Générateur électrique

“ C'est grâce à ces signaux lumineux que, sans fils télégraphiques, les nouvelles du Sahara et de la Tunisie vous arrivaient l'année derrière à Paris en quelques heures.
/ Nos grands cuirassés et les croiseurs doivent posséder chacun deux projecteurs Mangin installés à bâbord et à tribord, avec un seul générateur électrique qui est une machine Gramme actionnée par deux petits moteurs à vapeur, système Brotherhood, Maxim ou Dolgorouki. Un commutateur placé sous la main du commandant permet d'éclairer la mer avec l'un ou l'autre des projecteurs. ”

“ M. Gramme construit des modèles de machines de ce type de différentes grandeurs ; il y en a de plus puissantes que celle que nous avons fait venir, qui sont à quatre pôles et à quatre balais et pèsent 500 kilog. On en emploie à l'Hippodrome de Paris d'assez puissantes pour fournir le courant électrique à 60 bougies.
La machine Gramme sous sa forme actuelle réalise toutes les conditions qu'un bon générateur électrique doit réaliser. Elle peuttransformer en électricité 90 p. 100 du travail dépensé pour la faire marcher. ”

“ Si l’on a un seul générateur, les intensités varieront et les lignes seront mal desservies. C’est pour ces motifs qu’on a repoussé la substitution jusqu’à présent. Cependant il existe des machines donnant une intensité constante dans des circuits de résistance variable, telles que celle de M. Marcel Deprez, et d’autres plus simples, paraît-il, appliquées en Amérique. Il y a une autre objection : certaines lignes travaillant la nuit ne nécessitent pas une source aussi grande, et cependant la même machine dynamo-électrique exige toujours la même machine à vapeur. ”

“ Il est indispensable de donner ensuite un coup d'oeil sur l'appareil d'allumage, qu'il soit électrique ou à incandescence. Dans le premier cas, on s'assure que le générateur de courant, pile ou accumulateur, fonctionne bien et que l'étincelle jaillit avec l'intensité voulue entre les pointes de la bougie. Au cas, où le générateur fonctionnant bien, l'étincelle ne se produirait pas, il faudrait rechercher l'interruption, due souvent à un mauvais contact ou à l'encrassement de la bougie qu'il faudrait alors nettoyer avec soin. ”

“ Le rendement électrique du générateur est le rapport entre la puissance utilisable et la puissance électrique totale :
18 MANUEL D'ÉLECTRICITÉ MÉDICALE
La formule (2) nous montre qu'en circuit fermé, la différence de potentiel aux pôles de la pile est égale à la force électromotrice à circuit ouvert moins le produit de la résistance intérieure par l'intensité. Il en résulte que plus r est petit, moins la différence de potentiel baisse quand on ferme le circuit. ”

“ Les derniers modèles construits ont un moteur à essence, benzine, gazoline, etc. Ce moteur commande l'hélice propulsive pendant la marche en surface, en même temps qu'il peut faire tourner l'induit du moteur électrique, lequel devient alors générateur d'électricité en vertu du principe bien connu de la réversibilité. Le courant produit sert à recharger les accumulateurs. ”

“ Par contre, elle peut conduire au court-circuit franc, et nécessite par suite un matériel générateur et transformateur robuste. C’est pourquoi beaucoup d’exploitants préfèrent intercaler une résistance dans la connexion à la terre. La valeur maxima de cette résistance est déterminée par la condition de laisser passer, dans les conditions les plus défavorables, le courant nécessaire au fonctionnement des relais. ”

“ Cette loi peut s'énoncer ainsi : la quantité de chaleur dégagée en une seconde dans un conducteur est proportionnelle à la résistance et au carré de l'intensité du courant qui le traverse.
Remarque. — Si J est l'équivalent mécanique de la calorie, Q la quantité de chaleur dégagée pendant l'unité de temps, on a :
GÉNÉRATEURS ÉLECTRIQUES
11. L'énergie se présente à nous sous quatre formes principales : l'énergie chimique, l'énergie mécanique, l'énergie thermique, l'énergie électrique.
Un générateur est un appareil destiné à convertir une forme quelconque de l'énergie en énergie électrique. ”

“ Ce qui fait voir que si l'on peut obtenir un travail de 1 joule avec un générateur de 1 watt de puissance travaillant une seconde, on peut obtenir ce même travail avec un générateur moins puissant pourvu qu'il arrive à débiter le coulomb nécessaire, en y mettant le temps nécessaire. ”

“ Pour mettre une génératrice en charge, on lui fait débiter du courant soit dans un moteur, soit dans des lampes, soit dans des résistances métalliques refroidies par l'air ou l'eau, soit à travers des résistances liquides (eau pure, dans le cas de la haute tension, eau chargée de carbonate de soude ou de sel ordinaire, dans les antres cas) .
La puissance mécanique fournie à une génératrice se, calcule d'après les conditions de fonctionnement du moteur (turbine hydraulique, machine à vapeur, moteur électrique, etc) . ”

“ Dans les grandes villes, où il est, en général difficile de placer des conduites, les véhicules portent le générateur de courant, c'est-à-dire une batterie d'accumulateurs. Ces appareils sont placés sous les banquettes, dans des tiroirs permettant leur remplacement facile à l'usine de chargement. Ce système a l'avantage de rendre tous les véhicules indépendants les uns dos autres, de permettre de faire fonctionner, à l'usine, les machines génératrices dans les conditions du rendement maximum. Il a l'inconvénient d'augmenter considérablement le poids mort de la voiture. ”

“ M. Ayrton rappelle qu’il a donné une méthode pour mesurer les rendements respectifs des générateurs et des moteurs dynamo-électriques, et qu’it a démontré que, quoique MM. Schwendler, Hopkinson, etc., aient trouvé un rendement de 90 pour 100 pour les générateurs, la moitié de l’énergie était employée à réchauffement de la machine elle-même, et que, si l’on essayait d’augmenter le rendement en intercalant presque toute la résistance dans un circuit externe, le courant devenait alors trop faible pour aimanter les électro-aimants du générateur et, à l’arrivée, ceux du moteur. ”

“ On conçoit aisément, étant posé ce principe, qu'il sera possible de réaliser des générateurs aussi faibles ou aussi intenses que l'on voudra ; il suffira de régler la force des aimants, la puissance des bobines et leur nombre. C'est ainsi qu'on établira des générateurs magnéto-électriques pour la médecine, pour la télégraphie et pour l'éclairage électrique. ”

“ Si une grande quantité d’énergie est alors empruntée par saccades au réseau à courant alternatif, la batterie fournit du courant à la machine à courant continu et le moteur synchrone qui travaille comme générateur de courant alternatif vient alors en aidé à la centrale en transmettant du courant dans le réseau. ”

“ Le rendement global d'une transmission de force par l'électricité est facile à évaluer d'après les considérations qui précèdent. Il est égal en effet au produit des rendements individuels des génératrices, de la canalisation, des transformateurs s'il y en a, enfin des réceptrices.
Supposons, pour fixer les idées, qu'une usine génératrice centrale fournisse l'énergie électrique sous forme de courant triphasé à 5.000 volts, avec un rendement qui peut atteindre 0,90 pour une. puissance de 100 kilowatts et au-dessus, et que nous supposerons seulement de 0,85. ”

“ Les générateurs mécaniques d'électricité jouissent de cette admirable propriété d'être réversibles. Hippolyte Fontaine savant électricien français, l'a démontré pratiquement à l'Exposition de Vienne en 1873.
La réversibilité des dynamos consiste en ceci. Lorsqu'elles sont actionnées par une machine motrice, par exemple par une machine à vapeur, elles produisent de l'électricité. Vient-on, au contraire, à leur envoyer du courant électrique, elles tournent; l'énergie électrique qu'on leur fournit se transforme en énergie mécanique utilisable sur la poulie, et l'on a l'électromoteur. ”

“ Nombreux sont donc les cas dans lesquels un transport d'énergie par l'électricité nécessite l'intercalation, entre le générateur et le récepteur d'énergie, d'un ou plusieurs organes supplémentaires : les transformateurs, dont le rendement propre, intervient dans le calcul du rendement général de la transmission.
On doit distinguer à cet égard les transformateurs rotatifs des appareils dont tous les organes sont immobiles. Les premiers sont d'un emploi obligatoire toutes les fois qu'il s'agit de transformer un courant continu en courant alternatif, ou vice versa. ”

“ Toute machine dynamo-électrique, en vertu du principe de la réversibilité, peut fonctionner comme génératrice d’électricité, ou comme réceptrice du courant électrique, c’est-à-dire faire l’office de moteur électrique ”

“ On a perfectionné les dynamos, on sait tirer parti des rhéostats, et l'on s'est aperçu que l'électro-ma-gnétisme est le plus serviable compagnon du monde. Les choses s'éclairent : un générateur, une réceptrice, deux petits moteurs électriques dans les moyeux arrière. Le générateur se nourrit d'air carburé, la réceptrice transforme l'énergie, en administre l'emploi, et les petits moteurs l'appliquent utilement. Les engrenages, couronnes et satellites, tous ces champignons qui vivaient dans notre forêt d'arbres de transmission, ont enfin disparu avec les arbres eux-
mêmes. ”

“ En 1704, en effet, un physicien allemand, l'inventeur de la machine pneumatique, Otto de Guéricke, de Magdebourg, composa le premier générateur d'électricité, encore bien rudimentaire, car il était constitué par un globe de soufre qu'une manivelle faisait
tourriér sur son axe en même temps que l'on appuyait d'une main sur sa surface. ”

“ L'idéal, pour exciter un tube à vide, serait de disposer d'un courant continu ■de haut potentiel, d'un courant de 1 à 100 milliampères sous 10.000 à 200.000 volts.
La machine électrostatique, seul générateur de courant continu à haut potentiel, fournit un débit trop minime pour être utilisée et son inconstance, son mauvais rendement, l'ont fait rejeter presque dès le début de l'emploi des rayons X en médecine. ”

“ Pour obtenir ce résultat le voltage de la génératrice doit varier automatiquement avec le nombre des lampes branchées sur le circuit. La force électrique fournie par la génératrice est égale si on se sert d’un courant continu, au courant constant multiplié par le voltage nécessaire à l’envoi du courant dans le circuit. Avec une installation convenable le voltage peut être porté très haut — de 10 à 15.000 volts. Le courant dans le système en série n’est jamais fort — généralement de 10 ampères au moins. ”

“ Si le moteur employé est une chute d'eau qu'on n'utiliserait pas sans la transmission électrique, le rendement n'a pour ainsi dire pas à rentrer en ligne de compte et, quand bien même il s'abaisserait à 40 0/0, l'installation serait encore pratiquement utilisable.
Une seule génératrice peut actionner plusieurs réceptrices ”

“ La faible intensité des courans individuels de chaque élément nécessite de grands espaces et un matériel énorme pour obtenir un écoulement électrique susceptible de résultats pratiques. Aussi les piles n’occupent-elles, dans la hiérarchie, des générateurs d’électricité, qu’une place modeste. ”

“ On emploie, en général, les génératrices Compound pour maintenir la tension constante aux bornes de la machine, quelle que soit l'intensité du courant débité; car, lorsque l'intensité augmente, l'excitation shunt a pour effet de faire diminuer la tension aux bornes, tandis que l'excitation série tend à la faire croître.
Pour l'application à la transmission électrique, la raison qui a fait choisir une génératrice Compound consiste principalement dans la facilité d'amorçage et de désamorçage qu'on peut obtenir avec ce genre d'excitation, en supprimant ou en ajoutant l'excitation série. ”

“ Si le générateur dont on dispose possède une force électromotrice de 2,5 volts au moins, par élément à charger, on associe les accumulateurs en tension, et on réunit les pôles de la batterie de piles, ou de la dynamo préalablement mise en marche et arrivée au voltage voulu, aux pôles de même nom de la batterie d'accumulateurs. Si l'on charge avec le courant du secteur, il faut mettre tout d'abord toute la résistance du rhéostat en circuit, avant de fermer le courant sur la batterie. ”

“ C'est le surveillant de la génératrice qui règle le circuit de cette dernière suivant le travail absorbé à la réceptrice et gouverne ainsi la marche de l'usine.
Prix de revient d'une transmission d'énergie électrique.
Pour les faibles distances (1 kilomètre) le transport de l'énergie peut s'effectuer avec des câbles en cuivre nus, fixés sur des poteaux par l'intermédiaire d'isolateurs en porcelaine, sous une tension de 100 volts. ”

“ Il serait à souhaiter que nos constructeurs ne se désintéressent pas de la fabrication des groupes électrogènes utilisant l'énergie du vent, dont l'emploi paraît devoir se généraliser dans toutes les fermes, soit pour les pompages, soit pour le fonctionnement des appareils d'intérieur de ferme, soit pour l'éclairage électrique des exploitations. ”

“ Avantages des courants polyphasés. — Ils résident surtout dans le meilleur fonctionnement des moteurs. Par contre, nous avons signalé que, pèndant une fraction de la demi-période, une puissance alternative monophasée fournie par un alternateur est négative [générateur travaillant en récepteur] . De même
pendant une fraction de la demi-période, comme nous le verrons, un moteur monophasé travaille en générateur. ”

“ Chaque génératrice peut fournir un courant continu de 275 ampères et de 600 volts, et son arbre est vertical et porté directement par celui de la turbine tandis que l'inducteur est porté par un plancher spécial. On peut compter ces génératrices parmi les plus grosses machines à courant continu qui existent aujourd'hui, car elles ont un diamètre extérieur de 3 m 20 et un poids de 19,000 kilos chacune. ”

“ La production de courant peut être assurée par un groupe électrogène installé à poste fixe sur la voiture. Ce groupe ne doit être ni très lourd, ni très encombrant, cependant, en raison de la puissance qui lui est demandée, il ne peut guère peser moins de 100 kilogrammes. On le place soit à l’avant de la voiture, soit à l’intérieur de la caisse qui sert de carrosserie. Au lieu d’employer un groupe électrogène, on peut se servir du moteur de la voiture pour entraîner une dynamo placée à l’avant ou bien sur le marchepied. ”