APPAREILS FONDÉS SDK L’ÉLECTRISATION PAR INFLUENCE

351 . Machine électrique. — La machine électrique 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

KLKCTIIICITK.

Guéricke, le môme à qui est due la machine pneumatique. Elle se composa d’abord simplement d’une boule de soufre fixée à un axe de bois. Tandis qu’on faisait tourner cette boule d’une main, on posait l’autre dessus, et on l’électrisait ainsi uniquement par la

Fig. 254. — Machine électrique.

friction de la main. Après divers perfectionnements, la machine électrique prit enfin la forme ci-dcssus, qui est celle sous laquelle on la trouve dans tous les cabinets de physique.

La pièce principale de cette machine est un plateau de verre PP, d’un mètre de diamètre et même plus dans les fortes machines.

MACHINE ÉLECTIUQUE.

Ce plaleau est fixé à un axe horizontal qu’on fait tourner à l’aide d’une manivelle. Cet axe est lui-même supporté par deux montants do 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 des peignes ou mâchoires. On donne ce nom à quatre tubes de cui\re accouplés deux à deux, de manière à embrasser les bords opposés du plaleau 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 l’électricité, comme on va le 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 reflet du frottement, s’electrise positivement, et en môme 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 décompose 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-

ÉLECTRICITÉ

teurs avec le sol au moyen d’une chaîne métallique. Celle-ci donne alors écoulement à l’électricité 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 machine électrique, causes qui 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 Henleij, du nom do 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 180 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’électromètre 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 mussif ; 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 môme 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 do 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 do ce moment, il se produit une perte d’électricité égale

Fig- 255. - Pouvoir îles pointes. ’

it 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, môme étant encore loin du conducteur, l’électromètre retomber; ce qui s’explique évidemment

électricité.

par l’électricité négative qui s’écoulant de la pointe va se recombiner avec l’électricité positive de la machine. On dit quelquefois que les pointes soutirent l’électricité; c’est une fausse manière de s’exprimer : les pointes ne soutirent rien, mais, sous l’influence d’un corps électrisé, elles lui cèdent une électricité contraire à la sienne, ce qui produit le même effet.

353. Électrophore. — L électrophore ( producteur d’électricité) est un appareil fort simple, dû à Yolta, à l’aide duquel on obtient des quantités considérables d’électricité. 11 se compose de deux pièces : un gâteau de résine coulé sur un plateau de bois, et un disque de bois à manche de verre, recouvert d’étain sur toute sa

Fig. Î56. — Électrophore.

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 236. Puis, lorsqu’il a été ainsi électrisé négativement, on applique dessus le disque de bois à manche de verre. L’électricité

K LK CTROPH ORK. 441

négative agissant alors sur lui par influence, attire sur la face d’étain inférieure le fluide positif, et repousse sur la face supérieure le fluide négatif. Si, en cet étal, on pose le doigt dessus, comme le montre la figure 23 7, l'électricité négative s’écoule dans le sol, et le disque recouvert d’étain ne conserve que de l’électricité positive, l’ar suite, en l’enlevant d’une main par le manche de verre, et en approchant l'autre main ( fig. 238), on tire une forte étincelle due à la recomposition du fluide positif du disque avec le fluide négatif de la main.

Replaçant maintenant le disque sur le gâteau de résine, celle-ci exerce la même action par influence que tout à l’heure, et si l’on

Fig. 257. Fig. 253.

Étincelle tirée de l'électiophore.

continue à manœuvrer comme il est indiqué dans les figures 237 et 258, 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 chaquo fois avec le

ÉLECTRICITÉ

doigt (fig. 258), sinon, conservant son électricité négative, il revient à l’état neutre aussitôt qu’on l’éloigne de la résine.

3o4. iaectromètre à feuille* d’or. — L ’éleclromètre à feuilles d'or, autrement dit électromètre de Bennet, du nom de son inventeur, est un petit appareil très-sensible pour reconnaître si

un corps est électrisé et 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 partie supérieure par une boule de même métal, et à sa partie inférieure par deux petites feuilles d’or extrêmement légères ( fig.

259). Enfin, le bouchon de liège, le gou- Fig. Î59. — Éleetromètrc à feuilles d'or. lot et tout le haut du

bocal sont recouverts d’une couche de cire d'Espagne, quon 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-même, 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’humidité qui rend sa surface conductrice. Couvert d’un vernis quelconque, le verre ne présente plus cet inconvénient, parce que les vernis, qui sont tous résineux, ne sont pas hygrométriques et ne conduisent pas 1 électricité.

Cela posé, l’appareil que nous venons de décrire permet de

reconnaître facilement si un-corps contient une quantité d’électricité, même assez faible, et si elle est positive ou négative. En effet, dés qu’on approche un corps électrisé, négativement par exemple, comme le représente la figure ci-contre, son électricité, agissant par influence sur la boule et sur la tige, attire l’électricité positive dans la boule et repousse en bas l’électricité négative. Les deux feuilles d’or se trouvent donc chargées de la même électricité; or, comme elles sont très-légères et très-mobiles, elles divergent pour des quantités très-faibles de fluide.

Si l’on veut reconnaître l’espèce d’électricité dont est chargé le corps qu’on a présenté à l’électromètre , tandis que celui-ci est sous son influence, on pose le doigt sur la boule. D’après ce qui a été dit précédemment (350), on enlève alors le fluide de même nom que celui du corps. Retirant donc le doigt d’abord, puis ensuite le corps électrisé qu’on tenait près de la boule, l’appareil reste chargé d'électricité, car on voit les feuilles d’or diverger, et cette électricité est contraire à celle du corps sur lequel on expérimente. Cela posé, on approche enfin avec lenteur un corps chargé d'une électricité connue, par exemple un tube do verre électrisé positivement : si, à l’approche de celui-ci, on voit les feuilles d’or diverger davantage, c’est un signe que l’électricité restée dans l'appareil est repoussée par celle du verre, et que, par suite, elle est positive. Donc le corps qu’on a présenté à l’électromètre était électrisé négativement. Si, au contraire, la divergence des feuilles d’or diminue à l’approche du tube de verre, cela indique que leur électricité est négative, et que, dans ce cas, le corps soumis à l’expérience était électrisé positivement.