CHAPITRE XI COURANTS

aqu'on met en communicatiou par un fil métallique deux oirB contenant, l'un A de l'éiectricité positive, l'autre l'électricité négative, l'équilibre se rétablit d'une façon

partisans des deux fluides admettent forcément l'exisde deux courants parcourant simultanément le même n allant de A en B, l'autre de B en A. re l'invraisemblance de ces deux couran<s circulant sînément en sens contraire, l'explication des courants ae 'une façon bien plus simple et plus naturelle en adop- 'hypothèso d'un fluide unique.

cause des courants ne difîère en rien de celle du magnéet de l'électricité statique ; mais alors que, dans cette Te, l'éther agit par sa seule élasticité, dans l'électrody- |ue il agit par sa force vive. Dans le premier cas, en effet, itation des molécules ayant lieu dans un réservoir ferétber propulsé va s'accumuler à un pôle, se raréfier à ;. Dans le second, la propulsion ai lieu dans un conduit ai, et dès lors l'éther circule, il y a courant. sont les diverses manières d'être de ce courant qui conit les diveTacs formes de l'êlectricités dynamique.

m* PAttTlE. — • ÉLECTBOCIXÉTIQVE.

Pour qu*il y ait courant, il est nécessaire que, dans le parcours d'un conduit, il se trouve une cause susceptible d'orienter les molécules et de leur imprimer au besoin un surcroît de rotation.

Xous examinerons plus loin les moyens employés pour obtenir ce résultat, mais tout d'abord étudions le courant en luimême.

Lorsqu'en un point d'un circuit les molécules sont orientées, l'éther est propulsé, et de proche en proche, mais avec une très grande rapidité, cet éther oriente léis molécides du métal, comme, au iil de l'eau, tous les filaments fixés au fond ou aux bords d'un ruisseau s'allongent dans la direction du courant, et ce résultat se comprendra mieux encore si nous considérons un tuyau rempli de petites turbines mobiles.

Dans un corps solide, où toutes les molécules restent à de» distances invariables, le seul mouvement qui leur soit permis est une rotation autour de leur centre ; c'est donc autour do ce centre que les petites turbines s'orienteront.

Cette polarisation des molécules a été admise par Faraday, Maxwell, lord Kelvin, Secchi et presque tous les physiciens. Maxwell admet en outre qu'une portion de l'énergie doit être sans cesse employée à maintenir l'orientation.

L'orientation des molécules doit être presque instantanée et sans liaison avec la vitesse ; la première poussée se trans- . met, en effet, à toutes les tranches suivantes à la vitesse do 300.000 kilomètres par seconde, et c'est de cette première poussée, qui n'est autre chose que l'onde, que doivent résulter tous les effets de direction et aussi ceux de transmission.

S'il y a simplement orientation dans lé sens du fil et que la rotation des molécules reste à peu près celle qu'elles possèdent normalement, il y aura simple courant à la tension ambiante, comme cela se produit dans les fils télégraiphiques o^ téléphoniques, qui exigent une faible tension ; l'éther, dana ce cas, a une tendance presque nulle à s'échapper.

Le courant d'éther peut alors être comparé à celui d'un l'uisseau où les berges et la pression atmosphérique suffisent à assurer l'écoulement au prix d'une faible déperdition, infiltrations, évaporation, etc. Pour obtenir un débit plus considérable, il suffit d'augmenter le lit du ruisseau, en l'espèce, la ftection du fil, ou sa pente, en l'espèce la vitesse d'écoulement.

Dans l'étude des courants, nous ferons sans cesse appel à

CHAI", XI. COUEAXTS. 103

cette conipiiraison avec le courant de l'eau, et les analogiea sont innombrables.

Xous dirons même plus, elles ne se démentent pas un in- I stant; parmi elles, nous citerons la anivante qui met en par- 1 évidence la presque identité d'un courant électrique et courant hydraulique.

l'Exposition universelle de 1S89 figurait un spécimen de in de fer hydraulique dû au génie inventif de l'ingénieur I Girard. Ce chemin de fer, qui avait d'ailleurs fonctionné dèa 1860 sur une petite échelle à la Jonchère, près de Bougival, consistait en une conduite d'eau sous forte presaion, laquelle i actionnait une turbine placée bous un wagon ; au fur et à mesure de l'avancement et de diatanee en distance, un déclanchement ouvrait la conduite et un jet d'eau venait frapper et ac- j tionner la turbine.

Est-ce qu'on ne reconnaît paa là l'application avant la let- ] tre du système de tramways électriques à trolley instÉtlléa en ! si grand nombre depuia quelques années? Ici aussi noua ayons une conduite d'éther à haute tension, et aur tout le ' paroours de la voiture une tige do fer ou trolley, frottant con-

Hïja conduite, fait office de tuyau conduisant l'éther dans ^florte de turbine! placée aoua la voiture.

Bt resaemblance avec le système Diatto est plus frappante Dore, car ici c'est seulement de distance en distance, comme dans le aystème Girai'd, que la turbine reçoit le courant. |

En effet, dans les deux cas la canalisation est souterrainej et c'est par des bornes espacées, sortes de robinets que la voiture ouvre et ferme automatiquement, que le courant est lan- I cé dans la turbine,

L'éther, à la vérité, est assimilable non à un liquide, mais à ' un gaz parfait; toutefois, pour éviter la comparaison avec les courants gazeux qui nous sont peu familiers, il suffiiu de considérer que, dans un courant électrique, l'éther ne travaillant, comme le gaz d'ailleurs, que par sa force vive sauf quelques points de mise en train et d'inteiTuption, l'assimilation > avec un liquide peut être acceptée sans inconvénient.

Si l'appareil dynamo-électrique qui protluit le courant est doué d'une énergie auffisante, non seulement il orientera les molécules, mais il les pourvoira d'une i-otation plus énei^it que que celle dont ils Gont naturelSement pourvus ; la propulsion sera alora plua active.

16 ni" PARTIE. ÉLECrROCLviTIOrT;,

Comme pour l'eau, l'énergie utilisable daua le parcours sera iouctinn tlu volume d'éther écoulé ou ampères, de la pression ■ou voltn et des iliverses résistances mesurées en ohms.

Telles sont les trois ([uantités vraiment importantes à considérer dans les courants, et une relation fort simple les relie à chaque instant et en chaque point, ù savoir : le voltage ou différence de potentiel est le produit de l'inAcnsité évaluée en ampères par la réiistance mesurée en ohms, c'est la loi de Ohm qui se trouve à la base de l'étude de l'électricité indua- "trielle.

Comme en hydraulique, le travail produit mesuré en watti est égal au produit des ampères par le^ volte. . C'est, comme nous l'avons déjà indiqué, le mathématici^k anglais Green qui. pour les besoins du calcul, a créé le potentiel par analogie avec l'hydraulique.

Bien qu'il ne s'agisse que d'un courant, on a conservé dans la terawnologie électrocinétique les espresaions positif et négatif, mais cela signifie simplement courant de déjMtrt et courant de retour.

Dana les courants à forte tension surtout, pour évif«r uae déperdition considérable d'éther par la surface lorsque le fil conducteur est placé dans la terre ou dans l'eau, il est nécessaire d'en faire un vrai conduit fermé, en te recouvrant d'enveloppes isolantes. Lorsque le fil est placé dans l'air, toute précaution est inutile, car l'air est le meilleur isolant connu.

Si en un point le circuit est interrompu, si le fil est coupé, le courant cesse, à moins que ce fil ne fasse partie d'un réseau général, auquel cas l'éther continuera à s'écouler par le point sectionné; tout comme dans une canalisation d'eau générale, lorsqu'une conduite de faible importance vient à se rompre, l'eau continue à s'écouler sans empêcher, de façon irrémédiable, le fonctionnement général.

Donc, en toutes ses parties, uu courant électrique se comporte comme une canalisation hydraulique.

Supposons une conduite d'eau formant un circuit complet, en un point une tujbine ou une hélice actionnée par un moteur quelconque propulse l'eau sous une certaine pression ; en même temps que le liquide sera propulsé en avant il sera aspiré en arrière.

Sur le parcours de la conduite imaginons diverses turbines, ces turbines tourneront et iront actionner à l'extérieur des

P CHAI'. XI. COUHASTS.

qui absorberont une partie de la preasion

107 1 du cou-

ce courant reviendra au point de départ après avoir

tout ou partie de sa pression ; mais, comme :

goutte d'eau ne se sera échappée, cette eau reviendra sous le

même volume.

Si, dans le parcours, le tuyau présente des sections différentes, la vitesse s'accélérera dan* les étrangrlements, se ralentirai dans les dilatations et, revenue au point de départ, l'eau serai Mprise par la turbine motrice qui lui redonnera une pression nouvelle.

C'est exactement de cette façon que se comporte un courant continu d'éthcr, une dynaïuio en un point du circuit donne la tension ; cette dernière fait fonctionner sur le parcours des dynamos secondaires, ou alimente des lampes, s'use en frottements, finalement l'éther revient au point de départ avec \ine tension fortement affaiblie ou même nulle, mais le volume d'étber reste le même ; en un mot, son intensité ne varie pas, et sur n'importe quel point du parcours un g ttomètre est également dévié, et un voltamètre accuse la même quantité d'eau décomposée.

Dans un circuit d'électricité, le voltage se perd en effet, mais l'intensité ne varie pas ; par suite, si dans le parcouj-s le fil vient à s'éti-angler, la vitesse s'accélère et on a mis cette accélération à profit pour produire la lumière à incandescence.

Enfin, dernière ressemblance, pour interrompre ou rétablir un courant d'eau dane une conduite, on se sert de robinets ; ces robinets sont aussi usités en électricité, on ou\Te ou on ferme une conduite d'éther comme une c(raduite d'eau ; le robinet consiste quelquefois en un simple bouton qui, lorsqu'on le presse, amène au contact les deux bords d'une conduite interrompue et rétablit le eoui'ant.

En hydraulique, on ouvre un courant lorsqu'on établit la communication ; en électricité, on dit qu'on le ferme ; c'est là une regrettable anomalie de langage que rien ne justifie.

ITne seiile différence peut être relevée entre courants d'eau et d'étliPi'.

Les résistances sont, dans les cotu'ants hydrauliques, proportionnelles au périmètre de la conduite, seul siège des frottements ; dans les courants électriques, les résistances sont pro-

108 ni' FAKTIE. ÉLECTROClXBTItirK.

I portionnelles à la seetion, mciis cette dîSéreiice con&i-iue l'ana- [ iogie, cor ello tient à la nature même <Iu courant d'élher qui I frotte contre toutes les molérules de la section du fil.

Pour qu'il y ait courant d'étlier, en effet, les mulêrules du métal sont néce§Biiires, car, orientées, elles servent de support liant; l'éther ne peut circuler à l'état libre, comme nous le verrons dans la suite, la présence de la matière loi «st indispensable.

L'étlier, dans sa course le Iciijf des fils, oriente", avons-noui dit, les molécules. Dans le magnétisme permanent où ces molécules conservent leur rotation normale, les vibrations, c'està-dire la chaleur, restent normales aussi ; mais, si la vitesse ilu courant vient à s'accroître, elle imprime aux molécules une

I rotation supplémentaire, le nombre des vibrations augmenlp aussi, et l'on a trouvé que la température s'accroit suivant h carré de la vitexte, c'est la loi de Joule, Lorsque le courant se poursuit d'une façon continue, la tl^ charge est dite conductloe, par étincelle elle est dumptive, par les pointes : enfin, elle est vonvecHce.

Intensité et tensions.

Les deux éléments actifs d'un courant sont la quantité par imité de tempe ou intensité et la tension : l'élément passif eet kl résistance.

Pour faire saisir le rôle et la genèse de chacun de ce» éléments, il nous faut reprendre la comparaison hydraulique.

Dans un circuit hydi-auli^jue, l'eau peut ou bien stagner, être à l'état statique, ou bien cireulei' en courant, et la vitesse de ce courant, autrement dit son intensité, peut varier à l'infini ; si l'eau n'éprouve aucune résistance, elle ne sera douée d'aucune tension quelle (lue soit sa vitesse ; si au. contraire elle éprouve une résistance, ne fut-ce que celle due au frottement, une tension sera nécessaire pour la vainci-e; si la résistance croît, la tension devra ci'oître aussi, en un mot, Ib moteur devra posséder une énergie proportionnée à la résistance.

Supposons un moulin pourvu d'un moteur de 25 chevaux,

CHAF, XI. COUEANTS.

si toutes les machines sont débrayées, la résistance aeiu faible, et le moteur n'aura guère à utiliser que deux ou trois chevaux par exemple ; si les machines sont en travail, le moteur se mettra à ta hauteur de la résistance, mais jusqu'à concurrence seulement de 25 chevaux, au delà le moteur s'arrêterait. Un autre exemple nous fera encore mieux saisir ce rôle dé. . la tension ; dans la conduite d'eau précédente, supposons un' étranglement obstrué par un bouchon, le courant sera interrompu, la tension de l'eau s'élèvera, pour vaincre l'obstacle, et si elle est insuffisante, le tuyau restera bouché ; dans le cas contraire, le bouchon sera refoulé et le courant reprendra son cours, dépourvu cette fois de toute tension.

C'est l'image frappante de ce qui se passe en électricité. Un fi] métallique est naturellement rempli d'éther à lai tension ambiante ; si ses molécules sont orientées dans sa longaeur, un courant prend naissance, qui n'emprunte que l'éther normal du fil : si on augmente la rotation des molécules, le courant s'accélère, l'intensité s'accroît, mais la tension ou le voltage sont simplement ce qui est nécessaire pour vaincre les irottements et maintenir l'orientation des molécules.

Mais qiie dans le circuit on introduise une résistance non-- Telle, et le régime va changer.

Dans une pile, le courant doit vaincre les résistances intérieures, du liquide notanunent, et la tension de la pile est proportionnée à la résistance; mais si cotte résistance est trop élevée, si, par exemple, le fil qui réunit les électrodes est coupé, le courant s'arrête.

S'il s'agit tie mettre en mouvement un système de tramways exigeant une tension de 550 volts, toute énergie incapable de cet effort ne i>oiirra mettre le courant en mouvement.

De même si, dans un circuit aérien, on pratique une coupure de un centimètre d'intervalle, le courant sera interrompu, mais le générateur d'électricité continuera à aspirer de l'éther par une partie du fi] et Ji le refouler dans l'autre.

Sous cet état, l'éther ou l'électricité sera statique aux deux «xtrémités, et à chaque instant leur différence de potentiel mai-quera l'effort fait par le générateur ; si cet eflort peut) atteindre liO.OOO volts, le courant passera sous forme d'étincelles en détachant du fil des particules de métal qui prolongent le fil conducteur lui-même.

10 in° P.4BTIE. — ÉLECTEOCIKBTIQrB.

Mais ausaitôt la tension re^tombe, et ce n'est qu'après imei nouvelle accumulation et une nouvelle raréfaction, qu'une autre dwbarge pourra se pruduiie ; le courant ne passe ainsi que par sai^oadea, c'est la <IécKarg« disruptive.

Un voit bien ainsi comment la tension dépend de la résistance et la nécessité de la loi de Okni énonçant que la tension eat proportionnelle à l'intensité et à la résistance.

Comme pour l'eau, l.i tension électrique peut être obtenue de deux façons diiïéreutes : ou par pression continue au moT^etl d'une pile ou d'une machine à production continue, maia alors les eifets sont de peu d'impoi-tance ; ou piir la force vive comme dans le béiiei- hydraulique, et alors il faut avoir recoiUB, comme nous le verrons plua loin, atix courants d'induction, véritable source des couraJits à forte tension.

En électricité comme en hydrauliiiuc, la tension n'a rien da commun avec le courant, et une tension élevée peut indifféremment affecter un courant rapide on -lent.

Fil de retour.

Puisque l'éther qiii revient à lu machine djnamo-é frif|ue a perdu sa tension, on comprend à la rigueur que 1 de retour puisse être supprimé, car l'éther sans tension pourrait aussi bien être puisé dans la terre ; c'est ce qui a Heu ea effet pour le télégraphe. Le fil de retour, primitivement considéré comme indispensable, a pu sajia graud dommage, vu la faible tension de l'éther, être supprimé, et le retour s'etîectue, dit-on, par la terre ; maïs on voit ce que cela veut dire : l'éther est puisé à la terre et rendu à la terre.

On avait également supprimé ce 111 dans les installations téléphoniques, et, s'il a été rétabli, c'est en vertu d'une considéi'atîon toute subsidiaire.

Dana le cas de suppression du fil de retour, il est indispensable que le dispositif qui sert d' électromoteur soit en communication avec la terre, le grand réseiToir d'éther.

Mais peut-on supprimer ce fil dans lo cas de fortes tensions P Ici l'aspiration qui se produit par le fil de retour, de par le je\i de la machine dynamo-électrique, elle-même aspirante et foulante, facilite le courant; en outre, le fil ramène

CHAP. XI, COUHANTS.

BU éther encore poui-vu <rnue teiieinn appréciable, considérable même parfois, lorsque les énergies brancliées sur la conduite générale sont au repos, comme il arrive dans un réseau de tramways, par exemple, lorsque toutes les voitures sont à l'arrêt; dans ce cas, le fil de retour est sinon indispensable, du moins utile pour la meilleure utilisation de l'énergie.

Mais, répétons-le, la continuité du courant n'est pa-s îndis- ^ pensable ; dès qu'il a desservi la dernière énergie, il peut être écoulé dana le sol, et voici à co sujet l'opinion de ïesla, un des hommes qui, avec II. d'Arsonval, ont le mieux étudié les courants.

Tesla dit eu effet que, si la communication avec le sol peut présenter dea inconvénients pour les courants constants ou de| faible fréquence, cette coumiunication devient possible, et la fil de retour peut être supprimé pour les hautes fréquences ; il est superflu même avec de faibles frétiuencea lorsque la force électromotrice est considérable, 30.000 volts par exemple. Maia Tesla, qui connaît la puissance des idées reçues, s'empresse d'ajouter que, malgré le résultat de ses expériences, l'applioatiou industrielle de la transmission de la force par fil unique paraît encore lointaine ; et cependant l'économie d'un fil de retour dans les cas de transportera grande distance ne serait pas à dédaigner.

Quoi qu'il en soit, et pour nous résumer, disons que, dana toutes les machines dynp.mo- électriques à fil de retour qu'utilise l'industrie, c'est le même éther qui sert sans cesse ; l'efoulé par un fil dit po-ntif, il rentre par un autre fil dit négatif aprèç avoir dispersé dans son parcours tout ou partie de sa tension; par suite de co mode d'action, la dynamo à fil de retour — et elles sont toutes dans ce cas — ■ doit être isolée, c'est-à-dire à l'abri de toute cause de déperditlou.

Si le fil de retour était supprimé, l'éither destiné au courant serait puisé directement dans le sol et y serait rejeté par l'autre extrémité du fiî ; la dynamo ferait alors office d'une pompe d'épuisement qui puiserait l'eau dans un réservoir do capacité indéfinie pour la rejeter dans le même réservoir ou en. tout autre lieu où son écoulement ne serait pas contrarié.

Si, au lieu de la terre, la dynamo communiquait avec «n réservoir limité, une niasse métallique isolée par exemple, on. peut prévoir que le courant ne tarderait pas à se tarir, et le

112 m* r.UlTIE. — ÉLECTEOCIKÉTIQUE.

TÎde d'éther se ferait dans lu maase métallique qui ae trouverait ainsi chargée d'électricité négative Buivant le langa^ des deux fluides.

Courants à haute fréquence.

Une particularité curîenso des courants à haute fréquence est la suivante : lorsqu'un solénoïde est parcouru par un courant de ce genre, un barreau de fer introduit dans son intérieur ne s'aimante plus ; aea molécules, n'ayant pas un tempe suffisant pour se tourner et se retourner, ne s'orientent plua du tout. Nous savions déjà que les molécules d'acier étaient lentes à s'aimanter, c'est-à-dire à s'orienter; les molécules du fer doux, quoique bien plus mobiles, ont aussi une limite relativement peu élevée.

Le même pliénomène d'' indifférence électrique est présenté par le coi-ps humain. M. d'Arsonval, qui a étudié les courants alternatifs jusqu'à la fréquence de trente mille ii, la seconde, a reconnu qu'à 2.500 notre corps éprouve le maximum de commotion, l'action reste stationnaire jusqu'à 5.000, puis décroît et devient nulle à 10.000; à ce moment, les molécules, ne pouvant suivre le mouvement alternatif, restent inertes.

Le courant passe néanmoins, mais cette fois passivement, et saus doute par les intervalles moléculaireB, et M. d'Arsonval a prouvé ce passage d'une façon originale en alimentant des lampes à incandescence tenues à la main sans que la personne, siège de cette autoconductîon, on ressentît le moindre malaise; et de ce courant passif h haute fréquence, M. d'Arsonval et le docteur Charrin ont même fait la base d'un traitement thérapeutique destiné à activer la nutrition dea tissus, et détruisant même les toxines microbiennes, c-elle de la diphtérie en particulier.

Sans doute il est difficile de concevoir que des molécules puissent se retourner 10.000 fois à la seconde, et celles du. cuivre dépassent de beaucoup ce chiffre ; mais lorsqu'il s'agit d'infiniment petits, notre esprit est déconcerté par la grandeur ou l'infinité des nombres. Ne savons-nous pas que dans la, lumière la molécule vibre des trillions de fois par seconde, et

cnAP. XI. — couaAXTs,

qu'est-ce, à côté de cela, qu'un chiffre de quelques milliers P Mais, en celte matière, une haute autorité vient à notre aide, Maxwell admet en effet que la polarisation, qui est fort lente dans les diélectriques, ne dure pas ua billionième de seconde pour la molécule de cuivre.

Potentiel et vitesse des courants.

Il y a nécessairement différence de potentiel entre deux points d'un circuit, et cette différence est d'autant plus grande que le parcours est plus considérable et que plus d'énergie a été distribuée dans l'intei-valle. C'est ainsi que, dans un circuit ovi le Hl revient sur lui-même, deux points très rap-

proobée, A, B, peuvent se trouver à des potentiels très diffé- Twta, et l'éther peut dès lors passer directement entre ces deux points en désorganisant les parties intermédiaires au point de les enflammer ; c'est ce que l'on appelle un court circuit.

Cette chute de potentiel, ainsi appelée à cause de son assi- i mîlation avec une chute d'eau, peut être obtenue en allongeant I

III* FAETIE. ÉLECraOClrfTKJITE.

rtificiellemeni le parcours par irn euroulement du fil en hélioa par exemple, disposition qui poii» le nom do Bolénoide.

Un courant d'électricité qui se borne à orienter et augmenter L rotation des molécules aan» accroître leui' vibration, ne produit pas de chaleur ; mais cette production parasitaire de clialeur, surtout pour les fortes tensions et les courants alternatifs, est rarement évitée ; il arrive même parfois qu'elle est provixiuée intentionnellement, dans les lampes à incandeacenoe par exemple, où on oblige à passer dans un fil très mince un caurant à forte tension, ou plutôt à grand débil, I car, comme on le sait, la chaleur est proportionnelle au carré

s la vite^tse du courant.

Dana un fil rétréci, en efEet, la vitesse devenant excessivh

i moléeulea entrent en vibration intense et produisent «ne pumière trè« vive.

Bien que dans un courant il n'y ait que de l'éther en tea-

paîon, on est convenu de dire, par analogie avec l'électricité

statique, que le courant va du positif au négatif ; cela signifie

simplement, ce qui est évident d'ailleurs, qu'il va de la plu»

forte tension îi la plus faible, du refoulemlent à l'aspiration.

Cependant les termes positif et négatif ont conservé nne signification réelle chez les partisans des deux fluides, qui persistent à penser qu'un fil est le siège de dens courants.

Nou8 avons déjà vu l'opinion de Weber, qui prétend que lorsqu'on met en communication deux réservoirs d'électricités contraires, deux courants s'établissent : l'un du positif au négatif, l'autre du négatif au positif.

Lo'lge a la même opinion; pour lui, l'éther est formé de la oonibinaisoD des deux fluides, et il admet deux courants simultanés, car voici comment il s'exprime en son ouvrage des ThéorUa modernes â-e V Electricité, édition de 1891 :

Un courant électrique datu un liquide consiste nécesiaiTe' tnent en un Hum d'électricité positive dans un sens, combiné a/occ un Aux d'électricité négative dans Vautre sens; or, si cela a lieu danX' un liquide, pourquoi le tnéme pJténomène 7*e st produit-il pas dans tous les casf

Nous verrons la même croyance reproduite à propos des décharges oscillantes dans un ouvrage de M. Decombe, pai'u on 1900.

Ces théories peuvent paraître étranges, alors qu'on explique si simplement les courants par un seul fluide.

CHAF. XI. COUSANTS. 115

1 L'éther (juî forme l'auréole de l'arc ToltaïquCj se trouvant ea ttenaion, est attiré par le pôle négatif ot repoussé par le pôle uositil d'un aimant.

1 Q,uelle peut être la viteas© d'un courant dans un circuit P |Nou8 avons lu, non sans étonnoment, dans un ouvrage tout Récent et justement apprécié parce qu'il répond bien aus aspirations d'un public qui, éclairé sans être savant, tient rnéanmoins à être mis au courant des choses de l'électricité, 910US avons lu, dis-je, que, contrairement à ce qui se passe âans l'hydraulique, la vitesse de l'électricité dans les fils était (invariable, et de .iOO.OOO kilomètres par seconde.

Nous pensons que c'^at là simplement la vitesse de transmission ; ainsi, iin courant se mettant en marche, son effet «e fera sentir au bout d'une seconde à 300,000 kilomètres, par Isimple poussée ou ondulation, mais la première tranche peut a»*aToir encore parcouru que quelques mètres. ' Lorsque, dans un tuyau rempli d'air, on enfonce un piston 'k l'une des extrémités, toute la cO'lonne d'air est refoulée, et Ja pression est transmise à l'autre tout; c'est ainsi, par exemple, que fonctionnent les horloges pneumatiques. Cette poussée n'a nul rapport avec la vitesse qui est, dans ce cas, très faible ; c'est absolument le même fait qui se produit dans les courants.

En réalité, on ne sait rien de la vitesse des courants élec- ^iques; est-elle de 1/10° de pouce ou de cent milles par seconde P se demande Maxwell, On l'ignore.

Ne voit-on pas d'ailleurs que cette vitesse doit forcément varier dans un fil où les sections changent? Et cette vitesse, relativement faible dans un fil à grosse section, ne devient^ elle pas excessive lorsque le fil s'étrangle au point d'engendrer dee vibrations parasitaires et une lumière intense?

La vitesse des courants n'a pu être mesurée, mais elle doit être considérable, et la molécule seule, avec ses rotations a© chiffrant par trillions à la seconde, peut leur servir de moteur b de récepteur.

- ÉLECTKOCIXÉTIQUE.

Passage d'un courant dans les diélectriques liquidée et gazeux.

Les courant-s que noua venons d'étudier circulaient tous dans des fils bons conducteurs au sein desquels les molécules s'orientent dans le sens du courant: ce n'est paa à dîre cependant quo le courant ne puisse pas traverser les mauvais conducteurs, mais voici dans qnelles conditions.

Diélectriques liquidiis. — Prenons un vase rempli d'un lîiquide très bon conducteur, de mercitre, par exemple, et faisons-y plonger deux électrodes en communication avec les deux pôles d'une pile ou d'une machine électrique. Que va-t-il se passer P Le courant partant du pôle positif parcourra le fil où les molécules vont s'orienter, puis, arriré au mercure, l'éther s'y répandra d'une façon diffuse, orientant ses molécnleti en sens divers.

Dans le mercure on ne reconnaîtra plus trace de courant, il se saturera d'étlier sous forme d'électricité statique ; cela fait, le courant continuera sa route par le conducteur de sortie, tel le courant d'nn ruisseau vient se perdre dans un lac, et ce n'est qu'après l'avoir rempli qu'il reprend son cours par l'émissaire opposé.

Remplaçons le mercure par un liquide mauvais conducteur, de l'essence de térébenthine par exemple, le courant ne se dispersera plus, il se frayera un passage à travers le liquide, orientant ses molécules dans son sens, et c'est pourquoi Fa<raday eut soin, pour orienter ses brins de soie, de faire passer le courant dans de l'essence de térébenthine pour l'empêclier de se diffuser ; c'est pourquoi aussi le phénomène de Kerr peut se produire, ce phénomène impliquant une orientation moléculaire systématique.

Une comparaison, tirée de l'hydraulique encore, rendra pins claire cette conception du courant à travers les diélectriques liquides.

Tout le monde sait qu'un fleuve, à son embouchure, ne mélange pas immédiatement ses ©aux avec celles de la mer, et cela pour plusieurs causes ; d'abord le courant suffît à

naaiuteiiir la. distinction sur une certaine longueur, mais c'est la salure de la mer et la différence des températures qui sont les principaux facteurs de l'isolement.

L'«au de mer peut, pai' suite, être considérée comme légè-" Tement diélectrique par rapport à l'ean douce, et c'est pourquoi le courant du fleuve des Amazones, par exemple, peut se maintenir dans la mer siir une distance de 400 kilomètres.

li un pareil couriuit rencontrait une autre côte suffisamment rapprochée, il pourrait y continuer sa route après avoir traversé une certaine largeur de mer.

C'est l'image exacte du courant d'étter à travers un liquide jmauvais conducteur. Si cependant le diélectrique était absolu, ■«i le courant rencontrait une muraille, ou bien il serait aiTcté, jou la muraille serait rompue, et c'est le cas de l'étincelle, de la décharge disruptive.

Bien entendu, dans son passage à travers les liquides maujvais conducteurs, le courant d'étber perd de sa tension, et c'est pourquoi on cherche à réduire le plus possible son épaisseur dans la constitution des piles.

Diélectriques gazeux. — Examinons maintenant comment Ta se comporter un diélectrique gazeux. Lors<iu'on coupe un fil conducteur de courant et que la coupure est faible, le courant la traverse au prix d'une tension considérable, qui est évaluée à 30.000 volts par centimètre d'inteivalle dans l'atmos- Bphère ambiante. On peut diminuer cette résistance en remplissant l'inter^'alle entre les deux lèvres de la coupure de molécules conductrices, et c'est ainsi qu'on opère pour la production de la lumière voltaïque ; on amène d'aboi-d les charbons au contact, on fait passer le courant, on les éloigna ensuite peu à peu ; il se forme de la sorte, entre les deux charl>ons. un arc de parcelles charbonneuses conductrices, qui, en outre, deviennent incandescentes.

La résistance de l'air s'atténue aussi lorsqu'on le raréfie, et elle atteint son minimum à la pression de 3 millimètres de mercnre.

On se rend compte de cette moindre résistance en faisant éclater l'étincelle dans l'œuf électrique ou dans l'ampoule de Crookes.

A partir de 3°"", la résistance s'accroît, et aux dernière^

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m* PARTIE.

- ÉLECrEOCDrÉTlQUE,

limites du vide de nos instruments, la résistance est 40 foÛ plus forte environ qu'à la pression normale.

Ce fait laisse supposer que l'étincelle ne passerait ploa du tout dans le vide et que, par suite, des particules matérielIeB intermédiaires qu'il puisse orienter sont nécessaires an courant pour assurer son écoulement.

Cette hypothèse, d'ailleurs, a été vérifiée, car de» expériences de Grove et de Gassiot, et de celles plus récentes de Crookes, il résulte que l'étincelle électrique ne passe paa dans ■vide.

Courants et lignes de force.

Dans tous le cours de cet ouvrage, nous avons prétendu que les lignes de force n'étaient que des courants lents s' effectuant à travers les diélectriques.

Au risque de nous répéter, comme noua considérons que c'est là une question primordiale en électricité, nous reprendrons la comparaison et mettrons a nu les ressemL lances.

Dans les aimants, nous avons vu le courant qui a pria naissance pai- suite de l'orientation des molécules de l'acier se prolonger dans l'air sous forme de lignes de force ; ces lignes, noua ]es avons attribuées a.ux molécules d'oxygène orientée*

Dans l'intérieur de l'aimant, la propulsion est rapide, la répulsion centrifuge faible, il y a courant.

Dans l'air, la propulsion est faible, la répulsion centrifuge forte, et c'est ce qui explique la constitution de la ligne de force mise en évidence par Faraday, élasticité de la file de molécules semblable à un ressort à boudin, répulsion centrifuge forte tendant à leur écartement réciproque.

Le caractère des lignes de force électriques est le même que celui des lignes de force magnétiques.

Cette répulsion réciproque des lignes de force, nous l'avons déjà faite ressortir en traitant des diélectriques, et la science l'a expérimentalement démontrée en prouvant que les diélectriques solides électrisés augmentent de volume dans le s?-m transversal dos lignes de force.

lans le

CHAF. xr. COCEANTS.

Dans aon passage à travers !ea liquides diélectriques, le cou-

Lt prend ]a forme intermédiaire entre le courant et la ligna

force prcprement dits.

Quant a. savoir pouixiuoi le courant est rapide dans les corps

3 conducteurs, lent dans les mauvais, nous en avons attri-

lé la cause à la forme de la molécule ; très propulsive dans les

iers et par suite facile à orienter, l'éther est fortement

'opulsé et nullement projeté au pourtour, d'oii la tendance à

'écartement est nulle.

les gaz et les liquides où l'orientation est difficile à maintenir, le courant est moins actif et la répulsion transversale plus forte.

Enfin, dana les solides diélectriques, la molécule doit être peu propulsive, mais comme elle a pu néanmoins se mettra en accord avec l'influence, la propulsion est faible et l'effet principal se traduit par des répulsions latérales.

A l'extrême limite, la molécule n'étant plus propulsive, il ne saurait y avoir orientation, par suite ni courant ni ligne de force, le diélectrique absolu doit être inerte.

Caractère tourblllonnaire des courants.

Nous avons maintes fois avancé que les lignes de force avaient le caractère tourbillonna ire ou giratoire, et que les courants étaient eux-mêmes foi-més de fileta tourbillonnants, mais jusqu'ici aucune expérience n'avait mis ce fait en évidence.

Si les filets élémentaires d'un: courant tournent dans la même sens, il doit se produire, au pourtour général, une zone (l'éther tournant dans ce même sens ; c'est ce tourbillonnement qu'a démontré M. Basile de Balassny en clierchant à reproduire le phénomène des trombes ; l'expérience en a été décrite dans le Bulletin de la Société aftronoTiiique de France, d'octobre 1901.

Une batterie de quatre bouteilles de Leyde est chargé© par une machine électrique de Wimshurst; l'armature négative ftbontït à un disque de métal placé au-dessus d'un petit ré-

m* FiETlE. EI^CTEOCINETIQfE.

Xous pouvons cependant, par le raisonnemeuit, nous faire une idée de la forme du champ magnétique.

Faraday, Maxwell, etc., admettent l'orientation moléculaire d'ans les courants ; d'autres auteurs admettent, et nous cn^ona avoir démontré, que lea filets élémentaire* qui composent un courant sont tourbillonnaires ; l'ensemble prodnii'a donc à la périphério, c'est-à-dire à la surface du iil conducteur, un eflet, le même en tous sens, qui, par suite, devra être concentrique au til.

On peut SB former des ligTies de force électi-ocinétiqnes une conception différente, plus claire et plus intelligible à l'esprit celle-là, et qui, en outre, a le ffrand avantage de ranger les lîgii«B de force de toute catégorie sous une loi commune.

En étudiant les spectres magnétiques, on a reconnu que toutes lea lignes de force ne sortent pas par les extrémités. Certaines sortent en refoulement par la périphérie et rentrent en aspiration par la périphérie (fig. 1), la même chose ne se produirait- elle pas pour les courants ?

Bans l'électricité statique, la ligne de force où l'éther sort normalement aux surfaces des réservoirs ; dans les courants, au contraire, des filets d'éther s'avancent en tourbillonant et produisent à la périphérie un tourbillonnement qui propulse de l'éther suivant la tangente et tend à l'aspiration par derrière.

On connaît l'injecteur GifEard, destiné à alimenter les chaudières des locomotives au repos. Cet appareil est fondé sur le principe suivant qui sembla paradoxal à l'époque de son, invention :

Un jet de vapeur lancé rapidement dans un tuyau aspire de l'eau par le côté du tuyau ; notre courant électrique ne peut-il agir de même et projeter au dehors certains filets qui rentreraient en aspiration ?

Lee lignes de force, au lieu d'être concentriques au fil, comme on l'a admis jusqu'ici, efi'ec tue raient alors leur parcours extérieur en spires très serrées.

Cette constitution des lignes de force n'a rien qui choque la raison : à un courant hélicoïdal il est naturel que corresponde Un champ hélicoïdal.

Suivant Fai-aday, les lignes de force sont élastiques, et on se rend très bien compte de la compression qu'elles exercent

CHAF. Xir. — CHAMP ÉLECTEOCISÉTIQUE.

, les unea sur les autres lorsqu'on esamine le spectre produit par deux courants parallèles et de sens inverse traversant nor- Tnaléhient nnei feuille de papier saupoudrée de limaille de fer. On voit les cercles se comprimer, s'aplatir comme des cerceaux d'acier très souples, et se rejeter dans !e sens opposé, ù ils se trouvent plus libres.

La valeur du champ électro- magnétique est purement fonction de l'intensité du courant indépendamment de sa tension, et cela est ai vi-ai que le (falvanoniètre, qui mesure l'intensité des courants avec une si remarquable préoisiou, n'est in- I £aeneé que par le champ mafrnétique.

Bien plus, l'influence de la couche isolatrice qui entoure le fil pour empêcher la diffusion da courant dans les bobines J paraît être null« au regard do l'action créée dans l'air, puisque les indications du galvanomètre sont indépendantes de lai I nature de cette couche.

C'est de l'air seul que dépend le champ électro-magnétique : I s'il était plus ou moins raréfié, les indications du galvano- } mètre seraient modifiées, et un nouvel étalonnage deviendrait 'i nécessaire pour le nouveau milieu.

126 m* PABTIE. — ÉLECTROCINÉTIQUE.

Les lignes de force magnétiques qui sont fermées agissent sur les lignes électro-magnétiques fermées aussi, produites par les courants.

Formation du champ ôlectrocinôtique.

L'influence de Tair, diélectrique ou mauvais conducteur, est la même dans l'électricité que dans la chaleur.

Nous savons que la chaleur se transmet à distance de deux façons : 1® par le rayonnement ou les ondes ; 2° par réchauffement successif des couches d'air, ou le transport de ces dernières ; si Tair n'existait pas, la dernière source de chaleur, la plus importante sans contredit pour les faibles distances, disparaîtrait.

Et de cette action de l'air dans la propagation, ou plutôt dans la conservation de la chaleur, nous avons un exemple dans notre atmosphère terrestre : la terre, échauffée par le soleil, restitue la chaleur absorbée, dans l'espace, non pas brusquement mais progressivement et grâce à la mauvaise conductibilité de l'atmosphère ; d'autre part, cette atmosphère s'échauffe elle-même et restitue aussi la chaleur par degrés, tout comme un diélectrique ne restitue son électricité qu'insensiblement.

L'air fonctionne donc comme un vrai régulateur ; aussi voit-on, sur les montagnes élevées où l'air se trouve raréfié, la/ température passer par les alternatives les plus extrêmes; l'atmosphère peut, en réalité, être considérée comme formant un champ calorifique autour de la terre.

Cette même résistance opposée par l'atmosphère autour des réservoirs d'électricité constitue de même un champ électrique à défaut duquel la transmission ne s'effectuerait que par ondes comme dans la télégraphie à distance, et la raison de ces deux champs calorifiques et électriques est la mauvaise conductibilité de l'air.

Les lignes de force sont disposées, avons-nous dit, circulairement autour des fils conducteurs. Leurs tourbillons tournent, mais dans quel sens? Ce sens a été établi empiriquement par la règle du tire-bouchon de Maxwell; en regardant

CHAP. Xir. CHAMP ÉLECTHOCINÉTIQUE, 12T 1

Buraiit s'enfuir, le tourbillon se produit de gauche à droite^ I * -^Be là résultent tous les phénomcnea de direction entre cou-f lc»--tB, et entre un courant et un aimant.

^Examinons en particulier ce qui ae produira pour une s i-'iUle aimantée placés près d'un courant.

S </rff,(e

i cette aiffuille le courant intérietir va du pôle sud au B nord ; or les deux flux, du champ et de l'aiguille, devant , S confondre, le pôle uord viendra se placer à la gauche du bonbonime d'Ampère.

Réversibilité des phénomènes d'énergie moléculaire.

La réversibilité est un caractère des courants électriques et 1

[I est une conséquence nécessaire. Pour nous'en rendre comp- |

b imaginons un courant d'eau mis en mouvement par une 1

S à palett«B ou une turbine ; ce courant actionnera dans le |

s des roues ou des turbines situées en amont ou en j

Var réciprocité, un quelconque des trois moteurs actionne- 1

ÏBemblablemont tous les autres ; de même, dans un courant f

rique ou d'éther, une djTiamo en fera niouvoii' une autre, '

et celle-ci à son tour pouira devenir motrice à l'égard de la '

première.

128 III* PAETIE. — ÉLECTROCINÉTIQUE. }

Cette faculté de réversibilité est aussi applicable aux ondes^ d'après le mode même de leur production. Noua la distinguons dans les ondes sonores, lumineuses et calorifiques, qui transmettent au loin le même mouvement vibratoire dont elles sont animées, et les molécules influencées retransmettent à leur tour une ondulation identique.

Un diapason vibrant fait vibrer à distance un autre diapason en accord avec lui, et ce dernier fera vibrer à son tour le premier.

De même la molécule terrestre rayonne vers la lune des vibrations que la molécule lunaire lui renvoie.

Nous retrouverons la même faculté en traitant de la gravitation ; de telle sorte que Ton peut avancer que la réversibilité des phénomènes est un caractère de la transmission des énergies moléculaires, soit que Téther agisse par ses ondes, soit qu'il agisse" par son flux.