LP MANIPULATION
DÉTERMINATION DU RAPPORT v ENTRE LES UNITÉS ÉLECTROSTATIQUES ET ÉLECTROMAGNÉTIQUES.
A la suite de Weber et de Koblrausch, dont le procédé avait été modifié déjà par MM. Ayrlon el Perry, M. Slolelow a procédé à la détermination du rapport v en mesurant la capacité d'un condensateur dans les deux systèmes d'unités (' ). 11 s'est servi d'un appareil de forme géométrique dont la capacité c pouvait être calculée en uuités électrostatiques : la capacité électromagnétique C se déduisait ensuite expérimentalement de la décharge opérée dans un galvanomètre balistique.
( ' ) Le savant professeur de Moscou a communiqué ses recherches à la Société française do Physique le 23 septembre 1881 ; voir le Bulletin de cette Société, page 193.
Ll'' M. — DÉTERMINATION DU RAPPORT T. 287
Les armatures ayant une surface S, on a, pour un écarte-
inent e,
Pour faciliter la mesure de C, M. Stoletow faisait fonclionner périodiquement le condensateur; il le chargeait donc et le déchargeait une centaine de fois par seconde à l'aide d'un rhéolome tournant, de manière à avoir une déviation permanente à au galvanomètre. Il comparait celte déviation à celle qui se produisait quand on fermait sur une résistance comme le courant de la même pile de charge.
On a d'abord, pour n décharges par seconde, E étant la force éleclromotrice de la pile et 5 la dévialion observée au galvanomètre,
/iEC = Kd.
D'autre part, à' étant la dévialion obtenue dans le galvanomètre de résistance g, shunté par une résistance 5, introduit dans un circuit principal de résistance R, on peut écrire
On en déduit
l{5-i-l{^'4-é'5 nd'
On calcule finalement r, par la relation connue
Celte méthode donne de bons résultais. Elle a été reprise récemment par M. Abraham ; mais, au lieu d'observer séparément les déviations 0 elô', ce physicien a fait passer simultanément les deux courants dans les fils d'un galvanomètre différentiel; il a donc procédé ainsi par réduction au zéro (*).
(•) Annales de Chimie et de Physique, 6* série, t. XXVI I, p. ^33; 1892.
Description.
Le condensateur est à plateau circulaire avec anneau de garde, du système de Lord Kelvin : MM. Stolelow et Abraham se sont servis d'instruments de haute précision, construits spécialement en vue de leurs importantes recherches, qu'on ne trouve pas dans les laboratoires d'enseignement; on y suppléera en employant un condensateur ordinaire doni l'espacement des armatures sera déterminé par l'épaisseur des cales de verre qui les maintiennent. L'exiguïté des dimensions de ces cales permettra de négliger leur influence. La surface de l'armature doit être d'au moins 35o*^"^i; la distance e ne dépassera pas o*^*", i. Les disques seront parfaitement plans.
Le commutateur ou rhéotome tournant pourra être constitué par deux bagues métalliques échancrées, montées avec
Fig. 87.
un léger reliet sur un cylindre d'ébonite et tournant entre des balais frotteurs en laiton. Les phases à réaliser sont les suivantes : appelons A l'inducteur et B le collecteur:
i*» A communique avec la pile; B communique avec le sol;
2<> A est mis au sol; B est relié au galvanomètre qui communique lui-même au sol; le collecteur B se décharge donc dans le galvanomètre ;
3° A est remis en communication avec la pile et B est de nouveau rattaché au sol.
Ll" M. — DÉTERMINATION DU RAPPORT V. 289
Le schéma ci-dessous fait voir comment M. Abraham opèro les connexions des balais de son rhéotome :
i— Pile.
Inducteur A— Première bague, s ^,
S 1 ^ ( S®^®'*^® bague. — Collecteur B.
On actionne le rhéotome par un petit moteur électrique; le nombre n de révolutions se mesure par une méthode stroboscopique, par exemple à Taide d'un disque blanc et d'un diapason, disposés comme on le voit sur Xdijîg. 87. Le disque porte huit marques noires équidistantes et le diapason est muni, sur chacune de ses branches, d'une plaque percée d'un trou o : le diapason étant au repos, ces trous sont en face l'un de l'autre et ils permettent de viser la marque 1 . Quand le diapason vibre et que le disque tourne, l'observateur croira voir une marque immobile si la durée de rotation du disque est un multiple exact de la durée d'une vibration simple du diapason; pour la moindre variation de vitesse, la marque paraîtrait animée d'un mouvement lent dans un sens ou dans l'autre.
M. StoIiiBtow a employé comme source un seul élément de Latimer Clarke, et pour galvanomètre un Thomson.
Manuel opératoire.
i*> On mesure d'abord exactement le diamètre du disque du condensateur et celui de l'ouverture de l'anneau de garde, et Ton calcule la surface moyenne correspondante : le disque étant tourné et l'anneau alésé, cette détermination peut être faite avec une grande précision.
Les épaisseurs des cales de verre se mesurent au sphéromètre; elles ne doivent pas différer sensiblement; on prend pour e leur valeur moyenne.
2<» On met le rhéotome en marche et Tonmesure le nombre n de révolutions qu'il effectue par seconde en le déduisant d'abord du nombre de tours faits par le moteur électrique; le rapport des diamètres des poulies de transmission, déterminé préalablement avec le plus grand soin, donne la valeur
WiTZ. — Man. sup. 19
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I du coefficient de multiplication à appliquer. On réalise ainsi
une première approximation que l'observation stroboscopique complétera, puisque n est un multiple exact du nombre des I vibrations du diapason.
La vitesse étant parfaitement uniforme, on note d et /i. 3« On ferme ensuite le courant de la même pile sur les résistances connues R, S et ^ et Ton relève ô'.
Résultats.
La détermination de v constitue une des opérations les plus délicates de la Physique; depuis i856, plus de vingt Mémoires importants ont été publiés, assignante ce rapport des valeurs comprises entre 271,4 x 10* et 822 x 10* : la valeur la plus exacte semble être 299,2 x 10*.
Le résultat obtenu par des élèves, dans une manipulation rapide, pourra s'écarter beaucoup de ce chiffre; mais cet exercice ne sera pas sans profit pour eux, car ils auront appliqué une méthode ingénieuse et fait usage de procédés très intéressants.
