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ENSEIGNEMENT TECHNIQUE DU SECOND DEGRE TECHNOLOGIE - ELECTRIQUE - à l'usage des Elèves des Ecoles Nationales Professionnelles, des Ecoles Pratiques d'Industrie et des Candidats au Brevet Professionnel d'Electricien par René LAURENT Ingénieur électricien Professeur technique à l'Ecole Nationale Professionnelle de Lyon Préface de M. J. DUPIN Inspecteur général de l'Enseignement technique . # TROISIÈME ÉDITION TOME II — 1941 — IMPRIMERIES RÉUNIES 33-35, RUE RACHAIS, 33-3S LYON

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ENSEIGNEMENT TECHNIQUE DU SECOND DEGRE

TECHNOLOGIE - ELECTRIQUE -

à l'usage des Elèves des Ecoles Nationales Professionnelles, des Ecoles Pratiques d'Industrie

et des Candidats au Brevet Professionnel d'Electricien

par

René LAURENT Ingénieur électricien Professeur technique

à l'Ecole Nationale Professionnelle de Lyon

Préface de M. J. DUPIN Inspecteur général de l'Enseignement technique

. #

TROISIÈME ÉDITION

T O M E I I

— 1941 —

I M P R I M E R I E S R É U N I E S

3 3 - 3 5 , R U E R A C H A I S , 3 3 - 3 S

L Y O N

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TECHNOLOGIE ELECTRIQUE

TOME I I

TABLE DES MATIÈRES

TRANSPORT DE L'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE

Généralités 9

I. CANALISATIONS INTERIEURES

Fils et câbles à conducteurs en cuivre. Résistance mécanique. Fils et câbles utilisés. Calcul de la section des conducteurs. Isolement des conducteurs. Règlements de l'U.S.E 9

Fils et câbles à conducteurs d'aluminium : 15 Types de conducteurs isolés 17

A) Installations intérieures* à b a s s e tension. a) Sur taquets et poulies 20 b) Sous moulures 22 c) Sous tubes . • 22 d) Avec câbles spéciaux 23 Pose et raccordement des conducteurs en aluminium 24

B) Installations intérieures à moyenne et haute tensions 24

Vérification et mesure d'isolement des installations intérieu-res . '. 26

II. CANALISATIONS AERIENNES Choix des conducteurs 27 Calcul de la section des lignes aériennes ' 29 Exemple numérique de calcul de la section d'une ligne aérienne.. 31 Matériel utilisé. Isolateurs. — Différents types d'isolateurs. Scellement des iso-

lateurs. Caractéristiques d'un isolateur. Essais 32 Ferrures • • 38 Supports. — Supports en bois. Supports en fer : poteaux et p y -

lônes. Supports en ciment armé x 39 2 2 ' A

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Etablissement des lignes. — Tracé des lignes. Détermina-tion de la portée. Piquetage. Pose-des supports. Pose des c o n - ' duetpurs. Traversée des routes et voies ferrées 47

Calculs mécaniques des lignes aériennes. — Hauteur des sup-ports. Portées moyennes et distance entre conducteurs. Efforts . subis par les conducteurs. Action de la température et du ver -glas. Flèche d'un conducteur. Exemple d'un calcul mécanique. Abaque Blondel : exemples d'emploi 52

Essais des lignes aériennes. Recherche des défauts. —• Méthode de la chute de tension. Méthode de la boucle 50

III. CANALISATIONS SOUTERRAINES

Constitution des câbles armés 62 Différents types de câbles. — Conducteur unique. Conducteurs

torsadés. Conducteurs concentriques. Câbles spéciaux 63 Constantes caractéristiques des câbles. — Tension. Intensité. Ré-

sistance effective. Inductance. Capacité. Courant de* charge. . . . 66 Pose des Canalisations. — Pose en tranchées. Pose en cani-

veau et en galerie. Pose sur supports 68 Accessoires de pose. — Boîtes de jonction, de dérivation, de cou-

pure, d'extrémité. Coffrets muraux. Coffrets d'abonnés. Jonc-tions d'arrêt 69

Essai des câbles. — Essai d'isolement. Essai de capacité. Essai de surtension 71

Recherche des défauts. — Méthode du pont de Sauty 73

APPAREILLAGE ÉLECTRIQUE

Généralités. Classification 75

APPAREILLAGE NON AUTOMATIQUE

I. — APPAREILS DE COUPURE

1° Interrupteurs dans l'air 76 A ) MOYENNE ET BASSE TENSIONS 7 6

Construction et disposition des organes : couteau, contacts, manœuvre 78

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. — — — — — — :

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Cas des interrupteurs multipolaires 81 Dispositifs provoquant la rupture rapide do l'arc : 82 Interrupteurs non protégés ! . . . . > 82 Interrupteurs protégés 85 Interrupteurs blindés et étanches 86 Calcul d'un interrupteur basse tension. Renseignements pra-

tiques 86

B ) HAUTE TENSION ' R-, 8 9

Interrupteurs aériens 90 Sectionneurs. — Sectionneurs pour l'intérieur et l'extérieur.. 91

2° Interrupteurs dans l'huile 92 Etude de la rupture de l'arc dans l'huile ! 93

Pouvoir de coupure. Effets de la rupture de l'arc. Moyens utilisés pour diminuer ces effets 93

Construction des interrupteurs dans l'huile 95 Mouvement. Contacts. Bacs. Huile. Isolateurs. Commande.

Chambres d'explosion 95

3" Commutateurs 100 Principe. Utilisation 100 Commutateurs interrupteurs et inverseurs 100 Commutateurs rotatifs 101 Combinateurs . . . '03

4U Prises de courant 105

5° Réducteurs ... 107 Principe. Utilisation . v 107 Réducteurs simples et doubles : Commande 108 Réducteurs circulaires. Réducteurs rectilignes 110

II. — APPAREILS DE REGLAGE

Principe. Classification 111 Résistances fixes . . ; 111 Rhéostats non permanents. — Rhéostats de démarrage 111 Rhéostats permanents, T— Rhéostats de champ, d'excitation, d'in-

tensité 111 Calculs succincts de quelques appareils de réglage :

Résistance fixe. Rhéostat de démarrage à courant continu.. 111 Section à donner aux fils - 117

. Rhéostat d'excitation pour génératrice shunt 118 Construction des rhéostats. Commutateur. Châssis. Résistances.

Différents types de rhéostats métalliques 120

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Rhéostats de lampes 124 Rhéostats liquides 124 Potentiomètres 125

APPAREILLAGE AUTOMATIQUE

I _ APPAREILS DE COUPURE ET DE SECURITE

1" Coupe-circuits fusibles 127 Etudie du ftisible. — Intensité de fusion. Intensité normale 127 Calcul du fusible 129 Construction des fusibles et de leur support. — Fusibles basse

tension et fusibles haute tension 131

2° Disjoncteurs 136 A ) DISJONCTEURS DANS L'AIR 1 3 6

Constitution. — Organe interrupteur. Mécanisme de fermeture. Electro-aimants 136

Modes de déclenchement. — Maxima d'intensité. Minima de ten-sion. Minima d'intensité. Action retardée 146

Disjoncteurs 'extra-rapides 119 B ) DISJONCTEURS DANS L'HUILE 1 5 2

Constitution 152 Boîtes de déclenchement 152 Modes de déclenchement. — Alimentation des bobines des dé-

clencheurs 153 C ) DISJONCTEURS BLINDÉS ET CUIRASSÉS 1 5 5

Coffrets disjoncteurs dans l'air 156 Coffrets disjoncteurs dans l'huile 156 Disjoncteurs cuirassés 157 D ) DISJONCTEURS A DÉTENTE ET A INJECTION 158

3° Commande électrique à distance 163 , Commande par électro-aimant 163 Commande par servo-moteur 164

4° Contacteurs 165 Généralités. Emploi 165 Contacteurs électro-pneumatiques 166 Contacteurs électro-mécaniques ; - 166 Contacteurs électro-magnétiques. — Commande de la bobine.

Automates 167

5° Relais 172 But. Emploi 172

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Relais thermiques - 172 Relais électro-magnétiques. — Voltmétrique. Ampèremétrique. %

Wattmétrique 173 Relais magnéto-thermiques 174 Relais d'induction 175 Relais lumineux : Cellule photo-électriquo 176

/ II. — APPAREILS DE REGLAGE

1° Rhéostats à déclenchement automatique 177 2° Rhéostats automatiques ^ 178 3° Rhéostats à commande automatique 181

Régulateurs Thury 181 Régulateur Tirill - 181

m . - APPAREILS DE PROTECTION DES LIGNES

Généralités. But 182 A ) PROTECTION CONTRE LES SURINTENSITÉS 183

B ) PROTECTION CONTRE LES SURTENSIONS' 1 * 4

Bobines de selj et de réactance 185 Parafoudre et déchargeons • 186

Parafoudres à peigne, à rouleaux, à cornes, à poudre, élec-trolytique 186

Résistances de décharge. Limiteurs 189 Condensateurs : 191 C ) PROTECTION CONTRE LES MISES A LA TERRE ACCIDENTELLES 191

UTILISATION DE L'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE

PILES HYDRO-ELECTRIQUES

/ Principe 193 Caractéristiques des piles. — Force électromotrice. Résistance

intérieure. Puissance et rendement 193 Couplage des piles ; 194

a) Couplage en série 195 b) Couplage en parallèle .". 195 c) Couplage mixte 195

Piles modernes '. 196 a) Piles Leclanché ' 196

I ' • "

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b) Piles à dépolarisation par l'air ..' , . 200 Piles étalons 201

ACCUMULATEURS ELECTRIQUES

DIFFERENTS TYPES D'ACCUMULATEURS

Accumulateur à l'acide sulfurîque 202 1" Accumulateurs au plomb à deux électrodes de plomb 202

Fabrication des flaques. Bacs. Montage des plaques. Sépa-rateurs. Connexions. Electrolyte 202

2" Accumulateurs au plomb-zinc 207

Accumulateurs alcalins . . 2C8 1° Accumulateurs au fer-nickel ou Ediscni •..' 208 2" Accumulateurs au cadmium-nickel •. 210

Comparaison entre les accumulateurs plomb-plomb et les accumulateurs alcalins . . 210

Accumulateurs aux Halogènes 210

Etude descriptive de quelques types d'accumula-teurs courants - 211

UTILISATION DES ACCUMULATEURS

Batteries stationnaires 212 Composition. Installation. Entretien. Durée 212 Charge des batteries : 21(5

Batteries transportables 218 Eclairage des trains. Démarrage des automobiles. Traction... 21S

ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE

DEFINITIONS ET UNITES PHOTOMETRIQUES

Intensité lumineuse. Flux lumineux. Eclairement. Brillance. 220 *, , . 909

Efficacité lumineuse

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SOURCES D'ECLAIRAGE ELECTRIQUE •

1° Lampes à arc 222 2° Eclairage par luminescence ; 224

Tubes aux gaz rares. Lampe à vapeur de mercure. Lampe à vapeur de sodium 224

3° Eclairage par incandescence 228 Lampes à filament de carbone. Lampes à filament métallique. 228 Désignation des lampes • 231 Fabrication des lampes 231 Types de lampes .-. • • '• 232

PRINCIPES D'ECLAIRAGISME

Règles générales ; 235 Eblouissement. Réflexion et diffusion 235 Modes d'éclairage 237

APPAREILS D'ECLAIRAGE

Réflecteurs. Diffuseurs 237

CHAUFFAGE ÉLECTRIQUE

PRODUCTION DE LA CHALEUR

Effet Joule. Arc. Courants de Foucault. Hystérésis 242

TRANSMISSION DE LA CHALEUR \

Conduction. Radiation. Convection . . 243

ACCUMULATION DE LA CHALEUR

Calorifugeage 213

APPAREILS DOMESTIQUES

Fers à repasser. Bouilloires. Thermo-plongeur .' 245 Cuisine électrique. Plaques chauffantes à feu nu, à fil noyé . . . . 247 Chauffe-eau ... ' . . . .• ' 218

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I

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CHAUFFAGE DES APPARTEMENTS ET DES IMMEUBLES

Différents modes de chauffage. Chauffage d'appoint et chauffage permanent ; 250

Poêles et radiateurs. Poêles à accumulation 252 Calcul pratique de la puissance d'un radiateur électrique 255 Conditions économiques d'utilisation du courant électrique pour

le chauffage doyiostique v 256

REFRIGERATION

Procédés 257

CHAUFFAGE INDUSTRIEL

Fours à résistance . . . : 259 Fours à arc 260 Fours à induction ' . . . 265

SOUDURE ÉLECTRIQUE

SOUDURE A L'ARC

Procédés 269 Matériel utilisé 270

SOUDURE PAR RESISTANCE

Chauffage direct 273 Chauffage indirect 275

Conditions à remplir pour obtenir une bonne soudure 275

MACHINES A SOUDER

SOUDABILl fE DE DIFFERENTS METAUX

GALVANOPLASTIE

Généralités. Composition du bain 281 Influence des conditions dans lequel le dépôt est effectué 283 Réalisation pratique des conditions nécessaires au bon fonction-

nement des bains : Chauffage, Brassage. Filtrage 283

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MATERIEL EMPLOYE EN GALVANOPLASTIE

Sources de courant .v. 286 Appareils de contrôle et de réglage 287 Cuves et outillage 290

PREPARATION DES PIECES

DEPOTS ELECTRO-CHIMIQUES

Cuivrage. Laitonisage. Nickelage. Argenture. Dorure. Cobal-tage. Chromage 294

DEPOTS SUR LES CORPS MAUVAIS CONDUCTEURS

GALVANOTYPIE

AFFINAGE ET EXTRACTION DU CUIVRE Fabrication des tubes en cuivre sans soudure 294

TRACTION ELECTRIQUE

Généralités. Avantages de la traction électrique sur la trac-tion à vapeur 301

SYSTEMES DE TRACTION

Courant continu 1501 Courant alternatif monophasé 301 Gourant alternatif triphasé 302 Lignes mixtes . . 302

MATERIEL ROULANT

Locomotives. Automotrices 302 Châssis à essieux et à boggies. Caisse 304

COMMANDE DE L'ESSIEU PAR LES MOTEURS

Moteurs à action directe : semi-suspendus: Arbre creux 306 Moteurs à action indirecte : transmission par engrenages,

moteurs" à engrenages élastiques, transmission par bielles et manivelles 307

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REGULATION DE LA MARCHE DES VOITURES

Courant continu : contrôle rhéostatique, contrôle, série-parallèle 312

Courant monophasé : réglage par auto-transformateur, par régulateur d'induction 314

Courant triphasé : réglage du couple, réglage de la vitesse. 315

TRACTION A UNITES MULTIPLES

Régulation par unités doubles 318 Régulation par unités en nombre quelconque :

Système Sprague. Système Thomson. Système Sprague-Thomson. Systèmes électro-pneumatiques. Système par arbre à cames 318

FREINAGE ELECTRIQUE DES VOITURES

Inversion du sens de marche : fonctionnement des moteurs en générateurs 322

Mise des moteurs en court-circuit . . 322 Prncipe du freinage par récupération 322

ALIMENTATION DES VOITURES /

Alimentation par ligne aérienne : Trolley. Archet. Frotteurs. Pantographe 323

Alimentation par troisième rail : rail à contact supérieur, à contact inférieur . . 320

Alimentation par caniveau 327 Alimentation par lignes caténaires '. 327 Circuit électrique de retour 328

SYSTEMES PARTICULIERS DE TRACTION

Traction par accumulateurs 328 Traction thermo-électrique 329 Monorails 330 Funiculaires et crémaillères 330 Traction dans les mines •• 331 Traction sur les canaux . . 332 Traction automobile sur route 334