De l'électro-aimant Hughes et de quelques-unes de ses applications

HAL Id: jpa-00237043

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Submitted on 1 Jan 1875

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De l’électro-aimant Hughes et de quelques-unes de ses applications

Lartigue

To cite this version:

Lartigue. De l’électro-aimant Hughes et de quelques-unes de ses applications. J. Phys. Theor. Appl.,

1875, 4 (1), pp.170-176. �10.1051/jphystap:018750040017001�. �jpa-00237043�

170

riences en

produisant

l’écoulement ^au travers d’orifices

très-fins, percés

^{en mince}

paroi

dans des lames de

platine ; ~je

^{n’ai fait encore}

que

très-peu

de déterminations

numériques,

^et,

quoiqu’il

^{ne m’ai t}

. pas ^{encore été}

permis

^{de 11-~e}

placer

dans des conditions de

précision suffisantes,

l’influence dont

je parle

^est

parfaitement

certaine. Dans

une de mes

opérations,

^les

tenlps

d’écoulement se sont trouvés dans le

rapport de 3 s s .

L’iniluence de la tension

superficielle

^{sur la} contraction de la veine ne saurait donc être

l’objet

du moindre

doute;

^{mais les faits}

que

j’ai

^{cités en dernier lieu}

paraissent indiquer,

^en outre, que la tension

superncielle

^(~11

liquide

^{a aussi une influence}

marquée

^sur

la

longueur

^{de la}

partie

continue de la veine. La chose n’est _pas

saiis

intérêt ;

^{i car, si la nature de la}

partie

^{trouble est bien éta-}

blie

depuis

^{les belles}

expériences

^de

Savart, ,je

^crois

pouvoir

^dire

qu il

^{n’en est}

point

^{de même de la}

partie limpide

^{avec le ventre}

qui

la suit : un

grand

^nombre

d’expérimentateurs

^{habiles l’ont}

étudiée par les

procédés

^les

plus

^{minutieux et les}

plus variés,

^et

l a

question, cependant,

^me

parait

^{loin d’ètre encore résolue}

aujour-

d’hui.

DE

L’ÉLECTRO-AIMANT

HUGHES ET DE QUELQUES-UNES DE SES APPLICATIONS ;

PAR M. LARTIGUE,

Ingénieur ^civil charge du service électrique ^{du chemin} de fer du Nord.

La solution

pratique

de certains

problèmes illlpliduc

^la

possibi-

lité de

produire

^a distance des cil~us

mécaniques déterminés,

pour

lesquels l’emploi

^de l’électricité est tout naturellement

indiqué.

Mais les élcctro-aimants ordinaires sont

parfois

insuffisants. A moins d’être dans des circuits très-courts et actionnés par des

piles énergiques, ^ils

^n’ont

qu’une

^force relativement

minime ;

^en _outre, ils

agissent

dans les conditions les

plus défavorables, puisque,

^au

moment oit ils ont à

produire

^le

plus grand

^cflort pour donner ^à leur

j>iil>i t >

^{h mouB émeut}

^initial,

^{celle-ci est au}

point

^le

plus

^éloi-

gné.

^{Or om} sait que l’action

magnétique

^{diminue avec la}

^distance,

suivant une

progression très-rapide.

^Comme

conséquence,

^{on doit}

donner a cette

palette

unie course très-limitée. Pour

multiplier

^les

effets de ces

électro-aimants,

^{on est amené a se} servir de relais

avec

piles ^locales,

^ou de mécanismes

plus

^{ou moins}

compliqués.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:018750040017001

171

:B1. le

professeur

^américain

Hugl1es

^a

employé

pour ^son télé-

graphe-imprimeur

^une

disposition qui ^permet

d’obtenir directe-

ment une action d’une

énergie considérable,

^on

pourrait

presque dire indéfinie. Cet aimant ne

développe

pas directement ^une

force,

mais il

permet

^{à une force tenue en}

réserve, emmagasinée, d’agir

^à

un moment donné avec toute son intensité.

Il est

composé

^{d’un aiinaiit fixe en fer a} cheval dont les branches

sont

prolongées

par des

cylindres

^{de fer doux entourés de bobines.}

Ces

cylindres

^ou noyaux deviennent les véritables

pôles

^{de l’ai-}

mant, ^et maintiennent ^une

palette

^{au contact.}

En faisant passer dans les bobines ^{un courant} de ^sens inverse de celui

qui produirait

^une aimantation de mème

espèce

que celle ^de

l’aimant,

^{on affaiblit}

celui-ci ;

il laisse

écliapper

^{alors la}

palette

sous l’action d’une force

antagoniste (poids

^ou

ressort)

que l’on

peut

utiliser comme moteur.

On

comprend

que ^cette force n’a d’autre limite que celle ^de la

puissance

attractive de l’aiiiiaiit

qui

doit la contre-balancer pour retenir la

palette.

^Cette

puissance peut

^être

très-grande, plusieurs

centaines de

kilogrammes,

^{avec les aimants} que l’on ^est parvenu ^à

construire ;

du reste, la force

antagoniste

^est facilement

multipliée

par les

procédés

^les

plus siinples.

On

peut

^donc

produire

^{à distance et} instantanément des effets

mécaniques

déterminés

très-considérables,

pourvu

qu’après chaque

effet

produit

^{la force}

antagoniste

suit restituée par ^{un moteur}

quel-

conque, ^et la

palette

^{ralnenée au contact de} l’électro-aimant.

Par

conséquent,

^{dans les}

appareils

^{fondés sur}

l’emploi

^{de l’élec-}

tro-aimant

Hughes,

trois forces sont I111Sts

enjeu :

i° La force à

utiliser,

^{dont l’action est}

préparée, qui

^est emmaga- sinée par ^{un moteur}

quelconque ;

2° La

puissance

attractive de l’aimamt

qui

contre-balance cette

force ;

3° L’électricité

qui rompt l’équilibre

^{de ces deux} forces et, ^en affaiblissant la

seconde, permet

^{à la}

première

^de

produire

^ses

effets.

Si la différence entre l’attraction de l’aimant et la force antago- niste est convenablement

calculée,

^il suffira de

développer

^{dans les}

noyaux des bobines ^une contre-aimantation

très-faible ;

^{et en ellèt}

les éléments de

pile qu’on emploie

^sont

disposés

^en

^tension,

^{et leur}

172

nombre

dépend uniquement

de la distance à

laquelle

^{on veut}

^agir,

en un mot, de la

longueur

du circuit.

L’électro-aimant

Hughes

^{a en outre, sur} les électro-aimants ordi-

naires, 1 avantage

de fonctionner ^au passage de ^courants que l’on

peut

dire instantanés : il ne

s’a~it

pas, ^en

effet,

^{d’attirer une} _pa-

lette sous l’influence d’une force

qui

^doit

persister pendant

^tout

le

temps

^de

l’attraction; l’électricité,

^{dans l’aimant}

Hughes,

^{ne sert}

qu’à interrompre

^{un instant une action}

permanente

^et

agit,

par

conséquent,

^COI11Il1C le ferait un coup de ciseaux

qui

trancherait

un fil

portant

^un

poids, lequel

tomberait ensuite sous l’influence et

selon les lois de la

pesanteur.

Pour se rendre

compte

^{de cette}

instantanéité,

^{il suffit de se} rap-

peler

le nombre

prodigieux

de lettres

imprimées

par minute ^avec le

télégraphe Huglies, malgré

^la

multiplicité

des actions

indépen-

dantes de l’électricité

qui

concourent à

l’impression

de chacunc

d’elles.

En dehors de

l’emploi qui

^{en a été fait par le savant inv enteur}

pour ^son

télégraphe,

^{nous ne} croyons pas que l’électro-aimant

Hughcs

^{ait été}

pratiqucment

^{utilisé avant les}

applications

que ^nous

en faisons nous-méme

depuis quelques

années. Nous allons suc-

cinctement eii

indiquer quelques-unes :

Fi¡j. ^{1 .}

1 0 Ouverlurc otc ~

f Émrmetccne

^des

nuhilzets,

_Joupapes,

Z~czlves,

clczpets,

^{etc. -}

Lorsqu’il s’agit

^{d’un gaz ou}

d’un liquide

^{sous faible}

173

pression,

^le

problème

^est

très-simple ~

il suffit de fixer sur la clef d’un robinet R

~~‘cb . i )

^{un levier à}

contre-poids P,

^{muni d’une}

palette qu’un

électro-aimant

Hughes

^{A maintient en}

équilibre instable,

^et

qui

^tombe

lorsque

^se

produit

^la désaimantation au pas- sage d’un ^courant

envoyé automatiquement

^{ou à volonté.}

Sous forte

pression,

pour ^ne pas ^être

obligé d’employer

^de

trop

grands aimants,

^{il est bon}

d’adopter

la forme de

clapets

^avec

piston

de

contre-pression.

2°

Sifflet

élect~°o-~utomotelcr des

locoinotives.

- Une des tlues- tions les

plus importantes,

^{relatives à} la sécurité de

l’exploita-

tion des chemins de

fer,

^{est celle des}

signaux.

^Les

appareils

^des

signaux d’après lesquels

^les mécaniciens

règlent

^{leur marche sont}

Fi~. ^2.

des

pièces mobiles, disques

^ou

^bras, qui,

^{dans une}

position,

^indi-

quent

^{voie libre et dans} l’autre commandent

l’arrêt.; mais, si,

pour

une raison

quelconque,

^{ils ne sont} pas aperçus, ^toute

garantie

^dis-

parait.

On avait souvent cherché à confirmer le

signal

^{à vue} par ^un

174

signal acoustique,

^{mais sans succès}

pratique. L’emploi

^{de l’électri-}

cité avec l’électro-aimant

Huches

^{nous a}

permis

^{d’obtenir le résul-}

tat

désiré,

^{au moyen de la}

disposition

^{suivante :}

S est un sifilet a vapeur dont la soupapc ^V

~~i~ . ~ ~

^{est inanoeu-}

Brée par le levier D. Avec ^ce levier et un second levier

parallèle

P est articulée ^une

tringle

^{R munie d’un ressort à}

boudin, qui

^tend

constamment à l’abaisser. Le second 1(~Niei- P

porte,

^à l’extréiiiité de sa volée, ^une

palette

que IIIaIIItIC’13~. collée ^tlll aimant

I]uglies

^A.

Si cet aimant vient il être analbll. le ressort

agit,

^{les leviers et} par suite la soupape ^sont

abaissés,

^et

1 a i ai>eui~

fait fonctiollner le sifflet.

L’apparcil, clmplété

par ^une

boite-enveloppe

^en

^fonte,

^{est fixé}

sur la locomotive en face du mécanicien.

La source d’électricité

qui

^doit

faire agir

^{le sifilet est une}

pile placée près

^du

signal à B ne,

^et

qui

^{est utilisée en outre} pour faire marcher une soiiiici ic (le COllt1’(llf’ aux abords c1u ll’B icI’

ciui

^ma-

11t~.’LL~ r~’ ll’

signal. Quand

^{celui-ci est à a}

position d’arrêt,

^{une com-}

munication est établie entre la

pile

^{et une}

pièce

^{nommée coiitact}

fixe,

^ou

vulgairement cnococlile, 1)oséc lolyitLidinalement

^{à une}

hauteur convenable cntre les rails à une distance déterminée en ayant du

signal.

^Cette

pièce

^{est une}

poutre

^{en bois} fixée par des

pieds

^{en fonte sur les traverses de la}

voie,

^et

garnie

^{sur sa face}

supérieure

^d’une

plaque métallique

^à

laquelle

^{aboutit le fil de}

pile.

Sous la

machine,

^{et en relation} par ^un fil isolé av ec la bobine de

l’élcctro-aimant,

^est

portée

^{une hrossc ou balai}

inétallique qui,

au passage, frotte

énergiquement

^sur le ci-ocodile.

Quand

^le

signal indique

^voie

^lihi°e,

^la

lsile

^{étant isolée de la}

plaque

^du contact, II ne ^se

produit

^aucun

^elle,’.; si,

^au

contraire,

^le

signal

^{est à}

^l’aii~1, quelle

que soit la vitesse de la

marchc,

^{un cir-}

cuit instantané

s’étal)llt,

^et le sifflet fonctionne

~usclu’à

^{ce que le}

mécanicicn,

^en

appuyant

^sur la 111ancttc

K,

relève le levier

D,

^fcrme

la soupape ^et colle de nouveau la

palette

^{du levier P contre l’élec-}

tro-ailnant.

Le sifflet élcctro-autonloteur est

placé depuis près

^{de deux ans}

sur un

grand

^{nombrc de} locomotives du chemin de fer du Nord.

Il est aussi utilisé pour donner des

signaux

^{dans des}

ateliers,

dans des

mines,

^sur des bâtiments il B apcur,

partout

^{oi-t l’on}

peut

avoir a

produire,

^même

automatiquement,

^{al distance un}

appel

énergique

^{et continu.}

175

ce une modification de forlne et en le combillant avec un mou-

~ement

d horlogerie,

^{on a}

songé

^{à s’en servir dans}

quelques phares

pour donner ^à

distance,

^{au moyen d’une}

trompette à vapeur,

^des

signaux acoustiques

coiifirmatifs et

supplémentaires

^des

signaux

lumineux.

3" -Déclic

électrique.

^{- Nous avons} utilisé les

propriétés

^de

1 aimant

Hughes

pour

produire

^soit

automatiquement,

^{soit à vo-}

lonté,

^des

embrayages

^{ou des}

débrayages,

des serrages ^ou des des- serrages de

freins,

^de

treuils,

^de

monte-charges,

^{etc. On a}

parlé

l’année

dernière, quoique

^assez

inexactement,

^{de ce}

qui

^{avait été}

proposé

pour la ^manceuvre des décors de théàtres et des

applica-

tions CIl cours

d’expériences

^{faites au nouvel}

Opéra (1 ).

4°

L’lectno-scmap7tones ( ~ ~ .

^{- La}

possibilité

^{de manoeuvrer}

électriquement

^à distance des

pièces

très-lourdes nous a

perlnis d’établir,

dans des conditions toutes

nouvelles,

^un

système

^de

signaux

destinés à

protéger

^{les trains en marche et à les annoncer}

en avant, ^de

façon

^{à rendre toute collision}

inlpossible.

Ce mode

d’exploitation,

que ^l’on

désigne

^{sous le nom de block-}

s~~stent,

^{consiste à diviser la voie ell sections ~11I’}

lesquelles

^deux

trains ne

peuvent

simultanément être

engagés.

^A l’extrémité de

chaque

^{section est un}

^poste

^11luni

d’appareils

^de

signaux.

^Aussitôt

qu’un

^{train est}

expédié

^d’un

poste, l’agent

ferme la voie derrière lui _par un

signal

^{d’arrêt et l’annonce en avant au}

poste

^{suivant :}

ce n est que

lorsque

^{le train est arrivé a ce second}

^poste

^{que la voie}

est rendue libre au

premier.

Les effets à distance ^sur les ailes des

sémaphore,

^{dont la}

posi-

tion donne les

signaux

^aux

mécaniciens,

^sont

produits

^directe-

ment par des déclenchements

opérés

^au moyen de l’électro-ailant

Hughes.

^Lcs

électro-sémaphores

fonctionnent sur la

ligne

^{de Paris}

à Creil _par

Chantilly.

5° Sonnerie

d’cco~ emce ( 3 ) .

^{- Cet}

appareil

^{tire son nom de}

l’usage auquel

^{il est}

principalement ^destiné,

^et

qui

consiste à

pré-

venir

l’employé

^d’un

poste télégraphique qu’un appel qu’il ^reçoit exige

^une

réponse

^{toute affaire cessante.}

( 1 ) ^{Ces trois} premières applications ^{ont été faites} par ^{nous en} collaboration avec 1B1. H. Forest et 1B1B1. DiGncy frères, constructeurs.

(=) ~n collaboration avec B1. P. Tesse ^et 1B1. l’rud’homme, constructeur.

(e ) En collaboration avec 1B1. P. Tesse et 1B1. Bréguet, constructeur.

176

Il se compose d’un électro-aimant

Hughes

^{dont les bobines sont}

dans le circuit du fil

qui

^{réunit à la} terre tous les

appareils

^{de ré-}

ception (récepteurs

^ou

sonneries }

^d’un

poste.

^{Tous les courants} reçus dans ^ces

appareils

traverseront donc les

bobines,

^{lnais sans}

produire

^{d’effet s’ils sont d’un sens déterminé.}

)lais que l’un des

correspondants

^{envoie un courant de sens COI1-}

traire, l’aimant abandonnera ^sa

palette qui

^{établira le} circuit d’une trembleuse

spéciale.

L’employé

^sera donc averti par ^cette sonnerie

qu’un appel

^d’ur-

gence lui ^est

adressé,

^{en même}

temps

que le fonctionnement de

l’appareil récepteur

^{ordinaire lui}

indiquera

^{d’où émane}

l’appel.

Nous nous bornerons à ces

applications

^de l’électro-aiman t

Hughcs; lnais, d’après

^ce

qui

^{vient d’être}

dit,

^{il est facile de sc}

rendre compte des serv ices que

peut

^{rendre cet}

ingénieux appareil

trop

peu ^{connu et}

trop longtemps négligé.

J. THOMSON. 2014 A quantitative investigation of certain relations between the gazeous, the liquid ^{and the solid states of water substance}

(Étude

quantitative de certaines relations entre les états gazeux, liquide ^{et solide de} l’eau) ; Philosophical Magazine,

t. XLVII, p. 447.

Considérons une

substance,

^l’eau par

exemple, qui puisse

^se

présenter

^{sous les} trois états gazeux,

liquide

^et

solide;

^{si deux de}

ces états se rencontrent en môme

temps,

^{on a un}

mélange,

^{soit de}

vapeur ^{et de}

liquide,

soit de vapeur ^et de

solide,

soit enfin de

liquide

et de

solide,

^et c’est chose actuellement bien connue que, pour l’un

quelconque

^{de ces}

mélanges,

^la

température

^{et la}

pression

^{sont liées}

l’une à

l’autre,

^{de telle sorte} que, l’une ^{de ces}

quantités

^{étant don-}

née,

^{l’autre est} par là ^même déterminée. La loi de cette

dépendance

peut

évidemment être

représentée

par ^une courbe dans chacun des trois cas

indiqués.

Prenons deux axes de coordonnées

rectangu-

laires, comptons

^les

températures

^{sur l’axe des x et les}

pressions

sur l’axe

des y,

^{et nous aurons,} pour le

premier mélange,

vapeur

et

liquide,

^une courbe que l’on

pourrait appeler

^la

ligne

^{d’ébulli -}

tion,

^et

qui

^{n’est autre} que la ^courbe des tensions maxima de la vapeur ^{en contact avec un} excès du

liduide ;

pour le deuxième

nié-

lange,

vapeur ^et

solide,

la courbe

représentative

^du

phénomène