Eld1-6 - Rhéostats à plots
Fonction
Introduire dans un circuit une résistance variable à volonté.
Description
figure 1
La figure 1 montre comment la manette tournant dans le sens horaire introduit de plus en plus de résistances boudinées (sur support isolant) dans le circuit. Pour simplifier, nous avons réduit à 10 le nombre de plots (nos rhéostats en comportent 30). Dans le cas figuré, les résistances numérotées 1, 2, 3, 4, 5, 6, et 7 sont introduites en série dans le circuit, la résistance 8 est court-circuitée, et les résistances 9 et 10 sont hors circuit. Les résistances sont contenues dans une boite aérée (pour évacuer la chaleur produite par effet Joule), plots et manette sont situés en avant sur une plaque de marbre.
Histoire
Ces rhéostats muraux étaient dans les anciens « amphis » et servaient au contrôle du courant utilisé dans les expériences de cours, notamment pour l'utilisation des arcs électriques.
L'invention du rhéostat est attribuée à Wheatstone (Sir Charles 1802-1875), dont on pourra lire la biographie dans les notices Aco4 et Eld1-3. On trouve dans le petit traité de physique de Jamin (1870), pages 348 et 349, la description suivante du rhéostat de Wheatstone :
« Sur une table de bois sont placés, horizontalement et parallèlement un cylindre de cuivre C et une vis de bois ou de verre G dont le pas est de 1 mm. Tous deux ont un diamètre égal et peuvent tourner autour de leurs axes dans le même sens et de la même quantité. Le mouvement est donné au cylindre C par une manivelle P et se transmet à la vis D par deux roues d’engrenages égales, m et n reliées par un pignon O. Un fil métallique bien homogène et très fin est enroulé de D en C sur le métal, de G en H dans les sillons de la vis ; et le nombre de tours total se mesure par une règle divisée EF et les fractions de tour sont appréciées par le mouvement d’une aiguille qui parcourt un cercle fixe aa. »
On aura compris que le cylindre de cuivre court-circuite les spires de D à C et que la résistance de l’ensemble est celle des spires de G à H en nombre variable. Le fonctionnement du rhéostat repose sur la loi d'Ohm.
George Ohm (1789-1854), physicien allemand établit cette loi en 1827 après avoir précisé les grandeurs électrodynamiques ; il définit avec précision les concepts de résistance et de résistivité.
Claude Pouillet (1790-1868) redécouvrit la loi d'Ohm en 1834 (voir Mec2-1 et Eld2-4).
