MESURE DES FORCES ÉLECTROMOTRICES PAR L\ MÉTHODE

DE POGGENDORFF ET BOSSCHA.

Théorie.

)La pile doit être considérée comme une véritable machine Qui maintient, entre ses pôles, une différence constante de potentiel; cette différence mesure sa force électromotrice.

394 CHIF. XI. — ELICTllCITe TOLTjjQDB BT fiLBCTBOHÂraitTISa.

On peut la détermiaer directement à l'aide de potentiomètres ou d'électromètres, ainsi que nous l'avons fait dans la LIII' manipulation.

Mais il est plus facile de comparer, par compensadon ou opposition, l'élément de pile à un étalon dont la différence de potentiel est connue : c'est le procédé que nous emploierons d'abord.

Parmi toutes les méthodes devenues classiques, nous donnons la préférence à celle de Poggendorff, modifiée par M. Bosscha, parce qu'elle est indépendante des effets de la polarisation et n'exige pas la détermination préalable de la résistance intérieure de l'élément.

Nous nous proposons de mesurer la force électromotrice j de l'élément P {Jig. loi) en fonction de celle de l'étalon P',

Fig. 101.

qui est égale à E. On forme, avec la pile P et un galvanomètre G, un circuit qui se bifurque en deux autres AP'R'Bet AJRB, contenant : le premier, l'élément-type P' et unrhéocorde R'; le second, un rhéostat J et un rhéocorde R. Les deu» courants étant dirigés en sens contraire, on pourra toujours, en faisant varier la résistance du rhéostat, amener à zéro l'ai* guille du galvanomèire; mais qu'on introduise alors par le rhéo-

LXIV* M. — MÉTHODE DE POGGENDORFF ET DE BOSSCHÀ. QqS

ie R une résistance a dans le circuit dérivé ARB, il faudra, ir ramener le galvanomètre au zéro, augmenter de b la réance du second circuit AP'R'B. Cette condition exprimée ébriquement, d'après les lois de Kirchhoff, conduit à la ferle

!t h sont à déterminer (*).

Description.

Le circuit, formé de gros fils ou mieux encore de bandes de ton, est fixé sur une table d'environ i°',io suro°*,8o, sur juelle les rhéocordes, le rhéostat et le galvanomètre sont iblis à demeure.

Les rhéocordes de Pouillet sont connus : il importe qu'ils lent tous deux absolument identiques, de manière que les Qgueurs a et 6 représentent bien les résistances respectes introduites dans les circuits dérivés. Les contacts du curur seront contrôlés avec soin.

Le meilleur rhéostat est celui de Jacobi : il n'est point sujet IX défauts de contact et permet d'employer un fil d'argent es fin, sans devenir trop délicat; à cet égard, il l'emporte de îaucoup sur le rhéostat de Wheatstone, pour l'usage des la- )ratoires d'enseignement.

Dfaut un galvanomètre très sensible: on emploie généraleent celui de sir W. Thomson, à réflexion, non astatique, et 1 l'installe à côté de l'observateur, la mire en face de lui, «nme il a été dit ci-dessus (*).

Normalement le circuit est ouvert; il ne doit rester fermé ie durant un temps très court. Ce résultat est obtenu par t^e manette à ressort, analogue au manipulateur de Morse, liest placée en B, à la croisée des fils : en l'abaissant par la

(') Cette méthode diffère uniquement de celle de Poggendèrff en ce qu'elle ^^e pas la connaissance de la résistance intérieure de la pile; elle a été 'posée dans les Annales de Poggendorff, XCIV, p. 172; i855. ( ) Voir la LXI» manipulation .

2g6 CHAP. XI. — ÉLECTRICITÉ TOLTAÏQUE ET ÉLBGTROMÂGNÉTISIE.

pression de la main, la fermeture a lieu; le double courant circule dans le circuit et Taiguille du galvanomètre se met en mouvement, à moins que la compensation ne soit réalisée. L'opérateur abandonne aussitôt la manette, et le circuit est interrompu.

Il nous reste à décrire l'étalon unité. On avait adopté autrefois Télément Daniell, monté au sulfate de zinc et au sulfate de cuivre, qui vaut o^®",955 ; ce couple était considéré comme très constant. On a reconnu cependant qu'il varie de 5 à 7 pour 100, sans cause appréciable, et qu'il subit en outre très irrégulièrement l'influence de la température. L'étalon de M. Latimer-Clark ne présente pas cet inconvénient; à i5«,5,il possède une force électromotrice égale à i'®", 4^7, à -^m P^^^» la température croissant, il perd o^®**, 006 par degré. Dans celle pile, l'élément positif est constitué par du mercure pur, couvert d'une pâte de sulfate de mercure, Hg'0,SO' (*), dissous à la température de l'ébuUition dans de l'eau complètement ] saturée de sulfate de zinc; un morceau de zinc chimiquement pur repose sur la pâte et forme l'élément négatif. Le circuit ue doit jamais rester fermé sur cette pile.

Il est absolument nécessaire que la pile P ait une force électromotrice moindre que celle de l'étalon ; un essai préalal>l^ est quelquefois nécessaire pour s'assurer que cette condidoû est remplie. On y procède en opposant pôle à pôle les deiJï éléments dans un circuit traversant un galvanomètre : l'aigaill® doit être déviée du même côté que si l'étalon était seul, sinon il faudrait assembler en série deux ou plusieurs piles pour former des multiples de l'étalon.

Manuel opératoire.

i<» L'élément à étudier et l'étalon sont joints en opposition-

2° Le rhéostat et les rhéocordes étant au zéro, l'opérateur

appuie la main sur la manette; un instant très court suffit pou^

(') Le sulfate de mercure est blanc, presque insoluble: on l'obtient ^^ chauffant du mercure dans de Tacide sulfurique au-dessous de son poi^ d'ébullition. Ce sel, additionné d*eau, ne doit pas donner de coloration >u ^^^ quide ; s'il devenait jaune, on conclurait à la présence de sulfate de peroiT^*^

LXIY^ M. — MÉTHODE DE POGGËNDORFF ET DE BOSSGHÀ. 297

que Taiguille soit déviée ; on remarque le sens et Tamplitude de récart, puis on introduit une résistance par le rhéostat, et ron fait un nouvel essai. Si la déviation est moindre, mais de même sens, il faut poursuivre Tenroulement sur le rhéostat; sinon, on diminuerait la résistance.

3® La réduction à zéro étant obtenue, on donne au rhéocorde R une longueur a : il en résulte un certain écart au galvanomètre.

4** On ramène Taiguille au zéro en donnant au rhéocorde R' une résistance b.

a et 6 sont les éléments de la mesure à effectuer.

Résultats. '

Cette méthode se prête à la détermination exacte des forces électromotrices et à Tétude des lois qui les régissent. Elle permet encore d'analyser les effets de polarisation, en mesurant les différences de potentiel d'un élément fermé sur lui même après un temps plus ou moins considérable.

Voici, d'après les derniers travaux des électriciens, les forces électromotrices des piles les plus usitées.