Applications aoz observations météorologiqaes. — L'état

atmosphérique d'un lieu ne tient pas à des causes uniquement locales, et la connaissance à un moment donné des diverses circonstances météorologiques, telles que la direction et la force du vent, l'état du ciel, la température, la pression atmosphérique, en un grand nombre de points plus ou moins éloignés, peuvent servir à faire prévoir les changements de temps et à donner des indications précieuses pour l'agriculture et Tindustrie.

Cest surtout dans les grands cataclysmes que cette simultanéité d'observations peut avoir d'utiles conséquences. Les ouragans les trombes, par exemple, ne se localisent pas, mais parcourent sur la surface de la terre une courbe plus ou moins étendue avec une vitesse inférieure à celle de l'électricité. Leur passage en des points différents, annoncé au loin par le télégraphe, permet de prédire à coup sûr le moment de leur arrivée quelques heures d'avance, «t souvent ce temps est suffisant pour conjurer leurs effets destructeurs.

L'administration française, à la demande du directeur de l'Observatoire, a organisé dans un certain nombre de postes un système complet d'observations météorologiques.

La note suivante a été communiquée à ce sujet à l'Académie des Sciences, dans la séance du 2 juin \ 856, par M. Leverrier :

« il y a environ un an, nous avons eu l'honneur de communiquer à l'Académie quelques relevés d'observations météorologiques simultanées, recueillies à la surface de la France par les soins de l'administration des lignes télégraphiques. A cette époque, le but de l'Observatoire impérial de Paris et de l'administration des lignes télégraphiques avait été d'essayer s'il serait possible, sans nuire au service administratif, d'établir un système régulier d'observations dont une partie serait transmise chaque jour par le télégraphe. Cette possibilité ayant été admise, les deux administrations se sont entendues, conformément aux intentions du gouvernement, et suivant les ordres de MM. les ministres de l'Intérieur et de l'Inslruclion publique, pour mener à bonn^ fin une entreprise qui présentait de grandes difficultés.

a II fut d'abord reconnu qu'il importait à la régularité du nouveau service, que les observations fussent faites dans les postes télégraphiques, qui devraient être à cet effet munis d'instruments. Nous n'ignorions pas que dans un certain nombre de localités, nous pouvions compter sur le zèle de quelques amis de la science ; mais nous n'avons pas voulu leur imposer une aussi lourde charge que celle d'une transmission quotidienne, régulière et à' heure fixe, de leurs observations aux postes télégraphiques. Malgré le dévouement d«^s observateurs météorologiste^ des départements,

il aarait été impossible, à cause de leurs autres occupations, d*arriver à une uniformité suffisante, et des irrégularités se seraient inévitablement produites. De plus, les observatoires particuliers ne pouvaient présenter les garanties de durée et de permanence des stations administratives. Enfin, Taddition des nouveaux postes offrait le grand avantage de multiplier le nombre des stations météorologiques à la surface de la France.

a Ce premier point ayant été arrêté, il fut convenu avec M. le directeur général de Vougv, que l'administration des lignes télégraphiques ferait recueillir les observations par ses agents et les ferait transmettre à l'Observatoire impérial de Paris, partie par le télégraphe, partie par la poste ; tandis que, de son côté, l'Observatoire fournirait les instruments et les instructions, réduirait les observations et les ferait publier.

« Enfin, chacune des deux administrations chargea l'un de ses fonctionnaires de mettre ce plan à exécution. L'administration des télégraphes a délégué M. Pouget-Maisonneuve , connu pour les importantes améliorations qu'il a introduites, notamment dans les appareils électro-chimiques. Du côté de l'Observatoire impérial, M. Liais était naturellement désigné.

« Les instruments ont dû remplir des conditions particulières. Il était nécessaire qu'ils fussent aisément et rapidement observables, tout en conservant la précision des instruments ordinaires. M. Liais a donc fait construire un système de baromètre à une seule lecture, se graduant par comparaison avec un étalon sur la machine pneumatique, et qui remplit parfaitement le but proposé ; ce baromètre a exigé la formation de nouvelles tables de réduction. Les thermomètres ont été gradués sur tige, numérotés sur plaque d'émail, ce qui les rend toujours très-aisés à lire. De plus, ils ont leur réservoir couvert d'une feuille métallique destinée à diminuer les effets de la radiation.

« Outre les instruments, les divers postes ont reçu des registres inscrits à leur inventaire et dont ils conserveront toujours la collection ; en sortequo chaque station possédera dans l'avenir l'ensemble do ses observations passées* Indépendamment des transmissions

APPABEItS IHTEK5. 863

télégraphiques, les observsitions sont envoyées journellement par la poste à l'Observatoire au moyen de bulletins.

« L'instruction particulière que possèdent les employés de l'administration lies télégraphes est un sûr garant que les observations seront bien faites ; les connaissances de ceux qui sont chargés de ces observations les porteront à s'intéresser à une opération scientifique et utile, et déjà nous avons la satisfaction d' ajoute!* que le but a été complètement atteint. Pour ne pas trop surcharger les employés, trois observations seulement par jouf ont été ordonnées, à l'ouverture du bureau, à 3 heures et à 9 heures du soir, avec invitation d'observer plus fréquemment , s*il était possible. Nous sommes heureux de dire que dans presque toutes les stations, il existe plusieurs observations supplémentaires, le Havre, Abbeville, Strasbourg, Châlons-sur-Marne, Bayonne, fournissent même stac- observations par jour.

« Le directeur général des lignes télégraphiques, M. de Vocgt, a tenu à signer lui-même l'instruction, qui a été insérée au recueil administratif. Elle est devenue ainsi article de règlement.

a Les stations, au nombre de vingt-quatre, ont été réparties entre les divers bassins du Rhin, de la Seine, de la Loire, de la Gironde et du Rhône, de manière à faire connaître le mieux possible l'ensemble de l'état atmosphérique de chacun de ces cinq grands bassins. Quoique des considérations non scientifiques, telles que le parcours des fils télégraphiques, la multiplicité des dépêches sur certaines lignes, la situation des postes dans les villes, ne nous aient pas toujours permis de placer nos stations sur les points que nous aurions préférés, nous pensons que les stations désignées rempliront le but que nous nous sommes proposé.

« Nous possédons ainsi, y compris Paris, vingt- cinq stations réparties comme il suit, par ordre de bassins : Mulhouse, Strasbourg, Mézières, Dunkerque ; Tonnerre, Paris, Châlons-sur-Marne^ Abbeville, le Havre; Clermont-Ferrand, Nevers, Le Mans, Limoges, Napoléon-Vendée, Saint-Brieuc, Brest; Rodez, Montauban, Bayonne, Rochefbrt; Besançon, Lyoïi, Avignon, Draguignan, Narbonne.

« Treize de ces stations tfansmettent, par le télégraphe, une

observation fnile à Touverlure du bureau ; ce sont : Strasbourg, Mézières, Dunkerque, Tonnerre, le Havre, Limoges, Napoléon- Vendée, Brest, Montaubati, Bayonne, Besançon, Lyon, Avignon. Ces treize stations jointes à Paris, suffiront à donner chaque jour une idée de l'état de l'atmosphère en France. On n'a pas cru devoir demander l'extension de la transmission télégraphique à un plus grand nombre de stations, pQur ne pas entraver lo servico administratif.

« Des mesures vont être prises pour que très-prochainement, ces observations soient données au public immédiatement après leur arrivée. Elles seront en outre insérées dans plusieurs journaux et dans une forme propre à faire ressortir les changements survenus depuis la veille.

« Malgré le bon vouloir que l'on a rencontré de toutes parts, l'organisation des stations, sur une grande étendue de pays, a été longue et difficile.

« Les baromètres surtout ayant par trop souffert, quand on les remettait aux voitures publiques^ il a fallu en faire porter une partie par un fonctionnaire de l'observatoire. D'autres ont été confiés à diverses personnes, à M. Caillet, examinateur de la marine, à M. Petit, directeur de l'Observatoire de Toulouse, qui ont bien voulu s'en charger. MM. les ingénieurs des ponts et chaussées nous ont très-obligeamment fourni l'altitude exacte des postes. Toutes les stations télégraphiques sont présentement en état de fonctionner, moins Brest dont tous les instruments sont prêts.

« On comprend qu'il y aurait grand intérêt à relier à l'étranger Torganisation que nous venons d'établir en France. Quelques ouvertures ont déjà été faites dans ce sens, et partout elles ont été parfaitement accueillies.

« Il nous reste à pourvoir à la publication de l'ensemble des documents recueilli-^, afin que ces do umcnts, étant promptement mis entre les mains de tous les amis de la science, leur discussion soit à la fois pl^is rapide et plus fructueuse. Nous nous occupons de ce complément indispensable de la nouvelle organisation. »

285. Séteriluaatioo des différences de longitude. — La difie-

rcnce de longitude entre deux points est Tangle que forment les plans méridiens qui passent par ces deux points.

Quand cette différence est nulle, le soleil et les étoiles passent en même temps au méridien pour les deux points ; dans le cas contrai re^il s écoule un C/Ortain temps entre le passage d'une étoile à l'un des plans méridiens et son passage au second. Ce temps sert à mesurer la différence des longitudes.

Pour faire l'expérience, on observe des deux côtés la même étoile ; un signal est donné simultanément aux deux observateurs qui notent le temps écoulé entre le signal et le moment du passage de rétoile au méridien.

Le télégraphe sert à donner co signal. On se servait antérieurement de fusées pour des lieux très-rapprochés, et, pour des points éloignés, de phénomènes astronomiques tels que des éclipses de lune ou des occultations d'étoiles.

On a fait dans le courant de l'année 4854 de nombreuses expériences pour déterminer cette différence de longitude entre Paris et Londres.

Il se présentait une difficulté tenant à ce que, sur la ligne sousmarine do Calais à Douvres, la transmission de l'électricité éprouve un relard très-appréciable ; le signal fait à Paris ne se reproduit à

Londres qu'après un intervalle d'environ — - de seconde.

On a supposé que ce retard était le même pour le courant envoyé de Paris et pour le courant envoyé de Londres, bien que la position de la partie sous-marine ne soit pas identique pour les deux villes, et Ton a pris la moyenne de plusieurs observations dans lesquelles le signal partait alternativement de Paris et de Londres.

286. Transmission du temps moyen. — LeS navigateurs Ont nn grand intérêt à régler, en partant d'un port, leur montre marine sur une horloge indiquant très-exactement le temps moyen d'un lieu déterminé de la terre, car, c'est d'après 1 heure qu'indique cette montre et le passage du soleil ou des étoiles au méridien, qu'ils peuvent connaître la longitude des points où ils se trouvent en mer.

TÊLÊGRAPUiE ÉLECTRIQUE.

Le télégraphe fournit un moyen facile d'envoyer, au moins une fois par jour, l'heure d'un observatoire central aux principaux ports de mer.

On convient, par exemple, d'une heure fixe, à laquelle un signal, parti de Tobservatoire, arrive instantanément à tous les points auxquels se trouvent les horloges à régler dont l'aiguille est ramenée à l'heure normale, soit par le courant lui-même de l'observatoire, soit par un employé spécial chargé de ce soin.

Ce système, adopté depuis plusieurs années en Angleterre, doit rètre prochainement en France.

287. Horloges éleoirîqaef. — Dans les horloges purement électriques le courant remplace le moteur; il rend à un pendulf^, qui fait directement tourner une roue dentée, la force que lui font perdre constamment le frottement et la résistance de l'air.

On peut obtenir ce résultat de la manière suivante : A [fig. 429)

Fig.129.

est le pendule suspendu au pointa par un ressort très- mince en acier ; il porte un appendice recourbé 6c terminé par une vis c. E est un électro-aimant; l'armature e est mobile autour du point fy sa tige fg est recourbée, mn est un petit levier fixé en n qui porte

à son extrémité une petite masse m; il est soutenu par la tige fg de la palette.

Le ûl de Télectro-aimant est relié d'une part au point fixe n du levier mn, de l'autre au point de suspension a du pendule, par l'intermédiaire d'une pile.

Le pendule étant vertical, la vis c ne touche pas le levier mn et il n'y a pas de courant; mais quand il s'élève sur la gauche, il arrive un moment où la vis c soulève le levier mn et ferme le circuit de la pile, la palette e est attirée et l'extrémité g de la'^tige s'abaisse. Le pendule continue à monter en entraînant la masse m, jusqu'à ce qu'il arrive à l'extrémité de sa course, après quoi il redescend. '

La masse m appuie plus longtemps sur le bras 6c pendant la descente du pendule que pendant son ascension, puisque la tige g est abaissée ; elle lui rend donc par son poids, non-seulement la force qu'elle lui avait fait perdre quand elle était soulevée, mais encore celle qu'il emploie à vaincre le frottement et les résistances extérieures.

La masse m descend avec le bras 6c du pendule, jusqu'à ce qu'elle se trouve arrêtée par la pointe g^ le circuit se rompt, la tige fg se relève sous l'action du ressort de rappel, et le pendule continue son mouvement de l'autre côté.

Le courant ne servant qu'à abaisser la tige fg, l'intensité n'a pas d'infl^uence sur la durée des oscillations du pendule; deux lames, l'une de cuivre, l'autre de zinc, plongées dans le sol, produisent une force électro-motrice suffisante.

Pour compléter l'ijorloge il suffit d'ajouter au pendule une tige qui fasse, à chaque oscillation, tourner une roue dentée. Cette roue, par une série d'engrenages, communique le mouvement à l'aiguille des heures et à celle des minutes.

288. Le rôle de réloctricité peut être envisagé sous un point, de vue beaucoup plus utile.

Le courant ne remplace plus le moteur, mais il transmet télcgraphiquement l'heure, en faisant tourner les aiguilles de plusieurs cadrans situés à des distances quelconques.

Une horloge mère sert de manipulateur; c'est une horloge ordinaire qui ferme> àdes instants déterminés, par exemple, toutes les

568 TÊLÊGBAPHIE ÉLECTRIQUE.

secondes, le circuit d^une pile et envoie le courant sur la ligne. A cet effet, l'un des axes fait tourner une roue interruptrice qui communique avec la pile, et sur la circonférence de laquelle un ressort, relié au fil conducteur, appuie constannment. Si la roue porte 60 lames métalliquei>, et si elle fait un tour par minute, le courant circulera à chaque seconde pendant un instant dans le fil extérieur.

Les horloges secondaires ne sont autres que des appareils à ca> drans analogues à celui de la figure 415, dont les lettres sont remplacées par les heures et les minutes.

La partie principale est un électro aimant dont la palette fait, à chaque oscillation, tourner une petite roue dentée. Si la roue a 60 dents, Taiguille fixée au même axe tournera de 1/60 du cadran à chaque émission do courant et pourra représenter Taiguille des secondes; elle fait tourner, par Tintormédiaire d'autres roues dentées, l'aiguille des minutes et celle des heures.

On supprime ordinairement Taiguille des secondes, et Ihorloge mère envoie le courant à des intervalles de quatre ou cinq secondes au moin.

On peut ainsi faire marcher un nombre indéfini de cadrans, l'Ourvu que la pile soit assez puissante.

Tous les électro-aimants peuvent être placés dans le même cirruil; maison préfère ordinairement faire partir de l'horloge mère deux conduc'.eurs principaux d'un gros diamètre, qui sont réunis par les fils des électro-aimants des divers cadrans.

Chaque appareil est ainsi traversé par une dérivation du courant, et l'un d'eux peut être dérangé sans arrêter la marche des autres.

Les horloges électriques diffèrent beaucoup, tant par la manière -dont s'opère l'émission du courant que par la forme des horloges secondaires.

On a adopté, dans beaucoup de grands établissements, et même (1 ms quelques villes, les horloges électriques, qui permettent d'ob- U*nir, sans beaucoup de frais, un grand nombre de cadrans indi • quant tous la même heure.

Une autre applicaN'o'i qui a été faite de l'électricité à l'horlogerio

APPABËILS DIYËBS. 369

consiste à régler à distance les aiguilles de plusieurs horloges ordinaires en les ramenant à une position fixe à certains instants de la journée.

Un chronomètre régulateur fait, au moment donné, passer le courant pendant un intervalle de temps très-court ; chacune des horloges est munie d'un électro-aimant dont le fil est placé dans le circuit ; cet électro-aimant attire une petite fourche qui ramène à l'heure Taiguille, si elle s'en est un peu écartée.

289. Enregistreurs électriques. — On a dans boaucoup de Circonstances, et notamment dans les observations météorologiques, à suivre la marche continue d'instruments dont les indications ne sont utiles que si elles sont notées régulièrement et sans interruption.

L'électricité fournit un moyen de faire enregistrer ces indications par l'instrument lui-même dans le cabinet de l'observateur qui trouve, au moment où il en a besoin, toutesles données qui lui sont nécessaires.

La partie commune à tous les enregistreurs est un appareil télégraphique formé d'un cylindre qui tourne sur lui-même en même temps qu'il avance dans le sens de son axe et sur lequel est enroulé une large feuille de papier; à côté de l'appareil est une pile, et, chaque fois que le circuit est fermé, un stylet laisse une marque sur le papier, soit que le courant circulant autour d'un électro-aimant fasse marcher un crayon ou une pointe sèche, soit que le papier préparé au cyanure dé potassium se colore en bleu comme pour les récepteurs électro-chimiques.

La vitesse de rotation du cylindre étant constante et parfaitement connue, on sait, à l'inspection de la bande de papier et d'à près la position des points ou des traits, à quels moments le circuit a été fermé et combien de temps il l'a été.

Deux fils partent, l'un de la pile et l'autre de l'électro-aimant ou du stykt ; ils vont aboutir à l'instrument, dont on veut obtenir les indications, qui peut être à une assez grande distance de l'enregistreur.

Pour avoir la vitesse de rotation variable d'une roue ou d'un axe, on fait aboutir l'un des fils à l'axe lui-même, et l'autre à un ressort ai.

370 TÉLÉGRAPHIE ÉLEGTBIQUE.

disposé de façon à se trouver pendant un instant en communication avec Taxe à chaque tour ou à chaque série de tours déterminée. Une languette, par exemple, fixée à l'axe, établit ce contact au moment où elle passe devant le ressort ; le temps qu'a mis Taxe à exécuter sa rotation, se trouve représenté sur le papier par des espaces blancs entre des points.

Pour quelques instruments météorologiques, tels que les baromètres et les thermomètres, c'est la hauteur d'une colonne de mercure qu'il s'agit d'enregistrer à distance.

On adapte alors à l'instrument un mécanisme d'horl(^erie qui élève et abaisse d'un mouvement régulier une petite tige métallique ; le liquide communique avec un des fils de l'enregistreur, et la tige avec l'autre. Quand la tige s'abaisse, elle touche le liquide et ferme le circuit jusqu'au moment où en s'élevant elle sort du mercure.

Le passage du courant marqué sur le papier de Tenregistreur fait donc connaître le temps pendant lequel la tige a plongé dans le liquide et par suite la hauteur du niveau, en même temps que le moment précis de la fermeture du circuit.

M. du Moncel a appliqué l'enregistreur à Ja détermination de la direction et de la force du vent.

Le pied de la girouette est fixé sur un plateau en bois sur lequel sont incrustés huit secteurs métalliques correspondant aux huit aires du vent.

La girouette porte un doigt métallique qui, suivant sa position, s'appuie sur l'un quelconque de ses secteurs. ^

Le doigt communique par un fil avec le pôle de la pile, et les secteurs par huit fils distincts à l'enregistreur; le circuit étant fermé par l'un quelconque de ces huit fils, on connaît le secteur audessus duquel s'est trouvée la girouette à un moment quelconque.

La force du vent est donnée par un moulinet que le vent fait tourner et dont le nombre de tours est noté dans le cabinet de l'observateur comme nous l'avons dit plus haut.

Un appareil semblable ajouté à un piano peut permettre à un improvisataur de retrouver exactement le morceau qu'il vient do jouer. Chaq^e louche correspond dans ce cas à un stylet spécial,

et quand oo l'abaisse elle ferme le circuit d'une pile dont le courant produit une marque sur le rouleau. Le papier conserve ainsi la trace de toutes les notes avec leurs durées et leurs intervalles ; on n'a plus qu'à traduire en langage musical ordinaire les indications de l'enregistreur.

290. Chronoscope. — Nous terminerons cette courte étude des applications de l'électricité, qui ont un certain rapport avec la télégraphie, par la description du chronoscope qui sert à mesurer la vitesse des projectiles.

Le problème à résoudre est de déterminer le temps que met un boulet à parcourir la distance qui sépare deux points.

On place en ces deux points deux cadres en bois sur lesquels sont tendus des fils conducteurs qui font partie de deux circuits Yoltaïques. Le boulet traversant les deux cadres rompt successivement les deux circuits ; le chronoscope donne le temps qui s'est écoulé entre leurs ruptures.

Parmi les divers chronoscopes qui ont été essayés, celui do M. Navez est le plus exact; il est employé au polygone d'artillerie de Metz dans une série d'expériences entreprises pour déterminer la résistance de l'air.

A et B (ftg, 4 30) sont les deux cadres.

La première partie de l'instrument E est un disque en cuivre vertical gradué à la partie supérieure. Un pendule ab est mobile autour du centre a de ce disque ; quand il est abandonné a luimême, il oscille et s'arrête dans la position verticale. Il est terminé par une boule en fer doux 6.

En F est un électro-aimant dont la bobine fait partie du même circmt que le fil conducteur du premier cadre A et qu'une pile P ; tant qu'il est fermé, cet électro-aimant est aimanté et retient la boule 6, qu'on applique contre lui avant de commencer l'expérience.

Au moment où le boulet traverse le cadre, le circuit est rompu, et le pendule, abandonné à lui-même, commence son oscillation.

Sur le prolongement de la tige ba du pendule, est une aiguille ac qui se meut avec lui en face de l'arc gradué, mais qui peut être arrêtée à un instant donné sans empêcher le pendule de continuer

son mouvement. EUo est fixée à une petite rondelle en fer doux qui tient par frottement à Taxe du pendule. Derrière le disque en

cuivre est un électro-aimant qui , au moment où il est aimanté, attire cette rondelle et arrête instantanément Taiguille.

L'effet de la rupture du second cadre B est de produire cette aimantation et de faire connaître ainsi l'espace parcouru par le pendule depuis son départ de Télectro-aimant F jusqu'à cet instant.

Le second cadre se trouve dans le même circuit qu'une pile P' et qu'un électro-aimant vertical H ; une petite balle en fer doux d reste suspendue à cet électro-aimant tant que le circuit est fermé; quand le boulet traverse le cadre B, il rompt le circuit ; la balle d tombe par son propre poids dans un petit. cylindre L rempli en partie de mercure ; elle presse en tombant un ressort R qui vient toucher le mercure et ferme le circuit de la bobine de l'électroaimant placé derrière le disque E.

APPAREILS DIVEBS. 575

Ainsi, quand le boulet traverse les deux cadres, l'angle de rotation du pendule, indiqué par l'aiguille ac, comprend : 4® le temps que le boulet a mis à passer entre les deux cadres ; 2° le temps nécessaire à la chute de la balle d ; 3^ le temps que les électro-aimants mettent à perdre et à prendre leur magnétisme, qui ne peut être négligé et varie avec la force des piles.

La troisième partie de l'instrument K, nommée disjoncteur, est destinée à éliminer ces coil!stantes. C'est un double interrupteur au moyen duquel on rompt simultanément les deux circuits.

Quand on le met en mouvement, l'eiTet est le même que si les deux cadres étaient placés l'un à cdté de l'autre, et l'angle décrit par Faiguilleest due seulement au temps de la chute du poidsdetde la désaimantation des électro-aimants. Chaque expérience doit ètro précédée de cette opération ; on note l'angle marqué par l'aiguille, et quand l'appareil est installé de nouveau, on donne le signal du feu. L'augmentation de la déviation dépend seulement du temps que le boulet a mis à parcourir la distance des cadres. On transforme facilement cette déviation en temps, d'après les lois connues sur le mouvement du pendule.

Le disjoncteur comprend quatre lames dont deux sont fixes ; les deux autres entrent à frottement dans les deux premières et établissent les communications; elles tiennent à une tige qu'une détente fait partir quand on veut rompre instantanément les circuits.

»Wc-

Ifote 1. {Voir n"^ 19.)

THEORIE ELECTRO - CHIMI QUE .

L*étude de la physique ne serait qu'une simple affaire de mémoire, et offnrait peu d'intérêt si l'on se bornait à énoncer les faits et les lois qui résultent des observations, sans chercher à les rattacher entre eux par des théories.

Gomme les agents, qui sont les causes premières des phénomènes naturels, ne tombent pas sous nos sens, on est réduit à faire sur leur nature des hypothèses auxquelles on évite autant que possible de donner un caractère trop métaphysique.

Il peut arriver qu'à un certain moment la découverte de lois nouvelles démontre l'insuffisance ou rinexactitude d'une théorie : on l'abandonne alors pour en étabhr une nouvelle qui se complète à mesure que la science progresse.

Si les hypothèses ontrinconvénient d'imprimer quelquefois une fausse direction aux recherches, elles ont du moins l'avantage de faire souvent mieux comprendre les faits que ne pourraient le faire de longues descriptions, et de fixer les idées d'une manière nette et précise.

Ainsi, pour rélectricité, l'hypothèse des deux fluides rend parfaitement compte de tous les phénomènes, d'attraction et de répulsion, d'électrisation par influence, de condensation, etc., qu'il serait sans doute assez difficile d'exposer autrement eivec autant de simplicité ci de clarté,

La (ransmUsion des courants se comprend plus aisément en admettant un seul fluide, ne produisant aucun effet quand la tension est normale, mais qui, sous une influence étrangère, peut acquérir une tension plus forte ou plus faible, et s*écoule à la manière des gaz. {Voir note 8.)

Enfin, quelques faits nouveaux établissent entre la lumière et Télcctricité une certaine analogie qui parait entraîner comme conséquence rbypothèse d'un fluide universel dont les vibrations se manifestent sous des aspects divers.

Quoi qu'il en soit, du reste, les phénomènes d'électricité statique sont si simples, que, même en admettant qu'on parvienne un jour à remplacer la théorie actuelle par une autre plus complète. Usera toujours possible de conserver la même terminologie, sauf à donner aux mots d'électricité positive et négative une nouvelle signification ; l'électricité positive représentera un fluide dont la tension est supérieure à la tension normale, ou un mouvement vibratoire s'effectuant dans un certain sens, et l'électricité négative se rapportera aux effets inverses.

L'électricité, si elle n'est pas la cause unique des réactions chimiques, y joue au moins un rôle Important ; la combinaison de deux corps ne peut, en effet, avoir lieu sans être accompagnée d'un développement d'électricité, et, d'un autre côté, la substance qui résulte de cette combinaison, si elle est traversée par un courant, se décompose en ses deux éléments primitifs, dont l'un est attiré par le pôle positif de la pile, et l'autre par le pôle négatif.

Il existe deux théories distinctes par lesquelles on a cherché à concilier l'hypothèse des deux fluides avec ce développement d'électricité. L'une consiste à admettre que chaque molécule d'un corps possède une certaine quantité d'électricité qui lui est propre^ et dont elle ne peut se séparer ; d'après l'autre, chaque molécule contiendrait simultanément les deux fluides qui formeraient deux pôles distincts, de sorte que, suivant son orientation, elle pourrait être attirée tantôt par l'électricité positive, tantôt par l'électricité négative.

On peut faire à l'une et à l'autre plusieurs objections; mais, comme la première, due à Ampère, est assez simple, nous allons essayer d'en donner une idée :

SoiiX(Jig, 131), une molécule d'un corps renfermant une masse a d'électricité qui fait partie de sa constitution; supposons celte électricité positive; elle agit par influence sur le fluide neutre que contient tout le corps, et attire à la surface de la molécule de l'électricité contraire qui lui forme une sorte de petite atmosphère de fluide négatif.

La molécule B d'un autre corps étant électrisée pégati^ement, est entourée d'une atmosphère d'électricité positive.

On nomme électro -positifs les corps tels que A, dont l'électricité inhérente est positive, et électro-négatifs, ceux qui sont électrisés négativement. Tous les corps simples se divisent donc en deux catégories suivant la nature de réieclricité des molécules élémentaires.

L'atmosphère qui entoure chaque molécule n'empêche pas d'ailleurs le corps de pouvoir contenir en outre du fluide neutre, et tous les phénomènes d'électrisation par influence s'expliquent également avec cette hypothèse sur la constitution des atomes.

Quand deux molécules A et B douées d'électricités contraires sont en présence , les atmosphères qui les entourent les empêchent de se combiner ; pour qu'elles puissent se réunir en une seule AB, il faut qu'une cause étrangère vienne rompre l'équilibre en imprimant un mouvement quelconque aux atmosphères. C'est ainsi que l'oxygène et l'hydrogène, dont le premier est électro-négatif et le second électro-positif, {peuvent 86 trouver mélangés dans un même vase sans se combiner ; si l'on fait passer dans le mélange une étincelle électrique, elle détermine une secousse qui écarte sans doute les atmosphères et détermine le rapprochement des molécules, et par suite la formation du compoFé.

Lorsque a est plus grand que h, la molécule AB, résultant de la combinaison est électro-positive, et contient une quantité d'électricité égale ha^b. Les atmosphères se réunissent également; celle qui en-

S78 TÉLÉGRAPHIE ÊLECTBIQUE.

toore A Mt neutralisée, en partie, par celle qui entoure B, et la portion qui reste libre est évidemment égale à la quantité d'électricité que la molécule AB attire à sa surface.

Un corps composé peut donc être, comme un corps simple, électropositif ou électro-négatif. Les acides sont électro-négatifs, et les oxydes électro-positifs.

Quand a est égal k b, la molécule AB est à Tétat neutre. Les fluides qui entourent les deux molécules sont aussi en quamités égales, et se neutralisent complètement.

Si A et B sont en communication avec deux conducteurs m et n, les atmosphères peuvent se répandre sur ces deux corps en laissant libres les deux molécules, dont aucune cause n'empêche alors le rapprochement et la combinaison.

Les électricités qui forment les atmosphères ne se répandent pas directement sur les deux conducteurs, mais décomposent par influence le fluide neutre, en absorbant celui de nom contraire et en laissant l'autre en liberté, comme il a été expliqué au no 10.

Si, préalablement, m (fig. 131) était électrisé positivement, et n négativement, les deux conducteurs, au lieu de faciliter le dégagement des atmosphères, agiraient par influence et tendraient au contraire à retenir les deux molécules en empêchant leur combinaison.

Imaginons maintenant deux corps d'une certaine étendue et assez bons conducteurs M et N, dont l'un soit électro-positif et l'autre électronégatif. M est, par exemple, de l'oxyde de zinc, et N de l'acide sulfurique. Les molécules qui sont en présence à la surface de séparation s'attirent, et, par leur combinaison, forment un sel ; les atmosphères se répandent sur les deux corps qu'elles électrisent, M négativement, N positivement. Le sel se dissout, et de nouvelles molécules, se trouvant en contact, abandonnent également leurs atmosphères électriques aux deux corps.

Il arrive un moment où la tension électrique des corps M et N est assez grande pour retenir les molécules malgré l'affinité chimique qui tend à les réunir. La réaction s'arrête donc; elle ne peut continuer que si on enlève les électricités positives et négatives de M et de N, en réunissant ces deux corps par un fil conducteur, et H se produit alors un courant continu d'électricité, dont nous avons étudié les propriétés.

Si le corps M n'est pas parfaitement homogène, et si en certains points il n'y a pas d'action chimique, les deux électricités répandues dans M et dans N se réunissent par ces points en formant de petits courants secondaires.

C'est pour cette raison que le zinc plongé dans l'acide sulfurique se

KOTES. 379

dissout sans qu'il soU nécessaire de former uo circpit, lorsqu'il n'a pas été amalgamé préalablement.

Les réactions chimiques sont plus complexes quand il y a plus de deux éléments en présence, mais on peut également s'en rendre compte.

La décomposition des corps par les courants est une conséquence de l'hypothèse d'Ampère. Si l'on approche d'une molécule AB (fig. 131) formée de deux éléments, l'un A électro-positif et l'autre B électro-négatif, deux conducteurs n et m électrisés, n négativement et m positivement, et si l'attraction qu'exercent les fluides de ces deux conducteurs sur l'électricité propre des molécules A et B est supérieure à Taflinilé chimique qui les réunit, elles se sépareront; la molécule A sera attirée par n et la' molécule B par m.

n abandonne son électricité à A et m à B pour reconstituer les deux atmosphères de ces molécules.

Reportons-nouB maintenant à la propagation de l'électricité dans un métal (no U) ; A, B, C et D {fig, 3) étant les molécules du corps conducteur, si l'on approche de A un corps M électrisé positivement, il décompose le fluide neutre de A, s'unit à l'électricité négative, et repousse l'électricité positive qui reconstitue, avec l'électricité négative de B, le fluide neutre; la même décomposition se produit dans toute l'étendue kdu corps conducteur.

Supposons mahitenant que A, B, etc. soient les molécules d'un corps liquide, formé de deux éléments, d'eau par exemple. Le fluide neutre de chacune des molécules est formé par l'électricité négative que possède l'oxygène et par Télectricité positive de l'hydrogène. Le phénomène est analogue, mais il entraine la décomposition des molécules d'eau ; ainsi le fluide positif de M décompose A, s'unit à l'oxygène en lui formant une atmosphère électrique, et la molécule gazeuse, devenue libre, se dégage. L'hydrogène de A décompose B, reconstitue avec son oxygène une molécule d'eau, et repousse l'hydrogène qui agit de même sur G.

Quand on plonge dans un liquide deux fils reliés aux deux pôles d'une pile, la décomposition se produit, comme nous venons de l'indiquer, en sens contraire à partir des deux électrodes, et les bulles de gaz ne se dégagent pas dans l'intervalle des deux électrodes.

Si les liquides n'avaient aucune conductibilité qui leur fût propre, et que le fluide électrique ne pût les traverser qu'en produisant la décomposition des molécules, la quantité de matière réduite devrait être proportionnelle à la quantité d'électricité qui passe par le liquide, ou, en d'au-

très termes, à llntenslté du courant Cette loi est en efFet une des lois fondamentales de rélectro-chimie.

On a trouvé, dans ces derniers temps, qu'elle n'est pas parfait ctnent exacte, et que les liquides, outre qu'ils transmettent Télectricité en se décomposant, en conduisent une petite fraction qui se propage comme dans les métaux.

Mole^. {Voir w"36.)

PHINCIPtS ÉLÉMENTAIRES DB CHIMIE.

Voici, pour les employés qui n'ont aucune notion de chimie, quelques principes élémentaires indispensables pour comprendre le jeu des différentes piles.

On nqmme corps composés, les corps que l'on peut, par un procédé quelconque, décomposer en deux ou plusieurs substances ayant des propriétés différentes. Ainsi l'eau, qui, sous l'action de la pile, se décompose en oxygène et en hydrogène (n*> 30), est un corps composé.

Les corps simples sont ceux qui, jusqu'à ce jour, ont résisté à tous les moyens employés pour les réduire.

Les corps simples, aujourd'hui connus, sont au nombre de soixantedeux ; on les divise en deux catégories : les métalloïdes et les métaux ; les principaux sont :

Métalloïde*. — Oxygène, hydrogène, azote, chlore, brome, iode, soutre, phosphore, arsenic, carbone.

Métaux. — Potassium, sodium, baryum, calcium, magnésium, aluminium, manganèse, chrome, fer, cobalt, nickel, zinc, cuivre, plomb, bismuth, mercure, étain, antimoine, argent, or, platine.

Tous les métaux, excepté le mercure, sont solides à la température ordinaire ; Us sont bons conducteurs de la chaleur et de l'électricité.

Les métalloïdes sont en général mauvais conducteurs; ils se présentent sous différentes formes. L'oxygène, l'hydrogène, l'azote, le chlore,

sont des gaz; le brome, l'iode, le soufre, le phosphore s'obtiennent, suivant la température, à Tétat solide, liquide ou gazeux ; le carbone est toujours solide.

La force qui réunit les molécules de deux corps pour former un composé, se nomme affinité chimique ; deux corps ont d'autant plus de tendance à se combiner^ et il est d'autapt plus difficile de détruire leur combinaison que cette force est plus considérable.

Elle ne peut jamais s'exercer que si les molécules des corps ont un contact bien intime^ ce qui exige que l'un d'eux au moiqs soit liquide ou gazeux.

La chaleur augmente l'affinité chimique pour certaines substances ; elle la diminue au contraire pour d'autres.

La combinaison de deux corps est toujours accompagnée d'un dégagement de chaleur et d'électricité, souvent de lumière.

Les corps composés n'ont souvent aucune analogie avec les éléments qui les constituent; l'eau, par exemple, ne jouit d'aucune des propriétés physiques de l'oxygène et de l'hydrogène qui entrent dans sa composition.

Quand deux corps A et 6 se combinent, une molécule de A s'unit à ], 2, 3 molécules de 6, ou 2 molécules de A avec 3, 5, 7 molécules de B. Le rapport entre les nombres de molécules des deux corps est toujours un rapport simple, tel que 1, 2, 3, 2/3, etc. Ainsi deux corps ne se combinent pas dans des proportions quelconques, ils forment un petit nombre de composés qui contiennent les deux éléments dans des proportions parfaitement fixes et définies.

Si l'on met en présehce d'un corps (A6), formé de deux éléments A et B, un second corps G, dont l'affinité chimique pour À soit plus grande que celle de B, le corps G se substituera dans la combinaison au corps B, qui, devenu libre, se dégagera si c'est un gaz ou se précipitera au fond du vase si c'est un solide.

Quelquefois l'affinité de G pour A n'est pas assez grande pour produire la réaction à la température ordinaire, mais elle peut avoir lieu si l'on chauffe fortement le composé AB, et le corps G.

L'oxygène est le corps dont les combinaisonstivec tous les autres ont le plus d'importance ; il constitue en partie l'air atmosphérique, et presque toutes les substances qu'on trouve dans la nature en contiennent.

Les combinaisons de l'oxygène avec les corps simples sont de trois espèces et se nomment acides, bases ou corps indifférents.

On nomme aussi oxydes les bases et les corps indifférents.

Les acides et les bases altèrent les matières organiques; les corps in-

SM TÉLÊGRAPBIË ÉLECTRIQUE.

différents n'ont aucune action. L'eau est un oxyde d'hydrogène qu'on peut classer parmi les corps IndifTércnts.

Quand un corps forme avec l'oxygène plusieurs oxydes, pour les distinguer, on nomme protoxydé celui qui contienne moins d'oxygène; bioxyde, sesquioxyde, peroxyde, les suivants ; et l'oii ajoute le nom du corps qui forme la combinaison.

Ainsi le fer donne le protoxydé de fer, le peroxyde de fer; le zinc ne fouhiit qu'un oxyde de zinc ; le cuivre donne le protoxydé de cuivre, le blotyde de cuivre, etc.

Pour quelques oxydes on conserve le nom employé dans le commerce; la potasse est un oxyde de potassium, la soude un oxyde de sodium, la chaux un oxyde de calcium, etc.

Pour les acides, on termine en ique ou en ettx le nom du corps qui forme l'acide; ainsi, le soufre donne l'âclde sulfureux et l'acide sulfurique, l'azote, l'acide azoteux et l'acide azotique ou nitrique, l'arsenic, Taclde arsénleux,le carbone, l'acide carbonique, etc. Quand 11 y a plus de deux acides, on fait précéder le nom des syllabes hypo ou per;\h première Indique un acide qui contient moins d'oxygène; la seconde un acide qui en contient davantage.

Le souffre, par exemple, forme avec l'oxygène les composés suivants: acide hyposulfureux, acide sulfureux, acide hyposulfurique et acide sulfurique, dont le premier contient le moins d'oxygène et le dernier en contient le plus.

Beaucoup» de corps produisent en même temps des oxydes et des acides ; mais les oxydes les plus eliergiques résultent de la combinaison des métaux, et les acides de la combinaison des métalloïdes avec l'oxygène.

Tous les corps n'ont pas la même affinité pour l'oxygène; dans la liste précédente des corps simples, les métaux sont rangés dans l'ordre de leur affinité ; celui qui a la plus grande est le potassium.

Pour les premiers métaux, le potassium, le sodium, etc., cette affinité est telle qu'ils ne peuvent rester en contact avec l'air sans se combiner immédiatement avec l'oxygène pour former des oxydes, aussi ne les obtient-on à l'état métallique qu'avec la plus grande difficulté, lis décomposent l'eau à la température ordinaire, ils s'emparent de l'oxygène et mettent en liberté l'hydrogène qui se dégage.

Pour les suivants, le fer, le cobalt, le zinc, l'affinité pour l'oxygène est moins grande ; à l'air ils s'altèrent lentement lis ne décomposent pas l'eau à la température ordinaire ; mais, si on place de la limaille de fer dans un tube de porcelaine chauffé au rou^e et si on fait passer un cou-

rant de vapeur d'eaa, la décomposition se produit et on recueille de l'hydrogène et de Toxyde de fer.

Le cuivre, Tor, etc., ne décomposent pas Teflu, même à une température élevée.

On nomme sel la combinaison d*un oxyde et d'un acide.

Pour le désigner, on change la terminaison ique de l'acide en ate, et la terminaison eux en ite, et Ton fait suivre du nom de l'oxyde ; l'acide sulfurique produit avec l'oxyde de sodium ou la soude, le sulfate de soude; avec l'oxyde de zinc, le sulfate de litic; avec l'oxyde de cuivre, le sulfate de cuivre^ etc.

L'acide azotique donne de même l'azotate de zinc, l'azotate de cuivre, l'azotate d'argent, etc.

Le fer et le zinc ne décomposent pas Teau à la température ordinaire; mais la réaction a lien si, dans l'eau , on verse un acide avec lequel l'oxyde puisse former un sel.

Ainsi le zinc plonge dans de l'acide sulfurique étendu d'eau, forme, avec l'oxygène, de l'eau, de l'oxyde de ziric, qui, par sa combinaison avec l'acide sulfurique, produit du sulfate de zinc, et l'hydrogène se

Le fer^ dans les mêmes conditions, donnerait du sulfate de fer et de l'hydrogène.

La même réaction ne se produirait pas avec le cuivre et les métaux suivants, dont l'affinité pour Toxygène est moindre.

Quand un sel est en dissolution, si l'on met dans le vase qui le contient un métal dont l'affinité pour l'oxygène soit plus grande que celle du métal que contient le sel, il y a substitution; un nouveau sel se forme, et le métal du premier devenu libre se dépose.

Le zinc et le fer, par exemple, ont pour l'oxygène une affinité plus grande que le cuivre; si donc, dans une dissolution de sulfate de cuivre, on place du zinc, le cuivre se déposera au fond du vase, et il restera dans la liqueur du sulfate de zinc.

C'est sur cette propriété qu'est fondée la pile Daniell.

L'oxygène n'est pas le seul corps dont les combinaisons produisent des acides et des oxydes ; l'hydrogène et le chlore donnent l'acide chlorhydrique qui agit avec une énergie semblable à celle de l'acide sulfurique et de l'acide azotique ; l'hydrogène et l'azote forment par leur combinaison un corps connu sous le non^ d'ammoniaque, qui est une base puissante.

GALVANOMÈTRES ET BOUSSOLES.

Qaand on veut savoir si un conducteur est trayersé par un courant, on place dans le circuit un instrument au moyen duquel Tune des propriétés du courant puisse se manifester, un vase rempli d'eau, semblable à celui de la figure 16 (voltamètre), la bobine d'un électro-aimant, ou enfin un galvanomètre. Le passage du courant se manifeste, dans le premier cas, par le dégagement de bulles d'oxygène et d'hydrogène; dans le second, par l'aimantation du fer doux; dans le troisième, par la déviation de l'aiguille. Les galvanomètres sont ordinairement préférés, comme étant d'un emploi commode.

L'action du courant sur l'aiguille étant proportionnelle au nombre de tours du fil sur le cadre, on rend la sensibilité plus grande en augmentant ce nombre de tours; mais, comme on diminue en même temps l'intensité du courant à cause de la résistance qu'on introduit, il y a une certaine limite pour laquelle l'effet produit est maximum. Cette limite est la même que pour les électro -aimants (n* 76) ; ainsi, pour avoir la plus grande déviation possible de l'aiguille, il faut que la résistance du fil qui entoure le galvanomètre soit égale à celle de tout le conducteur, en y comprenant la pile. On ne cherche pas à remplir cette condition quand le courant qu'on veut observer doit être assez intense pour faire dévier l'aiguille, même quand le nombre de tours est peu considérable. Pour reconnaître des courants d'une très-faible intensité, on ajoute au-dessus du cadre une seconde aiguille pareille à la première, et dont les pôles sont placés en sens contraire. (/i^. 26). Les deux aiguilles sont suspendues au même fil.

Lorsqu'on veut comparer deux courants qui ont à peu près la même intensité, on emploie souvent un galvanomètre dont le cadre est entouré de deux fils exactement semblables, enroulés un même nombre de fois (galvanomètre différentiel) ; on met ces deux fils dans les deux circuits, de façon que les courants circulent en sens contraire. Si l'aiguille ne dévie pas, on en conclut qu'ils ont la même intensité; si, au contraire, elle ne reste pas en équilibre, le sens de la déviation indique le courant le plus intense.

Quand on fait passer successivement, dans un galvanomètre, deux couranis, les intensités ne sont pas proportionnelles aux angles de déviation.

Pour graduer un galvanomètre on peut employer la méthode suivante:

^On déroule le fil qui entoure le cadre et on lui fait faire un seul tour; on le fait traverser par un courant et Ton marque 1 au point où s'arrête Taiguille. On enroul&un second tour ; le même courant traversant le fil, son action sur Taiguille est double ; on marque 2 au nouveau point d'arrêt. On répète la même expérience en enroulant un troisième tour, un quatrième, etc.

On reconnaît ainsi que, quand les déviations ne dépassent pas 1 5<*, les intensités sont sensiblement proportionnelles aux angles. A partir de 15**, à mesure que l'intensité augmente la déviation augmente, mais beaucoup plus lentement; elle ne peut jamais dépasser 90».

On peut du reste s'en rendre compte en analysant l'action de la terre et celle du cadre sur l'aiguille.

Fig. 132.

!• Une aiguille aimantée NS (^^ 132, n» 1), dont le centre est fixe, tend à prendre, en vertu de l'action magnétique de la terre, une direction constante B'S'ON'A'. Cette action se réduit donc à deux forces, NA et SB, appliquées aux deux pôles de l'aiguille, et dont la direction commune est celle de l'axe magnétique B'S'ON'A'.

A cause de la distance des pôles de la terre, la force NA, qui agit sur l'aiguille pour la ramener suivant ON'A^ est la même, quel que soit l'angle qu'elle forme avec la ligne S'ON'.

2* Une aiguille aimantée ns {fig. 132, n» 2), dont le centre est fixé au milieu d'un cadre projeté en PQ , autour duquel circule le courant, se

placerait, si raction de la terre était nulle, suivant la directioii n'i', normale au cadre. Ainsi, le cadre produit Teffet de deux forces na et sb, perpendiculaires à son plan.

La force na est proporlionnelle à l'intensité du eourant, mais elle n'est pas indépendante de la position de Taiguille par rapport ou cadre, elle diminue quand la distance des pôles n et s à la ligne PQ augmente ; elle a sa plus grande valeur quand Taiguille est dans le plan même du cadre.

Considérons maintenant un galvanomètre {fig, 1 33). PQ est le cadre

Ffg. 153.

dont la direction est celle du méridien magnétique. Quand le courant circule dans le fil, Taiguille prend une certaine position NS ; elle est soumise à deux forces, dont Tune NA, parallèle au cadre PQ, est Taction directrice de la terre; l'autre Na, provenant du courant, est perpendiculaire à PQ.

L'aiguille reste en repos quand ces deux forces se font équilibre, et, pour que cette condition soit remplie, il faut que les deux composantes suivant la tangente bNB soient égales.

En nommant A et a ces deux forces, et V l'angle de déviation NOQ, les deux composantes sont Asin.V et Âcos.V, ce qui donne l'équation A8in.V = acos.V.

La force A est constante ; la force a est proportionnelle, au courant, mais elle dépend aussi de la dislance du pôle de l'aiguille au cadre.

Quand le cadre a de grandes dimensions, et que raiguille est très-petite, on peut regarder cette distance comme constante, alors la force a est uniquement proportionnelle à l'iùtenslté do courant, et peut se t^e*

présenter ^ax%xk;k dépendant seulement da nombre de tours et de la forme du galvanomètre. La formule devient : A sin. V = t X fc COS. V,

ou *""lb^^-^-

pans ce cas Tintensité est donc proportionnelle à la tangente de Tangle de la déviation.

La boussole de tangente, fondée sur ce principe, est formée d'un grand anneau circulaire, de 4 à 5 décimètres de diamètre, autour duquel on enroule le Ûl conducteur, et d'une petite aiguille massive suspendue au centre avec un fil de cocon.

Pour la boussole de sinus (n* 43], le cadre est mobile, et on lui fait suivre l'aiguille jusqu'à ce qu'elle s'arrête dans son plan.

PQ {fig, 134), étant le cadre dans sa position normale, quand on fait

FIg. IM.

l'opération, il arrive un moment où l'aiguille se trouve en repos dans son nouveau plan P'Q'.

Le pôle N de Taiguille est soumis à deux forces : la première, NA, parallèle à la direction de l'axe magnétique PQ ; la seconde, Na, ferpendicnlaire au cadre Vff,

La force Na est indépendante de l'angle de déviation V, puisque l'aiguille a toujours la même position par rapport au cadre ; elle peut se représenter par ixk/i étont l'intensité du courant et k une constante ; pour qu'il y ait équilibre, il faut que la composante de la force Â, suivant la tangente NB, soit égale à Na, ce qui donne l'équation A sin. V = t X fc,

ou i=Ysm.V.

L'intensité da courant est proportionnelle au sinus de l'angle de dévialion.

Quand llntensité augmente, l'angle V croit jusqu'à 90*, et pour celte

limite on a : t = jt; si l'intensité a une plus grande valeur, l'aiguille ne

peut jamais s'arrêter dans le plan du cadre.

Les constantes \ et k sont proportionnelles à la force magnétique développée dans l'aiguille ; il en résulte que, pour les boussoles de tangente et de sinus, la déviation est indépendante de celte force ; ainsi une aiguille peu aimantée, placée au centre d'un galvanomètre, donne la même déviation qu'une aiguille fortement aimantée , mais son mou- Tement est moins rapide.

On comprend en effet que, si d'une part le courant agit avec moins d'énergie sur l'aiguille, d'un autre côté elle est sollicitée avec moins de force par le magnétisme terrestre.

Quand on fait usage d'une boussole pour mesurer l'intensité d'un courant, il faut toujours tenir compte de l'introduction dans le circuit du fil qui entoure le cadre, qui, en augmentant la résistance, peut diminuer notablement l'intensité. Dans la plupart des eipériencea qu'on fait dans les bureaux télégrapbiques, la résistance extérieure est assez grande pour qu'on n'ait pas à tenir compte de celle du ûl du galvanomètre.

Une boussole ne peut servir qu'à comparer deux courants , elle ne donne pas la valeur absolue de leur intensité; ainsi, la force d'un courant, exprimée par un nombre de degrés, ne peut avoir aucune signification, si l'on n'indique pas exactement la forme du galvanomètre, sa nature et surtout le nombre de tours du ûl sur le cadre.

C'est seulement avec ces données qu'on peut à peu près se faire une idée de l'intensité, et encore la construction des galvanomètres ne peut jamais être assez identique pour qu'on puisse, dans des expériences délicates, reprodoire le même courant d'après ces seules indications.

Mote 4. (Voir n^ 5U.)

LOIS SUB l'intensité DES COURANTS.

Ces lois ont été trouvées expérimentalement par M. Pouillet.

Nous avons vu (n* 51) comment on démontre que deux conducteurs offrent au courant la même résistance, quand le rapport de leur section au produit de leur longueur par leur conductibilité est le même, et comment on peut déterminer la longueur réduite d'une portion de circuit, en la remplaçant par un rhéostat et en faisant varier la longueur du fil conducteur jusqu'à ce qu'on obtienne la même intensité de courant.

II nous reste à dire comment on est arrivé aux deux lois qui concernent Tinlensité des courants :

l** L'intensité est inversement proportionnelle à la lésistaitce ou longueur réduite de tout le circuit en y comprenant la pile;

2o Elle est proportionnelle à la somme des forces électro-motrices.

Pour étudier l'influence du conducteur, on réunit les deux pôles d'un élément voltaïque par un fil métallique en plaçant dans le circuit une boussole (M. Pouillet s'est servi de la boussole de tangente).

Représentons par I l'intensité du courant, et par a la résistance extérieure à la pile. On fait varier cette résistance en ajoutant des conducteurs supplémentaires; soient h, c, d,les nouvelles résistances, et Ii, l^, I3, les intensités observées avec la boussole : on trouve qu'en ajoutant aux nombres a, b, c et d une quantité constante m, les nombres I, li, h, I3, qui mesurent les intensités, sont proportionnels aux nombres

et — -— ; . Les intensités sont donc inverse-

ment proportionnelles aux résistances a, h, c et d, auxquelles il faut

ajouter une résistance constante.

La quantité additionnelle m tient uniquement à la pile, car, si on prend deux éléments au lieu d'un seul, elle devient 2m; pour trois é énients 3m, et ainsi de suite.

On peut du reste déterminer, par une expérience directe, la résistance des éléments de la pile. On retourne deux couples, de façon que les deux

d90 TÉLÉGRAPHIE ÉLECTRIQUE.

pôles semblaUes soient en coDtact,le8 deux forces électro -motrices se neutrtliseot, et si les éléments sont exactement pareils ils ne produisent aucun courant. En introduisant dans un nouveau circuit ces deux éléments, on ne change pas la source électrique, mais on ajoute une résistance qu'on peut déterminer avec le rhéostat comme pour un conducteur ordinaire; on trouve qu'elle est précisément égale à la quantité 2m, qu'il fallait ajouter aux résistances extérieures pour rendre les Intensités proportionnelles aux longueurs réduites.

En faisant varier la dimension des éléments, la valeur de m change ; elle est inversement proportionnelle à leur étendue, et dépend de la conductihilité des corps qui forment la pile.

On trouve la seconde loi en faisant varier le nombre d'éléments, la résistance extérieure restant constante. Soient Ii, I2, I3 et I^ les intensités observées quand on fait agir sur un conducteur de résistance égi^le à a, un^ deux, trois ou quatre éléments pareils ; les nombres Ii, I2, I3 et U sont proportionnels aux expressions

m + a' tm + a' 3m + o' 4m + o'

m étant la résistance de chaque élément. Les intensités sont donc proportionnelles aux nombres des éléments de la pile.

On arrive plus simplement encore à la même loi avec trois éléments; en retournant l'un des trois, on détruit l'effet de l'un des deux autres, et il ne reste dans le circuit qu'un seul élément qui produit un courant, dont la boussole permet de mesurer l'intensité. On replace alors les trois éléments dans l'état ordinaire, et l'on trouve une intensité triple; comme la résistance est la même dans les deux cas, on en conclut encore que l'intensité est proportionnelle an nombre des éléments.

Ainsi, en désignant par n le nombre d'éléments, par r la résistance de chacun d'eux, et par r' la résistance extérieure, on peut représenter l'intensité du courant par la formule 1 = — j — :j= tt, en nommant R la ré-

nv -f- i n,

sistance totale.

Supposons maintenant qu'on prenne d'autres éléments de pile (les premiers étant des éléments Daniell, les autres seront, par exemple, des éléments Bunsen) et que l'on place dans un circuit le même nombre n de ces nouveaux éléments ; si la résistance totale est la même et égale à R, l'intensité aura encore pour expression

KOTES, â91

Elle ne sera pas Ja même que dans le premier cas.

Pour que la formule puisse représenter l'intensité d'une manière générale, il faut donc multiplier le numérateur par un facteur dépendant de la source électrique ; c'est ce facteur qui représente la force éleclromotrice^ en la désignant pare pour chaque élément; la formule devient

Bien qu'on ne connaisse pas la véritable origine des sources électromotrices, rien n'empêche de les comparer par les intensités des couran(s qu'elles produisent, de même que l'on compare entre elles des sources calorifiques par les températures qu'elles donnent, les sources lumineuses par la lumière qu'elles projettent, etc. ( Voir note 5.)

J^orsque plusieurs piles différentes se trouvent dans le même cir- . cuit, e, ei,e2,etc., étant les forces électro-motrices correspondantps à chaque nature d'éléments, r, ri , r2 leurs résistances, et f la résistance extérieure aux piles, on trouve de la même manière que riuteQSilé du courant a ppur expression

r' -{■ nr-\- rtiri + n^ro,

ou plus généralement 1 = ^ en nommant E la somme de toutes les »t

forces électro-motrices, et R la résistance totale du circuit.

Ces lois sont soumises à quelques exceptions quand on fait varier dans de grandes limites l'intensité du courant, surtout lorsque le circuit comprend des liquides; mais, dans toutes les applications relatives à la télégraphie électrique, on peut les considérer comme suflîsanimcnt exactes.

La force électro-motrice e ne dépend pas de l'étendue des éléments, mais seulement des corps dont ils sont composés , de sorte que leur dimension n'entre dans le calcul de l'intensité que par}eur résistance qui diminue proporlionnellement à leur surface.

M. Ohm avait été conduit aux deux mêmes lois par des considérations purement théoriques que nous allons exposer en quelques mots.

Quand une source électro-motrice agit sur un circuit, l'électricité se répand dans le conducteur, et, au bout d'un moment très-court, il s'é- ^^blit un mouvement contiau et permanent du fluide, qui dure tant que

392 TÉLÊGRAPUIË ÉLECTRIQUE.

la force électro-motrice reste constante, et constitue une sorte d'équilibre dynamique.

Quelle que soit la manière dont on envisage la transmission de Télectricité d'un pôle à l'autre de la pile, cet équilibre ne peut exister qu'à la condition que chaque molécule du conducteur reçoive d'un côté autant d'électricité qu'elle en perd de l'autre, ce qui implique en premier lien l'égalité de l'intensité à tous les points d'un même circuit.

L'état électrique, aux différents points d'un conducteur, ne peut être le même, car il n'y aurait aucune cause de mouvement ; il \arie d'une manière continue pour chaque partie homogène du circuit et constitue la tension. Il est évident du reste que, pour chacun des points, il reste constant tant que le courant ne change pas d'intensité.

Si l'on électrise tout le circuit en le mettant sur un plateau en communication avec une machine électrique, la tension augmente d'une quantité égale pour tous les points, mais il existe toujours entre eux la même différence de tension.

Le phénomène est analogue à la transmission de la chaleur à travers un mur maintenu des deux côtés, à des températures différentes.

M. Ohm est parti de deux lois fondamentales, dont l'une est la conséquence de l'analogie qui existe entre la transmission de l'électricité dans un circuit et celle de la chaleur : la quantité d'électricité qui passe d'un point à un autre, infiniment rapproché, est proportionnelle à la différence de tension électrique de ces deux points.

La seconde, empruntée à la théorie de Volta, concerne les sources électro-motrices : quand deux corps donnent lieu par leur contact à un dégagement d'électricité, la différence de tension des deux côtés de la surface de contact est indépendante de l'état électrique du circuit.

Gela posé, supposons, en premier lieu, le cas (irréalisable dans la pratique) d'un circuit homogène, formé d'un seul corps, une force électro-motrice existant en un point du conducteur.

Soit A6(/i^.l35) le circuit développé ; A et B correspondant au même point du conducteur, celui auquel se trouve la force électro-motrice.

Représentons par BF et AE les tensions aux points A et B, dont on connaît seulement la différence FG qui représente la force électro-motrice e.

D'après le premier principe, admis par M. Ohm, chaque molécule du conducteur AB abandonne à la suivante une quantité d'électricité proportionnelle à la différence des tensions que possèdent les deux molécules; il en résulte que, si l'équilibre dynamique défini plus haut existe, la tension le long du conducteur doit croître régulièrement depuis A jus-

qu'en B ; si Ton réonit par une ligne droite E et F, la tension en chaque point sera représentée par l'ordonnée de la ligne EF.

Fig. 135.

Nous avons supposé que les longueurs AE et BF représentaient les tensions aux deux points  et B ; mais la seule chose qu'il soit réellement utile de connaître est la différence F6, et, par suite, rinclinalsoa de la ligne EF.

Quant à la position de l'axe des x, elle dépend de la valeur absolue de la tension en un point du circuit. Si, par exemple, il est complètement isolé, les tensions en A et en B seront égales et de signe contraire. Taxe des x passera au milieu de la ligne EF; si, en un point quelconque, le conducteur est en communication avec la terre, sa tension sera nulle, et l'axe des x passera par ce point. Celte donnée n'est pas du reste nécessaire pour déterminer la quantité d'électricité que traverse chaque section du conducteur , ou , en d'autres termes , l'intensité du courant.

Cette intensité est proportionnelle à la section de AB, car si cette section était double, tout se passerait comme s'il y avait deux circuits pareils juxtaposés, et la quantité d'électricité en circulation serait double.

Elle dépend en outre de la nature du corps qui forme le conducteur; en désignant par k la conductibilité et par s la section, l'intensité est proportionnelle au produit ks»

Enfin, elle est proportionnelle à la différence des tensions de deux molécules voisines, laquelle différence se mesure par la tangente de

Vf o

l'angle EFGr ou par le rapport =-, ou y, e représentant la différence

de tension ou la force électro-motrice FG, et l la longueur AB. On a donc pour l'expression de l'intensité

I = fe. s X % ou I =

ks

TÉLÊ6RAPBi£ ÉLECTRIQUE.

Ce qnl précède B'appliqae également à toute portion bemogène d'un circuit quelconque dans laquelle e représente la différence de tension entre deux points, I la distance des deux points, fc et « la conductibilité et la section du conducteur.

G>nsidérons maintenant un circuit composé de deux conducteurs A6 et BG ifig, 136), développé suiTant la ligne ABC ; aux deux points AG

Fig.:iS6.

et B existe deux forces électro-motrices e et e*. La tension suivant les deux conducteurs peut se représenter par deux lignes droites ËF et GH, mais on connaît seulement dans la figure les différences de tension GH-AE = HK = e,etFB-GB = FG = e'.

L'intensité dn courant qui traverse le conducteur AB a pour expres-

FL l

sion I =-7- * ^ ^ donne Téquation FL^lx -,/l, set k étant la

longueur, la section et la conductibilité de la portion AB du circuit.

MH De même, l'intensité du courant suivant BG est I = — 7- , qui fournit

Jv

la deuxième équation MH =: I x -r^ , {', fc', s' représentant la longueur, la section et la conductibilité de BG. L'intensité étant la même sur les deux conducteurs, puisqu'ils font partie du même circuit, on déduit de ces deux équations

or, d'après la figure,

FL + MH = FG + HK = e + c', on est donc conduit à l'équation':

Si, au lien de deux conducteurs il y en avait nn plus grand nombre, on arriverait par la même méthode à Téquation e + c' + e"

LjlLa. il

qui est Feipression analytique de la loi sur l'intensité des courants, les corps qui constituent la pile entrant dans la formule comme les conducteurs extérieurs; les forces électro-motrices c, e', peuvent d'ailleurs être positives ou négatives, suivant que la tension aux deux surfaces de contact augmente ou diminue.

Hôte 5. {Voir n"* 5û.)