MOTEURS ÉLECTRO-MAGNÉTIQUES

construit une machine à rotation directe de la force d'un cheval, et qui dépense i^60 par heure et par cheval.

MM. Joule et Scoresby ont établi une comparaison entre le travail des moteurs électriques et celui des machines à vapeur, en s*appuyant sur la théorie de Féquivalent mécanique delà chaleur, et admettant que la partie de la chaleur développée dans un couple, qui ne se manifeste pas en effets calorifiques, se transforme en travail mécanique ^ Soit I Tintensité du courant quand la machine est en repos, et i cette intensité pendant la marche ; les quantités de chaleur produites sont proportionnelles aux carrés de ces intensités ou à I^ et i^ ( 1526). De plus, avec Tintensité i du courant, il y a un travail mécanique développé x ; de sorte que le travail total, tant calorifique que mécanique, est. pendant le mouvement, égal à i^+x. Admettant comme évident que les quantités P et i^-^x sont proportionnelles aux intensités, I et i , ou aux quantités de zinc dissous qui leur correspondent, on a t^+x : P=i : 1; d'où l'on tire, en multipliant les deux derniers termes par i et componendo, x l i'^-\-x^=\ — i : I. Or, le premier rapport n'est autre chose queOe rapport entre le travail mécanique et l'effet total tant mécanique que calorifique. D'après M. Joule, 1 grain de zinc dissous produit une quantité de chaleur équivalente à 52 kilogrammétres. Remplaçant r^+x

par ce nombre, on lire x=:52^" — - — .

Des expériences, faites avec un moteur à rotation directe, ont donné à MM. Joule et Scoresby un travail moyen de 22^"> par grain de zinc dissous ; tandis que le travail théorique calculé avec la formule, est de 26^"». Le travail effectif n'a donc été, avec leurs appareils, que les | environ du travail théorique. Les mêmes physiciens ont calculé ensuite que i grain de houille produit en brûlant une quantité de chaleur équivalente à 445^°>. Admettant qu'une machine à vapeur n'utilise que le dixième de la chaleur de la combustion, ou ne produit que 4-4-,5^'" par grain de houille, elle donnera le double du travail du moteur électrique qui a servi aux expériences ; et comme le zinc coûte à peu prés iA fois plus que la houille, on voit que, d'après ces nouvelles évaluations, le. travail du moteur électrique employé, serait 28 fois plus coûteux que celui des machines à vapeur avant les derniers perfectionnements.

i8S4. Bemarqne. — Il résulte de tout ce qui précède, que les machines à vapeur présentent, au point de vue de l'économie, une grande supériorité sur les moteurs électriques. L'espérance, souvent émise, de remplacer la vapeur par l'électricité, n'est donc pas fondée pour le moment, et ne pourra l'être que si l'on découvre un moyen de produire de l'électricité, beaucoup moins coûteux que ceux que l'on connaît aujourd'hui. Si nous ajoutons que l'on n'a pu jusqu'à présent atteindre qu'à peine à la force d'un cheval, et que

« Bibliothèque miverselle de Genhe (Arch. des se), t. III, p. 36.

les machines pesaient alors plus de 800 kil., on est effrayé du poids qae devrait avoir un appareil seulement de 100 chevaux, en supposant qu'on paisse jamais obtenir une semblable puissance au moyen de réiectricité. Mais ce n'est pas à dire pour cela que les moteurs électro-magnétiques ne puissent être utiles dans certains cas. Par exemple, quand on n*a besoin que de petites forces ei de très grandes vitesses, ils sont bien supérieurs aux moteurs h vapeur. La régularité de leur mouvement, la facilité de les mettre en marche et de les arrêter instantanément , la possibilité de les faire marcher à une grande distance du lieu où Ton est, les rend précieux dans certaines circonstances. M. Froment s'en sert, h Foccasion, pour faire mouvoir des tours daos ses ateliers. Il en emploie aussi à faire marcher des machines à diviser qui tracent jusqu'à 1000 traits dans un millimètre. Ces appareils sont tellement délicats, qu'ils ne peuvent fonctionner régulièrement que pendant la nuit, quand les rues ne sont plus parcourues par les voitures ; une horloge est chargée de faire partir une détente qui ferme le courant de la pile à Theurf convenable.

n. Télégraphes éleetriqnes.

48S2. Historique. — Dès qu'on eut remarqué la grande vitesse de propagation de l'électricité, on songea à tirer parti de cet agent pour transmettre des signaux. Franklin paraît avoir conçu le premier celte idée, sans qu'il l'ait cependant précisément formulée. Du reste, les propriétés de l'électricité étaient trop peu connues de son temps, pour que cette application fût praticable. \ers la même époque, la télégraphie ordinaire commençait à sortir de Tenfance. Ani feux que, dans l'antiquité la plus reculée, on allumait sur les hauteurs pour correspondre en temps de guerre, aux pavillons que les marins emploient depuis un temps immémorial pour communiquer à de grandes distances. Amenions, profitant de l'invention alors récente du télescope , proposa de substituer des signaux faits au moyen de leviers articulés. Il imagina de transmettre ces signaux entre plusieurs stations établies de distance en dislanre. comme cela avait, du reste, déjà été fait au iii« siècle avant notre ère, par Philippe V père de Persée, an moyen d'un système de fanaux. Plus tard vinreni les essais de l'abbé Chappe, auquel on doit l'établissement des télégraphes aériens adoptés en 1793 par la Convention nationale, et l'invention du système de signaux qui a été en usage jusqu'au milieu du siècle actuel. Pendant ee temps-là, les essais de télégraphie électrique se poursuivaient laborieusement, faisant un pas de plus à chaque découverte capitale en électricité. La première expérience fut faite à Genève, en 1771, par Lesage, au moyen de 24 fil> métalliques correspondants aux lettres de l'alphabet. Ces fils étaient noyés dans de la résine contenue dans une auge en bois, et chacun d'eux portait à l'une de ses extrémités, un électroscope à balle de sureau. On faisait communiquer

l*extrémité opposée, avec une machine électrique, et Télectroscope indiquait le fil éleclrisé, et, par conséquent, la lettre qu*on avait voulu désigner. Ce système fut appliqué, en 1797, entre Madrid et Aranjuez, par M. de Bétancourt; seulement, Télectricité était lancée dans les ûls, au moyen d'une bouteille de Leyde. La même année, un physicien français, Lomond, installa dans ses appartements, un appareil analogue, qui excita l'admiration d'Arthur Young. En 4794, Reiser désignait des lettres métalliques fixées à un plateau de verre et communiquant avec le sol, aii moyen d'étincelles électriques provoquées par les extrémités arrondies des fils métalliques. Le docteur Salva construisit, en Espagne, un télégraphe semblable avec lequel une nouvelle put être transmise à une grande distance, à l'infant don Antonio.

La pile n'était pas alors connue. Onze ans après la découverte de Volta, Sœmmering, à Munich, employa la décomposition de l'eau pour faire des signaux : 36 fils métalliques isolés étaient tendus entre les deux stations. Des aiguilles en or soudées à l'extrémité de chacun d'eux, plongeaient dans une auge pleine d'eau acidulée. Un des fils était mis en communication par son extrémité opposée, avec le pôle positif d'une pile, et un autre fil, avec le pôle négatif. L'aiguille d'or du premier laissait dégager un petit nuage de bulles d'oxygène, et l'aiguille du second, un nuage plus abondant de bulles d'hydrogène, de manière à désigner deux fils, et par conséquent deux signes à la fois. Déjà, dans ce système, l'emploi de l'électricité dynamique rendait facile l'isolement des fils, et levait ainsi une difficulté insurmontable pour les grandes distances, avec l'électricité statique. Dans l'appareil de Sœmmering, auquel M. Schweger avait apporté divers perfectionnements, on remarquait un avertisseur, destiné à appeler l'attention de celui qui devait recevoir les signaux : le gaz hydrogène dégagé sur un des fils, se rendait dans une petite cloche suspendue a un levier horizontal en équilibre, dans le bras opposé duquel était engagé un anneau. Le gaz soulevait la cloche, et l'anneau, glissant sur le levier, tombait dans un bassin de métal en produisant un bruit retentissant.

En 1820 eut lieu la découverte d'Œrsted, Aussitôt Ampère vit le parti qu'on en pouvait tirer pour faire des signaux ; mais cette idée ne pouvait être utilisée qu'après l'invention du multiplicateur, et ce ne fut que 13 ans après, que Schilling l'appliqua sur une petite échelle, à St-Pétersbourg. Cinq fils de platine, renfermés dans un câble en soie, communiquaient par une de leurs extrémités avec un multiplicateur, et aboutissaient par l'autre, à un clavier semblable h celui d'un piano. On lançait le courant d'une pile, dans un de ces fils, en abaissant la touche qui lui correspondait. Suivant le sens du courant, l'aiguille était déviée d'un côté ou de l'autre; ce qui formait, avec les 5 aiguilles, 10 signes différents. MM. Ritchie et Alexander construisirent, en 1837, à Edimbourg, un appareil semblable. Il y avait 30 fils tendus entre les deux stations, et 30 aiguilles formant le même nombre de signes. MM. Gauss et Weber employèrent aussi ce genre d'appareil, pour faire communiquer le cabinet de physique et l'observatoire de Gœttingue.

Quelques années plus tard, la facilité de mettre les fils téiégraphiqoes ï Tabri de la malveillance, derrière les clôtures des chemins de fer, qui avaient pris un rapide développement, fit disparaître une des grandes préoccupalioDs des inventeurs. La télégraphie électrique présenta dés lors autre chose que des essais, et se développa avec rapidité. C'est en 1837 que M. Wheaistooe, en Angleterre, et M. Stenheil en Allemagne, construisirent les premiers télégraphes qui aient fonctionné régulièrement sur de grandes distances. Le télégraphe de M. Whcatstone était installé le long du chemin de fer de Londres à Birmingham, sur une longueur de \ mille et demi. Il se composait de 5 multiplicateurs, dont on pouvait faire osciller les aiguilles deux par deux, et de 6 fils de communication, dont un pour le retour des courants. On remarquait dans cet appareil, un avertisseur ou canllon, dont le jeu était produit par un électro-aimant qui, en attirant une pièce de fer, dégageait un mouvement d'horlogerie qui faisait battre un marteau sur un timbre. Nous trouvons là la première application de Vêler Iro-aimant à la télégraphie, application dont on a tiré depuis un si merveilleux parti.

Avec l'appareil de M. Stenheil il suffisait de deux fils pour former un grand nombre de signes différents. Deux aimants, mobiles dans un même multiplicateur, étaient déviés en sens contraire par le passage d'un courant, et ils venaient l'un ou l'autre marquer, au moyen d'un crayon, des points plus ou moins rapprochés, sur le contour d'une roue tournant uniformément. De plus, le courant était produit par un appareil d'induction magnéto-électriqiie. On doit donc à M. Stenheil d'avoir, le premier, produit un grand nombre de signes avec deux fils seulement ; d'avoir réalisé le premier télégraphe écrivant, et enfin de s'être servi de courants magnéto-électriques, ce qui, du reste, avait déjà été indiqué par MM. Gauss et Weber.

Vers la môme époque M. Morse imaginait le télégraphe enregistreur que nous décrirons plus loin (1822). Il dispute à M. Wheatstone la priorité de l'application de l'électro-aimant à la télégraphie, et à M. Stenheil celle de l'invention du premier télégraphe écrivant.

L'année 1838 fut témoin d'un nouveau progrès : on reconnut qu'on pouvait remplacer le fil de retour du courant, par le sol. On put dés lors correspondre avec un seul fil, ce qui réduisit considérablement les frais d'établissement. \a télégraphie électrique se trouva dés lors en possession des éléments au moyen desquels elle put marcher rapidement dans la voie des perfectionnement. Le^ avantages qu'elle présente, la rapidité de la transmission, la facilité d'opérer la nuit, par la pluie, par le brouillard, la possibilité de franchir des distances quelconques sans postes intermédiaires, la faculté de faire passer la ligne par les localités que Ton veut, sans être astreint à choisir les stations élevées, frappèrent tous les esprits. Aussi une foule de physiciens travaillèrent-ils à perfectionner les appareils et le mode de communication ; les artistes les plus habiles s'appliquèrent à donner aux instruments toute la précision et la délicatesse nécessaires, et au bout d'un petit nombre d'années, les divers pays

TELEGRAPHES ELECTRIQUES.

de TEurope, les Etats-Unis d'Amérique se couvraient rapidement d*un réseau de fils électriques. Des lignes furent établies dans le nord de l'Afrique, dans les colonies anglaises ; et bientôt les mers ne furent plus un obstacle à ce genre de communications.

Nous allons passer à la description des systèmes les plus importants, principalement de ceux qui ont été adoptés dans différents pays et qui ont reçu la sanction de la pratique. Nous les classerons sous trois chefs principaux : lélégraphes à aiguilles, télégraphes à cadran, et télégraphes écrivants ou enregistreurs. Dans tous, il faut distinguer quatre parties principales : l» la communication entre les stations, formée en partie par des fils métalliques isolés, en partie par la terre ; 2» le manipulateur ou transmetteur, au moyen duquel on lance F électricité dans les fils de communication, pour produire les signaux à la station opposée ; 3" le récepteur placé à cette station, sur lequel les signes se manifestent ; 4o l'appareil qui fournit l'électricité. Cet appareil est ordinairement une pile de Daniell à longue durée (i 464) .

En Angleterre , on se sert surtout d'auges divisées par des plaques d'ardoise , en compartiments remplis de sable mouillé avec de l'eau faiblement acidulée. Dans les compartiments, plongent des lames de cuivre et de zinc disposées comme celles des piles à couronne (1434). On remplace aussi la pile, par un appareil d'induction. Nous allons d'abord nous occuper des différents systèmes de récepteurs et de manipulateurs ; nous parlerons ensuite des systèmes de communication entre les stations.

iSirs. I. Téiégrapiiea à denx Ainfuliies. — Nous allons d'abord décrire le télégraphe à deux aiguilles de MM. Wheatstone et Cooke, appareil généralement connu sous le nom de télégraphe anglais.

Réceptenr. — Le récepteur est composé de deux multiplicateurs agissant chacun sur une aiguille indicatrice. AB {fig. 1348) représente un de ces multiplicateurs ; il est placé verticalement, et son système d'aiguilles compensées E, E' est équilibré de manière à prendre de lui-môme la position verticale. La fig, 1347 représente l'ensemble de l'appareil, e, e' sont les aiguilles extérieures; des chevilles o,o; o' ,o' en limitent les excursions dans un arc de 5"^ à 6° à partir de la verticale. Les signaux se font en lançant le courant dans un sens ou dans l'autre pendant un temps très court, de manière

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Fig. 4 347.

Fig. 4348.

802 ÉLECTR0*MAGNÊT1SM£.

à faire battre les aiguilles à droite ou à gauche, sur les chevilles 0,0 ; o\o' . En faisant faire à chaque aiguille 1 , S ou 3 mouvements, soit à gauche, soit à droite, on obtient d'abord une quinzaine de signes, parmi lesquels on en a adopté huit. En combinant ces signes deux à deux, on en formerait un grand nombre d'autres, mais on n'utilise, comme étant les plus faciles à saisir, que ceux dans lesquels les deux aiguilles se meuvent parallèlement. Voici les signes représentatifs des lettres de l'alphabet adoptés en Belgique ; les plus simples oot été naturellement appliqués aux lettres qui reviennent le plus souvent dans les mots. La lettre g indique un mouvement à gauche, de l'extrémité inférieure de Taiguille, et la lettre d, un mouvement à droite.