant, dans le cireuit extérieur, il faut donner au circuit d'excitation uné grande résistance. On augmenterx dome fe nombre des spires de façon à obtenir un nombre d'ampèrestours MI suflisrot

Fig. 995.

Dans le cas de l'excitation en série, ln machine ne peut saniareer qu'abial qu'on relie ses bornes par un conducteur, cor, sans cols, le AD 'de Tite et celui de l'inducteur formeralent un circuit ouvert; iln'en'estpiius "me ici, car l'ensemble des deux fils en dérivation forme toujours ur Cire fermé,

De plus, on n'a pas à eraindre, comme dans lé cas précédent, que left d'une farce contreéléctromotrice contenue dans lé cireull'entérienr he tte brusquement renverser l'aimantation des éloctros, par suite dir Ati ment du courant de \a inacline

Toutefois, si \n résistance exkériente Aéeroll an delh d'une certaine rite, la machine peul se Aésamoreer, At \e comrank qui Etexke Asus Voofossiioe n'est plus assez intense pOur taankentr Vékal voapnisqe den vont.

APPLICATIONS DE L'ÉLECTROMAGNÉTISME. 1069

la résistance du circuit extérieur augmente, le courant augmente; il en est de même de la force électromotrice induite, C'est l'inverse de ce qui a lieu dans le cas de l'excitation en série.

Ajoutons que le fil des induits des machines excitées en dérivation a ordinairemeut une résistance extrêmement faible, si bien que la force électromotrice induite ne diffère pas sensiblement de la différence de potentiels aux bornes de la machine,

3 Dynamos compound.— Dans les dynæmos compound, on emploie les deux modes d'enroulement précédents, de manière à oblenir une différence de potentiels aux balais qui soit constante ét indépendante du cireuit extérieur, On peut même arriver à maintenir la différence de potentiels constante aux bornes de l'appareil d'utilisation.

1014. Type nouveau de machine Gramme à courant continn : Modèle Limb et Gianotti. — On voit (fig. 963) une dynamo à double enroulement F, f, construite par MM. Limb et Gianotti, qui offre plusieurs perfeetionnements.

La ligne neutre théorique est horizontale, les pibees polaires sont en À et B, les balais en b et b. Les vis à volant Ÿ servent à déplacer la machine sur les supports $ de manière à tendre convenablement la courroie de commande. Le noyau de l'induit est formé de couronnes empilées et isolées les unes des autres; les bobines sont logées dans des entailles dispostes régulièrement sur le pourtour du noyau. L'entrefer peut être alors très réduit. Enfin le mode d'attache de l'induit sur l'arbre assure une bonne ventilation.

1045. Machine de Gramme à courants alternatifs, ou Machine à lumière. —

Fig. 954.

C'est une machine dynamo-électrique à courants allernalhfs, ar SE dénommée auto-ercitatrice, À gauche (fig. 954) est la machine à \Wumère

SU

We

prement dite; à droîte est l'excitatrice, Celle-ci est me ordinaire de Gramme à courants continus, N et S (fig. 2) con les doux Se Eire fixe, Il' est l'anneau induit mobile, dont le collecteur se suivant 1

me cercle genres 2 et ae go à SE machine à lumière proprement rmée induit fixe et d'un dé inducteur mobile,

Fig. 955.

ER EE ES bines 1,3, # forment un premier cireuit, et les bobines x iè même les bobines 7,9, 11 forment un troisième 12 w trième. qe D ET ne og Cris ù série, p

ich ou séparément. :

Génération des courants. — Les courants sont indie dans a le déplacement de l'électro-simant inducteur. st a rant continu de l'excitatrice,

Ruwanque. — Les deux bornes À et B qu'on voit (a. 6) sur sont placées dans le cireuit de l'excitatrice. Elles y forment un qu'on peut fermer avec une résistance variable, de diminuer l'intensité du courant continu, et par suite 1 inducteur. On règle ainsi, dans une certaine limite, suivant les puissance de la machine à lumière, F

1046. Réversibilité des machines dynamo-électriques. dynamo-électriqués prouvent qu'en faisant tourner des électro-aimant on engendre des courants. On peut Lenx, que si l'on fait passer un courant continu dans une re communiquera à l'argane mobile un mouvement inverse de celui 4 rait ce courant continu,

L'expérience confirme celke prévision. On \a réalise aisément à l'aide de l'une quelconque des machines de Grame à couranis canins, Se bornes € et à (fig. SAT) en communiealion avec Les yes tes

éléments Bansen, le noyau de Ler dent Sanaa a be -

eu #7

APPLICATIONS DE L'ÉLECTROMAGNÉTISME. 1071

rant qui parcourt les bobines, tout le système prend un mouvement de rotation rapide,

Où bien encore, on dispose duns un même circuit deux machines pareilles à celle de la figure 4951, puis l'on met l'une d'elles en mouvement : le courant qu'elle engendre passant dans l'anneau de l'antre machine, celui-ci se met à tourner, Si alors on fait marcher la première en sens inverse, ln seconde s'arrèle, puis se met à tourner de nouveau et dans Le même sens : le même courant passant successivement dans la bobine fixe et dans la bobine mobile, qui réagissent l'une sur l'autre, on conçoit que le produit des deux actions de même signe reste toujours le même quel que soît le sens du courant,

On exprime ce fait en disant que les machines Gramme sont réversibles, Il en est de même, en général, pour loutes les machines dynamo-électriques,

1047, Moteurs électriques. — Transport de l'énergle mécanique. — On appelle moteurs électriques les machines qui transforment l'énergie électrique en inergie mécanique, de même que les moteurs thermiques transforment la chaleur en énergie mécanique.

Les premiers moteurs électriques qu'on ait construits furent des moteurs dits électromagnétiques, dans lesquels on utilisait la force attractive des électro-aimants comme force motrice,

D'après la propriété de la réversibilité, une machine dynamo-électrique quelconque peut servir de moteur, le courant excitaleur étant emprunté à une machine identique : celle qui engendre le courant est appelée ln génératrice, et celle qui l'utilise est appelée réceptrice, On emploie généralement des dynamos à courants continus,

La principale application des moteurs est le transport de l'énergie mécanique. Cette énergie, fournie par un moteur quelconque à la génératrice, s'y transforme en énergie électrique, laquelle est envoyée à une distance quelconque sous forme de courant électrique à la réceptrice, qui la transforme de nouveau en énergie mécanique, sous la forme de mouvement de rotation,

L'énergie transmise à la réceptrice peut être dépensée de différentes manières : en lumière (éclairage électrique), en chaleur (chauffage électrique), ou en travail mécanique (locomotion électrique et mise en murche des machinesoutils).

On comprend tout l'intérêt du problème du transport de l'énergie quand on songe au nombre et à l'importance des sources naturelles d'énergie mécanique : chutes d'eau, vents, marées, et£,, encore inutilisées.

1048. Étude du rendement des moteurs électriques. — 1° Formules, — Supposons que l'on fasse tourner la génératrice au moyen d'un moleur à vapeur ou autre, et soit r, sa résistance intérieure et E, la force électromotrice constante développée. Le courant circule dans un fil de ligne de résistance totale g. I passe dans une réceptrice de même espèce que la première machine, de résistance intérieure r, : l'induit de cette machine se met alors à lournér et développe, dans les conditions où elle fonctionne, une force éleetromotrice E, de sens opposé à E,, si bien que l'intensité du courant qui passe dans le circuit total do résistance r, +r,+9 n pour intensilé

{n] 1= be, :

: DEXFEZ La puissance électrique de la génératricé est alors P,=R,I [2] et celle de la réceptrice P,=E,L {3] Le rendement électrique de la transmission a done pour expression Ps Es

Ramanque — Ce rendement est toujours inférieur à l'unité. Si en effet on vait avoir E,=E,, il s'ensuivrait, d'après les équations [1], [2], 15), que et P, seraient nuls, et il n'y aurait plus transmission de puissance, $i done & cherche à faire tendre vers l'unité lé rendement électrique, on diminue és mème coup la puissance transmise.

2 Maximum de la puissance transmise, — Cherchons dans quelles condite la puissance transmise est maximum,

On a

(4 CRC - L'n Và

Titrate

P, sera maximum en même temps que le produit E, (E, Ai E,),

si on supposé que l'on ne modifie pas la résistance du cireuit, Or ls sors de deux facteurs E, et E,—E, à pour valeur E,, c'est-à-dire que cette suimeet constante : le maximur a donc lieu lorsque les deux facteurs sont égner,

On a alors

FRE, d'où Et

Par conséquent, si une génératrice fonctionne de façon à force électromotrice E,, on transmetira par seconde à la récepteios tité d'énergie maximum en réglant l'installation dé façon que ln force cost

éléetromotrice développée E, soit égale à &t- L'intensité du couratt est ln égale à la moitié de celle qu'on obtiendrait en calant la réceptrice, Dans de telles conditions le rendement électrique est égal à r >

Il y a done à considérer un rendement qui correspond 4 plus gr économie d'énergie et un rendement qui correspond en quelque sorte à ln grande économie de temps.

5 Rendement industriel, — Au point de vue pratique, le rendementiste trial de la transmission est le rapport dé la puissance mécanique dépasse l'arbre de la génératrice à In puissance mécanique recueillie eur réceptrice. Led

Comme il est impossible d'éviter l'effet Joule, qui est proportionnel su et de l'intensité, il y à uné énergie perdue en chaleur rayonnée per le eirenil l'atténue beaucoup en transmettant l'énergie électrique sous um haut ot une faible intensité, fé

1049. Transport de l'énergie par les machines à courants le cas où on emploie des machines à courants alternatifs, on

peut fnire d'un câble à faible section, Le courant de la génératrice à alürs tre eflicace [ trés faible. "La puissance transmise P, = E,1 restant «0 force électromotrice efficace de la génératrice sern très grande. .”

Pour utiliser ce courant, on pourra, s'il y a lieu, su moyen d'un trade mateur approprié, modifier les qualités de l'énergie transmise (On pigments l'intensité en diminuant la force électromotrice : le produit Et, la puissance utilisée, restera trés sensiblement constante, "car Je électrique d'un transformateur bien établi peut atteindre 06 pour 40