CHAPITRE V
Considérations préliminaires. — Courbes de puissance. — Courbes d'intensité. — Chute de potentiel aux bornes. — Résistance d'un conducteur pour les courants alternatifs. — Influence du fer dans l'induit. — Machine magnéto- électrique de Méritens. — Alternateurs à disque (Wilde, Siemens, Ferranti, Mordey). — Alternateurs à anneaux Gramme. — ■ Alternateurs à tambour (Zipernowski, W'estinghouse). — Caractéristiques des alternateurs. — Influence du fer sur la self-induction. — Puissance et rendement. — Régulation des alternateurs. — Couplage des machines.
224. Considérations préliminaires. — Les machines à courants alternatifs, auxquelles on donne souvent le nom plus concis ^alternateurs^ sont ordinairement destinées à la production de courants à forte tension.
Elles dérivent directement de la machine théorique que l'on obtient en faisant tourner une spire dans un champ magnétique uniforme (n"" 168) et en captant le courant induit tel qu'il se produit naturellement. Comme il importe d'obtenir une très courte période sans donner à l'induit une vitesse angulaire excessive, un alternateur est toujours multipolaire; le nombre des bobines élémentaires de l'induit est égal au nombre des champs magnétiques inducteurs. L'induit peut être annulaire, en tambour ou à disque.
Les formules théoriques fondamentales sont celles que nous avons précédemment établies (n° 100) et qu'il est utile de rappeler ici :
Q = Qo ces -TjT
E = -Y-Q. sm-7jr-= Eo sin -^jt
I = -jr- ces TjT- siû — ^r = I. sm
. 2it(f — 0)
T est la durée de la période. Le paramètre auxiliaire 9, qui représente un laps de temps, est déterminé par la formule
2jre 2içL T "" HT
^8 "îp — U'P '
en désignant par R la somme de la résistance extérieure non inductive et de la résistance réduite de l'induit, et par L le coefficient de self-induction de Finduit.
Ces formules sont rapportées aux unités CGS électromagnétiques ; Tunité d'intensité de courant vaut 10 ampères, l'unité de résistance vaut 1**^ x 10~*, l'unité de force électromotrice vaut r*"x 10~'et l'unité de coefficient de self-induction vaut l^'*«'•lx^O■-^
L'énergie moyenne dépensée en chaleur par seconde dans le circuit, en vertu de la loi de Joule, a pour valeur en ergs-seconde
i r RI*
L'intensité du courant constant qui, passant dans le circuit de résistance R, produirait la môme dépense d'énergie calorifique serait
racine carrée de la valeur moyenne de P ; on peut la mesurer sur le courant alternatif au moyen d'un électro-dynanomètre (n** 121). Cette intensité I^ représente ïinûensilé moyenne du courant alternatif*.
Analoguement on appelle force électromotrice moyenne la racine carrée de la valeur moyenne de E', c'est-à-dire
On a identiquement
27C 0 cos
* C'est la valeur que prend effectivement Tintensité I du courant alternatif pour
fotmule qui conduit à donner le nom de résistance apparente du circuit au produit de sa résistance réelle R par le nombre 5^ ,
cos ^ toujours plus grand que Tunité. Il en résulte que Ton a aussi
W„ = E„ I„ cos — ;jr-
225. Courbes de puissance. — La résistance R qui entre dans ces formules comprend la résistance r de Tinduit et la résistance p du circuit extérieur. Supposons que cette résistance extérieure soit sans self-induction, et faisons-la varier de zéro à l'infini, en maintenant constante la vitesse de rotation. Nous avons
9 + r T V(p -f- r)« T* + 4 sr* L«
W. - (p + rj J« - (p ^ ,.)2 T, + 4 ^, L,-
Pour p = 00 , on a I„ = 0 et W^ = 0.
Pour p = o, l'intensité !„ prend sa valeur la plus grande
la valeur correspondante de W„ estr 3*.
Dans l'intervalle W^ passera par un maximum lorsque Ton aura
ce maximum est
Elt
4ir L'
et la valeur correspondante de I„ est
En éliminant (p + r) entre les deux valeurs trouvées plus haut pour In et pour W^ on trouve
