Appareil électrique de mesure, permettant notamment de déterminer l'équilibre dans un système d'échange. Dans les brevets suisses -N ç 2530.15 et \e7068, nous avons déjà décrit un appareil électrique de mesure, permettant notamment de faire des prévisions économiques, en quan tités et qualités, ainsi d'établir que leur équi libre sui generis dans le cas où leur fer meture apparaît. Par fermeture , nous en tendons essentiellement. la fermeture telle qu'on la comprend dans les bilans en matière, prix et valeurs.
L'objet de la présente invention est un appareil électrique de mesure, permettant no tamment de déterminer l'équilibre dans un svstème d'échange, dans le but par exemple (le faire des prévisions économiques et de pré ciser les conditions d'accès à l'ordre, caracté risé par des organes distincts d'alimentation, de distribution, d'accumulation et.
d'enregis trement électriques et par un ensemble de paires de transformateurs, les primaires des premiers transformateurs desdites paires étant alimentés sur les divers secondaires des deuxièmes transformateurs, tandis que les pri maires des deuxièmes transformateurs des paires sont alimentés tantôt sur les organes d'accumulation à travers les organes d'enre- 'istrement, tantôt sur un double conducteur commun à travers les organes d'enregistre ment, de façon que la.
somme algébrique des énergies provenant des organes d'enregistre ment et des énergies entrant dans ces organes soit nulle au moment où les courants accèdent à un état d'équilibre stationnaire, ledit double conducteur commun reliant entre eux les pri maires des seconds transformateurs de chaque paire, de façon que, lorsque la puissance' tirée au secondaire du second transformateur de chaque paire n'est pas égale compte tenu des pertes, à la puissance fournie au primaire du premier transformateur de la même paire, la différence soit compensée par la différence de puissance au moins d'une autre desdites paires de transformateurs se trouvant dans une situation inverse.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple et schématiquement, une forme d'exécution de l'appareil faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est la disposition schématique de ladite forme d'exécution.
Les fig. 2, 3 et 4 sont des diagrammes permettant de comprendre le fonctionnement des transformateurs que comprend ladite forme d'exécution de l'appareil.
L'appareil représenté schématiquement. en fig. 1. comprend un réseau électrique A pré sentant une paire d'autotransformateurs 27 et 28, deux ampèremètres 2 et 19, trois volt mètres 3, 16 et 18, un compteur de quantité 5. La construction de chacun des deux auto- transformateurs constituant une paire est faite aussi identiquement que possible: même dimensions, même tôle, même cuivre, même courbe de rendement. L'autotransformateur 27 comprend encore un enroulement spécial 26.
Un circuit auxiliaire correspondant comprend des résistances 10 et 15, des condensateurs 11 et 14, des commutateurs 8 et 29 avec contacts a et b, des ampèremètres à zéro central 7 et 13 et un vibrateur 6.
L'appareil comprend un certain nombre de réseaux électriques<I>B... N</I> et les circuits auxi liaires correspondants, composés d'éléments identiques à ceux du réseau < l, mais l'enroule ment spécial 26 n'est nécessaire que pour -Lui réseau. Il est facultatif pour les autres.
N est égal à 2 ou plus grand.
Les secondaires de chaque autotransforma- teur 27 des réseaux A... N sont reliés aux pri maires de tous les autotransformateurs 28 par des échangeurs d'énergie. Un échangeur d'éner gie (par exemple l'échangeur .1B qui relie le primaire de l'autotransformateur 27n au secondaire de l'autotransformateur 28A) com prend une résistance ohmique 20, un redres seur type Gràtz 21, un noyau de fer avec un enroulement 23 et (N-1) enroulements 22.
une bobine 25 de réactance à noyau de fer.
L'appareil comprend encore une résistance étalonnée 17.
Une borne commune du primaire et du se eondaire de chaque autotransformateur 27 et. 28 est. mise à la terre. L'ampèremètre 2 relie, par le conducteur 1, le secondaire de l'auto- transformateur 27 au primaire de l'autotrans- formateur ?8. Le voltmètre 3 mesure la ten sion entre ce conducteur 1 et la terre. Le se- eondaire de l'autotransformateur 28 est relié par l'ampèremètre 19 à la ligne LA. Entre cette ligne et .la terre, il y a un voltmètre 16.
L'autotransformateur 27 a N bornes primaires qui sont reliées aux colonnes CAA... CVA. La résistance ohmique étalonnée 17 dont une extrémité est mise à la terre, a N curseurs de contact qui sont reliés chacun par un volt mètre 18 à. la ligne LA,.. Lx. Le conducteur 1 est relié par le compteur de quantité 5 au contact. vibrant. du vibrateur 6.
L'un des deux contacts fixes de ce vibrateur est. relié par l'ampèremètre 7 au commutateur 29 dont le contact a est relié par le condensateur 11 et la résistance 10 à la terre; l'autre contact fixe du vibrateur est relié par l'ampèremètre 1 3 au commutateur 8 dont le contact a est relié par le condensateur 14 et la résistance 15 à la terre. Les autres réseaux électriques, respec tivement les autres circuits auxiliaires, sont construits de manière identique. Les contacts b de tous les commutateurs 8 sont reliés à un conducteur 12, les contacts b des eomniuta- teurs 29 à un conducteur 9 et tous ces commu tateurs 8 et. 29 sont en position a. ou en posi tion b simultanément.
L'échangeur d'éner#,,ie .1B est construit de la. faeon suivante: La<U>ligne</U> C.@I; (reliée à une borne primaire de l'autotransformateur 27n) est reliée à la ligne L_, par le redresseur type Grâtz 21, l'enroulement 23 et la résistance va riable 20.
Le courant redressé par ledit redresseur passe par la bobine _5 de réactance à noyau de fer et par des enroulements ?? sur les noyaux de fer ?4- dans tous les échangeurs d'énergie BB... <I>NB.</I>
Les éléments 21 à ?.5 constituent un am plificateur magnétique du type Fitzgerald. Tous les N échangeurs sont construits de manière identique.
L'alimentation de l'appareil en courant alternatif est réalisée par des réseaux dont le premier autotransformateur ? 7 comprend un enroulement spécial ?6. Le vibrateur 6 est synchronisé sur l'alimentation. Le courant provenant du compteur de quantité 5 est sé paré en deux courants pulsés positifs et néga tifs. Le courant dans la période positive passe dans l'ampèremètre 7 puis dans le eoininuta- teur 29.
Ce commutateur dirige le courant soit vers le conducteur commun positif 9 (position b), soit vers le condensateur 11, relié à la terre par l'intermédiaire de la résistance ohmique 10 (position a).
La pulsation négative est envoyée dans un système identique, comprenant l'ampèremètre l3 et le commutateur S, qui la dirige soit vers le conducteur commun négatif 12 (posi tion b), soit vers le condensateur l.-1, avec sa résistance ohmique 1.5 mise à la terre (posi tion a).
La résistance ohmique étalonnée 17, aux bornes de laquelle une tension alternative contante est branchée, permet de matériali ser des tensions de référence. Nous verrons. lors de l'explication du fonctionnement, l'-Lzti- lisation et. la raison d'être de ces tensions de référence.
La liaison des conducteurs ("AA... CxA avec le primaire du premier autotransforma teur de la. paire se fait à l'aide d'un contac teur à plots, permettant d'établir la liaison directement avec la spire d'entrée au niveau (le tension choisi. La liaison de la ligne L),... L,;, avec le secondaire du deuxième auto transformateur de la paire de chaque réseau A... N s'effectue de la même façon.
Il. y a lieu, toutefois, de remarquer que les résistances ohmiques RAa... RNx peuvent ne pas suffire à maintenir les intensités qui les traversent, dans un rapport. donné. On introduit alors un dispositif additionnel ayant pour but. de maintenir entre elles les intensités des courants dérivés de chacune des lignes, dans des rapports fixés par une certaine fonc tion donnée, et ceci quelle que soit. la varia lion de l'une ou l'autre de ces intensités.
L'appareil est. alimenté par un ou plu sieurs enroulements 26, appartenant, à un ou plusieurs des réseaux électriques A... N. Ce courant provoque un courant induit dans les autotransformateurs 27 correspondants, qui ont. le même noyau de fer que l'enroulement 26. Le courant induit sort par le conducteur 1 et. traverse l'ampèremètre 2 où son intensité est mesurée, et alimente le primaire du derrxif'@rrre autotransformateur 28 de la paire; il en ressort après avoir subi les modifications voulues et est dirigé dans la ligne (par exem ple L,@) en traversant l'ampèremètre 19 où on peut lire son intensité.
Les différentes résis tances reliées à cette ligne dirigent ce courant vet#s les primaires (les premiers autotransfor- mateurs des réseaux A... N.
.1 l'entrée du primaire du deuxième auto- transformateur 28 de chacun des réseaux, à l'endroit même où le conducteur 1 est. relié, est soudé le conducteur 4, qui recueille la différence (positive ou négative) entre la puis sance (aux pertes près) délivrée par le deuxième autotransformateur de chaque paire et la puissance reçue au primaire du premier autotransformateur correspondant. Tous les conducteurs 4 sont reliés à un double conduc teur commun dans lequel la somme des diffé rences positive ou négative s'annule.
Ce phénomène est mis en évidence par les compteurs de quantité 5, ou bien par les am pèremètres à zéro central 7 et 13. Ces appa reils permettent, donc de mesurer le déséqui libre de la puissance de la ligne L d'un réseau par rapport à la puissance de la ligne C du même réseau.
Nous dirons qu'il y a différence positive lorsque la puissance de la ligne L (secondaire) est supérieure à celle de la colonne C (pri maire) et que la différence est négative dans le cas contraire.
Les courants résultant des différences po sitives ou négatives ci-dessus, circulant dans le conducteur 4, après redressement par les vibrateurs 6, sont envoyés au moyen des com mutateurs 8 et 29 soit dans les fils communs 9 et 12, soit dans les condensateurs 11 et 14. Les fils communs 9 et 12 permettent l'écoule ment de ces courants, leur mesure, et l'établis sement de l'équilibre de l'appareil.
Par contre, lorsque le courant est envoyé dans les condensateurs, ceux-ci se chargent, leur tension résultante s'élève et fait équilibre à celles des courants du conducteur 1; les différences positives et négatives étant ainsi invelées, les intensités des lignes se modifient, de façon à fournir un équilibre stationnaire.
Soient Ii, I7, l'intensité et la tension du primaire d'un transformateur; 1,2, Ft les mêmes quantités pour son secondaire; nous avons, dans le cas d'un rendement théorique égal à l'unité, <I>Il</I> hl <I>= 12</I> Ut<I>=</I> constante, ce qui donne l'équation d'une hyperbole équi latère, soit la courbe (1) de la fig. 2. Par contre, représentons en pointillé la courbe (2) d'un transformateur réel, ayant un rendement inférieur à l'unité. Soit P le point représen tatif<I>(Il</I> [r1) du primaire du transformateur.
Soit 12 l'intensité du secondaire. 4 celle-ci correspondent les points S et St sur la courbe pointillée (?) et la courbe théorique (1) en trait. continu. Aux points S et St correspon dent respectivement les tensions U. et Ut. La puissance dissipée au cours de la transfor mation est représentée par le rectangle lia- ehuré S, St, Ut. L'examen de la figure montre que la surface du rectangle hachuré est proportionnelle à la différence des deux tensions Z"2 et Ut.
Dans l'appareil, la tension Z'#, nous est donnée par le voltmètre 16. Nous matériali serons la tension Ut en la cherchant à l'aide d'un curseur sur la résistance ohmique étalon née 17 aux bornes de laquelle un potentiel alternatif constant est branché. Le voltmètre 18 branché entre le point de tension Ut pris sur la résistance étalonnée et la ligne à la tension Zr,, donne la différence Ut-U,> cher chée. Cette différence est proportionnelle à la puissance dissipée dans la transformation, le coefficient de proportionnalité étant I. lu sur l'ampèremètre 19.
Entre la puissance apportée par les pri maires, c'est-à-dire par les lignes (_", et la puissance sortant du secondaire (conducteur 1) du premier autotransformateur, nous pouvons écrire, en négligeant. les pertes P,, <I>=</I><B>Pi.</B>
De même, entre la puissance reçue au pri maire du deuxième autotransformateur et. la puissance qu'il délivre à son secondaire, c'est- à-dire à la ligne L, nous avons <I>Pi +</I> P4 <I>= PI,.</I>
L'ensemble de la transformation peut donc s'écrire P, <I>+</I><B>PI</B><I>-</I> PL. La courbe (1) de la fig. ? dont la posi tion par rapport aux axes OI, <I>OU</I> est déter minée par la puissance transformée est bien représentative de la. transformation opérée par la paire d'autotransformateur lorsque l'in tensité du courant qui circule dans le conclue- teur 4 est nulle. Mais, clans le cas contraire, la transformation globale doit être figurée par deux hyperboles (PC, PL, fig. 3) dont l'écar tement dépend de la valeur de Pi.
Si P,4 > 0, par exemple, nous avons le cas d'une différence négative, autrement dit, la puissance tirée par la ligne L au secondaire est plus grande que la puissance fournie par les lignes C aux différents primaires du même autotransformateur double.
Lorsque les résistances ?0 sont indépen dantes les unes des autres, on peut compen ser l'insuffisance de courant qu'émet l'une d'elles par un accroissement des courants émis par les autres résistances reliées à la même ligne C.
Un accroissement de l'iniensité du eonrant traversant. les redresseurs ?1, et par suite les (N-1) enroulements continus \??, provoque un accroissement du champ magnétique in duit et de la saturation magnétique du fer. L'impédance des bobines ?3 parcourues par du courant alternatif diminue et l'intensité clé celui-ci augmente.
Pour faire des prévisions économiques à l'aide de l'appareil décrit, nous devons éta blir une correspondance univoque et récipro que entre des grandeurs économiques et les grandeurs électriques. Les principaux termes de cette correspondance sont les suivants: Réseau électrique A individu producteur-consommateur A L'ensemble des deux autotransformateurs de chaque paire doit avoir une courbe de ren dement, en fonction du taux d'emploi, pro- portionnelle à celle du producteur-consoinina- teur original représenté.
Les courants d'entrée dans l'auto- matières premières nécessaires 'a transformateur<B>27</B> l'élaboration de la production Courant. d'alimentation dans l'en- matières premières tirées des sources roulement spécial 26 naturelles (fournies gratuitement par la nature) Résistances ohmiques 20 RAA... RXx eoefficients de structure En jouant sur la qualité du métal du noyau 2.1, son degré de saturation magné tique et. la résistance ohmique des bobines traversées par du courant alternatif, on peut varier la fonction qui relie les rapports clés intensités des courants traversant les résis tances 20.
Les courants I, sortant du la quantité produite secondaire du réseau La tension I\ du secondaire prix unitaire des produits clé L'autotransformateur 28 La. puissance sortant, des la valeur de la production de l'individu A autotransformateurs 28A Si nous considérons la fig. 3, nous voyons que la surface d'un quelconque des rectangles inserits entre l'hyperbole Pe, et les axes OI, Or" représente la valeur de la production de l'individu considéré;
celle d'un clés rectangles inserits entre PI, et les mêmes axes représente la valeur clé la production nécessaire pour satisfaire les acheteurs.
Soient<I>I2</I> la quantité produite; I'2 la quan tité demandée. Pour produire la quantité<I>I'2,</I> le producteur modifie sa fabrication caracté risée par le point S, en ne demandant. que la même puissance à ses primaires.
Soit S. le point caractéristique à cette nou velle fabrication de même valeur que la précé dente. Celle-ci étant mesurée par la surface des rectangles<I>0,</I> St, ZTt est échangée contre la contre-valeur mesurée par le rectan gle<I>0,</I> I'2, S't, <B>17,</B> La différence de ces deux surfaces représente la correction à appliquer à la valeur clé la production comptée au prix de revient. C'est, dans le cas présent, la valeur du bénéfice réalisé.
L n raisonnement analogue permet de dé finir une perte dans le cas d'un excédent clé production (Pl < 0).
Le calcul de ce terme de correction se fait avec le diagramme de la fig. 4. L'ampèremètre 2 et le voltmètre 3 indi quent 12 et Z', dont le produit donne la valeur de la. production prise seulement sur les lignes C. Soit S le point qui représente cette pro duction. En suivant l'hyperbole passant par ce point jusqu'à son intersection S' avec la parallèle à l'axe OZT passant par I'2, on dé termine une première tension de référence ZTt.
Récommeneons la même succession d'opé rations, mais en ajoutant à l'intensité lue sur l'ampèremètre 2 l'intensité lue sur les ampère mètres 7 et 13. Soit T le point représentant le produit de l'intensité totale obtenue par la tension ZT@. Il se trouve sur une autre hyper bole qui rencontre la parallèle à l'axe OZT passant par I'2 en Z" en déterminant ainsi une deuxième tension de référence IT't.
La différence entre ces deux tensions mul tipliée par I'2 donne la correction eherchée, c'est-à-dire le bénéfice ou la perte.
On remarquera que les carenees et les excédents ont donc pour corollaires des pro fits et des pertes qui s'ajoutent aux prix de revient ou s'en retranchent, pour donner les prix d'échanges. Ce mécanisme additif fonc tionne déjà dans le dispositif ne comportant pas d'organes de matérialisation des techni ques. Il se réalise par le seul fait. que les différences entre les lignes L et les lignes C font varier les tensions dans le sens voulu.
Chaque paire d'autotransformateurs est. construite de faon à reproduire les chiffres mesurés dans les usines à l'instant to. En montant les transformateurs pour faire l'ap pareil, les courbes d'écoulement et de rende ment doivent être parallèles à celles du réel. Tout. le problème de .construction et de pré réglage consiste donc à établir un bon paral lélisme d'évolution. Il s'en dégage trois types de conclusions.
Etant donné: <I>cc)</I> la situation générale à l'instant t," b un ensemble de modèles techniques im posés 1 Quelle sera l'évolution du système, si on laisse les courants se composer, dans l'hypothèse où ne survient aucune incidence extérieure? 2 Quels seraient, les effets d'une décision particulière sur cette évolution spontanée' 3 Quel serait l'ensemble des mesures qu'il faudrait prendre explicitement pour que le système accède à la. situation, spécifiée d'avance, d'un équilibre général avec maxima- lisation des niveaux de vie? 4 Quels seront.
plus particulièrement les prix, les stocks, les comptes de P. P., les effets dits de goulots et les niveaux de vie, résul tant des échanges dans les différents cas énu mérés ei-dessns.
Le dispositif permet de répondre à ces différentes questions.
1 Avant donné aux organes les grandeurs voulues pour obtenir une image satisfaisante de la situation réelle à l'instant t," on tourne les commutateurs â et 29 (le la position b, appelée Lalarree , à la position n, appelée Autorégulation .
En l'espace de quelques secondes, les aiguilles des ampèremètres passent de la posi tion déviée, avec pertes et stocks anormaux, à. la position d'équilibre correspondant à leur zéro central, et les compteurs de quantité se stabilisent.
Il n'y a plus qu'à établir le ta- bleau de chiffres correspondant à cet instant t, qui précise les quantités, les prix et les valeurs échangées, pour mesurer le sens et l'importance des déviations que subirent cha- eun des chiffres du tableau primitif en to. La combinaison des courants a ainsi donné la prévision cherchée.
2 Les commutateurs â et 29 sont remis en position b, ce qui remet dans la position ini tiale t.. On effectue alors le changement. pro posé et on lit directement le nouveau tableau qu'a imposé ledit, changement sur chacun des points participant à l'ensemble.
3 La définition de l' Ordre coïncide nécessairement. avec l'état réalisé dans le cas 1 ci-dessus, en te et qui s'ol)tient, quel que soit le tableau à l'instant t,, en mettant les dits commutateurs en position n. d'autorégu lation.
L'ensemble des décisions à prendre coïnciderait, donc avec tontes les déviation que la composition des courants exigerait. Or, on remarquera que cet. ensemble de\modifica- tions se réalise spontanément, du seul fait qu'on respecte le mécanisme de la composition des forces réelles, de sorte que la décision à prendre s'énonce aisément sous la forme d'une régle générale: respecter le susdit mécanisme des compositions.
-1 Quelle que soit la. position de l'appareil, fut-ce entre deux instants successifs, on peut toujours lire chacune des grandeurs compo santes, telle qu'elle est imposée par l'ensemble des conditions.