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appelée fadeur de réduction du galvanomètre, se détermine ordinairement par une mesure directe, en faisant passer un courant d'intensité connue.

L'action du champ magnétiijue terrestre sur le cadre est négligeable en présence de celle du champ magnétique créé par l'aimant.

Ajoutons enfin que les courante induits qui sont engendrés par le déplacement du cadre en présence de l'aimant contribuent à amortir les oscillations de l'appareil ; le cadre prend sa position d'équilibre sans osciller; l'appareil est apériodique, circonstance qui permet de faire rapidement les lectures.

118. Galvanomètre à mercure de H. Lîppmann. — M. Lippmann a imaginé un galvanomètre très ingénieux pour la mesure des courants peu intenses.

Voici le principe sur lequel cet

^^^"""^^^ appareil est fondé.

Considérons un manomètre à mercure dont la partie horizontale présente la forme indiquée en éléva- Fig. aà. tion et en plan par les parties

noires de la figure SS ; prenons un aimant, dont les pôles A et B sont prolongés par des masses de fer doux, qui ne laissent entre elles qu'une faible distance, el disposons-le de manière que la lamelle prismatique de mercure

qui occupe le milieu de la braoche borizootale du manomètre se trouve placée entre les deux pièces polaires. Cette lamelle de ' mercure, dont l'épaisseur n'est que de -777- de millimètre, est en

Fig. &6.

contact avec deux minces plaques de platine, qui servent à la prise du courant dont on veut mesurer l'intensité. Lorsque ce courant traverse verticalement la lamelle de mercure, celle-ci subit une poussée normale à la direction du courant ainsi qu'à celle

du champ magnétique de ]'aimant; cette poussée agit donc parailèlementàla branche horizontale du manomètre ; elle est équilibrée par une dénivellation du mercure dans les deux branches verticales.

Désignons par H rintensité du champ magnétique entre les deux pièces polaires,

par / la hauteur verticale de la lamelle de mercure, par e l'épaisseur de cette lamelle et par I Tintensité du courant.

La poussée électromagnétique exercée sur la lamelle de mercure est H/I ; elle correspond à la section droite U ; par conséquent la poussée par unité de section a pour valeur

La dénivellation qui fait équilibre à cette poussée p peut, par conséquent, faire connaître Tintensité L

La fîgure 56, représente un galvanomètre Lippmann, construit par la maison Breguet, pour la mesure des courants à partir de -r^^ d ampère. L'un des tubes du manomètre se termine par un récipient assez large pour que le .niveau du mercure y reste sensiblement constant ; la dénivellation s'opère tout entière dans Tautre tube et peut se lire sur une échelle graduée.

119. Ampèremètre Deprez. — Les galvanomètres sont des instruments dont remploi exige des précautions assez minutieuses; aussi ne franchissent-ils guère l'enceinte des laboratoires de physique.

Pour les usages industriels, il convient de recourir à des appareils moins fragiles, plus portatifs, avec lesquels on n'ait pas à tenir compte de l'influence du champ terrestre ni de celle des diverses machines qui peuvent fonctionner dans l'usine ou dans l'atelier. Ces appareils doivent, en outre, rendre facile et directe la lecture du nombre des ampères du courant dont on mesure l'intensité ; aussi sont-ils généralement munis d'un index qui se déplace sur un cadran divisé, dont la graduation a été faite par comparaison avec un galvanomètre à réflexion. On donne le nom {ï ampèremètres à ces galvanomètres industriels dont les types sont déjà nombreux.

Fig. 57.

M. Marcel Deprez a imaginé un ampèremètre dont le principe est très simple. L'aimant en fer à cheval NS, disposé horizontalement (fig. 57), crée entre ses deux pôles un champ magnétique puissant au sein duquel est placé le cadre galvanométrique. Ce cadre se compose de deux bobines cylindriques B et B', reliées en quantité, très rapprochées Tune de l'autre et comprenant entre elles un axe vertical autour duquel peut tourner une pièce de fer doux a munie d'un index I.

Le passage d'un courant dans les bobines modifiant le champ magnétique autour du barreau mobile a, celui-ci tourne d'un certain angle et fait mouvoir son index sur un cadran divisé en degrés. Une table numérique dressée à l'avance donne le nombre d'ampères correspondant à celui des degrés.

A mesure que Taiguille a dévie de sa position normale en tournant autour de son axe, le moment du couple qui la sollicite de la part de l'aimant va en augmentant, tandis que celui du couple qui la sollicite de la part des bobines va en diminuant ; si donc on donnait à Tintensité du courant des accroissements successifs égaux entre eux, les augmentations correspondantes de la déviation seraient de plus en plus faibles. On peut remédier à ce défaut en obliquant le système galvanométrique sur les lignes de force de l'aimant NS au lieu de le disposer normalement à ces lignes. M. Garpentier a fait subir à l'appareil cette modification; il a en outre remplacé Taimant en fer à cheval par un système de deux aimants demi-circulaires (fig. 58), qui accouplent, pour ainsi dire, leurs pôles de même nom A et A', B et B'. Avec cette ^'^«' ^'

disposition nouvelle, le sens dans lequel on fait passer le courant ne reste pas arbitraire ; le courant doit toujours être dirigé de

manière que le couple émanant des bobines tende à ramener le barreau de fer doux a parallèlement aux plans des spires ; le moment de ce couple croît alors en même temps que celui du couple émaBant des aimants, La graduation du cadran horizontal sur lequel se meut l'index indicateur est faite en ampères, de manière à permettre la lecture directe de l'intensité du courant ; il faut vérifier cette graduation de temps en temps, parce que les aimants directeurs subissent k la longue un affaiblissement sensible.

Ces appareils permettent d'évaluer les intensités à un demiampère près.

i20. Ampèremètre de Sir W. Thomson. — Si l'on a besoin d'obtenir des mesures plus précises, on peut recourir à l'ampère-

Fig. 39.

mètre de Sir W. Thomson, surtout s'il s'agit de courants de haute tension ou de grande intensité.

Cet ampèremètre se compose (fig. 39) d'une bobine annulaire, obtenue en enroulant une lame de cuivre sur elle-même, dans laquelle passe le courant dont on veut déterminer l'intensité, et d'une aiguille fonnée de quatre petits barreaux aimantés, reliés rigidement à un index en aluminium (disposition indiquée séparément dans la figure). La bobine est fixée verticalement à l'extrémiié d'une planchette en bois, reposant sur vis calantes et munie d'une rainure longitudinale correspondant à l'axe de la bobine; l'aiguille aimantée, mobile autour d'un axe vertical, son index et l'arc de cercle divisé sur lequel il se meut sont installés dans

une boîte en forme de secteur qui peut se déplacer le long de la rainure, de manière à faire varier à volonté la distance du pivot de Taiguille au centre de la bobine. On oriente Fappareil de manière qu'en Tabsence de courant et par l'action du magnétisme terrestre l'aiguille marque le zéro de la graduation ; cette aiguille vient occuper une nouvelle position d'équilibre lorsque Ton fait passer un courant dans la bobine. Pour augmenter l'échelle d'action de cet appareil on peut disposer, parallèlement à la bobine, un aimant directeur en forme de demi-cercle, dont le centre coïncide avec celui du prisme rectangulaire qui aurait pour arêtes les quatre barreaux aimantés; cet aimant directeur, dont Tefifet s'ajoute à. celui du magnétisme terrestre, est solidaire de la boite en forme de secteur et participe à ses déplacements suivant la rainure.

Il est clair que cet appareil est basé sur le principe de la boussole des tangentes ; la graduation du cadran est proportionnelle aux tangentes des angles de déviation de l'aiguille. Sur la pilan-

chette à rainure, on inscrit (en s'éloignant du cadre) des divisions

111 1 telles que 4, 2, *? Y'"4 ' 8 ^* lïï"^'* ^^^ points choisis de telle

manière que, lorsque le cadran est tangent à une de ces divisions,

soit à la division n, la déviation de Faiguille, en présence d'un

courant d'un ampère traversant la bobine, soit égale à n divisions

du cadran.

Désignons par H rintensité du champ terrestre, par K rintensité du champ de l'aimant demi-circulaire, par n la division à laquelle le cadran est tangent, . par I rintensité en ampères du courant envoyé dans la bobine, par 6 le nombre de divisions lu sur le cadran en raison de la déviation de l'aiguille ; nous aurons

ne ^ (H + K) e

I = — ou I = ^ ^,

suivant que nous emploierons ou non l'aimant directeur demicirculaire. On peut déterminer les valeurs de H et de K en ayant recours à des courants dont les intensités ont été mesurées d'avance au moyen d'un autre appareil.

TRAITÉ PRATIQUE D'ÉLECTRiaTÉ. 13

En raison de la mobilité de la boite-secteur sur la rainure de la planchette, on peut faire varier la sensibilité de Finstrument dans le rapport de 1 à 64 ; on peut d'ailleurs, au moyen de l'aimant directeur, multiplier par 50 l'intensité du champ terrestre, et par suite réduire à -g^- la sensibilité de l'instrument pour chacune des positions de l'équipage mobile ; finalement on peut faire varier dans le rapport de-n^à 64, ou de 1 à 3,200, la sensibilité de

cet ampèremètre.

Les ampèremètres Thomson, outre qu'ils donnent des indications précises, ont l'avantage de pouvoir fonctionner entre des limites très étendues. La maison Breguet en construit couramment deux modèles distincts ; avec le premier modèle on mesure des intensités de -r^gg- d'ampère à 150 ampères; avec le second on

mesure depuis -jg^- jusqu'à 700 ampères.

121. Electrodynamomètre de Siemens. — Les ampèremètres que nous venons de décrire sont, comme les galvanomètres ordinaires, basés sur l'action mutuelle d'un courant et d'un aimant fixe ; l'intensité I du courant entre linéairement dans les formules, en sorte que ces instruments ne peuvent pas servir pour la mesure des courants alternatifs.

Les électrodynamomètres sont basés sur l'action mutuelle de deux courants ; cette action est proportionnelle au produit IF des intensités ; si les deux courants sont égaux, on a r=I et l'action mutuelle devient proportionnelle à P. On conçoit ainsi que si l'on met un circuit mobile en présence d'un circuit fixe, en les faisant traverser l'un et l'autre par un même courant d'intensité I, la déviation du circuit mobile dépendra de. la valeur du carré de cette intensité. S'il s'agit d'un courant rapidement périodique, alternatif ou non, l'électrodynamomètre pourra indiquer la valeur moyenne du carré de l'intensité.

Le premier électrodynamomètre à été construit par Weber; il est fondé sur l'emploi de deux bobines cylindriques horizontales, (sans noyaux de fer), dont l'une est fixe, tandis que la seconde, suspendue bifilairement au centre de la première, est mobile. Au repos, c'est-à-dire en l'absence d'un courant, la bobine mobile est

dirigée perpendiculaîremeot à la bobine fixe ; elle est déviée lorsque le courant passe et prend la position d'équilibre pour

laquelle son couple de rotation est équilibré par le couple de torsion. L'action du champ magnétique terrestre sur l'équipage mobile n'est pas négligeable lorsque le courant n'est pas alternatif. MM. Siemens et Halske ont modifié l'appareil de Weber de manière à le rendre utilisable dans l'industrie, en lui donnant la forme indiquée par la figure 60.

La bobine fixe, verticale et adossée à une double planchette, porte deux enroulements distincts, Tun en fil fin, destiné aux courants dont l'intensité ne dépasse pas 10 ampères, et l'autre en gros fil pour les courants plus intenses ; elle se trouve placée dans rintérieur d'un anneau vertical mobile constitué par une seule spire entourant un cadre rectangulaire. Le côté vertical antérieur de ce rectangle (visible sur la figure) est prolongé à sa partie supérieure par un index recourbé arrivant en regard d*un cercle horizontal gradué ; le côté postérieur est prolongé à sa partie supérieure par une tige et un ressort à boudin que Ton peut tordre en agissant sur une douille placée au-dessus du cercle divisé et munie d'une aiguille parallèle à ce cercle. Deux godets à mercure superposés suivant l'axe de rotation (côté postérieur) servent à faire passer le courant dans le circuit mobile ; un des bouts du circuit extérieur doit toujours être relié à la borne 1, mais l'autre bout doit être relié soit à la borne 2, soit à la borne 3, suivant que l'on veut faire usage du gros fil ou du petit fil de la bobine fixe.

Lorsque aucun courant ne passe dans l'appareil, l'index de la spire mobile doit correspondre au zéro du cercle divisé ; on obtient ce résultat en agissant sur la douille supérieure et l'on prend note de la division Oq que marque alors l'aiguille dont cette douille est munie. Faisant ensuite passer un courant d'intensité I, on voit le cadre mobile subir une déviation ; on le ramène en équilibre sur sa position primitive, en faisant tourner la douille de manière à tordre le ressort à boudin ; l'aiguille indique alors une division 6, en sorte que l'angle de torsion est (8 — 6o)« Comme le couple de torsion fait équilibre au couple résultant des forces électriques, on a

La valeur de k est déterminée, pour chacun des deux fils de la bobine fixe, en tarant l'appareil une fois pour toutes. L'action du magnétisme terrestre sur la spire mobile est négligeable devant celle de la bobine fixe de l'appareil.