SPÉCIFIQUE

Charge d'un corps isolant. — Pénétration des charges. — Influence sur les corps isolants. ~ Polarisation. — Théorie de M. Clausius. — Application au cas du condensateur. — Pouvoir inducteur spécifique. — Rôle de la lame isolante dans les condensateurs : pénétration, polarisation, décharge résiduelle.

Mesure des pouvoirs inducteurs spécifiques.— Expériences de Cavendish. — Expériences de Faraday.— Mesures récentes des pouvoirs inducteurs spécifiques. — Pouvoir inducteur spécifique des liquides et des gaz.

CluttgeiDeni de volume accompagnant l'électrisation <tes isodants.

D'im €0RF8 ISOLAIT. — Jusqu'ici nous n'avons étudié à peu près exclusivement que les actions électriques s'exerçaot entre corps conducteurs, et le développement analytique de la loi de Coulomb nous a suffi pour trouver les lois quan* titatives des phénomènes; rexpérimentation n'a joué qu'un rôle secondaire et en quelque sorte eiTacé : nous ne Tavons in\x>quée que pour lui demander des vérifications de résultats prévus. Il n'en sera pas de même dans ce Chapitre : les corps isolants offrent au point de vue électrique une constitution spéciale qu'il faut découvrir par la voie de l'expérience, et cette recherche est hérissée de tant de difficultés, que les fondements même de la théorie des isolants ne sont pas encore bien assurés.

Nous savons que les corps isolants s'électrisent par le frottement, mais seulement aux points frottés ou dans leur voisinage immédiat» de telle sorte que, tenus à la main ou mis en contact avec des conducteurs, ils conservent longtemps une éiectrisatîon plus ou moins marquée. Aucune loi connue ne

i88 ÉLECTRICITÉ STATIQUE.

charge A par la machine, et l'on met B et C en communicatioD avec le sol. Ensuite on isole ces derniers plateaux et on les réunit à un électromètre formé de deux lames d*or ou de deux petites balles de sureau doré 6 et c voisines et isolées l'une de Tautre; à ce moment elles sont à Tétat neutre, puisque les électricités négatives sont condensées aux faces antérieures de B et de C, et que les positives ont été chassées dans le sol. Mais si l'on vient à approcher B de A, Finfluence augmente, une nouvelle masse de fluide — s'accumule en B; mais aussi une partie équivalente d'électricité -f- se transmet à la lame b de Télectromètre. En même temps que cette nouvelle charge se condense sur B, elle réagit plus énergiquement sur A et décharge d'autant la face opposée au plateau C. Alors l'induction diminue sur C, qui abandonne ^ laisse écouler du fluide négatif jusqu'à la lame c. Il suit delà que les deux lames 6 et c vont s'approcher, et en général oa pourra reconnaître par leur mouvement et par la nature de l'électricité que prend chacune d'elles les variations d'intensité du pouvoir inducteur de A sur les plateaux B et C. Cela posé, l'appareil étant ramené à sa situation première et rélectromètre étant à l'état neutre, introduisons une lame de verre entre A et B : nous verrons se produire le phénomène que nous venons de décrire et dans le même sens, absolument comme si la lame B avait été approchée de A. Le même effet a lieu quand on remplace Je verre par d'autres lames isolantes, et il n*est pas le même pour chaque substance; le verre agit moins que la gomme laque et celle-ci moins que le soufre. Nous reconnaissons là, de la manière la plus nette, l'existence du pouvoir inducteur spéciflque, tel qu'il a été déflni ci-dessus.

Pour mesurer le pouvoir inducteur spéciflque. Faraday (S et plus tard ïlarris ont employé la méthode suivante.

On dispose deux condensateurs à lame d'air c, c' égaux entre eux, c'est-à-dire ayant même forme, même étendue et même distance des armatures. Pour s'assurer de leur identité, on charge Tun d'eux et on mesure avec un plan d'épreuve dans la balance de Coulomb l'épaisseur électrique en un point de

(*) Experimenial Jlesearches, t. 1, p. 36o.

INFLUENCE SUR LES CORPS ISOLANTS. i;3

surface qui ont été en contact avec la laine sont eux-mêmes électrisés négativement.

Mettons ensuite, pendant un temps très-court, le bâton en contact avec le conducteur d*une machine électrique en activité : il présentera aux points touchés ou même sur toute sa surface les signes d'une électrisation positive, et cependant sa charge résultante, mesurée à Taide d'un conducteur creux, pourra demeurer négative. Il y a donc de Félectricité positive k la surface et de Télectricité négative à une plus grande profondeur. Si Ton abandonne alors le bâton de résine dans Tair, réiectrisation superficielle disparaît peu à peu par TefTet de la déperdition et l'électrisation profonde prédomine de nouveau ; le bAton redevient négatif à Télectroscope. Les charges électriques développées à la surface d'un isolant peuvent donc pénétrer à une certaine profondeur et reparaître à la surface au bout d'un temps plus ou moins long. Cette pénétration lente, résultat d'une conductibilité très faible, est une cause perpétuelle d'erreurs dans les expériences : c'est ainsi que, depuis Coulomb, la loi fondamentale de l'électricité a été mise en doute par des expérimentateurs qui n'avaient pas pris de précautions suffisantes pour décharger les supports isolants qu'ils employaient de toute trace d'électrisation antérieure (p. 53).

rniUEHGE SUR LES CORPS ISOLAHTS. — Considérons maintenant un corps isolant parfaitement neutre dans toutes ses parties. Il est fort difficile de constater que cette condition est absolument remplie, mais on approche autant que possible de sa réalisation en chauffant tous les points de la surface du corps isolant dans une flamme, ce qui rend la déperdition extrêmement active, et en répétant au besoin plusieurs fois celte opération à des intervalles assez éloignés pour permettre aux charges intérieures, s'il y en a, de se portera la surface et de s'y dissiper. Quand un corps ainsi préparé est soumis à distance à l'action d'un corps électrisé, on observe qu'il se produit un phénomène d'influence.

Par exemple, Matteucci ( * ) suspendit par un fil de cocon, au

(*) MATTEtxci, AnnaUs de Chimie et de Physique, 3* térie, t. XX VU, p. 140.

centre d'une cloche de verre pleine d*air desséché, de petites aiguilles de soufre, de résine ou de gomme laque bien neutres, puis il approcha d'elles un corps électrisé A : à Finstant elles se dirigèrent vers lui, comme une aiguille aimantée vers un barreau de fer, en exécutant des oscillations autour de leur position d'équilibre. Tant que dura Tinfluence, elles donnèrent des signes électriques, contraires à ceux du corps inducteur à leur bout le plus rapproché de lui, et de même sens à leur extrémité la plus éloignée. Aussitôt que Ton éloigna le corps électrisé A, les aiguilles revinrent instantanément à Tétat naturel. A Tintensité près, qui est très-faible, ces effets sont identiques à ceux que montrent les corps conducteurs.

Cependant, si Ton réfléchit à la difficulté et à la lenteur avec lesquelles Télectricité se déplace à travers les corps isolants, on sera convaincu que, malgré l'identité apparente des effets, la distribution électrique réelle ne peut être la même dans les deux cas, c'est-sMiire que les deux électricités contraires ne peuvent instantanément se transporter aux deux bouts des aiguilles isolantes, s'y maintenir séparées par une ligne moyenne tant que dure l'influence, et se réunir aussitôt qu'elle cesse. 11 faut donc chercher une autre explication.

POLARISATIOH. — Pour la trouver, considérons le cas hypothétique où l'on aurait une suite de conducteurs très-petits et très-voisins A, B, C, D [fig, 38). A l'instant où ribus placerons

Fîç. 38.