- La Houille Blanche

LA
146
HOUILLE
pères, dont u n e bien faible partie seulement, à la vérité, est
wattée. Toutefois, au bout d'un instant, sous l'effet de
l'hystérésis et des courants de Foucault, le fer d u transformateur s'échaufferait tellement q u e les isolements et l'enroulement secondaire seraient vite détériorés.
M o y e n n a n t cette simple précaution, cet appareil, contrair e m e n t au shunt à circulation d'eau, est véritablement,
p o u r les courants alternatifs, u n instrument pratique, à la
lois de service et de contrôle. Il a le grand avantage de
pouvoir fonctionner, c o m m e n o u s l'avons déjà dit, avec
tous les ampèremètres, de sorte q u e l'on peut utiliser u n
instrument de précision p o u r les vérifications, et se contenter en service courant d'un a m p è r e m è t r e ordinaire, plus
robuste et m o i n s coûteux.
C.
LlMB
Docteur ès-Sciences, Ingénieur-Elech icien.
L E S
A P P A R E I L S
D E M E S U R E
A C T U E L S
Communication présentée au Congres de Marseille, par M . A. DURAND,
Chef de travaux au Laboratoire Central d'Electricité
Depuis l'année 1900, on ne peut signaler c o m m e appareils de
mesures nouveaux que les vattmètres thenm'ques, dont tes indications sont presque indépendantes de la fréquence et de la forme
de la courbe du courant. Les efforts des constructeurs se sont
surtout borraéls à perfectionner les autres appareils : c'est ainsi
que, pour les voltmètres et ampèremètres à aimant et cadre
mobile, par exemple, on a, par l'emploi des alliages constantan et
m a n g a m n , diminué, dans une grande proportion, l'erreur due aux
variations de la température ambiante ; mais si, pour les courants
continus, on parait arriver à un degré de précision suffisant pour
les mesures industrielles, il n'en est pas de m ê m e pour les courants alternatifs, où l'emploi de tensions et d'intensités de plus en
plus élevées nécessite des transformateurs trop souvent mal
étudiés, et qui sont, alors, la cause d'erreurs nouvelles.
Tout le mal, il faut bien le dire, n'est pas imputable au constructeur, mais trop souvent dû à un mauvais emploi de l'instrument. Beaucoup d'appareils, livrés exacts, ont leurs indications
faussées, temporairement ou définitivement, par l'influence des
courants passant dans les conducteurs voisins.
M o n but, dans ce qui va suivre, n'est pas d'entrer dans les
détails de construction, mais, par l'examen des défauts (1) et qualités des différents types d'appareils, de montrer quelle confiance
nous pouvons avoir en leurs indications.
I. —
CONSIDÉRATIONS SUR LES APPAREILS DE
MESURE
lin examinant les causes d'incertitude, nous voyons que quelques-unes sont générales et peuvent affecter tous les appareils ;
nous commencerons donc par les étudier. Ce sont : 1° Les défauts
de graduation, les erreurs de lecture (parallaxe) ; et 2° Les actions
mécaniques (pivotage, variation des ressorts, amortissement).
D'autres, au contraire, sont d'ordre électrique et seront signalés
pour chaque type d'appareil ; elles sont dues à l'hystérésis, aux
courants de Foucault, à l'affaiblissement des aimants, influence
des champs magnétiques et électrostatiques, à la forme de courbe,
à la fréquence du courant, à la variation des résistances des circuits avec la température, au couples thermo-électriques, etc.
Graduations. — Les dilatations, dues aux variations hygroméIriques de l'air, font restreindre l'emploi du carton pour les
cadrans des appareils de mesure ; les divisions sont maintenant,
ou gravées sur métal, ou, le plus souvent, tracées sur du papier
adhérent à des feuilles métalliques.
(I) Beaucoup de ces défauts constatés, depuis plusieurs années, au
Laboratoire Central d'Electricité, ont été signalés aussi dans différentes publications et notamment par M M AUMAGNAT, Instruments
et
méthodes
de mesures ; EDGGUMBE ET PUNG^, J o u r n a l of Ihe InititùU o n of Elecirical Enainsers
(19U-1905); HOSA. P>oceedinns
of the
A m e r i c a n Institule of Elecirical Enqineers
(1905) ; HEINIUCHVTBEIICO
WITZ. H a n d b u c h der Electrolecknik,
Ziveiler Bancl funfle
ablei-
BLANCHE
Les erreurs de graduation seraient bien faibles, si les divisions
étaient égales sur toute l'étendue de l'échelle ; cette dernière condj.
tion est rarement remplie ; aussi, la plupart des consti licteurs
sont-ils obliges de graduer leurs appareils de 10 en 10 p
exemple, et de diviser ensuite ces intervalles aussi bien que pos.
sible ; mais, à ces causes d'erreurs, vient s'ajouter le changent
de forme de la courbe d'étalonnement du au jeu pris par les vis
sous l'influence, et de la chaleur, et des vibrations (surtout en
alternatif).
Dans l'état normal, on peut craindre pour la gradua lion des
appareils étalons, des erreurs absolues atteignant 2 millièmes de
la graduation m a x i m u m ; l'erreur relative ne sera donc pas constante sur toute l'échelle.
ar
Erreurs
de parallaxe. — Cette erreur est fortement diminuée
dans certains instruments, grâce au miroir place sous l'aiguille.
Le plan vertical de visée est ainsi déterminé par la superposition
de l'aiguille et de son image.
Ressors
antagonistes.
— Les ressorts, en général en alliages
non magnétiques, laissent souvent beaucoup à désirer ; ils pré.
sentent une viscosité élastique qui se manifeste par un déplace,
ment du zéro, lorsque l'appareil reste en circuit un certain temps,
Pour remédier à cet inconvénient, les constructeurs se servew
souvent, c o m m e couple antagoniste, de deux ressorts spiraux
agissant en sens inverse, mais cette compensation n'est pas paifaite, les deux ressorts ne travaillant pas de la m ô m e façon. H
n'est pas rare de voir l'aiguille dévier du 1/190 de l'échelle
m a x i m u m , après une mise en service d'une heure aux 8 dixièmes
de cette échelle.
U n e autre cause d'erreur provient aussi de la diminution du
couple des ressorts avec l'élévation de température.
C'est pour remédier au déplacement du zéro, du à l'inégalilé
dans les ressorts, que les constructeurs (surtout à l'étranger)
munissent les appareils de vis de rappel : ce dispositif serait à
généraliser.
Suspension
des équipages
mobiles.
— 1° Suspension par fil
métallique ou non. Employée dans le cas où la force agissant
est très faible, cette suspension donne heu à un zéro mal délerminé ; pour éliminer cette erreur due à la viscosité dufil,il est le
plus souvent nécessaire de faire des lectures en inversant le sens
de la déviation ; aussi ne doit-on compter que sur une approximation de 0,5 pour 100 de la valeur m a x i m u m ;
2° Suspension par les ressorts spiraux : employée par lonl
Kelvin.
3° Suspension par couteaux appuyés sur des surfaces en forme
de V (électromètre Kelvin) ;
1° Suspension sur pivots. Les pivots doivent être particulièrement soignés pour aie pas être une cause d'indécision clans les lectures ; ils reposent en général, sur des pierres dures montées,
quelquefois sur ressorts ; ce dernier dispositif a pour but d'amortir les chocs. C'est aussi pour ménager les pointes des pivots
que les constructeurs font leurs équipages mobiles le plus léger
possible.
L'indécision provenant des défauts de pivotage peut atteindre,
pour les bons appareils étalons, 2 millièmes de la déviation totale;
cette indécision sera plus grande pour les appareils de tableau qui,
souvent, oint une aiguille très longue. L'indécision dépendra, aussi,
de la position de l'aiguille (horizontale ou verticale) ; cette dernière
disposition étant la plus désavantageuse.
Amortissement.
— Les constructeurs devraient apporter une
grande attention à urne question aussi importante que celle de
l'amortissement ; il est, en effet, inadmissible de voir, encore
actuellement, les lectures aux appareils rendues impossibles par
les oscillations de l'aiguille. Il m'est arrivé, pour des ampèremètres mis brusquement en circuit, sur du courant continu fourni
par des accumulateurs, de compter 75 oscillations simples rivant
l'arrêt de l'aiguille ; la durée totale pour avoir le régime stable
était de 45 secondes ! U n tel appareil sera d'autant moins utilisable qu'aux variations de l'intensité du courant viendront s'ajouter les perturbations dues à la résonance qui pourra se produire
entre la période d'oscillation de l'aiguille et celle du moteur.
Il est à. noter, que, quelque soit le genre d'amortisseur, l'action
de la résistance de l'air sur l'aiguille indicatrice pourra se faire
sentir (notamment pour les grandes aiguilles).
U n grand amortissement donnera Irop d'importance aux dcfmils
de pivotage ; j'estime que deux oscillations simples suffisent pour
les appareils étalons et de tableau, avec une durée totale d'oscillations de 2 secondes.
Article published by SHF and available at http://www.shf-lhb.org or http://dx.doi.org/10.1051/lhb/1909039
LA
HOUILLE
L'amortissement des oscillations de l'équipage mobile est
obtenu : 1° l
frottement intermittent (balances, électromèlres
Kelvin) ; 2° Par frotfement d'une palette dans un liquide (eau et
glycérine, huile; ; l'huile employée dans certains appareils peut
donner lieu à des erreurs grossières (l'huile par l'abaissement de
Ipmpéralure devenant visqueuse) ; 3° Par frottement d'une paletle
ou d'un piston clans une -chambre à air ; ce dernier procédé, avec
une bonne construction, donne d'excellents résultats ; 4° Par les
cournnls de Foucault induits dans une pièce métallique passant
entre les pôles d'un aimant.
BLANCHE
1-47
stable il fallait que le rappoit
Ls
lût le plus petit possible,
J a r
/.i et S étalnt la longueur et la section de l'entrefer, et s )a
longueur et la section du circuit magnétique, v la force coercitive
du métal. D'après Hemricli, la condition que tous les constructeurs cherchent à. remplir est :
Ls
J_
LS ^
100'
Signalons pour terminer, que Pierce et Campbell ont préconisé
l'emploi de la foule trempée pour les aimants permanents ; que
II. - E X A M E N D E S D I F F É R E N T S T Y P E S D ' I N S T R U M E N T S
Maurain a indiqué qu'on pourrait peut-être utiliser le fer ôleclrolyPOUR T A B L E A U X E T BOITES D E C O N T R O L E
tique déposé clans un champ magnétique, et que Guillet a signalé
les avantages de la trempe sous pression. Aucune de ces idées n'a,
Appareils à cadre mobile et aimant. — Ces appareils, basés
jusqu'ici, reçu d'application à notre connaissance.
sur l'action d'un aimant sur le courant passant dans une bobine
mobile, sont connus en France sous le n o m de Deprez-d'Arsonval ;
N o y a u en jer doux et m a s s e s polaires. —- La proportionnalité
ils dérivent du Siphon recorder de lord Kelvin. Le modèle indusde toute l'échelle dépend de ces pièces en fer doux. Leurs surfaces
triel a élé créé par Weston.
soigneusement travaillées doivent avoir un centrage parfait et
absolument indéréglable.
Ils se composent, outre le boîtier, de cinq pièces principales qui
Queques constructeurs, Chauvin et Arnoux par exemple, pour
doivent, pour la certitude des indications, répondre à différentes
simplifier la fabrication, suppriment les masses populaires ; il ne
conditions ; ces pièces sont : L'aimant,
les surfaces polaires, le
nmiau en fer doux, le cadre mobile et sa résistance en série, et semble pas en résulter une infériorité bien grande au point de
vue de l'exactitude des indications. D'autre part, dans les appaenfin les ressorts antagonistes
qui servent à amener le courant
reils à cadre Meylan-d'Arsonval, construits par la Compagnie pour
dans le système mobile.
la fabrication des compteurs, il n'existe pas de noyau en fer
Aimants permanents.
—- Les aimants permanents utilisés dans
doux (*).
les appareils de mesure doivent permettre de réaliser un champ
inlon.se avec une grande stabilité. Pour arriver à ce résultat il
Cadre mobile. — Le cadre mobile est constitué par un fil de
faut que le champ démagnétisant soit assez faible. Il faut donc
cuivre isolé, enroulé généralement sur un cadre de cuivre ; ce.
de très faibles entrefers. De plus la répartition du flux devant être
cadre sert d'amortisseur pour les courants de Foucault. L'emploi
uniforme dans un certain espace, la surface de cet entrefer doit
d'un enroulement en cuivre permet, pour le m ê m e nombre d'am(MRE assez grande, d'où la nécessité de munir les aimants de pièces
pères-tours, d'éviter un dégagement de chaleur susceptible do
polaires ou d'épanouissements polaires. A forme extérieure îdendéformer le cadre ; par contre, la résistance électrique de l'enroulique, la stabilité est d'autant plus grande, c o m m e l'a montré
lement variera avec la température de -i/1000 par degré cenliMadame Curie, que la force coercitive est plus grande ; mais il ne
grade.
faut pas oublier que, c o m m e on a besoin d'un champ assez
En série avec le cadre mobile, se trouve une résistance en mnnintense, il faut aussi que le métal employé ait une perméabilité
ganine ; elle sert pour le réglage, et permet d'amener l'aiguille
assez élevée.
au m a x i m u m de déviation pour la différence de potentiel dont on
dispose. Le coefficient de température du galvanomètre dépendra
11 en résulte qu'il vaut mieux employer les aciers au tungsène
donc du rapport entre la valeur de la résistance totale de l'appaque les aciers au molybdène. Ces derniers ont une force coercitive
reil et celle de l'enroulement seul.
plus élevée que les premiers, mais une perméabilité plus faible.
Bien entendu ces aciers sont utilisés à l'état trempé. Le choix de
Poids de l'équipage mobile. — Les constructeurs cherchent I'I
la température de trempe n'est pas indifférent. Dans certains cas
diminuer le plus possible le poids de l'équipage, afin de préserver
les propriétés magnétiques dépendent de la température de
les pointes des pivots ; ce poids varie de 1 h 6 grammes.
trempes ; d'autre part il faut éviter à la trempe la formation de
Le Tableau ci-jomt, emprunté à 1 ouvrage d'Hoinrich, montre
tapures.
la variation des constantes des millivolmèlres Weston et Siemens
Deux raisons influent sur la constance des aimants permaselon les différentes périodes de fabrication.
nents : 1° Le métal trempé, aimanté, voit ses propriétés se modifier lentement. C'est le phénomène connu sous le n o m de revenu
après la trempe. Pour éviter ces variations lentes, on peut provoCOURANT
CADRE MOBILE
quer un revenu rapide par une chauffe de 100 à 200 heures à 55°.
pour la AMI'KIIK
^
e
ANNÉE
2° Un certain nombre de causes font varier l'intensité d'aimantaco.vsrnucT^uns
F (léu.lllul! TOliïlS
" 7> P X -1
Po.ils g!Coupe
A
m mes- lol.ile
tion d'un aimant permanent ; tels sont les chocs, l'action des
eenLim
ampeies
champs extérieurs, les variations cycliques de température.
Mme Curie a montré que toutes ces causes sont à peu près équi0,05
Siemens & IlaLko 1895-1900 10,9
0,7
0,07
0,075 1,39
valentes, de telle sorte que lorsque l'une a agi, les autres sont
»
0.9
0,08
0,015 0/10
0,09
0,10
1907
sans action. Ainsi, d'après M m e Curie, il suffirait, après avoir
Weston]
1888
10
1 0
0,05
1.35
0,10
0,08
aimanlé à saturation un aimant permanent, de le désaimanter du
1891
0,90
0,10
1,25
0.11
0,11
t>."
»
3
,
7
0
,
1
0
0,03
0
,
1
1
0,28
1893
0A
dixième de son aimantation rémanente, pour le rendre insensible
0,10
0
,
0
'
2
0
4
0,18
0,-15
'
2
,
3
1
8
%
à la plupart des causes de variations auxquelles il peut être
2
0,-10
0,03
0 25
0,20
0,80
>>
1903
soumis.
e
Mais il ne faut pas oublier que toute cause susceptible de faire
varier l'intensité d'aimantation rémanente de l'aimant sera suivie
d'une période de variation lente. Ainsi, c o m m e l'a signalé Klemenfie. il suffit de placer un aimant dans une enveloppe métallique
Pour que sa nouvelle intensité d'aimantation varie pendant un
certain temps. M ê m e lorsque l'aimant est devenu constant, les
Variations de température entraînent une variation réversible de
l'intensité d'aimantation. Cette variation est très compliquée
comme l'a montrée Ainsworth. Elle peut être positive ou négative.
'•Ile dépend non seulement du métal, mais de la température de
ueuipe et de la forme de l'aimant. Des recherches faites à la
Reichnnslnlt sur des aimants de compteur en forme de fer à
cheval entre 0° et 60°, ont montné , lorsque la température augmenif, une diminution du champ dans l'entrefer de /
par degré.
1
ln
2
10000
Ressorts
antagonistes.
— Les ressorts servent aussi à amener
le courant au cadre mobile ; outre les qualités m>éteaniques, dont
il a été question plus haut, ils devront avoir une faible résistance
électrique et la variation de cette résistance avec la température
doit être faible. Ces ressorts en bronze, n composlion plus ou
moins secrète, ont. souvent, un coefficient de température de un
millième par degré centigrade.
Couple des ressorts. — Ce couple est variable, naturellemenl,
avec chaque constructeur, et doit être différent aussi, selon les
types d'appareil. .D'après Heinrich, le couple, en grammes-cenlimétre, nécessaire pour produire une dévialion de 90° ne doit pas
être inférieur au vingtième du poids de la bobine mobile.
Houston et Kennely (*) ont indiqué que, pour qu'un aimant fût
HOUSTON I,T KENNELY, Eclairage
électrique,
t. IV, p. 36.
~ (') Dans ces appareils, un seul côté du cadre est actif, et se déplace
entre les surfaces polaires de l'aimant.
LA
HOUILLE
la structure de l'alliage et par conséquent, une variation dans sa
résistance électrique ; aussi ne devrait-on pas, à m o n avis, dôpasî i température de 100° pour le courant m a x i m u m . Il est indisn'eiisible, dans tous les cas, que le shunt puisse supporter sans
13 courant m a x i m u m . Beaucoup de shunts ne remplissent pas c die condition.
Surfaces de contact. Serrages. — Les surfaces de contact entre
Ijij conflue leurs et les mâchoires des shunts sont, en général, trop
IriDîes ; il faudrait au moine dix millimètres carres par ampère.
L?s bouLïis et les vis en fer ont l'inconvénient de se rouiller
r
BLANCHE
Je signale de nouveau, tout particulièrement, la boite de contrôle Weston, dont l'étalonnement peut êlre vérifié sur place,
grâce au dispositif poteniiornôtrique qu'elle comporte.
a
altération
Munlagc des shunts. — Le montage sur les tableaux est très
mîjwrtai'its et, pour ne pas exagérer les couples thermo-électriijiws, il est nécessaire d'avoir des serrages parfaits.
* !
Fie 3. Montage correct.
' Appareils à fer doux, cadre mobile et aimant. — A u milieu
du cadre d'un galvanomètre Deprez-d'Arsonval se trouve une
.petite palette en fer doux s'onentant dans le sens des lignes de
lorce de l'aamant ; la force directrice est ainsi due aux ressorts
:et a l'action de l'aimant sur cette palelte de fer doux.
Ces appareils étudiés par M . Weiss (') sont très intéressants en
. ce sens que, dans centaines limites, leurs indications sont indépendantes des variations de l'aimant.
Appareils à f e r doux et aimants, type Doprtz-Carpentier.
x — Ces appareils, très en vogue il y a quinze ans, sont actuellement presque totalement abandonnés. Les systèmes mobiles
' avaient cependant l'avantage d'être très apériodique, et de prendre
.instantanément leur positron d'équilibre ; par contre, d leur fallait
une force électromagnétique considérable, nécessitant un grand
.nombre d'ampères-tours ; il était donc impossible de laisser les
voltmètres an circuit, car l'intensité du courant était suffisamment
' élevée pour faire varier, avec la résistance des enroulements (en
cuivre), les indications de l'appareil Mais ce qui a surtout con, tnbué à la disparition cle ce type d'appareils, c'est la désaimantation de l'aimant qui causait fréquemment aux îiulicalions des
avances de 15 a. 20 pour 100. Celte désaimantation cl mi due à 1 mlluence des conducteurs voisins, et notamment, dans l'ampère; mètre, a. l'action sur l'aimant des ampères-tours nécessaires au
fonctionnement de l'appareil ; il faut remarquer, en outre, qu'en
cas de court-circuit les ampères-tours peuvent devenir considérables.
• Appareils à fer doux sans aimant. — Ces appareils, cxuèniement nombreux c o m m e tonnes, sont très employés ; ils ont 1 avantage d'être très robustes, et de pouvoir servir en courant alterLa position des cables amenant le courant n'est pas indifférente. natif. Leur prix de vente, très modique, est cause de leur niauPour les shunts de plusieurs milliers d'ampères l'inégale réparti- : vaise construction.
tion des courants peu produire des erreurs atteignant 10 pour 100.
Le couple électromagnétique est dû a Faction d'un solenoide
•Cet effet se manifeste surtout quant les prises de dérivation sont, sur une ou plusieurs pièces en fer qui sont attirées ou repoussecs
non au milieu, mais aux extrémités des mâchoires. La figure 3 • Le couple antagoniste est produit par des ressens ou par la
représente des montages corrects ; la figure 4 un montage défec- ! pesanteur ; dans ce dernier cas, il est absolument nécessaire
tueux.
. d'installer l'appareil de telle sorte que l'oaguillc soit au zéro quand
il ne passe aucun courant.
Précision des ampèremètres.
— O n ne peut guère compter, pour
l'étalonnement des shunts, sur une erreur relative de moins de i Les indications de ces instruments sont faussées par l'hyslê5 millièmes surtout pour les fortes intensités ; et, citant données ' résis, les champs magnétiques extérieurs, la fréquence.
toutes les causes d'erreurs que nous avons énumérées pour les
Hystérésis.
— E n courant continu, l'hystérésis se manifeste
raillivoltmètres, on voit qu'il faudra prendre de grandes précau' par la différence des indications de l'appareil selon que le courant
tions pour être sûr d'une exactitude de 1 pour ICO dans la mesure ' est croissant ou décroissant ; pour diminuer cette action, il faut
des intensités.
: que les lignes de force dams le fer soient courtes, et que le 1er
soit, ou saturé, ou au contraire peu aimanté : dans le premier eus,
VOLTMÈTRES \ CADRE MOBILE. — Aucune difficulté spéciale n'est
'
le mobile sera léger, dans le second il sera lourd (pour les mômes
à signaler pour les voltmètres ; il est seulement essentiel d'avoir
des résistances de section suffisante pour rester en circuit sans j ampères-tours). Cette dernière solution est généralement adopléc,
élévation de température exagérée et sans variation dans leurs ; car, d'après certains constructeurs, elle a l'avantage de permettre
valeurs. La résistance des circuits varie de 100 à 200 ohms par I cle faire en courant continu 1 étalonnement d'appareils servant en
volt ; dams ces conditions, le coefficient de température est négli- ! courant alternatif ; en effet, si le fer est sulmé, la force est
geable pour tous les voltmètres à partir de 30 volts, car la résis- j sensiblement proportionnelle à la valeur mstanlanée du courant,
tance dufildu cadre (on cuivre) est faible devant la résistance ! et l'instrument indique la valeur moyenne ; tandis que si l'induc•le réglage. Les voltmètres sont, à tous les points de vue, bien Uion est faible, la force étant scnsiblemenl proportionnelle au
i carré de l'intensité, l'appareil indique la valeur efficace, seule
supérieurs aux ampèremètres à shunt.
; intéressante pour les courants alternatifs.
Réglage des voltmètres.
— Les divisions étant tracées sur le
J'ai constaté que différents types d'ampèremètres, traversés, à
papier, les constructeurs règlent définitivement les appareils, soit
la m ê m e fréquence, par le m ê m e courant pouvaient, donner des
en faisant vamer la résistance mise en série avec le cadre, soit
erreurs cle 10 pour 100 selon la forme do courbe du courant ; cela
au moyen d'un shunt magnétique ; ce dernier procédé, très emtient à ce que le rapport entre la valeur m a x i m u m et la valeur
ployé, à l'avantage d'étalonner aussi le voltmètre en milli-ampère- efficace n'était pas le m ê m e .
mètre, car il permet de donner à la résistance de l'appareil un
— L'intensité du courant alternatif
rapport très sample avec la différence de potentiel aux bornes. ' Influence de la fréquence
pour les voltmètres est donnée par la relation ;
BOITES DE CONTRÔLE. — Ces bo.tes renferment un voltmètre et un
7CVIT_
ampèremètre (à cadre mobile) à sensibilité multiples. Elles sont
destinées a vérifier les installations ; aussi comportent-elles des
appareils plus précis que ceux des tableaux de distribution. O n
Il faudra donc, pour avoir des mesures indépendantes de la fréa cherché, pour ces-boites, à réduire le poids des appareils, de
quence, diminuer le coefficient de self-induction de la bobine et
sorte que, le plus souvent, il en résulte l'impossibilité de laisser
par conséquent la longueur des lignes de force dans le fer.
1 appareil en circuit, d'une façon continue, au m a x i m u m de la
Il résulte, de tout ce qui précède, que les indications île ces
charge. Les shunts sont souvent montés de telle sorte qu'ils puis- instruments peuvent être très aléatoires, cl qu il est souvent
sent être changés sans couper le courant. Les appareils sont fixés i,éce«nire de tracer les graduations avec le courant
m ê m e sur
sur une planchette, et il n'est pas indifférent (pour les raisons
lequel doivent servir ces appareils.
Miquées, à. propos des aimants et de l'influence des champs
ijagnétiqueis), de changer de place les appareils ou de mettre la
(•) Bulletin
de la Société internationale
des Electriciens, 1902
Planchette dans le voisinage de pièces de fer.
FIG. 4. Montage incorrect
;
150
LA
HOUILLE
Action des c h a m p s extérieurs.
— Les champs magnétiques
extérieurs ont une influence encore plus grande sur ces appareils
que sur les appareils à cadre mobile ; la position des câbles
amenant le courant a souvent une grande importance. Cette
action pourrait à la rigueur être corrigée (par un nouvel étalonnement sur place), tandis que celle des courants passant dans les
conducteurs voisins produit des erreurs accidentelles et irrégulières dont il est impossible de tenir compte : Hartmann et Braun
indique la distance de 50 cm. entre l'équipage et u n conducteur
parcouru par un courant de 1000 ampères pour que l'action soit
de 1 pour 100.
Boîtiers. — O n peut remédier, en partie, à ces actions extérieures, par l'emploi d'un boîtier en fonte, mais il ne faut pas
oublier'que l'hystérésis des boîtiers peut jouer un rôle important ;
pour l'atténuer on disposera le solénoide intérieur de façon à
rendre m i n i m u m la longueur des lignes de force (dans le boîtier).
Amortisement.
— Ces appareils ont généralement un amortissement insuffisant ; c'est à eux surtout que s'applique ce que,je
disais au début de ce rapport au sujet de l'amortissement.
Graduations.
— L'action variant c o m m e le carre de l'intensité,
les divisions ne seront pas égales sur toute l'échelle.
Précision des mesures.
— L a précision ne sera pas bien grande,
à cause de l'hystérésis, etc. ; mais tout ce que nous pouvons
demander, c'est d'avoir des indications concordantes. Une erreur
relative de 1 à 2 pour 100 au 8 dizièmes de la graduation m a x i m a
sera bien admissible ; mais l'erreur absolue ainsi déterminée
devra être constante pour toute la partie utile de l'échelle.
Wattmètres et compteurs. —
Les wattmètres actuellement
utilisés sont tous à lecture directe ; on a renoncé aux appareils
a torsion dont l'emploi était si pénible, et qui étaient inutilisables
pour la haute tension. Les wattmètres servent surtout, pour les
courants alternatifs et doivent d'abord répondre à différentes conditions faciles à ràaliser (déviation proportionnelle à la puissance,
amortissement parfait). Les causes d'erreur pouvant affecter leurs
indications tiennent : 1° A u x courants de Foucault se développant
dans les parties métalliques de l'instrument ; 2° A la self-mduction
et à la capacité de la partie mobile et de sa résistance en série ;
3° A u x transformateurs ; 4° A l'action des champs magnétiques
voisins.
Courants
de Foucault.
— Les courants de Foucault, auxquels
il faut joindre l'inégale répartition du courant dans les conducteurs (effet Kelvin) peuvent produire, dans le cas de courants
très décalés sur la tension, des erreurs atteignant 10 et 20
pour 100. O n évitera ces actions secondaires, par la suppression
de toutes les parties métalliques (boite, support, etc). par le fractionnement et le toronnage des circuits. Tout instrument mal
construit à cet égard, devra être rejeté.
Self-induction
P —
BLANCHE
sion, et surtout d'intensité ; ces transformateurs viennent ajouter
des décalages supplémentaires entre les courants primaire et
secondaire. Les transformateurs de tension, fonctionnant toujours
avec la m ê m e induction, seront relativement faciles à construire
(la question d'isolement, seule, est importante) ; mais les transformateurs d'intensité, dont l'induction est variable avec l'intensité
du courant, donnent heu, bien souvent, à des erreurs graves.
Pour avoir un l'apport de transformation constant, les transformaleurs doivent être construits avec d'excellentes tôles, avoir une
rôluctante très faible et être dépourvus de fuite magnétique ; jl
seront donc relativement lourds. Nous employons (*), au Laborafoire central d'Electricité, pour les transformateurs d'intensiW
des anneaux de fuies circulaires sur lesquels les enroulements
sont faits d'une façon aussi régulière que possirue. La Société
Siemens et Halske construit ses transformateurs de mesure sans
joints magnétiques, mais donne aux tôles une forme rectangulaire
évidée. La seule difficulté de l'anneau est le bobinage, mais c'est
un faible inconvénient devant le résultat obtenu. Les fransfoinmtours à circuit magnétique ouvert, ou construits avec des joints
ne devraient plus être employés actuellement.
''
s
Actions extérieures. — Ces actions, dont il a été question pour
les ampèremètres à cadre mobile, causent, sur les indications des
compteurs et wattmètres, des erreurs graves, car ces actions
purement locales n'existent pas dans les vérifications des appareils au laboratoire ; que de fois ai-jc constaté une marche irréguhère de compteur, marche due, uniquement, à l'influence des conducteurs voisins ! Les compteurs, surtout à cause des questions
pécuniaires qui s'y rattachent, devraient être éloignés, non seulement les uns des autres, mais encore de loul conducteur parcouru
par des courants intenses. Il ne faut pas oublier que certains
types de compteurs, vendu c o m m e astatdques, ne sont réellement
asiatiques que dams des c h a m p s uniformes,
cas rare dans les
tableaux de distribution.
Erreurs. — Les erreurs, pour les wattmètres étalons construits
d'une façon rationnelle, atteindront au plus 0,5 pour 100 pour tes
8 dixièmes de la graduation maxima) ; mais, pour les compteurs,
elles sont beaucoup plus importantes ; les frottements sur les
pivots, le décalage des courants, l'emploi de transformateur, l'action de la température sur l'amortisseur en enivre (cette dernière
produit 3 à 4 pour 100 pour 10° C), fausseront les indications, et
selon la charge, et selon le type de compteur. Aussi, peut-on
demander, en courant constant, une précision de 1 à 2 pour 100 et
cela seulement à partir de un dixième de la puissance totale du
compteur.
E n régime variable, sur les réseaux de traction et de transport
de force, la mesure exacte de l'énergie est un problème encore h
résoudre ; il n'est pas rare de constater sur les compteurs des
erreurs de 10 à 20 pour 100, erreurs variables d'un instant :\
l'autre avec le sens des décalages du courant dans le réseau.
et capacité. — L a formule de correction :
P'
avec
1 + tg. lg.4>
indiquée par Flemniing, suppose la non existence des courants
de Foucault et de l'effet Kelvin dont je viens de parler ; dans
cette formule P est la puissance vraie, P la puissance lue au
wattmètre, * l'angle de décalage entre la tension et le courant
dans le réseau, f l'angle de décalage entre la tension et le courant dans lefilfin.Cet angle est le seul sur lequel nous puissions
avoir action.
•Les indications, non corrigées, sont le plus souvent trop fortes ;
mais le coefficient de correction sera d'autant plus faible que le
rapport de l coefficient de self sera petit par rapport à R, résistance du circuit dérivé. Cette condition est bien remplie pour les
appareils étalons, pour lesquels le coefficient l est faible (0,003 à
0,005 henry et R grand (30 o h m s par volt).
Quant à l'effet de la capacité de l'enroulementfilfin,on l'évitera
par le fractionnement des résistances (à double enroulement et
sans self) mises en série avec la bobine mobile.
Il est assez difficile, pour les compteurs d'énergie que l soit
petit devant R ; aussi constate-t-on dans la marche de ces appareils, malgré les dispositifs compensateurs employés, des erreurs
variables avec le décalage du réseau ; cette remarque est importante, car dans la mesure d'une puissance triphasée par la
méthode des deux wattmètres, l'un des appareils peut fonctionner
avec un courant très décalé sur la tension.
?
1
Transformateurs.
— L a question est encore plus dificile si le
compteur et le wattmètre sont munis de transformateurs de ten-
Électrodynamomèires
- Les électrodynamomètres à torsion
fgenre Siemens) ne s'emploient plus maintenant ; mais les balances bien connues de lord Kelvin sont toujours oonsidérities comme
d'excellents appareils étalons ; elles ont cependant l'inconvénient
d'être insuffisamment amorties ; de plus, dans les grands modèles
(kilo-ampères), où les circuits sont formés de barres massives,
les indications peuvent être inexactes en courant alternatif. L'erreur atteint 6 pour 100 avec la fréquence 40, et varie avec elle.
O n construit actuellement des électrodynamomètres à lecture
directe servant de voltmètres ou d'ampèremètres. Ces instruments
ayant un champ magnétique intérieur très faible, leurs indications seront faussées par les champs extérieurs ; le champ terrestre, par exemple, peut produire une erreur de 2 pour 100 ;
aussi, dans le cas d'emploi pour les courants continus, faudra-tîl faire deux lectures en inversant le sens du courant.
L'intensité nécessaire, pour la déviation totale, peut varier de
0,5 ;\ 0,05 ampère ; elle dépend de la tension pour laquelle l'appareil a été construit.
Les voltmètres, à partir de 100 volts, ont leurs indications sensiblement indépendantes de la température et de la fréquence.
Les ampèremètres, dont la bobine mobile ne peut supporter le
courant total, ont cette bobine mobile en dérivation sur le circuit
fixe. Dans ce cas, pour que l'étalonnement soit le m ê m e en courant continu et alternatif, il faut que la constante de temps soit
la m ê m e pour chacun des circuits et, par conséquent, que la
(") JA.NET ET Iuovini, Bulletin
Electriciens, février 1903.
de la Société
internationale
JUIN
LA
HOUILLE
BLANCHE
•151
résistance R ne varie ni avec la température ni avec l'intensité du
courant. On est donc amené à admettre une densité de courant
assez faible dans les enroulements.
soit par les appareils d'induction, soit par les électromagnétiques
bien étudiés.
La ccnsominalion des thermiques est très élevée, environ 0,2 à
Electromètres. — Ces appareils consommant peu de courant, 0,3 ampère pour les voltmètres et h 0,2 volt pour les ampèremètres, ce qui oblige à employer, pour les hautes tensions, des
sont employés pour les hautes tensions. Les forces mises en jeu
transformateurs.
sont très iaibles, aussi la construction est-elle délicate. Les indiMontage.
— Il faut, pour des courants supérieurs à 300 ampères,
cations peuvent varier sous l'influence des champs électrostatiques
torsader lesfilsreliant le shunt au voltmètre de mesure, car le
(frottement sur la cage, etc.) et des étincelles qui se produisent
courant principal peut produire des forces êleclromotrices suffisouvent entre l'aiguille et les plateaux. O n recommande, dans le
sant d'induction pour fausser les indications de 1 à 2 pour 100.
but déviler la détérioration de l'instrument j>ar l'étincelle entre
Il est aussi essentiel de ne pas modifier la résistance des cordons
plateaux, d'intercaler des résistances liquides sur le trajet d'un
souples et de leurs attaches. La précision des mesures est de
des conducteurs ; ce dispositif est excellent à condition de ne pas
l'ordre de 2 pour 100 pour les 8 dizièmes de l'échelle.
employer une résistance trop grande ; et iL est toujours prudent
de vérifier que cette résistance ne trouble pas les indications de
Appareils enregistreurs. — Les systèmes de mesure des enrel'appareil. J'ai constaté des erreurs grossières dues à des contacts
gistreurs sont construits suivant les différents principes que nous
aux bornes insuffisamment décapés ; il faut donc surtout avec
avons examinés ; ils an ont par conséquent tous les inconvéces instruments, avoir des fils de connexion excellents. L'isolenient ; il faut ajouter à ces défauts les irrégularités produites
ment des electromètres peut être compromis après quelques jours
par le dispositif enregistreur lui-même ; aussi ne peut-on attendre
de services par l'ozone qui se dégage.
de burs indications que des résultats souvent grossiers.
Ces a]>pareils indiquent les valeurs efficaces, mais leur emploi
L'enregistrement se fait d'une façon continue ou discontinue
est limité par la. tension m a x i m a de l'onde ; c'est cette tension Dans le premier cas le frottement de la plume ou de la molette
maxima qui doit déterminer l'écart entre l'aiguille et les plateaux ;
sur le papier produit, le plus souvent, un tracé défectueux ; l'enr telle est la raison pour laquelle on voit les appareils vendus pour gistfemeiit discontinu est obtenu par pointe d'une aiguille, m
50.000 volts, être inutilisables à partir de 35.000 volts efficaces.
par percement du papier (enregistreur à étincelle de Siemens) '
On se trouve donc amené pour les hautes tensions, ou à employer
pour les deux cas, les variations rapides ne sont pas enregislio .
des appareils volumineux ou à se servir de réducteurs de potenet seront faussées par l'oscillation propre de l'appareil. A n i
tiel : ces réducteurs peuvent être constitués par une résistance,
avis, il faudrait c o m m e pour les oscillographes, avoir une grandsans self ni capacité, aux extrémités de laquelle est appliquée la
force, directrice et un petit m o m e n t d'inertie ; cette dernière co:i
tension à mesurer ; l'électromètre à basse tension est mis sur
dilion, difficile à obtenir avec des appareils à aiguille, serait réal.
une fraction connue de ces résistances. A u heu d'employer ces
sable par l'enregistrement photographique des déviation d'i
r'iii.itnnces qui absorbent de l'énergie, on peut se servir de caparayon lumineux.
cités mises en série, l'électromètre sera branché en dérivation sur
L'enregistreur oscillograpbique rendrait les plus grands service,
une des capacités : mais il faudra, pour cela, que la capacité de
pour la mesure de la puissance et l'étalonement des compleurr
l'électromètre soit négligeable devant la capacité étalon ; il faudra,
en régime variable.
ci outre, que les diélectriques de ces eapantés ne se modifient
pas sous l'influence prolongée de la tension.
Degré de précision. — Dans ces appareils, les divisions ne sont
pas égales, mais l'inégalité peut être corrigée, en partie, au moyen
d'un procédé indiqué par Ayrton ; il suffit pour cela d'intercaler
sur le trajet de l'électromètre une capacité conveneible. Quelle que
soit la méthode employée, il ne faut pas compter, pour les électromètres à haute tension, sur une exactitude de plus de 2 à 3 pour
100 ;teselectromètres à basse tension peuvent être exacts à 1
pour 100.
Appareils d'induction —
Les ampèremètres, voltmètres,
waltmètres d'induction, dérivent tous du principe indiqué j>ar Ferrans ; ces appareils, si em/ployé à l'heure actuelle sur tous les
tableaux alternatifs, sont très robustes, mais malheureusement
leurs indications dépendent de la fréquence et de la forme de
courbe du courant alternatif ; ils subissent aussi l'influence des
champs magnétiques extérieurs, mais dans une assez faible
mesure, car pour leur fonctionnement ils disposent de champs
meneurs très intenses. Les variations de température peuvent
produire des erreurs de 2 à 3 millièmes par degré centigrade.
Les transformateurs sur lesquels ils fonctionnent d'habitude
devront avoir les m ê m e s qualifias que ceux des wattmètres.
Appareils thermiques. —
Les appareils thermiques genre
tiirdew, actuellement disparus, ont fait place à d'autres dans lesquels une petite portion du fil est dilatée par la chaleur dégagée
sous l'influence du courant. Les appareils Hartmann et Braun sont
tes plus connus et de beaucoup les plus répandus.
La température dufilest souvent si élevée qu'il ne peut supporter sans se rompre une surcharge relafivement faible. Tous ceux
fpu ont employé les thermiques savent avec quelle rapidité arrive
'a rupture dufil,et cela malgré les fusibles dont ils sont munis
Dar le constructeur.
La chaleur dégagée produit, malgré les dispositifs compensateurs employés, des déformations du support du fil amenant des
déplacements du zéro. L'indécision de lecture qui en résulte peut
tre importante.
Les aiguilles des thermiques prennent lentement leur position
«quilibre ; leurs indications seront donc en retard ou en avance
nr les valeurs vraies ; cela a peu d'importance, en général, et
«eut contribuer à l'amortissement.
Les \aleurs indiquées sont indépendantes de la forme de l'onde,
w Ja fréquence et des actions extérieures, mais la fragilité de ces
•nslruments les fera remplacer, de plus en plus, sur les tableaux,
fi
Fréquencemètres et synchroniseurs. — Les fréquencemètres
Hartmann et Braun basés sur la résonance de lames vibrantes
le synchroniseur Lincoln, et celui d'Everett (à champ tournant)
sont très employés.
La Compagnie pour la fabrication des compteurs construit un
fréquencemètre basé sur l'action de deux circuits attirant deu.\
noyaux de fer solidaire de l'aiguille. Les deux circuits sont reiicb
en dérivation l'un sur l'autre, mais un des circuits est complété
par une résistance sans self, l'autre par une bobine de self. Une
bobine de self-induction, mise en série avec l'ensemble des deuxbobines, est destinée à étouffer autant que possible les harmoniques. L a déviation de l'aiguille dépend du rapport entre les
courants dans les bobines ; quand la fréquence est faible il passe
beaucoup de courant dans la bobine avec self, et son noyau est
fortement attiré, l'inverse a heu si la fréquence augmente.
Phasemètres. — Le seul moyen d'avoir, exactement, la différence de phase entre deux courants est d'employer une méthode
oscdlographique ; col te méthode montre que, sauf pour le cas
rare de courants sinusoïdaux, la différence de phase entre les
deux m a x i m a est différente de celle des deux passages à zéro ;
dans ces conditions, les appareils industriels ne peuvent servir
qu'à titre de renseignemenl, leurs indications se rapportant à
l'angle de décalage fictif ? qui existerait entre deux courants
sinusoïdaux ayant ce m ê m e délcalage.
III.
—
APPAREILS DE
LABORATOIRE.
Dans cette revision très rapide, nous n'examinerons que les
principaux appareils.
Boîtes de résistance. Pont de Wheastslonc.
— Tous les constructeurs emploient maintenant, pour les bobinas, le manganin.
Les résistances ont ainsi un coefficient de température négligeable, mais il est nécessaire, pour avoir une valeur stable, de
faire vieillir, artificiellement, l'alliage.
Les fiches des boîtes laissent beaucoup à désirer ; leur forme
conique n'assure pas toujours de bons contacts et devrait être
remplacé par des serrages piafs facilement accessibles et d'un
nettoyage commode. L a maison Carpentier est entrée dans cette
voie, mais seulement pour les ponts de haute précision.
Le vernis dont on enduit les résistances est souvent hygrométrique et a une influence variable d'un jour à l'autre, influence
d'autant plus grave qu'elle peut passer inaperçue.
Les boites à résistance en série devraient être remplacées par
LA
HOUILLE
les. boites à dûcades ; je signale le montage Nugues-Garpentier
c o m m e ayant 1rs avantages des boites à décades, tout en employant moins de bobines.
Il ne faut guère compter, malgré tout ce qu'on assure, sur une
erreur inférieure au millième (en valeur absolue) ; et c'est seulement avec des précautions tout à fait spéciales qu'on pouira
atteindre une précision plus grande. Cette erreur allectera, bien
entendu, tous les méthodes et appareils cle mesure dans lesquels
cnlrera la valeur vraie des résistances et non leur rapport.
BLANCHE
Piles étalons. —• L'élément Latmimer Clark n'est plus usité à
; cause de la variation de sa force électromotrice avec la t
e
m
p
e
,
rature (1 milhvolt environ par degré) ; au contraire, les éléments
Weston, sensiblement indépendant de la température (dans cortames limites), sont universellement adoptés. L a force électnj.
motrice cle l'élément Weston est d'environ 1,0185 volt (à 20") L i
détermination de la valeur exacte de cet élément est, on co
moment, le sujet de très importants travaux de recherches dan»
les principaux laboratoires scientifiques du m o n d e el en Franc!-'
a la Sorbonine, au Laboratoire central d'Electricité.
Les produits purs du commerce sont insuffisants pour la coustruclion des étalons au cadmium (') ; aussi faut-il avoir recours
à des produits préparés et traités suivant certaines méthodes '•
c'est à cette condition que les forces électromotrices des étalons <!iî
divers constructeurs ne dilfèrent pas de 1 demi milhvolt pour |
m ê m e température.
(
• Pont double de lord Kelvin. — 1? Modèle-industriel, dans lequel
la valeur de la résistance est comparée à une longueur pnse sur
une barre étalonnée. La barre étalon, devra être bien calibrée et
bien homogène c o m m e résistance linéaire. L'erreur relative est
variable selon la position du curseur sur la barre et il y a, toujours, incertitude, non seulement pour la position d'équilibre,
mais encore pour la valeur absolue de la longueur.
2° Modèle de précision dans lequel la résistance étalon est fixe,
Potentiomètres.
— Les dispositifs potentiomélnqucs se sont
mais où la mesure s'effectue par la variation du rapport des bras
développés beaucoup dans ces dernières années ; mais la lenteur
cle proportion. O n trouve des ponts montés de cette manière,
des mesures fera toujours du potentiomètre un instrument de
mais qui ont, à m o n avis, dans leuns bras cle proportion des résislaboratoire. Ces appareils, destinés à des déterminations précise»,
tances trop faibles ; ces résitances ayant quelquefois 10 ohms,
exigent des courants très constants, aussi est-il de toute nécesdes contacts mal assurés, ou m ô m e les fils de connexions allant
sité d'avoir, pour le circuit potentiométrique proprement dit, un
à la résistance à mesurer introduiront facilement des erreurs
courant ne dépassant pas un millième d'ampère. Avec cette intende 1 pour 100.
sifié*, on peut employer c o m m e source auxiliaire une pile (pile do
Résistances
étalons pour fortes intensités. — Ces résistances,
microphone pair exemple), tandis que, pour les modèles exigeant
construites autrefois en madlechort, sont établies maintenant en - un courant plus intense, il sera nécessaire d'avoir des accumulateurs et de vérifier constamment le réglage du circuit du potenmanganin. Une ôlévalion de température-de 100° C. produit une
tiomètre. De plus,, avec un courant fort, les défauts de contact
variation de i centièmes sur la valeur d'une résistance en mail(notamment les contacts glissant surfil)prendront une grande
lechort, tandis que pour le m a n g a n m la variation est dix fois
importance et seront une source cle variations el d'ennuis.
moindre ; il faut donc, avant tout, éviter une température élevée
qui, outre la variation ci-dessus, produirait un changement dans
Etalons de self-induction el d'induction mutuelle. — Il est très
la constitution de l'alliage. La grosse difficulté pour ces résisdifficile cle déterminer la valeur d'un étalon de self-induction ; les
' tances est cle dissiper la chaleur dégagée par le courant. ; plusieurs différentes méthodes employées ne permettent pas cle compter
moyens sont employés :
sur une précision supérieure à 1 pour 100. Les étalons d'induction
1° Le refroidissement par l'air ; c'est le meilleur, mais il enmutuelle, au contraire, peuvent être calculés, à condilion toutefois
traîne à une grande surface cle refroidissement et à une masse cle
qu'ils soient dépourvus de fer ; l'exactitude de ses étalons dépenmétal souvent considérable, de sorte qu'il est impossible à utiliser
dra de la. précision avec laquelle seront déterminées leurs dimensi l'on veut rester clans- les-limites cle températures acceptables.
sions géométriques.
2° Le îefraidissement par l'huile de pétrole. Ce dernier dispositif,
Oscillographes.
— Ces appareils sont des plus précieux pour
étudié par la Reichanstalt, semble donner d'excellents résultats.
l'étude des courants électriques variables ; mais ils sont cmeurc,
Les lames de manganin plongent dans du pétrole qui, dans ce cas,
malheureusement d'un maniement délicat et il serait à souhaiter
est refroidi par un courant d'eau passant dans un serpentin ; il y
qu'une construction plus parfaite rendit leur emploi plus facile
a toutefois heu de craindre une altération du manganin par le
Le
système optique, en général défectueux, ne permet pas d'avoir
pétrole (plus ou moins acide) ou par .l'eau dans le cas de fuites du
une bonne image photographique des courbes.
serpentin ; il ne faut pas oublier que le manganin est très altéO n d o g r a p h e d'Hospitalier. — Cet appareil ne permet pas.
rable par-l'humidité.
c o m m e les oscillographes, d'avoir la courbe correspondant à la
3° Le refroidissement peut ôtre obtenu en faisant passer un
courant d'eau dans la- résistance étalon constituée par un tube m ê m e période ; il peut rendre néanmoins des services quand il
s'agit d'une succession de phénomènes périodiques identiques.
creux. Ce modèle, très séduisant par son encombrement minime,
ne peut être fa.it en manganm- (qui serait altéré par l'eau) ; j'ai
Ilystérésimèlres.
— L'appareil d'Ewmg, qui eut jadis une
constaté pour le maillechort que la résistance augmentait avec te
grande vogue, est aujourd'hui presque abandonné. Cet appareil
temps, ce qui semble dû à une attaque ou à une usure du tube
présente de nombreux défauts. L'induction utilisée, 4000 gauss
par l'eau.
environ, est beaucoup trop faible, surtout à l'heure actuelle où
O h m m è l r c s et vérificateurs
d'isolement.
— Sous oe n o m on
l'on fabrique des tôles dans lesquelles les perles en fonction de
trouve clans le commerce des appareils basés sur des principes
l'induction croissent beaucoup plus vite que ne l'indique la loi
différents :
cle Steinmetz. L'éprouvette utilisée est d'une masse beaucoup Irop
1° Les uns, composés d'une batterie cle piles et d'un galvafaible, étant données les grandes variations que présenlc le métal
nomètre indiquent, par la déviation de l'aiguille du galvanosuivant les points de la tôle où l'on a prélevé l'éprouvelte et
mètre, la valeur de la résistance mesurée. Les indications cle ces
suivant que cette 'éprouvette a sa grande dimension parallèle on
appareils sont faussées par les champs magnétiques extérieurs
perpendiculaire au sens du laminage. De plus, les phénomènes du
et par la variation de la dilKraice de potentiel de la pile ; ce qu'il
vieillissement rendent peu sur l'emploi d'éprouvettes à faibles
y a cle fâcheux c'est que toute diminution cle cette différence de
pertes.
potentiel donne, pour la résistance à mesurer, une valeur trop
L'hyslêrisimètre Blondel est aujourd'hui plus employé. Ot
grande (l'erreur peut atteindre 50 pour 100). Il est donc cle toute
appareil qui utilise une induction d'environ 10.000 Gauss présenlc
utilité de contrôler, souvent ces appareils ; à cet effet, certains
quelques inconvénients : masse de l'éprouvette trop faible, mesure
d'entre eux comportent une résistance étalon permettant de véride perte par hystérésis ne correspondant exactement ni à l'iiysléfier un point de la graduation, ou sont munis d'une magnéto
résis tournante, ni à l'hystérésis alternative.
qu'on fait tourner à une vitesse déterminée Sur le m ô m e prinLa véritable méthode pour la détermination industrielle tte
cipe sont construits des appareils fonctionnant avec la tension du
pertes par hystérésis est la méthode préconisée par l'Association
réseau ; l'influence de la pile est ainsi évitée.
des Ingénieurs électriciens allemands : détermination par l«
2° D'autres sont constitués par des ponts de Wheatstone.
méthode du wattmètre des pertes totales, pour l'induction 10.000,
.3° Enfin les ohmmètres Evershed et Carpentier, basés sur une
la fréquence 50 et la température de 30° C. ; on emploie dans ces
disposition indiquée par Maxwel, permettent d'éliminer l'erreur
conditions des éprouvettes ayant environ une dizaine de kilodue à la variation de la force éïectromotrice.
grammes.
-Dans toutes les mesures d'isolement, on sait qu'il est nécesLe procédé qui consisterait à découper, pour faire cette mesure,
saire de faire les essais sous une tension voisine de celle du
des éprouvettes constituées par l'empilement de rondelles circuréseau, car les résistances d'isolement varient avec la tension ;
cette observation doit guider pour le choix de l'appareil à employer.
(*) Ils peuvent produire des différences de 2 millièmes environ.
a
s
LA
juin
HOUILLE
I j , présenterait des difficultés de bobinage auxquelles on ne
''.iil'injèie s'astreindre dans l'industrie. Pour éviter ce bobinage,
divers appareils ont elle proposés par Epslein, Ricliter, Môllin, M ]>'après Gumlicb et Rose, ces appareils donnent des résulInts qui
dilièrent que de 2 à 3 pour 100 des résultats foui ni s
n'ar l'anneau bobiné ; aucun d'eux n'a pourtant encore reçu l'opirobalion officielle de l'Association des Electriciens allemands.
j| ne faut pas oublier que cette méthode nécessite, pour donner
des résultais, un certain nombre de précautions qui restreignent
souvent son emploi dans l'industrie.
n
s
,n,e
153
BLANCHE
d e s a n g l e s proportionnels à la différence d ' a l l o n g e m e n t d e s
d e u x fils identiques A C et B D , d e sorte q u e les variations
d e la t e m p é r a t u r e a m b i a n t e n'ont a u c u n e action s u r
l'aiguille d e l'appareil.
P o u r m e s u r e r la tension, les b o r n e s a et c, c o r r e s p o n d a n t
a u fil dilatable A C , s o n t reliées a u x d e u x pôles p a r l'interm é d i a i r e d ' u n e b o b i n e cle circuit (représentée à la partie
s u p é r i e u r e d e lafig.2). L a valeur d e la tension s'obtient e n
multipliant le chiffre I) , lu s u r l'échelle d e s volts, p a r la
c o n s t a n t e E p o i n ç o n n é e s u r la b o b i n e d u circuit.
t
Perméamètre. — Les anciens types de perméamètres, d'Hopkingon à arrachement, sont aujourd'hui presque complètement abandonnés, du moins en France. L'appareil de Kath est encore assez
utilisé en Allemagne. E n France, on utilise le perméamètre Picou,
istriut par Carpentier. Cet appareil semble donner de bons
résultats, au moins dans les inductions moyennes. Les valeurs
trouvées pour les faibles inductions sont évidemment altérées par
l'impossibilité où l'on se trouve de désaimanter complètement le
fer. 11 semble, d'après des essais faits au Laboratoire central
d'Electricité, donner aux inductions élevées des valeurs 10 pour 100
plus faibles que les valeurs vraies. Cela tient probablement,
comme la signala G u m h c h , à l'erreur causée par l'obliquité des
lignes de force dans les joints.
Il est ban de ne pas oublier également que les phénomènes de
viscosité magnétique peuvent dans le cas d'acier très doux fausser
gravement lesrésultatssur des barrettes d'acier massif.
Pour les très hautes inductions, de l'ordre de celles qu'on rencontre dans les dents de dynamo, la maison Carpentier construit
depuis quelque temps un nouveau perméamètre "(**), clans lequel
l'éprouvetfe ne constitue plus un circuit magnétique fermé, mais
se compose d'un barreau droit. U n dispositif ingénieux apporte
inunéûiatement la correction due à l'existence du champ démagnétisant L'inconvénient de cet appareil est d'admettre la constance
du facteur démagnétisant de du Bois. Cet appareil est encore peu
répandu et il est difficile de se prononcer sur la valeur des résultais qu'il fournit. Nous ne pouvons qu'attirer l'attention sur
l'intérêt qu'il y a à étudier les tôles dans ces régions de saturation.
K
1
mi
FIG 1 et 2. — V o l t - a m p c r c - w a f t m è l p e t h e r m i q u e .
P o u r la m e s u r e d e l'intensité, les b o r n e s a et c d u g a l v a n o m è t r e s o n t reliées a u x b o r n e s 1 et 3 d u s h u n t S intercalé
d a n s le circuit à m e s u r e r . Celle intensité est égale a u produit d e D , lû s u r l'échelle d e s a m p è r e s , p a r la c o n s tante i f p o i n ç o n n é e s u r le s h u n t .
L a p u i s s a n c e est é g a l e a u produit K Ko D « , A \ étant lu
s u r l'échelle d e s w a t t s , les b o r n e s a et b d u g a l v a n o m è t r e
étant reliées a u x b o r n e s 2 et 3 d u s h u n t ,
Bornons-nous à rappeler que, dans les laboratoires, la perméaL a m a i s o n Cadiot, dépositaire e n F r a n c e d e s appareils
bilité et les pertes par hystérésis-statique se mesurent par des
W e s t o n , e x p o s a i t u n certain n o m b r e d'appareils d e m e s u r e
délermmations faites a u m o y e n du galvanomètre balistique, sur
d e précision, n o t a m m e n t d e s v o l t m è t r e s et a m p è r e m è t r e s
des éprouvettes en forme d'anneau.
à c o m p e n s a t i o n , d a n s lesquels les m e s u r e s s o n t r a p p o r t é e s
à u n e résistance c o n s t a n t e et à la force électromotrice d ' u n
é l é m e n t d e pile W e s t o n . C e s appareils ont été décrits d a n s
L i Houille Blanche, d'août 1908 (*)«
La Compagnie pour la fabrication des Compteurs
exposait
toute u n e série d e s e s appareils d e contrôle, types
APPAREILS DE M E S U R E
tableau o u étalon, d u s y s t è m e M e y l a n - d ' A r s o n v a l , enregisLa m a i s o n Chauvin et A r n o u x e x p o s a i t d i v e r s a p p a - treurs o u n o n : v o l t m è t r e s et a m p è r e m è t r e s à a i m a n t p o u r
reils de m e s u r e p o u r t a b l e a u x d e distribution o u p o u r c o u r a n t continu, t h e r m i q u e s o u é l e c t r o m a g n é t i q u e s a m o r t i s
contrôle, n o t a m m e n t d e s g a l v a n o m è t r e s , a m p è r e m è t r e s p o u r c o u r a n t s alternatifs, w a t t m è t r e s é l e c t r o d y n a m o m è t r e s
etmilli-ampèremètres, v o l t m è t r e s et milli-voltmètres, w a t t - o u d'induction. Elle exposait aussi d e s c o m p t e u r s : s y s t è m e
mètres ordinaires o u enregistreurs, p o u r c o u r a n t s c o n t i n u s T h o m s o n , à 2 o u 3 fils, p o u r c o u r a n t s c o n t i n u o u alternatif,
ou alternatifs, à h a u t e o u b a s s e t e n s i o n : d e s o h m m è t r e s s y s t è m e 0 " K à 2 o u 3 fils p o u r c o u r a n t continu, s y s t è m e
pour m e s u r e d'isolement, u n e caisse portative p o u r la A . C T . p o u r c o u r a n t s alternatifs m o n o o u p o l y p h a s é s c e s
mesure d e s h a u t e s résistances, u n p o n t d e W h e a t s t o n e à d e u x d e r n i e r s s y s t è m e s d u type ordinaire o u à p r é p a i e m e n t
décades, d e s g a l v a n o m è t r e s différentiels, d e s voltmètres préalable (dispositif B e r l a n d ) , s y s t è m e à d o u b l e tarif o u à
c o m p o u n d é s d o n n a n t le v o l t a g e à l'extrémité d e s feeders tarif multiple, o u à d é p a s s e m e n t s .
sans l'intervention d e fils pilotes.
T o u t le m o n d e sait c o m b i e n est g r a n d e , suivant les
Signalons a u s s i u n v o l t - a m p è r e - w a t t m è t r e calorique h e u r e s d e la j o u r n é e , la variation d e la c h a r g e d e s u s i n e s
permettant, p a r le s i m p l e d é p l a c e m e n t d ' u n e c o n n e x i o n , la génératrices d e s r é s e a u x d e distribution d'énergie électrique.
mesure directe d e la tension, d e l'intensité et d e la puis- P a r suite d e cette g r a n d e variation, et d u p a s s a g e d e s
sance d'un circuit p a r c o u r u p a r d e s c o u r a n t s c o n t i n u o u pointes, c e s u s i n e s s o n t obligées d e disposer d'un matériel
alternatifs. L'appareil s e c o m p o s e d ' u nfilA C D B , d i s p o s é s u p p l é m e n t a i r e q u i n e travaille q u e très p e u d e t e m p s , et
en deux brins parallèles, s'enroulant s u r u n cylindre C D , est p a r suite fort m a l utilisé. 11 est d o n c logique d e faire
et dont les e x t r é m i t é s A et B s o n t fixes (fig. i). L e cvlindre, p a y e r p l u s c h e r l'énergie électrique qui est fournie p a r c e s
nxe a u n e l a m e flexible D E , et sollicité p a r le ressort E F , m a c h i n e s s u p p l é m e n t a i r e s , et m o i n s c h e r celle q u i est
oscille autour d u point E l o r s q u ' u n d e s fils A C o u B D s'al- fournie p a r les m a c h i n e s fonctionnant c o n t i n u e l l e m e n t à
onge. Cette rotation est amplifiée p a r u n levier c o m m a n d a n t pleine c h a r g e , c'est-à-dire à leur m a x i m u m d e r e n d e m e n t .
taxe de l'aiguille indicatrice d e l'appareil, a u m o y e n d ' u n fil C e m o d e d e taxation est r e n d u possible p a r le dispositif d e
e cocon t e n d u p a r u n ressort additionnel. L ' i n d e x décrit
a
2
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EXPOSITION D E M A R S E I L L E
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Gumlich et Rose E.-T.-Z., 1005, p 408 et 503.
t ) u. Ah.m xgn'at, Revue électrique, 2 8 février 1907.
(•) L a m a i s o n Cadiot exposait aussi d e s produits isolants d e M M . l'acte
et O d e Berlin. Elle m o n t r a i t d e s induits d e d y n a m o s , d o n t les fils d u
b o b i n a g e étaient isolés a v e c le matériel P a c g o .