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charbon ; il a donc fallu prendre des charbons tout à fait spéciaux et que l’on tirait à l’origine des cornues à gaz dans lesquelles, au cours de la distillation, il se forme ce qu’on appelle du charbon graphitique, lequel est très pur et excessivement réfractaire. Aujourd’hui, cette source ne suffirait pas à fournir tout le charbon graphitique utilisé dans l’éclairage à arc, aussi le fait-on de toutes pièces et cette fabrication, très délicate, fait l’objet d’une industrie spéciale fort importante. il est essentiel que le charbon soit très pur pour obtenir un arc donnant une lumière parfaitement blanche, les moindres impuretés colorent la flamme et lui retirent ainsi de son éclat. Si le charbon graphitique est très dur et brûle peu sous l’influence de l’arc, il se consume cependant au fur et à mesure que cette combustion s’opère, l’intervalle entre les deux morceaux de graphite va en augmentant jusqu’à atteindre une longueur avec laquelle l’arc ne se forme plus. On voit par là que la réalisation de la seconde condition devient plus difficile puisque c’est à tout instant qu’il faut ramener les charbons à la distance voulue. En résumé, la lampe à arc doit, être munie d’un dispositif qui est un véritable régulateur de cette distance. Dans l'origine de la lampe à arc, quand, comme nous le disions plus haut, on l’alimentait à l’aide de piles Bunsen, on obtenait cette régulation à l’aide d’un mouvement d'horlogerie très précis et très compliqué, aussi une lampe à arc était-elle un véritable instrument de précision d’un prix très élevé et qu’on ne pouvait pas mettre entre les mains du premier venu. C’est, d’ailleurs, en raison de ce dispositif qu'on appelait régulateur la lampe à arc primitive, nom qui est encore assez souvent donné à la lampe à arc moderne, parce qu’elle comporte aussi un dispositif de régulation mais beaucoup plus simple et moins coûteux, que nous allons étudier. Cependant nous devons dire que ce mode de régulation n'est pas identique pour toutes les lampes à arc et affecte un dispositif différent suivant que la lampe est montée en tension, en dérivation ou
est un véritable régulateur de cette distance. Dans l'origine de la lampe à arc, quand, comme nous le disions plus haut, on l’alimentait à l’aide de piles Bunsen, on obtenait cette régulation à l’aide d’un mouvement d'horlogerie très précis et très compliqué, aussi une lampe à arc était-elle un véritable instrument de précision d’un prix très élevé et qu’on ne pouvait pas mettre entre les mains du premier venu. C’est, d’ailleurs, en raison de ce dispositif qu'on appelait régulateur la lampe à arc primitive, nom qui est encore assez souvent donné à la lampe à arc moderne, parce qu’elle comporte aussi un dispositif de régulation mais beaucoup plus simple et moins coûteux, que nous allons étudier. Cependant nous devons dire que ce mode de régulation n'est pas identique pour toutes les lampes à arc et affecte un dispositif différent suivant que la lampe est montée en tension, en dérivation ou est différentielle. Nous avons donc trois cas à examiner : Lampe à arc en tension. — Dans ce qui va suivre, nous allons supposer une disposition fictive pour nous mieux faire comprendre. La figure 1 donne le schéma de cette disposition. Les charbons C et G sont situés bien vis-à-vis et l’un au-dessus de l'autre; le charbon C est fixe et seul est mobile le charbon C', le premier étant relié au pôle négatif et le second au pôle positif, mais par l’intermédiaire d’un petit appareil à age qui est le suivant : le charbon C' est fixé dans une griffe en cuivre faisant corps, d’une façon quelconque, avec un noyau de fer doux K qui passe dans l’intérieur d’une bobine ou solénoïde S autour de laquelle est enroulé le fil venant du pôle positif, fil qui se termine en touchant en contact parfait avec le noyau. Quant à ce dernier, qui est mobile dans l’intérieur de S, il est tenu dans une position d’équilibre telle par un poids C fixé à une corde passant sur une poulie, qui est juste en contact avec le charbon C. Faisons passer le courant : celui-ci partant de la borne + circulera dans
et l’un au-dessus de l'autre; le charbon C est fixe et seul est mobile le charbon C', le premier étant relié au pôle négatif et le second au pôle positif, mais par l’intermédiaire d’un petit appareil à age qui est le suivant : le charbon C' est fixé dans une griffe en cuivre faisant corps, d’une façon quelconque, avec un noyau de fer doux K qui passe dans l’intérieur d’une bobine ou solénoïde S autour de laquelle est enroulé le fil venant du pôle positif, fil qui se termine en touchant en contact parfait avec le noyau. Quant à ce dernier, qui est mobile dans l’intérieur de S, il est tenu dans une position d’équilibre telle par un poids C fixé à une corde passant sur une poulie, qui est juste en contact avec le charbon C. Faisons passer le courant : celui-ci partant de la borne + circulera dans l’ensemble de la bobine, aboutira au charbon C' d’où il passera au charbon G pour ressortir par la borne. — Le charbon étant un bon conducteur, notre dispositif donne un écoulement ininterrompu au courant et comme les charbons se touchent, il ne se produira pas d’arc. Mais parce qu’il y a circulation libre du courant, celui-ci donne à S la propriété des solénoïdes, c’est-à-dire d’aimanter le noyau K et de l’attirer vers le haut, d’où écartement entre les charbons et formation de l'arc. On voit donc que dans ce genre de lampe tout réside dans la force d’attraction du solénoïde S qui se calcule facilement connaissant la tension du courant utilisé et que le contrepoids C lui-même est déterminé pour équilibrer le poids du noyau, du porte-charbon et du charbon C'. L’effet du solénoïde S est calculé de façon qu’il maintienne le noyau K et, par suite, le charbon C' à la distance convenable de C pour que l’arc produit ait son maximum d’intensité éclairante. On appelle souvent ce genre de lampe, lampe à intensité constante, car, en principe, leur fonctionnement n’est parfait que si l'intensité du courant reste constante. En effet, si l’intensité est trop faible, le courant qui
a circulation libre du courant, celui-ci donne à S la propriété des solénoïdes, c’est-à-dire d’aimanter le noyau K et de l’attirer vers le haut, d’où écartement entre les charbons et formation de l'arc. On voit donc que dans ce genre de lampe tout réside dans la force d’attraction du solénoïde S qui se calcule facilement connaissant la tension du courant utilisé et que le contrepoids C lui-même est déterminé pour équilibrer le poids du noyau, du porte-charbon et du charbon C'. L’effet du solénoïde S est calculé de façon qu’il maintienne le noyau K et, par suite, le charbon C' à la distance convenable de C pour que l’arc produit ait son maximum d’intensité éclairante. On appelle souvent ce genre de lampe, lampe à intensité constante, car, en principe, leur fonctionnement n’est parfait que si l'intensité du courant reste constante. En effet, si l’intensité est trop faible, le courant qui passe autour de la bobine ne donne pas à celle-ci une puissance suffisante pour élever le noyau et les charbons restent en contact d’où absence de l’arc. Si au contraire, le courant prend une intensité trop forte, l’action du solénoïde est elle-même trop forte, le noyau K est trop élevé, les charbons trop écartés l'un de l’autre et l’arc cesse de se produire. Il est évident que dans la pratique, l’intensité peut ne pas être rigoureusement constante, mais elle ne doit cependant varier que dans des limites assez restreintes, c’est implicitement dire que la lampe à arc que nous venons de voir ne doit pas être placée dans un circuit où l’intensité du courant serait susceptible de variations notables. Lampe à arc en dérivation. — On pourrait presque dire que cette lampe présente les effets contraires à ceux constatés dans la précédente. Nous donnons son schéma figure 2 en conservant à toutes les pièces les mêmes lettres. Ici nous supposerons que c’est le charbon C' qui est fixe, on voit que le courant arrive à ce charbon par la borne +, mais de cette même borne part une dérivation en fil fin qui vient s’enrouler autour de la bobine S
les charbons trop écartés l'un de l’autre et l’arc cesse de se produire. Il est évident que dans la pratique, l’intensité peut ne pas être rigoureusement constante, mais elle ne doit cependant varier que dans des limites assez restreintes, c’est implicitement dire que la lampe à arc que nous venons de voir ne doit pas être placée dans un circuit où l’intensité du courant serait susceptible de variations notables. Lampe à arc en dérivation. — On pourrait presque dire que cette lampe présente les effets contraires à ceux constatés dans la précédente. Nous donnons son schéma figure 2 en conservant à toutes les pièces les mêmes lettres. Ici nous supposerons que c’est le charbon C' qui est fixe, on voit que le courant arrive à ce charbon par la borne +, mais de cette même borne part une dérivation en fil fin qui vient s’enrouler autour de la bobine S au centre de laquelle peut s’élever le noyau K, portant le charbon mobile C. Au repos, les charbons sont écartés l’un de l’autre et si le courant vient à passer, il n'y a pas d’arc, seulement en même temps, il passe du courant par la dérivation et la bobine joue le rôle de solénoïde, attirant le noyau K et amenant un éloignement entre C et C’ ce qui permet à l'arc de se former. Si par suite de l’usure due à la combustion, les charbons venaient à s’écarter trop et que l’arc tende à disparaître, il s'ensuivrait que le courant éprouverait une grande résistance et deviendrait plus fort dans le solénoïde lui donnant ainsi la puissance attractive voulue pour que le noyau remonte assez; et en même temps que lui le charbon, d'où rétablissement de l’arc. Lampe à arc différentielle. — Cette lampe comporte la combinaison des deux dispositifs que nous venons de voir ainsi que le montre la figure schématique 3. Ici le noyau K peut entrer dans deux bobines S et S’. La bobine S’ est enroulée d'un fil fin pris en dérivation sur la borne positive du courant et la bobine S est enroulée d'un fil plus
le rôle de solénoïde, attirant le noyau K et amenant un éloignement entre C et C’ ce qui permet à l'arc de se former. Si par suite de l’usure due à la combustion, les charbons venaient à s’écarter trop et que l’arc tende à disparaître, il s'ensuivrait que le courant éprouverait une grande résistance et deviendrait plus fort dans le solénoïde lui donnant ainsi la puissance attractive voulue pour que le noyau remonte assez; et en même temps que lui le charbon, d'où rétablissement de l’arc. Lampe à arc différentielle. — Cette lampe comporte la combinaison des deux dispositifs que nous venons de voir ainsi que le montre la figure schématique 3. Ici le noyau K peut entrer dans deux bobines S et S’. La bobine S’ est enroulée d'un fil fin pris en dérivation sur la borne positive du courant et la bobine S est enroulée d'un fil plus gros partant du charbon G’qui est seul mobile. Voyons maintenant comment les choses se passent : Lorsque la lampe est au repos, les deux charbons ont en contact; quand le courant passe venant du pôle positif, il suit le chemin le plus court et qui lui offre le moins de résistance, c’est-à-dire descend de la borne + passe par le charbon C puis par C' et par le conducteur en gros fil entourant la bobine S pour sortir enfin par la borne. Mais dans ce passage, la bobine S fait fonction de solénoïde et attirant le noyau K établit l’intervalle entre C et C', ce qui permet à l’arc de se former. Si cet intervalle, par suite de l'usure des charbons vient à augmenter dans une mesure qui risquerait de voir l’arc s’éteindre, il se forme entre C et C' une résistance d’autant plus grande que cet intervalle sera plus grand lui-même, de sorte que le courant tend à prendre un autre chemin par lequel sa circulation est plus aisée, il passe ainsi par la dérivation partant du pôle + et se répand dans l’enroulement de la bobine S' qui alors attire le noyau K vers le bas en rétablissant
résistance, c’est-à-dire descend de la borne + passe par le charbon C puis par C' et par le conducteur en gros fil entourant la bobine S pour sortir enfin par la borne. Mais dans ce passage, la bobine S fait fonction de solénoïde et attirant le noyau K établit l’intervalle entre C et C', ce qui permet à l’arc de se former. Si cet intervalle, par suite de l'usure des charbons vient à augmenter dans une mesure qui risquerait de voir l’arc s’éteindre, il se forme entre C et C' une résistance d’autant plus grande que cet intervalle sera plus grand lui-même, de sorte que le courant tend à prendre un autre chemin par lequel sa circulation est plus aisée, il passe ainsi par la dérivation partant du pôle + et se répand dans l’enroulement de la bobine S' qui alors attire le noyau K vers le bas en rétablissant entre C et C' la distance voulue pour former l’arc avec son maximum d’intensité. Tels sont aussi brièvement résumés que possible, les trois principes de régulation des lampes à arc. Nous répétons à dessein le mot principe, car notre description n’a emprunté qu’un dispositif purement fictif et on ne le trouverait aujourd’hui dans aucune lampe à arc. C’est ainsi que dans certaines lampes l’ensemble du solénoïde S et du noyau K qui forme un véritable électro-aimant, n’agit pas directement sur le porte-charbon et ce dernier est sollicité dans son mouvement d’attraction par un mécanisme dont le fonctionnement est arrêté par l’armature de l’électro-aimant ; c’est ce qu’on désigne souvent sous le nom de système à déclic. Ce système peut donner lieu aux dispositions les plus variées, c’est ainsi que dans certaines lampes, l’armature de l’électro-aimant peut commander un rochet actionnant une roue dentée laquelle, en tournant dans un sens ou dans l’autre, permet aux charbons de se rapprocher ou de s’écarter. La denture de la roue peut être telle qu’elle permette à ce mouvement de se produire entre deux limites déterminées plus ou moins grandes. Dans ce cas, les charbons passent successivement de l’écartement le plus grand à l’écartement le
trouverait aujourd’hui dans aucune lampe à arc. C’est ainsi que dans certaines lampes l’ensemble du solénoïde S et du noyau K qui forme un véritable électro-aimant, n’agit pas directement sur le porte-charbon et ce dernier est sollicité dans son mouvement d’attraction par un mécanisme dont le fonctionnement est arrêté par l’armature de l’électro-aimant ; c’est ce qu’on désigne souvent sous le nom de système à déclic. Ce système peut donner lieu aux dispositions les plus variées, c’est ainsi que dans certaines lampes, l’armature de l’électro-aimant peut commander un rochet actionnant une roue dentée laquelle, en tournant dans un sens ou dans l’autre, permet aux charbons de se rapprocher ou de s’écarter. La denture de la roue peut être telle qu’elle permette à ce mouvement de se produire entre deux limites déterminées plus ou moins grandes. Dans ce cas, les charbons passent successivement de l’écartement le plus grand à l’écartement le plus faible, ce qui peut donner des soubresauts à la lumière fournie par l’arc. Ce mouvement peut être rendu moins brusque, soit qu’on établisse la roue dentée avec une denture plus rapprochée, soit encore qu’on lui fasse commander une série d’engrenages qui rendent le rapprochement ou l’éloignement des charbons très progressif. Quant aux charbons, dans certaines lampes c’est le charbon inférieur qui est mobile, dans d’autres, c’est le charbon supérieur, enfin, dans bien des lampes différentielles les deux charbons sont doués de la mobilité nécessaire pour donner lieu à l’intervalle réclamé pour la formation de l’arc. Comme tout le monde peut le constater, toutes les lampes à arc présentent la partie mécanique placée en haut et enveloppée dans une gaine en tôle, les charbons sont en dessous et leur mouvement est guidé par des tiges formant glissières et obligeant ainsi les deux extrémités des charbons, qu’on appelle souvent crayons, à se trouver bien vis-à-vis l’un de l’autre. Ainsi que nous l’avons dit, les modèles de lampes à arc sont très nombreux et nous ne pouvons les décrire tous. Cependant pour donner une idée de ce genre d’appareils tel qu’il existe dans la pratique, nous donnons figure 4 la vue d’ensemble
progressif. Quant aux charbons, dans certaines lampes c’est le charbon inférieur qui est mobile, dans d’autres, c’est le charbon supérieur, enfin, dans bien des lampes différentielles les deux charbons sont doués de la mobilité nécessaire pour donner lieu à l’intervalle réclamé pour la formation de l’arc. Comme tout le monde peut le constater, toutes les lampes à arc présentent la partie mécanique placée en haut et enveloppée dans une gaine en tôle, les charbons sont en dessous et leur mouvement est guidé par des tiges formant glissières et obligeant ainsi les deux extrémités des charbons, qu’on appelle souvent crayons, à se trouver bien vis-à-vis l’un de l’autre. Ainsi que nous l’avons dit, les modèles de lampes à arc sont très nombreux et nous ne pouvons les décrire tous. Cependant pour donner une idée de ce genre d’appareils tel qu’il existe dans la pratique, nous donnons figure 4 la vue d’ensemble de la lampe différentielle Bardon ; dans notre dessin nous avons supposé enlevée l’enveloppe qui enferme le mécanisme de même, que les charbons sont à nu alors que dans la pratique, ils sont enfermés dans un globe ou une lanterne. Pour bien se rendre compte du fonctionnement de cet appareil, nous en donnons la représentation schématique figure 5. Dans ce type de lampe existe un électro-aimant vertical qui est muni de deux enroulements, l’un en fil gros et l’autre en fil fin, et au centre duquel sont renfermés deux moyeux en fer doux, l’un fixe, l’autre mobile. Ce dernier porte une tige, représentée en trait ponctué sur notre schéma, qui commande un levier articulé pouvant venir appuyer sur un volant V qui porte calé sur son axe une petite poulie à gorge recevant la cordelette de suspension des porte-charbons. Cette cordelette passe successivement sur plusieurs poulies et ses extrémités viennent s’attacher au levier dont nous venons de parler. Dès que l’on fait passer le courant dans la lampe, le noyau mobile se trouve attiré, la branche du levier est soulevée et, par suite, le porte-charbon supérieur. L’arc se produit, car en se soulevant le levier est venu caler le volant.
nous en donnons la représentation schématique figure 5. Dans ce type de lampe existe un électro-aimant vertical qui est muni de deux enroulements, l’un en fil gros et l’autre en fil fin, et au centre duquel sont renfermés deux moyeux en fer doux, l’un fixe, l’autre mobile. Ce dernier porte une tige, représentée en trait ponctué sur notre schéma, qui commande un levier articulé pouvant venir appuyer sur un volant V qui porte calé sur son axe une petite poulie à gorge recevant la cordelette de suspension des porte-charbons. Cette cordelette passe successivement sur plusieurs poulies et ses extrémités viennent s’attacher au levier dont nous venons de parler. Dès que l’on fait passer le courant dans la lampe, le noyau mobile se trouve attiré, la branche du levier est soulevée et, par suite, le porte-charbon supérieur. L’arc se produit, car en se soulevant le levier est venu caler le volant. Si la distance entre les deux charbons vient à augmenter et que l’arc s’agrandisse, l’intensité du courant diminue dans l’enroulement du gros fil, tandis qu’elle s’accroît dans le fil fin. Le noyau redescend alors un peu et le volant devient libre. Le porte-charbon positif peut donc agir par son poids pour rapprocher les charbons et, dès que l’arc a repris sa longueur normale, le volant est de nouveau calé par le levier. On voit par ce que nous venons de dire, que le mécanisme des lampes à arc est, en somme, très simple, si nous prenons le mot de mécanisme dans son acception propre, car il se borne à quelques leviers et des poulies à gorge ; toute la régulation étant obtenue par des moyens électriques; ces moyens eux-mêmes peuvent être rendus très précis parce que tout se calcule dans les actions du courant et que celui-ci est toujours distribué à des tensions déterminées lesquelles, à moins de cas tout à fait particuliers, sont généralement 110 volts ou 220 ou 440. Enfin, comme nous l’avons dit plus haut, la régulation, tout en étant pratiquement précise, s’établit entre des limites suffisamment étendues pour les applications pratiques et ne sont guère en
pour rapprocher les charbons et, dès que l’arc a repris sa longueur normale, le volant est de nouveau calé par le levier. On voit par ce que nous venons de dire, que le mécanisme des lampes à arc est, en somme, très simple, si nous prenons le mot de mécanisme dans son acception propre, car il se borne à quelques leviers et des poulies à gorge ; toute la régulation étant obtenue par des moyens électriques; ces moyens eux-mêmes peuvent être rendus très précis parce que tout se calcule dans les actions du courant et que celui-ci est toujours distribué à des tensions déterminées lesquelles, à moins de cas tout à fait particuliers, sont généralement 110 volts ou 220 ou 440. Enfin, comme nous l’avons dit plus haut, la régulation, tout en étant pratiquement précise, s’établit entre des limites suffisamment étendues pour les applications pratiques et ne sont guère en défaut que quand la distribution du courant elle-même est mauvaise ; mais alors on rentre dans le cas des accidents auquel nul ne peut s’opposer. Nous avons dit, en parlant des charbons, que leur fabrication était très délicate en raison de ce que l’on cherchait à les obtenir en graphite le plus pur pour avoir une lumière absolument blanche. On s'est révenu un peu de ce principe admis dès l’origine de l’éclairage à gaz, et l’on peut voir aujourd’hui, dans maintes installations, des arcs donnant une lumière rouge assez intense. Jusqu’à présent, ce genre d’arc n’est guère employé que dans des cas assez particuliers ; que leur avenir l’avenir? C’est ce que le temps seul nous dira. Il est évident que la lumière très blanche tend toujours à être un peu blafarde et qu’une lumière rouge est d’un ton plus chaud. Les charbons montés sur ce nouveau genre de lampes, sont dits à âme minéralisée, c’est-à-dire que leur centre est pourvu d’une composition spéciale qui en brûlant donne la coloration à la flamme de l’arc, mais la lampe en elle-même n’est en rien modifiée. La combustion des charbons dans une lampe à arc se fait d’une façon toute particulière et