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HAL Id: jpa-00205141 https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00205141 Submitted on 1 Jan 1924 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. Les mesures des grandeurs électriques sous courant alternatif de fréquence musicale L. Cahen, J. Carvallo To cite this version: L. Cahen, J. Carvallo. Les mesures des grandeurs électriques sous courant alternatif de fréquence musicale. J. Phys. Radium, 1924, 5 (4), pp.113-125. 10.1051/jphysrad:0192400504011300. jpa- 00205141 LES MESURES DES GRANDEURS ÉLECTRIQUES SOUS COURANT ALTERNATIF DE FRÉQUENCE MUSICALE par MM. L. CAHEN et J. CARVALLO I. Introduction. - Les applications toujours grandissantes du courant alternatif ont . obligé les laboratoires industriels à développer toute une technique opératoire en vue de déterminer comment se comportent, les différentes substances et les différents appareils sou- mis à une tension ou parcourus par un courant alternatifs. On peut diviser les mesures de l’espèce en trois sections distinctes correspondant cha- cune à un certain intervalle de fréquences : Les basses fréquences, ou industr1.elles, inférieures à ~100 s-1, pour lesquelles, en général, les étalons de résistance, de capacité, de self-induction, peuvent être considérés comme les mêmes qu’en courant continu, et les appareils indicateurs ordinaires, galvano- nomètres, électro-dynamomètres, etc... ont une sensibilité et une précision suffisantes. Les hautes fréquences (à partir de ~ 000 s-1, mais, en fait, surtout à partir de 10 000 domaine propre de la radiotélégraphie et radiotéléphonie, dans lequel on ne peut employer d’appareils indicateurs quelconques que par l’intermédiaire de détecteurs. Dans les mesures, les erreurs causées par les actions inductives et capacitives à travers l’espace peuvent être considérables. Ces actions modifient considérablement les valeurs des étalons de résistance et de capacité utilisés en courant continu ; en pratique, on est le plus souvent amené à se servir exclusivement de condensateurs à air ou de bobines sans fer à faible résistance qui seules permettent des mesures à l’abri des difficultés signalées. .. Enfin, entre les deux, s’étend le domaine des fréquences ou niiisicales qui cor- respondent à des sons audibles et font, par suite, du téléphone l’appareil indicateur tout t indiqué, sans détection. Son importance résulte du développement considérable de la technique téléphonique. Les mesures y sont délicates parce que les influences de l’induction magnétique et électrique commencent à se faire sentir et que l’on est forcé de mesurer des grandeurs d’ordre extrêmement variable sous des intensités en général faibles. La première raison impose, dans la construction des étalons de résistance, de self-induction et de capacité, des précautions’spéciales, mais, par contre, le maniement facile et la très grande sensibilité du téléphone donnent à ces mesures un intérêt puissant. Elles peuvent être faites très vite, nécessitent un appareillage peu fragile, quoique soigné, et sont, dans certains cas du moins, .susceptibles d’une grande précision. Le développement de la téléphonie a eu pour conséquence, dans de nombreux pays, des recherches importantes à ce sujet. Cependant, les méthodes ainsi mises au point sont peu employées dans les laboratoires industriels de France et encore moins dans les laboratoires scientifiques. Sans doute, on comprend que les applications à des études purement théoriques soient limitées, car, si l’on excepte les relevés oscillograpliiques, les mesures sous courant alternatif saisissent seulement la courbe moyenne et non l’aspect instantané du phénomènes. Elles donnent, par exemple, les intensités efficaces et bloquent ensemble, dans] la valeur d’une inipédance, les résultats de phénomènes fort complexes. Mais cette espèce de synthèse, qui est le plus souvent suffisante pour l’industriel, est extrêmement évocatrice même pour le savant. Elle lui procure d’ailleurs le seul moyen dont il dispose de suivre le « comportement » de la matière sous l’action de l’ondulation électrique et il est toujours pos- sible, en multipliant les expériences, de dissocier ensuite les différentes causes. C’est pourquoi il nous a paru utile de faire connaître brièvement, aux lecteurs du Jour- nal de Physique, l’essentiel de cette technique des mesures sous-fréquences musicales. Nous n’avons pas la prétention de rien dire d’inédit à ce sujet, et nous contenterons de résumer . l’état de la question (1). , (1) On consultera avec intérêt, les traités généraux : FLEIIIINC-, Propagation des courants dans les conducteurs télégraphiques et téléphoniques [Gauthier- Yil- lars, Paris, i9t3]. Handbook for the electrical Laboratory and te:ting room [7lie Eicctricial1, Londres 1- HILL, Téléphonie transmission ’,Lon,-mans Green, Londres.] Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:0192400504011300 114 II. Les grandeurs à mesurer. - Ces méthodes de mesures ne sont presque toujours que l’extension au cas des courants périodiques de méthodes fondamentales du courant con- tinu. On sait combien tous les problèmes de distribution des courants périodiques sont faci- lités par l’emploi de la notation imaginaire ; grâce à elle, les formules souvent assez com- plexes auxquelles on est conduit décnulent presque toujours directement de la formule très simple par laquelle se traiterait le problème correspondant en courant continu. Les grandeurs à mesurer se présenteront donc sous la forme : -. D’où ce caractère commun à toutes les mesures en question de comporter deux opérations distinctes et simultanées en vue de la détermination de a et 6. Ce sera, par exemple, l’impédance d’une bobine à noyau de ier : ’ et il convient de remarquer que ~‘ n’est pas la résistance ohmique correspondant à l’effet Joule, mais cette résistance augmentée de l’effet des pertes dans le fer, courants de Foucault et h)"’"stérésis; c’est ce qu’on appelle la résistance effective. De même, la seli-inductance pourra différer de la self-indue tance à très basse fréquence par suite de l’effet du flux antago- niste des courants de Foucault. Ce sera encore l’admittaiice d’un condensateur à perte : et la résistance l~ ne sera pas la résistance d’isolement en courant continu, mais cette résis- tance di1JtÍnuée par les effets de viscosité et d’hystéris diélectrique Ou bien enfin, si l’on veut mesurer une différence de potentiel, on la comparera à une autre dont la phase sera prise comme origine, de même pour l’intensité. On aura alors avan~ tage à mettre l’expression imaginaire correspondante sous la forme exponentielle et à écrire : La mesure comportera la détermination simultanée de Fo ou 10 et de a ou a’. Dans toutes ces mesures, la fréquence intervient directement, du fait de la présence de co dans les formules, mais aussi indirectement, par les modifications qu’elle apporte aux autres grandeurs par suite des effets précédemment rappelés. Il est donc indispensable d’uti- liser une source de courant de fréquence bien stable et de forme bien sinusoïdale. Il faut, de plus, pouvoir faire varier par un réglage simple la fréquence de cette source dans tout lie domaine audible. , III. Générateurs. - Le problème du générateur est donc le premier à résoudre : pureté du courant, stabilité de la fréquence, réglage facile de cette fréquence, puissance con- venable, telles sont les conditions à satisfaire. Trois types principaux ont été réalisés : 1. à vibrations mécaniques entretenues. -- Leur prototype est l’électro- diapason bien connu; mais cet instrument, incapable de fournir une énergie et une pureté suffisantes, a cédé aujourd’hui la place à des appareils à contact microphonique appelés souvent « ronfleurs ». L’une des électrodes du contact microphonique est rigidement fixée à une plaque ou tige en métal magnétique. Celle-ci est placée dans le champ d’un électro- aimant dont le circuit est couplé électriquement avec le circuit du microphone (fig. 1 et 2). Toute variation de courant dans le circuit microphonique fait varier le flux magnétique produit par l’électroaimant, qui agit sur la position due la plaque ou tige : ainsi se produit 115 une nouvelle variation du courant microphonique et s’entretient le mouvement, avec, comme fréquence de vibration, la fréquence propre de la plaque ou de la tige. Ces appareils, peu ’encombraiils, fonctionnant sous une différence de potentiel de 4 ou Fig. 1. - Roiilleur à plaque Siemens et Halske. 13 volts, sont commodes pour des mesures en ligne, lorsqu’il n’est indispensable ni de faire varier la iréqnence, ni d’avoir une sinusoïdalité absolue. Avec les types courants, on peut .arriveT à une puissance de 50 milliwatts. Fig. 2. - Ronfleur à tige du Post-office. 2. Alternateurs. - On peut naturellement construire des alternateurs de fréquence musicale ; on pourra leur donner des puissances assez considérables et faire varier leur fré- quence en changeant la vitesse du moteur qui les entraîne. Les principaux modèles de ce genre de machines ont été créés en Allemagne : un seul est resté pratiquement en usage, la machine de Franke (1) à deux induits, destinée surtout 11 servir aux mesures potentiométriques. Pour arriver à la sinusoïdalité du courant, on est obligé de prendre, dans la construction de ces machines, des précautions très minutieuses qui les rendent très coûteuses. En outre, . la moindre variation dans la uploads/Industriel/ajp-jphysrad-1924-5-4-113-0.pdf