Nouvelles études sur les courants des machines electriques

HAL Id: jpa-00237131

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00237131

Submitted on 1 Jan 1875

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

electriques

Francesco Rossetti

To cite this version:

Francesco Rossetti. Nouvelles études sur les courants des machines electriques. J. Phys. Theor. Appl.,

1875, 4 (1), pp.65-71. �10.1051/jphystap:01875004006500�. �jpa-00237131�

NOUVELLES ÉTUDES SUR LES COURANTS DES MACHINES

ELECTRIQUES (’) ;

PAR M. FRANCESCO ROSSETTI,

Professeur à l’Université de Padoue.

I .

I! t ~ç~01’1 r‘~ Zt P .

^{- E11}

1837,

^{Gauss avait}

rernarqué

que l’action

électromagnétique

^{du courant} fourni par ^une machine

électrique

^se

mailtient constante, ^même

lorsque

^l’on introduit dans le circuit un

fil

métallique

^{de la}

longueur

d’un mille. En

1868, Poggendorf~’

^con-

lirina le

fait,

observé par

Gauss,

par des

expériences

^{faites sur le}

courant

produit

^avec l’électromoteur de Holtz. Il inséra dans le circuit do minces cordons mouillés

ayant

^la

longueur

^{de 5}

jusqu’à

7

mètres,

^{et il ne trouva aucune} différence ni dans la déviation

galvanonlétrique,

ni dans le nombre des

décharges

^{d’une bouteille}

électrométridue.

^Gauss

expliqua

^le

singulier phénomène

^observé

par

lui,

^en

comparant

^{la manière}

d’agir

des différents électro-

moteurs. « Dans lcs

couples voltaïques, dit-il,

^{une force électro-}

motrice déterminée

développe

^{dans un}

temps

^{donné une}

quantité

d’électricité d’autant

plus petite

due la résistance du circuit est

plus grande;

^au

contraire,

^dans

l’expérience

^{faite avec l’électro-}

moteur à

frottement,

^la

quantité

d’électricité

développée dépend uniquement

^du

jeu

^{de la}

machine,

^{et toute} l’électricité

qui,

^{sous la}

forme

d’étincelle,

^va du corps frotté ^sur le

conducteur,

doit par- courir le circuit tout

entier, qu’il

^{soit court ou}

long,

^{afin de}

pouvoir

se neutraliser avec l’électricité extraite du corps ^{frottant. »} Cette

explication parut convaincante,

^{et fut}

acceptée

par NI.

Poggendort~’.

Dans ce

travail, je

^démontre

cIu’elle

^est

^inexacte,

^et

qu’en

^réalité

la formule de Ohm

s’appliduc

^{aux courants fournis}

par les

^machines

électriques. Seulement,

tandis que ^dans les

couples voltaïques

^la

force électromotrice et la résistance intérieure se conservcnt presque constantes, ^dans les machines

électriques

^{elles sont variables et}

fonction de Fêtât

hygrométriquc

^{et de la vitesse de rotation.}

II.

Dc.~~~J~~ yt ~ mJZ

^de la méthode suivie et des

appareils einployés.

~’ai fait _usa~;~~ d’une excellente machine de

Holtz,

^{de la}

première

1’) Evtuait par l’auteur ciu Mémoire intitul(~ : 1 rrovl studj ^seille cot-rYrrtr ~!~=ll~~

I)tuCCjtllt(’ e~l~ ttrriche, et puhlié Jans les 4tti del Ii. I: trarctc~ relleta di Sciell:l’. ^{LZ : ~r~ r~}

Pd Arti, le ^{Série, t. III,} p. r ;~~ et 21.)9.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:01875004006500

espèce,

construite par ^1I.

Rull111korff,

^et

je

^l’ai

disposée

^de

façon

que l’axe du

disque

^mobile

pût

^{être réuni avec} l’axe d’un appa- reil de rotation. Le mouvement de ce dernier était

produit

^au

moyen ^de

poids qui pouvaient

^varier

depuis

³

jusqu’à ⁴²

^kilo-

grammes; la hauteur de descente des

poids,

pour

chaque

^tour

du

disque

^{de la}

machine,

^{était de}

om, 003834.

^Un

compteur

^élec-

tromagnétique

^{de Siemens et} Halske faisait connaitrc le nombre de tours

pendant

^un

temps quelconque,

mesuré par ^un chro- uomètre à

secondes,

^{et un}

hygromètre

^à

^cheveu, préalablement comparé

^{avec un}

hygromètre

^à

condensation, indiquait

^le

degré

d’humidité relative de l’air ambiant. Le courant,

produit

^{par la}

machine

parcourait

^un

galvanomètre déjà gradué,

^et

pouvait

^aussi

traverser à volonté ^un rhéostat à

liquide, composé

^de

^quatre

^tubes

très-minces et

très-longs, remplis

d’eau distillée.

Il était

important

de déterminer avant tout la

quantité

^{de travail}

nécessaire pour ^rendre actif l’électromoteur. A cet

effet, pendant

que la machine était

déchargée,

^{on cominença une série}

d’expé- riences,

^dans

lesquelles

^{on faisait varier le}

poids

^{moteur ; on obte-}

nait des vitesses de rotation dinercntes. A l’aide des résultats de

ces

expériences,

^on construisit une courbe en

prenant

pour abscisses les

poids

moteurs et pour ordonnées le nombre de ^tours par ^se-

conde, correspondant

^{aux dinérents}

poids.

^On

pouvait

^{déduire de}

la courbe la vitesse

correspondant

^{à un}

poids

^moteur

quelconque,

ou bien le

poids

^moteur

capable

^de

produire

^{une vitesse} déterminée.

Alors on lncttait la machine en

activité;

^le

poids employé

pour obtenir une certaine vitesse de rotation était

plus

considérable que

précédemment.

^{Il est} évident que la différence ^entre le

poids

^em-

ployé lorsque

la machine est active

(chargée)

^{et le}

poids capable

de

produire

^{la nlême vitesse}

lorsque

la machine est inacti~-e

(c’est-

à-dire

déchargée)

^{est le}

poids

^motezcr

efficace,

a’est-à-dire le

poids capable

^{de faire} passer ^et de maintenir la machine de l’état inactif à l’état

actif,

c’est-à-dire de l’état de

décharge

^{à l’état de}

charge

^et

d’activité

électriques.

^En

111111t1pllallt

^ce

poids

^moteur efficace par le nombre de tours achevés dans une seconde et par la liauteur de chute

correspondant

^à

cliaque

^tour

(om, 003834),

^{on obtient le}

trc~vrzil jnotezcn e~cace, qui produit,

par le moyen ^de l’électromoteur

de Holtz,

^{le courant dont on mesure} l’intensité.

Je dois

ajouter

que dans

chaque expérience

^on mesurait l’inten-

67 sité du courant deux fois : la

première ^fois,

^en faisant dév 1er l’ai-

guille

^du

galv anomètre

^{à droite du}

zéro,

^et la seconde en la faisant dévier à

gauche;

^on

prenait

la moyenne de deux

lectures,

^{et avec}

la Table de

graduation

^du

galvanomètre

^on connaissait la valeur de l’intensité du courant. Enfin _comme, en

opérant

^{avec les cou-}

rants de ces machines

électriques,

il arrive très-facilement

quelque

accumulation d’électricité

statique, qui

troublerait la

régularité

^de

l’action

électromagnétique

^{du courant, une} des électrodes de la machine était ^en communication

métallique

^{avec la terre, au} moyen de

tuyaux

^en

plomb

^{du gaz}

d’éclairage.

III. Premières

e.xpé~~ienCes; prcnliers

résultats. - Des

quatre

séries

d’expériences

^{faites à} dinércnts états

hygrométriques,

^dans

lesquelles

^{le courant ne} trav ersait pas le rhéostat

liquide, je

^n’cn

reproduirai qu’une

^seule

clonnée

^{dans le tableau}

suivant,

^ou

P

représente

^le

poids

^{moteur total en}

kilogrammes, c]est-à-lire

le

poids lorsque

^{la machine est active ou}

chargée ;

p le

poids qui

^{suffit à}

imprimer

^{la même vitesse}

lorsque

^{la ma-}

chine est inactive ou

déchargée ;

ma le

poids

^moteur

efhcace,

c’est-à-dire la ditférence

P - ~

ⁱⁱ

laquelle

^{on doit} l’activité

électrique

^{de la}

machine ;

il le nombre de tours par

seconde ;

i l’intensité du courant déduite de la lecture et de la table de

graduation

^du

galvanomètre;

L le travail efficace

produit

^à

chaque

^{seconde et}

exprimé

^{en ki-}

logrammètres.

’

~’.xpéniences,

^{i 6 rnai}

1874.

Hygromètre... 88, 5 = o ~ G(~3 humidité relative.

De la

simple inspection

^{de ce tableau on} déduit que, ^{dans une} même série

d’expériences,

c’est-à-dire faites avec un même état

hygrométrique :

i ° L’intensité du courant

produit

par

l’électromoteur

est, à peu de chose

près,

^{mais non} pas exactement,

proportionnelle

^{à la v i-}

tesse de rotation du

disque;

^{elle croit un} peu

plus rapidement.

M. Kohlrausch avait énoncé la

proportionnalité

^{exacte, mais il}

n’avait pas mesuré ^avec

précision

^{la v itesse} de rotation.

2° Le travail efficace

dépensé

par seconde est exactement pro-

portionnel

^à l’intensité du courant.

3° Le

poids

^{moteur efficace} se conserve presque constant,

quelle

que ^soit la

grandeur

^du

poids total,

c’est-à-dire

quelle

que ^{soit l’in-} tensité du courant.

J’ai fait diverses séries

d’expériences analogues

^{à la série}

qui

vient d’être

décrite,

^{mais avec des états}

hygrométriques

diflérents.

Les trois conclusions que

je

viens de donner se sont

toujours

^trou-

vées exactes, ^mais

j’ai

pu reconnaître ^{en outre} les lois suivantes :

I~°

^Le

rapport

^{entre la vitesse de rotation et} l’intensité du cou- rant va en croissant à ^mesure que l’état

hygrométrique

^{s’accroît.}

11~T. Kohlrausch avait trouvé ce

rapport indépendant

^de

^l’état hygrométrique.

5° Le

rapport

^entre le travail

dépensé

^et l’intensité du courant

diminue

lorsque

l’humidité s’accroît.

L’électromoteur de Holtz est donc

plus econol1zique

^{dans les}

journées

^humides que dans les

journées

^sèches.

6° Le

poids

^{ethcace est}

plus grand

^{dans les}

journées ^s’èches, plus petit

^{dans les}

jours

^humides.

Des

expériences

^{ont été} faites pour vérifier ^si la distance entre

les deux

disques

exerce une influence sur le mode de fonctionne de la machine,. J’ai trouvé ce résultat :

~°

^{Si la distance} augmente, l’intensité ^{du courant} diminue et le travail devient aussi moindre.

I~T . Intensite (lit courant pour divet-ses resistances. Résistance intérieure. Ces résultats

acquis, j’ai

^{fait des} recherches dans le but de dé terminer les résistances internes et les forces électromotrices de l’électromoteur de Holtz. A cet

effet, j’introduis

dans le circuit

69 le rhéostat à

liquide, qu’on

^a

déjà

mentionné. ‘-oici

quelques-uns

des résultats obtenus :

H~-~romètre... â8,~ = o?6g3 humidité relative.

En examinant les nombres contenus dans ce

tableau,

^{on trouve}

pleinement

^{établie cette} conclusion : La formule de Olmn est

appli-

cable aux courants

engendrés

par les macllines

électriques.

Des nombres obtenus on

peut

déduire la résistance Intérieure de l’électromoteur de Holtz en fonction de la résistance extérieure re-

présentée

par l’eau des tubes étroits

qui

forment le

rhéostat,

^{et l’on}

trouve que le

rapport

^entre la résistance intérieure et la résistance des

quatre

^{tubes est}

égal

^à

2,053, lorsque

^le

disque

^fait

2,; 5

^tours

par seconde. Ce

rapport

^est

égal

^à

o,8g8 lorsque

^{m =}

4,03 ; à o,73~

lorsque

¹¹

_-_ 5, r ~ ; à o,665 lorsque

^{Il -}

6, ~ 5.

^{On voit} que, ^si la vi-

tesse de rotation du

disque augmente,

^la résistance intérieure décroît

très-rapidcmcnt

^au commencement, ^et

plus

^{lentement ensuite.}

^Etant

connu le

rapport

des résistances intérieure et

extérieure,

^{il reste u}

déterminer la v aleur de la seconde pour

pouvoir

calculer la valeur de la

première.

^{Si les}

quatre

tubes étaient

remplis

^{de mercure à}

zéro,

ils auraient une résistance totale de

3,o6o8j8

^{unités Sie-}

mens.

Étant remplis d’eau,

^leur résistance est

égale

^{il ce nombre}

multiplié

par la résistance

spécifique

^{de l’eau.}

Par cette

évaluation,

^il résulte que la résistance intérieure de

l’électromoteur

de

Holtz, qui

^{a servi à ces}

expériences,

..,’ (: 1 t"B {’ 11 2810 millions d’unités

Siemens, lorsque

la vitesse de rotation est

de 2 tours par

seconde,

^{et de}

678

millions d’unités Siemens

quand

la vitesse est de 7, 5 tours par seconde. De là on déduit les forces

électromotrices;

^{elles sont} très-considérables : on trouvera aisément que la

plus grande

^est 51860 fois celle d’un élément Daniell ou

30 o3o fois celle d’un élément de

Grov~.

Av ec les données de

l’expérience

^{et du}

calcul, j’ai

^{construit une}

courbe en

prenant

pour abscisses les vitesses de

rotation,

^et pour ordonnées les résistances intérieures

correspondantes

^{de l’électro-}

moteur, ^{et ainsi il est}

possible

^de connaître la résistance intérieure

correspondant

^{à une vitesse}

quelconque.

J’ai transformé aussi en

valeurs de mesure

absolue,

^{selon l’unité de}

Weber,

^{lcs valeurs de}

l’intensité

qui,

^{dans les Tables}

précédentes,

^étaient

représentées

^selon

la Table de

graduation du galvanomètre ;

^{et, à}

cet effet,

il fallut multi-

plier

^{le nombre i du}

galvanomètre

par

Ki

^{= a K ==}

o,00003 i ~43, qui

^{résulte du}

produit

^{de K =}

o,oooo3347?

coefficients de réduction

en unité Jacobi pour lc

galvanomètre employé,

^{et de a =}

0,9484,

coefficient de réduction de l’unité Jacobi dans l’unité électrolna-

gnétique

^{de Weber. La valeur de} l’intensité

J,

^{en mesure}

absolue,

a donc été obtenue par la formule ^{J =}

Ki

^{X i. La valeur de la}

résistance intérieure S en unité Siemens a été déduite de la

courbe,

^{et la valeur de la force}

électromotrice, exprimée

^{en unité}

Siemens Weber,

^{a été calculée} par la formule E ⁼

S X

J.

Nous transcrivons seulement une série

d’expériences.

On arrive aux conclusions suivantes :

3° L’électromoteur de Holtz se

comporte

^{d’une manière}

analogue

à celle de

couples voltaïques;

^il

possède,

^{de même} que

ceux-ci,

^une

force électromotrice et une résistance

qui

sont constantes si la vi-

tesse de rotation et l’état

lygrométrique

^restent Invariables.

9°

^{La force} électromotrice de la machine de Holt~ est

indépen-

dante de la vitesse de rotation.

10° Elle varie avec le

degré d’humidité,

^{en sorte} _que, si l’hunii- dité augmente, la force électromotrice décroît.

1 i° La résistance intérieure est

indépendante

^{de 1 état}

hygromé- trique.

’

12° Elle varie a, cc la vitesse de

rotatiol,

dc manière due, ^si la vitesse augmente, la résistance intérieure diminue

rapidement.

i 3° Les

poids

^{moteurs efficaces sont}

proportionnels

^{aux forces}

électromotrices et

peuvent

^être

regardés

^{comme les}

représcntants

de ces forces.

V. Valeur de

l’écluivalent d) } ri~zmi~lcce

^de la chc~eicn déduite de

ces

expériences. - Enfin je

^{me suis}

occupé

^{de la} détermination de

l’équivalent dynamique

^de la chaleur. A cet

effet, j’ai

^fait usage de la loi de

Joule, regardant

la chaleur totale W

qui pourrait

^dé,

cloppcr

un courant d’intensité J en

parcourant

^un circuit de résistance to-

tale

R,

^et

supposant

^{que le courant ne}

produit

^{ni travail}

chimique

ni rotations

électromagnétiques.

^{J et R étant}

représentés

^en

^unité

d’une ^mesure

absolue,

^{la loi de Jouh »i}

(B primée

par la formule W -

2,398.101

^J2

^R,

^dans

laquelle

^Il

=1~ gS,

^c~t,

d’aprt"s

^Kohl-

rauscll, ~ - 97 i ~. io’6.

^En

désignant par / l’équivalent d) nalllique

de l’unité de la

chaleur,

^et par L le travail inotcur efficace

J(~P(’I1,",(:

pour

produire

^{le courant} d’intensité

J,

^{on aura}

En faisant le calcul _pour

vingt expériences,

^{et en}

négligeant

^les

résultats des trois

qui

^diffèrent

sensiblement, j’ai

^{trouve le nombre}

428

presque

identique

^à

4~5,

que l’on

adopte générah’men!

pour

l’équivalent mécanique

^{de la}

chaleur,

^{et assez voisin de}

4~6,

^nombre

que l~l.

Regnault

^{a déduit de ses}

expériences

^{sur la vitesse du son.}