Électro-diapason a mouvement continu

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Submitted on 1 Jan 1873

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M. Mercadier

To cite this version:

M. Mercadier. Électro-diapason a mouvement continu. J. Phys. Theor. Appl., 1873, 2 (1), pp.350-355.

�10.1051/jphystap:018730020035000�. �jpa-00236878�

350

ÉLECTRO-DIAPASON A MOUVEMENT CONTINU ;

PAR M. MERCADIER.

(Société ^de Physique, séance du 23 mai 1873.)

Cet instrument est un

diapason,

^{dont le} mouvement est entre- tenu

électriquement

par des moyens extrêmement

simples.

Ce

diapason

^{AA’ est vissé dans un madrier en chêne}

porté

^sur

trois vis calantes

(formant

^un

triangle

isoscèle dont la base est pa- rallèle à la dîrection des vibrations de

l’instrument).

^Un

petit

^élec-

tro-aimant à résistance très-faible N est fixé sur un montant

M,

^en

face de l’une des branches A du

diapason, qui

^{porte en arrière un}

fil de

platine

^{ou d’acier a, de i} centimètre de

longueur environ,

destiné à servir de

style interrupteur.

Une

plaque interruptrice

^en

platine, P,

^{est soudée sur la tête}

d"une v is de

réglage

^{mobile dans un écrou}

^E, fixé,

^{soit à une}

plan-

cliette

indépendante

^de

l’appareil,

^{soit au montant}

^M,

^et

placé

entre les deux branches du

diapason,

^un peu ^{en arrière}

( 1 ) .

^La

plaque

^{es t en face du fil a, de}

façon

que le ^{contact ait} lieu

(2) lorsque

les branches se

rapprochent.

Le

rhéophore positif

^d’une

pile

^{est mis en} communication avec

l’écrou

E,

^et par suite ^avec la

plaque interruptrice;

^le

négatif

^avec

le

style interrupteur rz

^ou

a’)

par l’intermédiaire du fil de l’élec- tro-aimant

b,

^{et de la}

tige

^du

diapason.

^{Enfin les}

styles

^{sont serrés}

entre le

diapason

^{et des}

plaques

^{de laiton}

C, C’,

maintenues à l’aide d’une vis et des

goupilles

^g,

qui empêchent

^tout

déplacement

^laté-

ral de ces

plaques.

(1) ^{Pour ne} pas compliquer ^la figure, ^on n’a pas représenté ^le support ^{de l’écrou} E, auquel ^on peut ^{donner la} forme que l’on ^veut.

(2) ^{Si l’on veut} enregistrer les vibrations du diapason, ^on peut employer ^un style ^S

en fil d’acier de 0mm,3 de diamètre environ ; ^on peut ^alors le faire déborder des deux côtés du diapason, ^et faire servir la partie antérieure S d’enregistreur, ^{et la} partie a’

d’interrupteur, ^en disposant ^la plaque interruptrice ^{P’ comme} l’indique ^la figure. ^Mal- gré l’oxydation du fil d’acier sous l’influence des étincelles d’induction, l’appareil

fonctionne d’une manière continue pendant ^des journées entières, parce que le bout du fil 1 et le point ^{de la} plaque qu’il ^{touche restent} toujours brillants, ^les particules d’oxyde ^{formé étant} projetées tout autour.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:018730020035000

plaques

^{P ou}

^P’,

^{à l’aide de la vis}

qui

^les supporte. Dès que le con- tact a

lieu,

^{le courant de la}

pile

passe, l’électro-aimant

agit,

^les

Fig. ^1.

branches A et .Ar

s’écartent ;

mais aussitôt que le contact entre P et a ou P’ et a’ _cesse, l’électro-aimant ^se

désaimanté;

les deux branches

se

rapprochent pendant

^ce temps, ^{le contact se}

rétablit,

^{et ainsi}

de suite. L’électro-aimant doit donc

produire

^{ainsi sur le}

diapason

des attractions

périodiques

^{en nombre}

égal

^à celui des vibrations de

l’instrument,

^et

qui

entretiennent sa force vive et son mouvement.

On

voit,

^en

effet,

^au

premier

^{contact du}

style

^{et de la}

plaque

^inter-

rupteurs, ^le

diapason

^{v ibrer de} lui-inéine : le

style interrupteur

vibre

synchroniquement;

^on fait varier sa distance à la

plaque jus- qu’à

^ce

qu’on

^{ait obtenu}

l’amplitude

vibratoire maximum ou toute

autre, ^{suivant ce}

qu’on

^veut

faire ;

l’instrument est alors

réglé

^et

continue à vibrer sans

s’arrèter,

^tant que la

pile

fonctionne.

Cet

appareil

^si

simple

^{a donc la}

propriété

^de

pouvoir

^{être mis en}

vibration continue.

De

plus, quelles

que ^soient l’intensité de la

pile,

^la distance de l’électro-aimant au

diapason

^{et sa} hauteur le

long

de la branche en

face de

lui, quelle

^que

^soit,

^{en un mot,}

l’amplitude

des vibrations du

diapason,

^ces vibrations conservent,

malgré

^la

dissymétrie

^{de la}

disposition adoptée,

^un

synchronisme remarquable.

En

effet,

^on peut ^{inscrire sur un}

cylindre

^{recouvert de}

papier

enfumé les vibrations du

diapason

^{et en même} temps les battements d’une

pendule

^{à secondes} par l’intermédiaire d’un

électro-aimant,

dont la

palette

^{est armée d’un}

style placé

^{à côté de celui du}

diapa-

son, ^sur la même

génératrice

^du

cylindre.

^{On mesure ensuite sur}

les

graphiques

^les nombres de vibrations du

diapason pendant

^les

secondes successives.

Le tableau suivant contient ^un certain nombre des résultats ainsi obtenus avec un

diapason,

^en faisant varier la vitesse du

cylindre, l’amplitude

de la vibration ^et la

longueur

^du

style enregistreur (1).

On peut,

je ^crois,

^{tirer de}

l’inspection

^{de ce} tableau les conclu- sions suivantes :

10 Le

synchronisme

des vibrations de

l’électro-diapason

^existe

à moins de o,o01

près.

2° Le nombre de ses vibrations diffère d’une

quantité insignifiante

de celui

qui correspond

^au

diapason

^{vibrant à la manière ordi-}

naire.

( i j ^La deuxième colonne du tableau donne les moyennes des valeurs relevées ^sur des

graphiques comprenant ^chacun de 7 ^{à 20 secondes} consécutives; ^la troisième donne la difl’érence entre les valeurs maxima ou minima et ces moyennes; dans ^la quatrième

sont les erreurs relatives des nombres de la précédente (rapport ^de chaque ^{nombre de} la colonne 5 aux nombres correspondants ^{de la colonne} 2 ) ; ^la cinquième renferme les nombres obtenus en prenant ^la moyenne ^{de tous} les écarts; ^la sixième donne les

erreurs relatives de ces écarts moyens : les nombres qu’elle ^{contient sont la mesure}

véritable de l’erreur de synchronisme. ^{J’ai cru} néanmoins devoir donner les ^erreurs

provenant des écarts extrêmes, pour ^ne pas laisser le moindre doute sur le degré

d’exactitude de l’appareil.

Les deux dernières lignes ^{de ce} tableau contiennent les résultats obtenus avec l’ap- pareil, ^{sans entretien} électrique, ^{vibrant à la manière} ordinaire, ^{avec un seul} style ^et

avec deux. La différence entre la moyenne ^{de ses} indications, quand ^il est entretenu ou

qu’il ^{ne l’est} pas, s’élève à environ 0,10, d’où il résulte, ^{en les} prenant ^{les unes} pour les autres, ^{une erreur} relative de 0,0004 absolument négligeable.

mesure du temps.

Cet instrument peut ^être

employé

pour ^toutes les

expériences d’acoustique qui exigent l’emploi

^de

diapasons.

En fixant l’écrou E

au montant

M,

^{et celui-ci à la}

tige

^du

diapason,

^{on transforme}

aisément un

diapason

^{ordinaire en}

électro-diapason,

^{tout aussi}

mobile et pouvant

s’appliquer

^aux mêmes usages;

je

^{citerai notam-}

ment les

expériences

^{de Ni.}

Lissajous

^{sur la}

composition

^{des mou-}

vements vibratoires.

Pour en faire un

chronographe,

il suffit de le placer ^{en face d’un}

cylindre

^{recouvert de}

papier

^{enfumé mis en} mouvement, ^{soit à la}

main,

^{soit à l’aide} d’un moteur, ^{et sur}

lequel

^un

style (tel

que ^celui

indiqué

^{en S sur la}

figure),

^{fixé à}

l’instrument,

^{en inscrit les vibra-}

tions. On

obtient,

^{avec des}

diapasons

^de

^128, 256,

512 vibrations

simples

par

seconde,

^{et un}

cylindre

^{de 15} centimètres de

diamètre,

par

exemple,

^des sinusoïdes dont

l’amplitude

peut ^aller

(même

avec un

diapason 512)

^{à 4 ou 5} millimètres. On a ainsi des

64t, 128%

^{256e de seconde}

parfaitement égaux;

^{mais on} peut ^aller

plus

loin de la manière suivante :

Le tracé

graphique

^étant

terminé,

^{on arrête le}

diapason ;

^{en fai-}

sant tourner celle des trois vis calantes du

pied

^de

l’appareil qui

^est

au sommet du

triangle qu’elles ^forment,

^la

pointe

^du

style enregis-

treur se trouve soulev ée au-dessus du

papier.

^{On tourne le}

cylindre

en sens

inverse,

^de

façon

^{à le} ramener au

point

^de

départ :

^on

abaisse de nouveau le

style

^au moyen de la ^vis. Si alors on fait

tourner de nouveau le

cylindre,

^{et si l’on a eu soin}

de placer

^les

pointes

^des trois vis dans des

crapaudines métalliques fixes,

^la

pointe

^du

style

^{décrit une hélice}

qui

coupe la ^sinusoïde

précédente

Fig. ^2.

ABCDE... en deux

parties parfaitement égales,

^{de telle sorte} que, si les distances

AC, CE, EG, ... représentent

par

exemple

^{des a56’}

de

seconde,

les distances _{mn, no, pq,} ..., déterminées _par les in-

354

tersections de la sinusoïde avec la

ligne médiane, représentent

^des

5 I 2e de

seconde ,

c’est-à-dire une division du temps

correspondant

au nombre de vibrations

simrples

^de

l’électro-diapason employé.

Par

l’emploi

^{de cet} artifice bien _connu,

j’ai

pu

avoir,

^avec le cy- lindre ci-dessus

indiqué,

des 5 , e de seconde

représentés

^{sur les}

graphiques développés

par des

longueurs

mn, no , ... ,

égales

^à

3

millimètres,

^{et dont les} extrémités sont ainsi nettement détermi- nées

(condition

^de

précision indispensable)

par les

intersections,

sous un

angle

^assez

grand,

^{d’une droite et} d’une courbe. Il suffit pour cela ^de faire tourner le

cylindre

^{avec une vitesse d’environ}

trois tours par

seconde,

très-facile à obtenir.

Pour

pouvoir

^se servir de la

ligne médiane,

^{il faut}

qu’elle

^soit

bien distincte de la sinusoïde. Pour cela il faut que les tracés gra-

phiques

^soient

très-fins,

^ce

qu’on

peut

toujours

^{aisément réaliser.}

Il faut de

plus

que

l’amplitude

^{de la} courbe soit assez

grande.

On augmente

l’amplitude :

1 ° En donnant au

diapason

la forme d’une

pyramide quadran- gulaire tronquée ;

2° En en

rapprochant

l’électro-aimant ^autant que

possible ;

3° En élevant cet électro-aimant autant

qu’on

le pourra le

long

de la branche du

diapason qui

^{lui fait}

face;

4° ^En augmentant l’intensité du courant

électrique employé;

5° Enfin en choisissant convenablement la nature et la lon- gueur du

style enregistreur.

Avec les

styles triangulaires

^en

clinquant qu’on emploie

^habi-

tuellclnent,

^{on ne} peut

dépasser l’amplitude

^du

diapason

^même.

Avec un

style

^{formé d’un fil}

rigide élastique,

^on peut ^{au contraire}

amplifier

^cette

amplitude ;

^mais alors il faut donner au fil une lon- gueur convenable.

En

employant,

^comme

je

^l’ai

indiqué plus haut,

^{un fil d’acier}

de

0mm,3

^de

diamètre,

^{il ne} _{faut pas}

dépasser

^une

longueur

^de

3o

millimètres,

afin d’avoir une vibration assez

énergique

pour

qu’il

^{en résulte un bon}

enregistrement

^{sur le}

cylindre.

^En

^deçà

^de

cette

limite,

^{il faut éviter les}

longueurs comprises

^{entre 24 et}

a7 millimètres

environ,

pour

lesquelles

^se

présentent

des anomalie de telle nature, que ^le

style

^{affecte des formes de vibration com-}

plexes qui

^{en rendent}

l’enregistrement

^à peu

près impossible,

^et

qui,

^de

plus, adaiblissent, jusqu’à

l’éteindre

quelquefois,

^{le mou-}

semble,

^{comme le}

diapason,

^{avec des}

amplitudes

^{croissant avec la}

longueur;

^de 27 à 3o

millimètres,

^il

présente

^un noeud dont la distance au

diapason

^est

variable,

^et l’extrémité libre a une

ampli-

tude décroissante.

On peut ^obtenir

ainsi,

^{au bout du}

style,

^une

amplitude

^{double et}

même

triple

^{de celle des}

points

^du

diapason (1).

LATIMER CLARK. 2014 On a voltaïc standard of electromotive force (Sur ^{une unité de}

force électromotrice); Proceedings of the Royal Society, ^vol. XX, p. 444; I872.

(Traduit par ^M. CORNU.)

En

1861,

^une Commission fut

désignée

par l’Association britan-

nique

pour l’avancement des sciences pour

s’occuper

^{des unités de}

résistance

électrique

^et ultérieurement de diverses unités relatives

aux mesures

électriques.

^Les

Rapports

^furent

présentés

^en

1862, 1863, 1864,

^{1865 et}

1867.

Ils recommandérent

l’adoption

^d’un

système

d’unités électro-

magnétiques

^{basées sur le znètrc et le gramme;} les relations de ces

unités étant telles que l’unité ^de force

électromotrice, agissant

^sur

un circuit ayant ^{l’unité de}

résistance,

donne l’unité de courant, ^et que l’unité de courant passant

pendant

^{l’unité de} temps

produit

l’unité de

quantité

d’électricité.

La Commission

présenta

^des types

représentant

^{l’unité de résis-}

tance

(connue

^{sous le nom} d’unité de l’Association

britannique

^ou

ohm),

^{l’unité de}

capacité électrostatique

^ou condensateurs de gran- deur telle que,

lorsqu’ils

^sont

chargés

^{avec l’unité de force électro-}

motrice,

^ils contiennent un

multiple de l’unité

d’électricité

(connue

sous le nom

de faraday).

Aucun type ^de force électromotrice n’a été construit

jusqu’ici;

^en

fait,

^{on a rencontré}

beaucoup

^de difficultés en le cherchant. Les moyens

mécanique,

tels que la rotation d’un conducteur dans un

(1) Ces indications pratiques ^{sur le mouvement} complexe ^d’un pareil style ^suffisent

pour l’objet qu’on ^{a en vue} ici. C’est un cas particulier ^{du mouvement} complexe ^d’une tige élastique ^{dont un} point ^est animé d’un mouvement vibratoire. J’ai terminé une

première ^{série d’études sur ce} mouvement, qui ^{v ont être} prochainement publiées.