ELECTRISATION PAR INFLUENCE, MACHINES

ELECTRIQUES.

350. Influence des corps électrisé* sur les corps à l'état neutre.

— Lorsqu'un corps conducteur à l'état neutre se trouve dans le voisinage d'un corps électrisé, le fluide de celui-ci agit à distance sur le fluide neutre du premier pour le décomposer, repousser le fluide de même nom et attirer celui de nom contraire. Cette action,

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qui est une conséquence des attractions et des répulsions réciproques entre les deui fluides (345), et qui ne s'exerce pas seulumeat à toutes les distances, mais au travers de tous les corps isolants, comme l'air, le verre, les résines, est connue sous le nom A'éleclrisalion par influence.

Pour la démontrer, on dispose l'expérience comme le représenle la flgure 353. Sur la droite du dessin est une machine élecb'ique qui, ainsi qu'on le verra bienlàt, esti^argée de fluide positif (331) î

il gauche, est un cylindre de laiton isolé sur un pied de verre, et muni de petits pendules de moelle de sureau suspendus à des SU de chanvre, qui sont conducteurs. Cela posé, lorsqu'on approche lentement le cylindre de la machine électrique, on voit les petits pendules voisins se repousser et diverger entre eux, mais inégalement; c'est auï extrémités que se produit la plus grande divergence. Vers la partie médiane, les pendules restent en conlacl sans se repousser; d'où l'on conclut que c'est aux extréoailés que se porte l'électricité et que le milieu du tube est h l'état neutre. De plus, si des pendules voisins do la machine électrique on approcbe un bâton de résine frotté, on observe qu'ils sont repoussés,

ce qui montre qu'ils sont chargés de la même électricité que la résine, c'est-à-dire d'électricité négative. De même, si on approche un tube de verre frotté de l'autre extrémité du cylindre, les pendules sont aussi repoussés, preuve qu'ils sont chargés d'électricité positive. Enfin, les électricités contraires ainsi accumulées aux extrémités opposées du cylindre sont en quantité égale , car si on l'éloigné de la machine, les pendules cessent de diverger, ce qui indique que les deux fluides d'abord séparés se recombinent actuellement pour donner du fluide neutre.

L'électrisation par influence, qui se produit sur les corps à l'état neutre dans le voisinage d'une source électrique, donne l'explication d'un grand nombre de phénomènes. Mais pour en interpréter tous les effets, il importe de savoir ce qui arrive lorsque, dans l'expérience ci-dessus, on fait communiquer avec le sol le cylindre isolé pendant qu'il est soumis à l'influence de la machine. Pour cela, supposons qu'on touche avec le doigt l'extrémité positive, c'est-à-dire celle qui est la plus écartée de la machine électrique, le fluide positif du cylindre s'écoule alors dans le sol , tandis que le fluide négatif reste, retenu par l'attraction de l'électricité contraire de la machine; en sorte que si l'on éloigne maintenant le cylindre, on voit les pendules continuer à diverger, et l'on vérifie à l'aide du bâton de résine qu'ils sont tous électrisés négativement. Mais si c'était sur l'extrémité négative qu'on eût d'abord posé le doigt, que serait-il arrivé? Est-ce alors le fluide négatif qui se serait écoulé dans le sol ? Non , c'est encore le fluide positif; effet facile à prévoir, puisque le fluide négatif est toujours attiré par le fluide contraire de la machine. C'est donc un principe général qu'un corps conducteur isolé étant soumis à l'influence d'une source électrique, « en quelque point qu'on le touche, c'est toujours l'électricité contraire à celle de la source qui reste sur le corps. »

APPAREILS FONDÉS SUR l/ É LE CTRl S A TI O N PAR INFLUENCE.

351 . Machine électrique. — La machine élecMqtte est un appareil qui sert à développer par le frottement une abondante quantité d'électricité, Elle fut inventée, il y a 200 ans, par Otto de

436 KLKGTRICITÉ.

Guéricke, le même à qui est due la machine pneumatique. Ëtle u composa d'abord simplement d'une boule de Bourre fixée à un axe de bois. Tandis qu'on faisait tourner cette boule d'uoe niain, on posait l'antre dessus, et on l'électrisail ainsi uniquement par b

friction de la main. Après divers perfectionnemenls, la machine électrique prit enûn la forme ci-dessus, qui est celle soub laquelle on la trouve dans tous les cabinets de physique.

La pièce principale de cette macliine est un plaleau de verre PP, d'un mètre de diamètre et même plus dans les fortes machines.

Ce plateau est ùxé à un axe horizontal qu'on fait tourner à l'aide d'une mjanivelle. Cet axe est lui-même supporté par deux montants de bois, qui portent quatre coussins ou frottoirs, deux à leur partie supérieure, et deux à leur partie inférieure. Ces coussins sont en cuir rembourré de crin, et c'est leur frottement contre le plateau de verre, lorsqu'il tourne, qui l'électrise sur ses deux faces. Enfin , la même table qui porte le plateau porte deux longs cylindres de laiton AA, qu'on nomme les conducteurs. Ceux-ci, qui sont isolés sur quatre pieds de verre, sont réunis entre eux par un tube de laiton, à leurs extrémités opposées au plateau de verre, tandis que les extrémités voisines de ce dernier sont terminées chacune par dos peignes ou mâchoires. On donne ce nom à quatre tubes de cuivre accouplés deux à deux, de manière à embrasser les bords opposés du plateau suivant un même diamètre horizontal. Ces peignes sont ainsi nommés, parce que du côté qui regarde le verre, ils sont armés d'une série de petites pointes destinées à donner écoulement à Télectricité, comme on va Je voir ci -après.

Ces détails connus, voici comment la machine électrique donne naissance à un abondant dégagement de fluide positif : lorsqu'on imprime un mouvement de rotation rapide au plateau, celui-ci, par l'effet du frottement, s'electrise positivement, et en même temps les coussins s'électrisent négativement. Or, tandis que l'électricité négative de ces derniers s'écoule dans le sol par les montants de bois et par des bandes d'étain collées dessus, l'électricité positive du plateau, qui ne peut se dégager, reste sur le verre; là, agissant par influence sur les peignes et sur les conducteurs, elle en déconipose le fluide naturel, et soutire le fluide négatif, qui s'écoule par les pointes des peignes et va neutraliser le fluide positif du verre. Les conducteurs perdant ainsi leur électricité négative, ils deviennent une source puissante d'électricité positive tant que le plateau tourne.

Telle qu'elle vient d'être décrite, la machine électrique ne fournit essentiellement que du fluide positif; mais on peut la disposer de manière à lui faire donner du fluide négatif. Pour cela, on isole les quatre pieds de la table sur des plaques épaisses de résine, de verre ou de soufre, et on fait communiquer les conduc-

438 BtECTRICITÉ.

teurs avec le sol au moyen d'une chaîne métallique. Celle-ci donne alors écoulement à Télectricité positive des conducteurs, tandis que l'électricité négative des coussins, ne pouvant se dégager, s'accumule sur la table et sur les montants de bois.

352. Mesure de la charge de la maohîne électrique » oauies «fin

la font varier. — Pour apprécier le degré de charge de la machine électrique, on fixe dessus un petit appareil appelé électromètre à cadran ou électromètre de Henley^ du nom de son inventeur. Représenté sur l'un des conducteurs de la machine ci-dessus, à l'extrémité opposée au plateau, cet électromètre se compose d'une petite colonne de bois à laquelle est adapté un cadran d'ivoire divisé en iSO degrés. Au centre de ce cadran est un axe horizontal auquel est fixée une aiguille légère, en fanon de baleine, portant à son extrémité inférieure une boule de moelle de sureau. Cela posé, à mesure que les conducteurs se chargent, l'électricité se répand sur la colonne de bois et sur l'aiguille, et celle-ci, qui était d'abord verticale , est repoussée et diverge d'autant plus que la machine est plus chargée.

Une fois que les conducteurs sont électrisés, si l'on cesse de tourner le plateau, et que l'air soit sec, on voit l'électro mètre continuer à diverger et la boule ne s'abaisser que très -lentement, ce qui indique que les conducteurs ne subissent qu'une déperdition lente dans l'air sec. Par un temps humide, au contraire, l' électromètre retombe aussitôt qu'on cesse de tourner, ce qui prouve combien est abondante la déperdition de l'électricité par les vapeurs contenues dans l'air. C'est pour cette raison que, pendant les temps humides et pluvieux, toutes les expériences avec la machine électrique ne réussissent que difficilement. Il faut alors la dessécher avec soin en plaçant sur la table un réchaud , et essuyer les pieds de verre et le plateau avec des linges chauds.

On augmente beaucoup le dégagement d'électricité de la machine en appliquant sur les coussins une légère couche d*or mus- 8if; on nomme ainsi une matière friable, jaunâtre, qui est un composé de soufre et d'étain. On emploie encore différents amalgames d'étain, de zinc et de mercure, lesquels produisent même des effets plus énergiques que l'or mussif , mais moins durables.

Quels que soient les moyens qu'on emploie pour activer le déga-

gement d'électricité et pour éviter les causes de déperdition, il ne faudrait pas croire qu'en continuant à tourner indéfiniment le plateau de la machine, on pût accumuler sur les conducteurs une quantité illimitée d'électricité. Celle-ci augmente d'abord rapidement, mais la tension croissant en même temps, il arrive bientôt que l'effort que fait le fluide électrique pour se dégager l'emporte sur la résistance de l'air et des pieds de verre des conducteurs. A partir de ce moment, il se produit une perte d'électricité égale

Fig. 255. - Pouvoir des pointes.

à celle qui est développée par le frottement, et, par suite, la tension ne peut dépasser la limite qu'elle a atteinte, ce qu'indique l'électromètre dont l'aiguille reste stationnaire, quoique l'on continue à tourner le plateau de la machine.

Enfin, si l'on veut obtenir d'une machine électrique tout l'effet possible, il importe de ne pas la placer trop près des murailles, des meubles, en un mot, de tous les objets sur lesquels elle pourrait agir par influence, surtout si ces objets sont anguleux, parce qu'elle en soutire alors l'électricité négative, et tend ainsi constamment à revenir à l'état neutre. Par exemple , approchez de la machine fortement chargée une pointe métallique, comme le montre la figure 255, vous verrez aussitôt, même étant encore loin du conducteur, l'électromètre retomber; ce qui s'explique évidemment

:cTKiciTR.

par l'électricité négative qui s'écoulant de la pointe va se recombiner avec l'éleclrifilé positive de la machine. On dit quelquefois que les pointes soutirent l'éleclricité; c'est une Tausse manière de s'exprimer : les pointes ne soutirent rien, mais, sous l'infiu«ic« d'un corps éleclrisé, elles lui cèdent une électricité contraire h la sienne, ce qui produit le même effet.

353. El«itr«pliiwe. — L' électrophore (producteur d'électricité) est un appareil fort simple, dû à Volta, à l'aide duquel on obtient des quantités considérables d'électricité. Il se compose de deux pièces : un gAleau de résine coulé sur un plateau de bois, et un disque de bois à manche de verre, recouvert d'élain sur toute sa

EleclrophoK

surface. Pour en obtenir de l'électricité, on commence par battre le gâteau de résine avec une peau de chat, comme le montre la figure 3o6. Puis, lorsqu'il a été ainsi électrisé négativement, on applique dessus le disque de bois b manche de verre. L'électricité

négative agissant alors sur lui par influence, attire sur la face d'élain inférieure le Quide positif, et repousse sur la face supérieure le fluide négatif. St, en cet étal, on pose le doigt dessus, comme le montre la figure 357, l'éleclricilé négative s'écoule dans le sol , et le disque recouvert d'étain ne conserve que de l'électricité jjositive. Par suite, en l'enlevant d'une main par le manche de verre, et en approchant l'autre main (Dg. 258), on tire une forte étincelle due a la recomposition du fluide positif du disque avec le ituide négatif de la main.

Replaçant maintenant le disque sur le gâteau de résine, celle-ci pxerce la même action par influence que (oui h l'heure, e( fi l'on

Étincelle tirée de l'électrephore.

continue à manœuvrer comme il est indiqué dans les figures 257 et 358, on peut obtenir successivement des étincelles pendant des mois entiers, si l'air est sec, sans qu'il soit nécessaire de battre de nouveau la résine avec la peau de chat. Néanmoins, il faut avoir bien soin, avant d'enlever le disque, de le toucher chaque fois avec le

us iLBCTniGITK.

doigt (fig. S58}, Mnon, conservant son éleclricité négative, il revienl i l'étal aeutre aussitôt qu'on l'éloigné de la résine.

354. faMXromMra A IraiUM d'or. — L' électromètre à feuiUa dor, autrement dit électromètre de Bennet, du nom de son inventeur, est un petit appareil trèe-sensible pour reconnaître si un corps est étectrisé el quelle est l'espèce d'électricité qu'il possède. Cet appareil se compose d'un bocal de verre dont le goulot est fermé par un bouchon de liège ; dans celui-ci est fixée .

une tige de cuivre terminée à sa par^e supérieure par une boule de mémo mêlai, et à sa partie inférieure par deux petites feuilles d'or estrimement légères ( lîg> Î39). Enfin, le bouchon de liège, le gou-

Rg, ÎS». - ÉlectroiDBlre i feuilles il or. Jot et lout le haut dli

bocal sont recouverts d'une couche de cire d'Espagne, qu'on a fait dissoudre dans l'alcool et étendue ensuite avec un pinceau. Cette préparation, qui est employée fréquemment dans les appareils électriques, est nécessaire pour rendre le verre un isoloir parfait. Cette substance, en effet, conduit très-mal, par elle-m&ne, le fluide électrique, mais elle est très-hygrométrique, c'est-à-dire qu'elle attire naturellement la vapeur d'eau qui est dans l'air, et se couvre ainsi d'une couche d'humidîlé qui /-end sa surface conductrice. Couvert d'un vernis quelconque, le verre oe présente plus cet inconvénient, parce que les vernis, qui sont tous résineux, ne sont pas hygrométriques et ne conduisent pas t'électricilé. Cela posé, l'appareil que nous venons de décrire permet de