ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE

L'énergie électrique est utilisée pour l'éclairage sous deux formes: 1° L'arc voltatque qui jaillit lorsqu'on écarte I'ud de l'autre deox

charbons placés dans le circuit d'un fort courant. 2° L'incandescence sans combustion d'un lilament conducteur et

réfractaire plongé dans le vide.

1035. Éclairage par l'arc voltalque. — Dans l'éclairage par l'arc voltalque on met en haut te charbon positif aVia que sa concavité lumineuse envoie ses rayons vers le sol sans être gênée par l'ombre du charbon négatif ''J. Les crayons du charbon actuellement employés pour la production de l'arc vollaïque sont formés de charbons pulvérisés et agglomérés. En raison de l'usure des charbons, il faut leur conserver une distance invariable. On a recours pour cela à des régalateurs ; ce sont des mécanismes qui rapprochent automatiquement les charbons d'une quantité égale à l'usure, et qui maintiennent à peu près constante la longueur de l'arc voltaïque.

Quand on faisait usage de la pile pour produire l'arc voltalque, on employait des éléments Dunsen que l'on groupait en série au nombre de 50 à 100. Actuellement, en raison du prix de revient trop élevé de l'énergie fournit- par les piles, on emploie presque exclusivement les machines d'induction à courants continus ou à courants alternatifs.

Avec les courants alternatifs les deux charbons s'usent égalemeol et conservent tous les deux une forme conique.

Travail dépensé dans l'arc. — Désijjuons par e la didérencc de poteniicl aux bornes do la lampe, par i l'intensité du courant qui la traverse, le travail dcpens6 dans l'aro par le courant est et.

Soit e = 50 volts i = 15 ampères.

«i =750 watts, un peu plus d'un cheval- vapeur.

(i) Pour les expérieneos de fusion «t du volatilisation, la efaarbon positif est mil eo bu et on donne 4 liun extrumit^ libre la forme il'un creuset.

ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE

lM^6Tectriques fig. 941). — L'emploi des bougies électriques

de maintenir l'nrc voltalque sans mécanisme, bougie électrique se compose de ayons de charbon de 25 centimètres pieur et 4 millimètres de diamètre, /e*, séparées par une nialière isoaélange de sulfate de chaux et de de baryte). Le courant arrive par la 3, suit le charbon c', enflamme une

de pâte de charbon réunissant les

de charbon et redescend par c et rc ne jaillit qu'aux extrémités, le isolant disparait par la chaleur en .emps que les charbons, et se maini peu au-dessous des pointes, uijploie ici des courants ulternuttfs Bquels les charbons s'usent égaledte. Le point lumineux s'abaisse Uemcnl. ^'*8- »*'•

rail dépensé dans une bou^e électrique.

}oit e = 42* i =- 8,5 ; on u dans ce ca3 ei = 357 watts.

i. Éclairage par incandescence. — Par lage d'un courant électrique on porte un fil teur fin à une température assez élevée pour îvicnuc lumineux.

,pe8 à incandescence (fig. 942). — On emploie es lampes à incandescence un filament de D très mince; à l'air il brûlerait en quelques b; on le place dans le vide pour éviter sa comt. Le filament est enfurmé dans une ampoule •e complèlemonl scellée où l'on a fait le vide »e pompe à mercure. Le courant arrive par ils de platine qui traversent les parois de ule et sont fixés aux deux extrémités du tt de charbon.

^e pour de faibles courants, la lumière pusse llement au blanc pour des intensités crois-

Fig. 942.

santés. Les lampes à incandescence ne dégagent que peu de chalenr et ne contribuent pas à vicier l'atmosphère.

Les filaments se rompent après un certain temps d'usage; une lampe bien construite a une durée moyenne de 1000 heures.

Travail dépensé dans une lampe. — Soit une lampe de 16 imugiee

présentant en marche une différence de potentiel de 110 volts aux bornes et

traversée par un courant de O^pSS. Le travail absorbé par cette lampe en «ne

seconde sera 110.0,55 = 60,5 joulesC.

t D'après la relation e = ri, la résistance de cette lampe sera r=-.

ou r—r= = 200 ohms.

Dans une lampe à incandescence, toute l'éner^e dépensée apparaît sont

forme de chaleur dégagée suivant la loi de Joule.

Association des lampes en dérivation. — Si les lampes étaient placées en série, la rupture d'un filament arrêterait le courant et éteindrait toutes les lampes ; pour cette raison, on les dispose ordinairement en diriration (&g. 943) entre deux conducteurs AB et CD.

Flg. 943.

Supposons n lampes de résistance r, chacune est traversée par un courant d'intensité t. La résistance de l'ensemble des lampes sera — et le courant qui

traverse cette résistance sera ni.

Appelons E la force électromotrice de la source et R la résistance du reste

du circuit :

E nE E

r — bK + »• '

'nR+r

Le travail utilisé est nrfl.

Applications. — 1* Une lampe à arc reçoit 12 ampères et ses charbons ofreat une différence de potentiel de 45 volts. Quelle énergie consomme-t-elleT

(1) Comme un joule équivaut &0°24, 60,5.0,24 isa 14,52; cette lampe l ineandeioeDM dégagera ik'ji par seconde (près de 17 fois moins de chaleur ^'on bec de gii.^ même éclat).

ÉLECTRICITÉ OVNAUIQUE

L'uo lampe à incandriccnce traversée par un courant de 0,7 ampère présente à sea ëmitos une différence de potentiel de 98 volts ; quelle est sa résistant R? ' Une lampe & incandescence traversée par un courant de 0,75 ampcrc présente à I extrémités une différence de potentiel de 60 volts. Quelle est la chaleur dégagée en

heure dans la lampe ?

* Combien faut-il d'accumulateurs disposés eo série, de 2 TolLs de force électromorfce et de 0,01 ohm de résistance, poar liaire fonctionner 20 lampes parallUes de iO volls et de 0,7 ampère?

5* La force électromotrice d'une machine dynamoélectrique est 142,6 volts et sa résistance intérieure 2 ohms. Combien peut-elle alimenter de lampes à incandescence dispo- ÏM parallèlement, ayant chacune 40 ohms de résistance et devant être traversée par d'ampère?

6* Quelle sera la puissance minimum de la machine motrice qoi fera tourner la dynamo?

7* Une pile de 20 accumulateurs, de chacun 2 volts de force électromotriee, offre une résistance intérieure de 0,2 ohm. Elle alimente 60 lampes parallèles dont la résistance totale est 0,3 ohm : le fil conducteur extérieur ayant une résistance 0,04 ohm, quelle •st la dépense de travail «ur chaque lampe par seconde en Icilogrammètres?

8' Unx machine dynamoélectrique comprend dans sou circuit 3 lampes à arc ayant chacune une résislancc de l,H ohms et dus fils conducteurs d'une résistance de 1,2 ohms. La résistance inléricurc de la machine est 0,6 ohm. Quelle est la fraction de l'énergie ^Ûtetrique produite qui est utilisée dans les lampes ?

1037. Usage des transformateurs dans l'éclairage électrique. — Dans beaucoup de cas, pour l'éclairage des villes, par exemple, on utilise des forces motrices naturelles éloignées du lieu où

Ïar énergie doit être employée.

Désignons par A la station où se trouve la force motrice, par B la ation où son énergie doit tMre transportée. En A la force motrice met en mouvement une machine à courants lernatifs qui engendre léleclricilé à un potentiel très élevé. Par raison d'économie, le transport du courant à grande distance, jusqu'en B, se fait à l'aide d'un câble de faible section; de cette façon, l'intensité du courant qui parvient en B est très réduite.

D'autre pari, afin que le maniement des conducteurs n'offre pas de danger, l'utilisation du courant pour l'éclairage exige qu'à la station de consommation, en B, la force électromotrice ne dépasse pas notablement 100 volts. .\ cet effet, on a recours à des transformateurs^" qui modifient les deux facteurs de l'énergie El du courant : force électromotrice et intensité, en abaissant la force électromotrice et en élevant l'intensité.

Pour cela, à la station B, on fait passer dans le fil fin d'un transformateur lu courant alternatif à potentiel élevé, mais de faible intensité,

^m (1) Un transformateur est une bobiuo d'induction ou une bobine & deux fils inégaux tnroulés sur un noyau on fil de fer (1020).

COURS DE FHYSIQUB

1040. Expérience de Galvanl. — Les phénomènes de commotion s'observent encore après la mort d'un animal, tant que dure l'irritabilité. Ils persistent assez longtemps chez les animaux à sang froid.

L'expérience se fait aisément avec une grenouille. On coupe en

deux, vers la région lombaire, lacolonoe vertébrale d'une grenouille, on dépouille rapidement la partie inférieure : entre les deux nerfs lombaires qui apparaissent comme des (ils blancs sur les c/ités de la colonne vertébrale, on engage uo fi! de cuivre C qui les touche et s'attache à un fil de zinc recourbé Z. assez long pour i^tre mis en contact avec les muscles de l'une des jambes (6g. 944). A chaque contact, les jambes se replient et s'agitent. Ces. effets se reproduisent à chaque nouveau contact pendant 20 à 30 minutes.

Les deux métaux de l'arc métallique forment en effet avec le corps de la grenouille un élément de pile et un circuit fermé.

Cette mémorable expérience, due à Galvani, servit de point de départ aux recherches qui conduisirent Voila à la découverte de la pile.

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Fig. 944.