CHAPITRE IK

DE LA I)KPEHniTION OE LÉLECTRICITÉ.

Expériences de Coulomb, — Loi de la perl« par l'air. — E\p6riet récentes. ~ Perle par les sup|iorts.

Dans l'étude que nous venons de fiiiredes lois des ailraciions et des répulsions électricgues, nous avons élé gênés par b déperdition de l'électricité qui diminue peu îi peu la charge des y^phères et surtout leur force répulsive. Qunnd il s'agil d'établir une loi fondamentale aussi imporlantc que celle de Coulomb, on ne doit pas se contenter de signaler une cause d'erreur et de vérifier grossièrement que l'écart de la théorie et de l'expérience est dans le sens prévu : il faut la corriger exactement. C'est dans ce but, cl pour apporter plus de précision dans toutes les expériences faites à l'aide de la balance de torsion, que CoutomI) ( ' '; s'est livré à une étude soigneuse des lois de la déperdition de l'électricité. Nous allons exposer, avec quelque détail, ce travail demeuré classique.

L'éleclrlcité des conducteurs isolés se perd soit pur suite de limperfection des supports, soit par le contact de l'air. Il n'est pas de substance qui soit entièrement dépourvue de la faculté de conduire lélectriciié ; celles que l'on nomme isolantes ne sont que les substances conduisant mal, et l'on s'en assure aisément en touchant un corps électrisé avec des aiguilles de gomme laque, de verre ou de soufre. Au bout de quelque temps lesaiguillessonttoujours chargées, sur une grande partie de leur longueur, dune quantité d'électricilé considérable â l'extrémilé qui a louché, et de moins en moins grande en des points de plus en plus éloignés de cette extrémité. Dés lors, toutes les fois qu'un conducieursera soutenu sur des supports,

ir lu (lépcrdlli.in de l'électridlé wol coii' rmi'e dci Sciriifri, p. 6ib; i;gS.

il perdra par la conductibilité de ceux-ci une quantité plus ou moins grande de son électricité. D'un autre côté, Tair qui entoure les conducteurs agit comme les isoloirs ou d'une manière encore plus compliquée. Les poussières qu'il contient quand il est sec viennent se mettre en contact avec les surfaces électrisées, s'y chargent et sont ensuite repoussées et remplacées par d'autres : on admet quelquefois que les molécules d'air ellesmêmes agissent d'une manière analogue. Mais c'est surtout quand il est humide que l'air enlève aux corps leur électricité, soit parce que la vapeur d'eau est conductrice, soit surtout parôe que l'humidité déposée sur les isoloirs les revêt d'une couche superficielle qui conduit l'éleclricilé.

Du moment que la déperdition de l'électricité résulte de plusieurs actions qui se superposent, elle doit suivre des lois complexes, et Ton ne peut guère espérer de les déterminer d'une manière générale. Il vaut mieux, comme l'a fait Coulomb, se borner à chercher les lois qui conviennent à un cas particulier bien déterminé comme celui de la balance : au surplus, on ne devra attribuer à ces lois qu'une valeur purement empirique.

EXPÉRIENCES DE COULOMB. — Pour simplifier cette étude» Coulomb a d'abord cherché s'il y a des isoloirs qui isolent aussi bien que l'air ( • ). En général, la perte par les supports est de beaucoup la plus considérable, malgré la faible étendue par laquelle ils touchent le conducteur. Si l'on trouve un support qui enlève une quantité d'électricité négligeable, il satisfera suffisamment à la condition imposée par Coulomb.

Pour reconnaître s'il en est ainsi, on commence par soutenir, par l'intermédiaire du support que Ton veut étudier, la balle fixe de la balance et, après l'avoir éleclrisée, on mesure de minute en minute la diminution delà force répulsive; ensuite on supporte la même balle par deux isoloirs pareils au premier ei l'on recommence l'épreuve. Si la perle est augmentée, c'est que

(') La loi de la perte par les supports n'est probablement | as la mèmeqM relie delà perte par l'air. A la lettre, la condition recherchée par Coulomb e»t donc impossible à remplir; mais, si les supports ne recouvrent pas plus de la loo' partie du conducteur, par exemple, et si les supports perdent très-pe«> la loi de la perte par l'air ne sera pas altérée par la présence dos sapp<»rt» d'une quantité de l'ordre des erreurs de l'expérienc?.

LOI DE LA PERTE PAR L*AIR. Sj

chacun d*eux enlevait pluç que Fair; si» au contraire, elle n*a pas varié, on doit coi\clure que chacun des supports ne laisse pas échapper plus d'électricité par ses points dexontact que ne le forait l'air lui-même : alors il n'y a qu'à étudier les lois de la perte, et elles sont les mêmes que si le corps était en entier plongé dans l'atmosphère de la cage, sans support pour Vy maintenir. Coulomb reconnut par des essais de ce genre que le verre isole très mal dans lés temps secs et pas du tout pendant les jours pluvieux, que la soie est préférable et que, de tous les corps, la gomme laque brune est le meilleur isolateur. Dèslors, il employa des soutiens de gomme laque ayant o"*,ooi de diamètre eto"*,oa à o"*,o3 de longueur, qui lui parurent sufQsants pour Isoler parfaitement les balles de sureau d'une balance, et la déperdition totale se trouvant ainsi réduite à celle de Tair, voici comment il la mesura.

LOI DE LA FERTB PAR L'AIR. — Les deux balles, qui étaient parfaitement égales, furent éleclrisées en commun par le procédé ordinaire : elles se repoussèrent, mais on les ramena l'une vers l'autre par une torsion convenable. A 6*>5o"' l'écart était de 20" et la torsion de 160".

On diminua la torsion de 3o" immédialemenl après avoir fait l'observalion : cela fil augmenter a nssilôl Técarl des deux balles; mais, comme elles perdaient du fluide avec le temps, la répulsion diminua peu à peu, et à 6**53"» elles revinrent à récarl de 10*», n'ayant plus qu'une répulsion de 160 — 3o ou iBo'». On continua ensuite la même opération pendant tout le temps que les balles conservèrent une force répulsive suffisante.

Dans la première de ces épreuves consécutives, la perte de

torsion a été de 3o" pendant trois minutes: elle sera approxi-

3o° mativement de -^ ou 18' en une minute. D'un autre côté, la

répulsion totale était égale à 160° au commencement, et à 130" à la fin de l'expérience; en moyenne, c'est 145^*. Par conséquent, on peut dire que le rapport de la perte de répulsion pendant une minute à la répulsion moyenne est égal à Yi^,

En cherchant de la même manière les valeurs de ce rapport dans toutes les expériences successives qui ont été faites le

même jour, Coulomb a trouvé sensiblement le même nombre. La constance de ce rapport constitue dès lora une loi physique que l*on résume ainsi : Le rapport de la diminution dejont répulsive pendant une minute à la force répuhl»e toUe est constant

Il fauts*empresser d*ajouter que ce rapport change d*anj<mr à Tautre, suivant que l'air est plus ou moins chargé de vapeur d'eau, et par conséquent plus ou moins conducteur. C'est ce dont on jugera par le Tableau suivant, où l'on voit le rapport demeurer constant dans les expériences faites à des intervalles très rapprochés, et augmenter avec l'état hygrométrique, d'ane journée à l'autre.

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