Électromètre à lectures et à indications directes destiné à la mesure de très faibles courants

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Submitted on 1 Jan 1914

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à la mesure de très faibles courants

B. Szilard

To cite this version:

B. Szilard. Électromètre à lectures et à indications directes destiné à la mesure de très faibles courants.

J. Phys. Theor. Appl., 1914, 4 (1), pp.222-225. �10.1051/jphystap:019140040022200�. �jpa-00241888�

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ÉLECTROMÈTRE A LECTURES ET A INDICATIONS DIRECTES

DESTINÉ A LA MESURE DE TRÈS FAIBLES COURANTS (1) ;

Par M. B. SZILARD.

Il y ^a déjà plusieurs ^années que je ^{cherche à} construire un élec- tromètre (1) ^{destiné à la mesure de courants très} faibles, électromètre

qui puisse ^{servir à} l’iniproviste ^{et sans} système de lecture à miroir

ou à microscope ^à n’importe quelle ^{mesure, sans} réglages, ^calculs

ou étalonnage préalables, ^{de la même façon} qu’un ampèremètre ^sert

par exemple ^{avec son} aiguille rigide ^{et son} cadran fixe gravé ^{à la}

mesure de l’intensité d’un courant.

La grande difficulté de réalisation d’un tel appareil ^{réside évidem-}

ment dans le fait que les forces en jeu ^sont excessivenient faibles (au

moins 106 fois plus faibles que celles employées ^{dans les} plus ^sen-

sibles des instruments à aiguille indicatrice) pour faire déplacer ^une aiguille rigide d’une certaine longueur.

Pour arriver au but, il’importait ^{surtout : ~° ° d’obtenir une force}

antagoniste constante ; ^{2° de réduire à} presque rien la capacité ^élec- trique ; ^3° d’obtenir des déplacements d’aiguille ^aussi grands que

possible ^{sous une inlluence} statique ^{faible ; 4°} de diminuer à l’ex- trême le poids ^dos organes mobiles ; ^{5° de} permettre ^à l’aiguille ^de

se déplacer ^{dans le} voisinage ^direct d’une échelle fixe.

Comme système ^{de mesure,} je ^me suis arrêté à un système ^de

rotation autour d’un axe. Ce système ^{est de ceux} qui ^{donnent la} plus grande sensibilité. Pour avoir une capacité ^aussi faible que pos-

sible, je ^n’ai employé qu’une ^seule pièce circulaire fixe (un ^{seul élé-}

ment du cadran, ^un monans) ^{destinée à} porter ^la charge électrique,

toute la partie ^{mobile étant reliée} constamment au sol.

Comme force antagoniste, j’emploie la flexion d’un spiral ^{très fin ;}

celui-ci constitue un couple antagoniste, beaucoup plus constant et sûr que ^la torsion d’un fil, ^{et est en} tout cas, ^comme organe, d’un

emploi plus pratique ^{que ce dernier, car il est bien moins encom-}

b rant.

Par réduction successive du poids des organes, j’ai pu réaliser ^un mouvement avec axe (celui-ci ^ne pèse que 0~002) ^et pivots.

(1) Communication faite à la Société française ^de Physique : Séance du ‘~0

juin ^1913.

(2) ^C. R., ^novembre 1909, ^mars 1913, novembre 19i3.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019140040022200

Description. L’appareil (1) ^ne porte qu’un ^{seul « cadran »} (fig. ^{1 et} 2) constitué par ^une paire ^de secteurs et soigneusement

isolés. Un pont PP maintient le petit ^{axe X entre} deux rubis. Cet

axe porte ^{en son milieu une} aiguille ^{1 d’une} longueur ^{totale de}

55 millimètres environ et dont l’une ^des ailes a la forme circulaire,

l’autre étant droite et pointue. ^Un spiral plat ^{fixé sur l’axe X sert de}

FIG. 2.

couple antagoniste. ^{Dans la} position ^de repos, l’aiguille ^n’est que très légèrement engagée ^{entre les deux secteurs} du cadran. Ces sec-

teurs sont en acier trempé ^et aimanté, ^et constituent le système,

d’amortissement. Par contre, ^à part ^ces secteurs, ^il n’y a aucun or-

gane de l’appareil qui soit construit en matière magnétique.

Montage. - L’ensemble de l’aiguille, ^du système chargé ^{et de} l’isolant, ^est enfermé dans une cage métallique ^très plate, ^{et il ne}

sort de la cage (par ^une petite ^ouverture pratiquée ^{sur la} paroi ^de

(1) ^Construit par la Société d’Appareils de Mesures.

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l’appareil) qu’une tige ^reliée électriquement ^au secteur; l’isolant A est monté de telle façon qu’il ^est impossible ^{de le toucher ; il n’est}

même pas visible de l’extérieur, ^{de sorte} qu’il ^est protégé ^contre

toutes les détériorations pouvant provenir ^de l’humidité, ^de la pous- sière ou de là lumière. La tige ^{B reliée au secteur S et sortant de}

la cage porte ^un petit chapeau métallique coulissant qui permet ^{d e}

fermer l’appareil lorsqu’on ^{ne s’en sert} pas ^et de protéger ainsi par- faitement l’intérieur en/même temps qu’il ^{relie le secteur} à la cage.

La tige ^B porte ^{en outre à son extrémité une} petite ^borne permettant de fixer le fil conducteur venant de la source électrique.

La plaque métallique qui ^couvre par ^en haut le mécanisme offre la protection électrostatique nécessaire. Une petite borne fixée sur

la cage permet de relier celle-ci au sol. L’aiguille ^se déplace ^le long

et dans le voisinage direct d’une échelle circulaire fixe E, ^offrant

comme système de lecture exactement le même aspect qu’un ^volt-

mètre ordinaire. Les dimensions de l’appareil ^{sont réduites à un dia-}

mètre de 10 centimètres et à une hauteur de 2cm ,5.

L’appareil ^{ainsi monté est} aussi robuste qu’un ^voltmètre ordinaire ;

son aiguille ^étant excessivement légère ^{ne nécessite même pas de} calage ^{et, comme elle ne porte pas de} charge, ^{elle ne} peut pas être

déréglée par ^une fausse manoeuvre .

Sensibilité.

Tout en conservant le même montage, l’appareil

peut être construit pour différentes sensibilités. Le modèle courant

a une capacité moyenne de ⁶ U. E. S. et une étendue d’échelle de 100 à 300 volts (gravés ^{de 2 volts en 2} volts directement sur son cadran) correspond ^{à 90° ; en} intercalant entre la borne B et la source élec- trique ^à mesurer un condensateur à air, ^on peut ^{mesurer des poten-}

tiels absolument quelconques jusqu’à 1 ^{000, 10} 000, ^{50 000 volts ou} plus.

L’intensité du courant utile pour les ^{mesures est} de l’ordre de

~C~-~ ~ ampère.

Dans le modèle destiné à la mesure de faibles voltages (jusqu’à

300 volts), l’aiguille ^est complètement ^aînortie. L’appareil permet ^des

observations de voltage ^{avec une} précision ^{de un} pour ^cent.

L’équilibrage ^de l’aiguille ^{est si} parfait que le ^même appareil ^peut

fonctionner dans toutes les positions, horizontalement ou verticale- ment, ^sans _que ^ses indications changent.

1° Une démonstration curieuse de ce fait consiste à charger l’appa-

reil ^{avec un} morceau de cire à cacheter et de le tourner ensuite

autour de son axe horizontal, puis ^{autour de son axe} vertical;

guille garde ^sa place quelle que soit l’inclinccison de

La courbe 3) ^donne l’allure des déviations en volts en fonction des degrés ^d’arc.

FrG. 3.

L’échelle étant fixe et la capacité de l’instrument étant connue, il est très facile de transformer les indications de voltage ^en indications de quantités d’électricité, ^s’il y ^a lieu.

Emploi. - ^C:et appareil remplace ^très avantageusement ^{à la fois}

les électroscopes ^{et les} voltmètres statiques ^{dans toutes leurs} appli-

cations ainsi que les électromètres dans beaucoup ^{de cas et} peut servir, gràce ^{à sa} sensibilité, ^{à toutes} observations d’électricité

atmosphérique ^{ou de courants} d’ionisation et à tontes mesures de faible conductibilité, ^de capacité, ^{etc., à la mesure} d’intensité de faibles courants en général, ^{de même} qu’à ^{toutes mesures de} poten- tiel d’un courant quelconque. ^{Il m’a} permis, ^entre autres, ^{la déter-} mination de la charge ^{due au} frottement des isolants.

Sa commodité de lecture et sa robustesse permettent ^{de l’em-}

ployer dans des conditions défavorables où la mesure à l’aide

d’autres appareils ^serait impossible.