Raconte-moi la radio
Le Vibrateur magnétique
Le fonctionnement de cet appareil est simple : il consiste à transformer le courant alternatif en courant "redressé" en inversant son sens à chaque demi-période. De cette façon, le courant traversera la batterie toujours dans le même sens et permettra de la charger.
L'appareil est en fait un commutateur mécanique qui réalise la même fonction que le collecteur tournant de la dynamo. Ce commutateur est réalisé à l'aide d'un interrupteur qui est basculé périodiquement et vient alimenter la batterie par l'un ou l'autre des demi-secondaires du transformateur T. Cet interrupeur qui s'inverse à la fréquence du courant, donc 50 fois par seconde, est commandé par une lame vibrante mise en mouvement par un électro-aimant alimenté par le courant alternatif lui même et donc en parfait synchronisme.
Le schéma de principe de l'appareil est présenté ci-contre.
Un transformateur T abaisse la tension du secteur à une valeur proche de la valeur d'utilisation (batterie de 6 V par exemple dans l'exemple présenté).
Le secondaire du transformateur T alimente en courant alternatif une bobine B.
Une lame métallique est placée au centre de la bobine elle-même placée dans le champ d'un aimant permanent N/S.
La bobine aimante la lame vibrante qui devient à son tour un aimant dont les pôles changent de sens à chaque alternance.
La lame est donc alternativement repoussée vers la droite ou vers la gauche par l'aimant fixe en fer à cheval.
Elle va donc se mettre à osciller rapidement de doite à gauche et à entrer en vibration à la fréquence du courant (50 Hz). Elle va ainsi venir faire contact successivement avec un des 2 contacts électriques CC'.
Dans ces conditions, la batterie qui est alimentée entre le point milieu du transformateur T et l'un ou l'autre des 2 demi-secondaires reçoit un courant qui va toujours être dans le même sens (courant redressé).
La photo ci-contre montre un exemple pratique de réalisation des contacts et de la lame vibrante d'un tel appareil.
On voit très bien sur cette image les contacts C et C' qui sont montés sur un système règlable qui permet de les positionner de façon précise en fonction de la vibration propre à chaque lame élastique montée en usine.
Noter que des dispositions particulières (condensateurs) sont prises au niveau de ces contacts de façon à éviter la formations d'étincelles qui risqueraient de les détruire à terme.
 Tension aux bornes de la bobine B |
 Tension aux bornes de la batterie Courant redressé |
Autre application :
Alimentation à lame vibrante
L'amateur Radio qui utilisait jadis des postes à lampes avait besoin de disposer d'une source de tension élevée (appelée Haute tension) pour faire fonctionner ces appareils. Cette source transformée en courant continu servait soit directement à la "tension plaque" de 80 à 120 V des appareils de T.S.F. de première génération, soit à recharger des batteries tampons de tensions équivalentes.
Dans le cas ou le secteur n'était pas disponible, à la campagne, sur des appareils embarqués sur des avions ou des véhicules automobiles, il était nécessaire de fabriquer une telle tension électrique.
Ces appareils pouvaient aussi bien sûr servir à une alimentation de secours en cas de défaillance du secteur (alimentation sécurisée).
Ces alimentations spéciales dites "à lame vibrante" étaient encore utilisées dans les années 1955/60 sur les premiers auto-radio qui équipaient les voitures de l'époque et qui avaient encore des lampes jusqu'à l'arrivée du transistor en 1960/65.
Comment ces alimentations fonctionnaient-elles ?
Examinons le modèle en image.
Il s'agit d'un appareil de fabrication allemande construit en 1941 par la firme Groos & Graf de Berlin Hohenschönhausen.
Cette alimentation fournit une tension alternative 50 Hz de 125 V à partir d'une batterie de 12 V.
Il s'agit sans doute d'une alimentation de secours pour palier le manque de tension secteur, à usage militaire.
La tension de la batterie alimente 2 enroulements primaires à point milieu d'un transformateur élévateur de tension (12/125 V). Une lame vibrante qui fonctionne comme une sonnette électrique vient mettre en circuit alternativement chacun des demi-primaires donnant naissance à un courant alternatif (signal quasi carré) de 12 V dans le primaire du transformateur.
Le transformateur élève cette tension à environ 125 V. Les caractéristiques magnétiques et électriques des circuits donnent un courant secondaire de 125 V pseudo sinusoïdal.
La fréquence du courant est donnée par la fréquence propre d'oscillation de la lame vibrante qui est règlable dans une certaine limite.
Le schéma électrique de l'appareil est inscrit sur une plaque signalétique fixée dans la boite.
La photo ci-après montre la structure électro-mécanique de cet appareil. Dimensions de la boite 20 cm X 10 cm X 10 cm.
Ces alimentations sont remplacées aujourd'hui par des alimentations à découpage qui disposent de composants électroniques modernes et ne comportent plus de pièces mécaniques en mouvement.
Elles sont redevenues très à la mode de nos jours avec la micro-informatique : alimentation d'ordinateurs portables depuis une voiture et recharge des batteries, réalisation d'alimentations secourues pour palier les coupures (voire les micro-coupures) du réseau.
Les récepteurs de radio restent préférentiellement alimentés par des piles bien sûr, mais des installations mobiles de radioamateurs (émetteurs/récepteurs) peuvent, encore de nos jours, nécessiter la mise en oeuvre d'alimentations de tension élevée (220 V ou plus) reliées à la batterie de voiture par exemple.
Au niveau industriel des installations de puissance équipées d'Onduleurs qui sont des appareils de la même famille, permettent de construire des réseaux sécurisés et continuer à alimenter des consommateurs qui doivent fonctionner en permanence (circuits de secours et de sécurité, ascenseurs, levage, pompes, téléphonie, signalisation, radio, transmissions, ...).
L'énergie électrique de secours est stockée dans des batteries de très forte capacité installées dans des locaux dédiés (salles de batteries). Ces batteries sont maintenues chargées en permanence et sont régulièrement entretenues.
Ces onduleurs peuvent être associés à des générateurs diesels qui démarrent en cas d'ultime secours.
On trouve ces installations dans toutes les grandes stations de Radio du monde, en particulier celles qui assurent un service régulier 24h/24.
Sources :
- - Photos - Collection personnelle du webmaster
- L'Apprentissage de la T.S.F. - André CLAVIER - Albin Michel Editeur - PARIS 1924