Méthode de réglage automatique du potentiel d'un condensateur. Relais electrostatique

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Submitted on 1 Jan 1902

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Méthode de réglage automatique du potentiel d’un condensateur. Relais electrostatique

V. Crémieu

To cite this version:

V. Crémieu. Méthode de réglage automatique du potentiel d’un condensateur. Relais electrostatique.

J. Phys. Theor. Appl., 1902, 1 (1), pp.583-588. �10.1051/jphystap:019020010058301�. �jpa-00240645�

583

pour O, ~ ₎ pour E, etc. ; ^{il faut donc mesurer l’acuité sur les} cinq

voyelles OlB 0, A, E, 1 ;

2° Les indications de la sirène-acoumètre sont parallèles à ^celles qn’observe ^{le malade dans une} conversation particulière ; ^c’est-à-

dire _que tout changement

^{bien ou en} mal mesuré par la sirène

correspond ^{a ce} due le sujet

^{observés en} écoutant la parole ^natu- relle ;

3° La Sil’~1l~-acoun1ètre sert, à mesurer l’acuité auditive non seu-

lement pour la parole, ^{mais encore} pour les vibrations des deux

premiers ^{groupes; en effet, les bruits et} les vibrations musicales sont toujours ^{mieux entendus que la} parole, ^ce qui ^{n’a rien d’éton-}

nant, puisque ^les vibrations de la parole ^{sont les} plus complexes;

cet acoumètre peut donc remplacer ^{tous les autres;}

-~s.° Dans les conseils de revision, il devient facile de mesurer

l’acuité auditive des sourds vrais ^ou simulés, ^{car un faux sourd ne}

pourra jamais supporter ^{les sons les} plus intenses de la sirène, ^trans-

mis à l’oreille par ^un tube acoustique muni d’une membrane vi- brante ;

5° Il est facile de représenter graphiquement les résultats obtenus

l

1

^{1 1} 1,. , 1

en prenant ^comme ordonnées les acuités iÕ’ 2Õ’ etc., l’acuité normale 10 9-0

étant représentée parti, ^{et, comme} abscisses, ^les époques ^{où l’acuité a}

été mesurée ;

6° Il est facile- de construire des appareils identiques qui ^soient comparables ^{entre eux.}

MÉTHODE DE RÉGLAGE AUTOMATIQUE DU POTENTIEL D’UN CONDENSATEUR.

RELAIS ELECTROSTATIQUE ;

Par M. V. CRÉMIEU.

On

souvent besoin, ^{dans les} laboratoires, ^de potentiels ^électro- statiques ^{constants et élevés.}

Le procédé ^le plus ^{sûr est} de construire une batterie de piles, ^ou

mieux de p3tils accumulateurs ; ^{avec des} précautions d’isolement suffisantes, ^on peut atteindre, ^{de cette} manière, ^les voltages ^les plus

élevés.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019020010058301

Mais une pareille construction est à la f’ois longue, ^{difficile et oné-}

reuse ; les grands laboratoires seuls peuvent l’entreprendre.

A défaut d’une batterie de ce genre, ^on peut ^{se servir de machines} électrostatiques que l’on fait débiteur sur de très grandes résistances;

celles-ci sont constituées soit _{par des} cordes mouillées, soit par des traits de graphite, ^{tracés sur de la} porcelaine ^{ou de rébonite.}

Tous ceux qui ^ont employé ^des résistances de ce genre ^savent combien elles sont variables et quels mauvais résultats elles donnent.

On a des résultats un peu meilleur ^{en se} servant, ^{comme résis-} tance, ^de simples ^{morceaux de verre à vitre} coupé ^{en bandes} minces; ^{les verres à} reflet bleuté en particulier ^{ont une résistance}

assez constante.

Mais, ^{si on} dispose ^d’un électromètre absolu, ^on peut ^facilement le transformer en régulateur automatique ^de potentiel, ^{et c’est là}

un procédé ^bien plus ^sîir que celui des grandes résistances.

Une machine statique ^{servira à} charger ^un condensateur dont on

réglera ^le potentiel : ^{pour cela,} l’électromètre absolu aura son pla-

teau fixe relié à l’armature du condensateur ; ^{on munira d’ailleurs}

une de ses pièces mobiles d’un contact qui, ^{dans ses} mouvements, fermera ou rompra le circuit d’une pile ; ^un électro-aimant compris

dans ce circuit servira à commander ^un basculateur interposé ^entre

la machine électrostatique ^et le condensateur.

Supposons, par exemple, qu’avec ^un électromètre Bichat et Blond- lot on veuille régler ^un condensateur à V volts. Le fléau de l’appa-

reil ^sera muni d’un contact convenable ; ^{on mettra dans le} plateau

le poids correspondant ^{à V volts ; et les choses seront} réglées ^de

telle façon que le circuit de la pile reste ouvert tant que l’attraction exercée à l’autre extrémité du fléau n’équilibrera pas ^ce poids.

D’autre part, ^le condensateur sera relié au cylindre ^{fixe de l’élec-}

trolnètre.

Ceci fait, la machine statique ^{sera mise en} mouvement ; ^le poten- tiel montera peu à peu ^au cylindre ^{fixe et au} condensateur, ^le cylindre ^{mobile sera attiré. Au moment où} les V volts seront

atteints, ^{le contact viendra fermer le circuit} de l’électro-aimant dont le jeu coupera la communication entre la machine statique ^et

le condensateur ; ^{mais celui-ci restera relié au} plateau ^{de l’élec-}

tromètre. Lorsque ^les pertes feront baisser le potentiel, ^{l’électro-}

mètre n’étant plus équilibré basculera, rompra ^le circuit de l’élec-

tro-aimant ; ^le basculateur rétablira le contact entre la machine

585

électrique ^{et le} condensateur, ^{dont le} potentiel ^{remontera aussitôt.}

et ainsi de suite.

Avec un condensateur bien isolé, ^on pourra obtenir ainsi ^un vol-

tage ^assez constant ; ^il faudra naturellement adapter les valeurs ^du débit de la machine électrique, ^du potentiel ^{à ohtenir et de} la capa- cité du condensateur.

Toutefois, la sensibilité de la méthode ^se trouve liée à la fois à celle de la balance électrométrique ^{et à la} grandeur ^des pressions qui ^sont nécessaires pour fermer ^un circuit de pile.

On sait que ^la pression minimum nécessaire pour ^{amener un} bon contact est d’environ ogr, 1. Lorsque le circuit a de la self-induction (ce qui ^est justement ^{le cas s’il contient} des électro-aimants), ^{il se} produit

des étincelles assez fortes _par suite des oscillations qui ^accom- pagnent ^{le choc entre les} pièces mobiles arrivant au contact. Il en

résulte une sorte de soudure entre ces pièces, ^{et la traction néces-}

saire pour rompre ^cette soudure est, par suite, ^assez supérieure ^à

la pression de fermeture. On peut ^sans exagération ^l’estimer

double, ^{si le contact} s’est fait platine ^sur platine.

Un exemple ^fera immédiatement voir l’approximation qui peut

résulter de ces phénomènes.

-

Un électromètre Bichat et Blondlot de la Sorbonne, ^{sensible au} 10

de milligramme, ^{a comme formule} empirique :

V2

3.8001~ grammes,

V étant le potentiel ^{en unités} électrostatiques ^{C. G. S.}

Soit à régler ^un condensateur à 50 unités C. G. S.

Le poids correspondant ^{que nous mettrons sur} l’électromètre

sera

Quand l’attraction électrique ^{sur le} cylindre ^mobile équilibrera

exactement ce poids, ^{les deux} pôles du circuit de la pile ^viendront

en contact, ^{mais la} pression ^{entre eux sera nulle. Pour} qu’elle ^soit suffisantes, il faudra que l’attraction électrique augmente ^{encore de} Qgl’,1, ^ce qui correspondra ^à

---

Par suite de la soudure qui ^s’est produite ^{à la} fermeture, ^{le con-}

tact ne se rompra, d’autre part que ^{sous une} traction d’environ Qg",2, c’csL-à-dire lorsque l’attraction électrique ^{sera réduite a} 0~’’,~.~0, ^ce qui correspond ^à

Ainsi, ^dans l’eXe111p1e actuel, qui porte ^{sur un} électrometre assez

’0

1

sensible, l’approximation ^{sera de 11 unités pour 50,} soit moins de 2013’

Ce résultat serait plutôt ^{inférieur à celui} que l’on peut ^obtenir

avec la méthode des débits sur de grandes résistances.

Fic.1.

Pour perfectionner ^la méthodes, ^{il faudrait} arriver à fermer le cir-

cuit de la pile ^{avec des} pressions ^{de l’ordre même de} la sensibilité

587 de la balance électrumétrique, c’est-à-dire du dixième de u1Ïlli- gramme ^dans l’exemple actuel : il faudrait, ^de plus, ^éviter complète-

ment les soudures à la fermetnre.

L’appareil ^suivant permet d’atteindre ces deux bute :

llelais éZe~~t~°ostati~lue.

^I,e fl~au de l’électromètre régulateur ^F (fig. 1) (supposé perpendiculaire ^au plan ^{de la} figure) porte ^une pièce

de platine ^{isolée PP.} Quand ^{le fléau est en} équilibre, ^{PP réunit}

entre elles les pièces ^{fixes A,} A,

séparément ^{reliées aux} paires ^des quadrants ^fixes S, S~ .

Une aiguille ^{de mica} II, ^{dorée sur une} partie ^{de sa surface et} suspendue ^{à un fil} 0, peut ^{osciller entre ces deux} paires ^de quadrants.

Cette aiguille porte ^deux petits ^{contacts C et D.}

On règle la torsion du fil 0 de manière que C vienne appuyer ^contre la tige ^fixe G, ^{reliée au} condensateur dont on veut régler ^le potentiel-

Dans ces conditions, ^les quadrants S, S, ^ne prennent que ^des

charges ^{faibles et} sensiblement égales. L’aiguille ^{reste immobile, en}

contact avec G.

Si le fléau vient à basculer, ^{le contact I~’P} quitte ^A, A, ^{et vient}

réunir entre eux B et ~3~ ; B, ^{est au sol et} 13, solidaire de A, ^{en rela-}

tion avec la paire ^de quadrants ^S.

Celle-ci se charge aussitôt par influence ^et attire l’aiguille ^Ho

Dans ce mouvement, ^la tige T, solidaire de H et reliée à l’un des

pôles ^{du courant, vient} appuyer ^{contre la vis} V reliée à l’autre pùle ;

le circuit se ferme.

En même temps, ^{le contact D est venu} rencontrer la tige ^{fixe E} qui ^est reliée à la paire ^de quadrants S,. ^La charge ^de l’aiguille ^se- partage ^{alors entre elle et} S, ; S~

repousse donc H à partir ^{de ce}

momcnt ; ^{il en résulte sur} l’aiguille ^{une seconde} impulsion qui ^vient

annuler celle en sens inverse produite par le choc ^entre T et V.

La fcrrnetllre du courant ayant ^{mis en} jeu ^des appareils ^conve- nables, ^le potentiel ^{atteint bientôt} la valeur voulue, ^ce qui ^ramène

le fléau F à sa position d’équilibre; ^{le contact} PP touche alors de-

nouveau A, A~ ; l’aiguille ^{est ainsi} portée ^{au même} potentiel que les

quadrants ; la torsion du fil la ramené à sa première position ; ^le

circuit est rompu ^en TV.

_

Les avantages ^{de ce} dispositif ^sont les suivants :

D’une part, ^{les contacts les} plms faibles de PP suffisent _{pour per-}

mettre aux charges ^{à haut} potentiel ^de passer de A à A,, ^{ou de B}

à B1 ; ^{ces contacts ne} s’accompagnent ^à la fermeture que d’étincelles.

très faibles ne mettant en jeu que des quantités ^très petites ^d’élec-

tricité. Il n’y ^a, par suite, pas de soudures comme celles provoquées

par les étincelles dues à la self-induction dans un circuit de pile.

D’ailleurs, pour la rupture ^{des mémes} contacts, ^il n’y ^{a aucune} étincelle, puisque, ^{à ce} moment-là, ^ces contacts sont toujours ^au

même potentiel. Lia force nécessaire à cette rupture ^{est donc} rigou-

reusement égale ^{à celle} qui ^a produit ^{la fermeture.}

Il se produit ^{bien une soudure au contact TV; mais la force} qui agira pour ^la rompre peut ^se régler ^à volonté de façon ^{à être tou-} jours suffisante. Cette force est, ^en effet, ^{le 111omCnt du} couple ^de

torsion du fil 0 qui maintient C contre G, augmenté ^{du moment du}

à la déviation de l’aiguille.

Il suffit de donner à celle-ci une surface suffisante et de régler,

pour chaque ^{valeur du} potentiel, ^{sa distance aux} quadrants. Quelle

que soit la torsion primitive ^{du fil,} l’aiguille ^{obéira à} l’attraction des

quadrants ^S pour la fermeture, ^{et à la} torsion du fil pour la rupture.

Les seules conditions de bon fonctionnement sont une grande rigidité ^de l’aiguille ^{et un bon} amortissement.

Il suffit donc de maintenir l’aiguille ^{entre le fil de} suspension ^et

un fil de cocon fixé à sa partie inférieure; l’amortissenlent est obtenus facilement avec une ailette métallique plongeant ^{dans un bain}

d’huile d’amandes douces.

Ce relais fonctionne à partir ^{de 1.000 volts sur} l’aiguille ^H.

Aucune pression ^n’est, d’ailleurs, nécessaire aux contacts entre PP et A ou B.

Une petite étincelle, ^{due au saut de la} charge ^{de S vers le sol ou}

de S vers S~, jaillit ^{avant même} que ^{ces contacts} aient eu lieu, ^dès que ^la distance est devenue suffisamment faible.

Ainsi cet appareil permet d’utiliser toute la sensibilité d’un élec- tromètre pour le réglage automatique d’un condensateur.

En particulier, ^{un de ces relais a} fonctionné avec l’électro- mètre-balance décrit dans ce recueil ~~) ; ^cet appareil ^est

sensible au 1 ^{de dyne. Il a permis de régler le potentiel d’un}

condensateur de 1 kilomètre de capacité (électrostatique ^{C. G.} S.)

à

5.000 volts ~1L1 ~ , 1 ^{200 près.}

(1) Voir p. ⁴⁴¹ de

volume.