kilomètres

Les astronomes de Greenwich et d’Edimbourg ont trouvé plus tard 12.200 kilomètres ; des mesures faites entre Greenwich et Bruxelles, à l’aide d’un cable sous-marin, ont donné 4.300 kilomètres seulement.

Plus récemment (en 1861), MM. Hirsch et Plantamour, ayant à déterminer la ^différence de longitude entre les observatoires de Genève et de Neuchâtel, ont opéré sur deux fils de 211 et de 132 kilomètres respectivement. Ils ont trouvé que, pour les courants d’induction, le temps de transmission était proportionnel à la longueur des lignes :

Distances. Temps de transmission.

Le rapport des distances est égal à 1.59 : celui des temps est 1.42, c’esta-dire sensiblement le même. En moyenne, la vitesse de propagation des courants d’induction, dans un fil de 3 millimètres, a été trouvée égale à 18.400 kilomètres par seconde. Pour les courants ordinaires, on a trouvé 13.900 kilomètres.

Voici encore les résultats des expériences qui ont été faites, l’année dernière, sous les auspices de l’Institut géodésique de Berlin. D’après M. Âlbrecht, le temps de propagation de l’électricité dans les fils aériens serait égal à O 8 ,000026./, la longueur / étant exprimée en kilomètres ; on en déduit une vitesse de 38,500 kilomètres. Dans les fils souterrains, le temps de propagation était plutôt proportionnel au carré de la longueur /. C’est ce qu’avait aussi trouvé M. Varley, en 1864, pour les câbles sous-marins.

M. Siemens avait proposé un autre moyen de mesurer la vitesse de l’électricité. Un cylindre horizontal, portant des plaques conductrices qui, par l’intermédiaire de l’axe, sont en communication avec le sol, tourne avec une vitesse de 100 tours par seconde. Deux pointes qui communiquent avec les armatures intérieures de deux bouteilles de Leyde (réunies entre elles parles armatures extérieures) sont disposées en face du cylindre sur une ligne horizontale. Lorsqu’on met les armatures extérieures en communication avec le sol, on voit jaillir deux étincelles entre les pointes et la surface du cylindre, et ces étincelles laissent des traces sur les plaques conductrices.

Si l’une des pointes est reliée à la bouteille de Leyde par l’intermédiaire

d’un fil télégraphique, son étincelle sera en retard sur celle de l’autre pointe, et la trace qu’elle laissera sur le cylindre tournant ne sera plus sur la même génératrice ; la déviation observée permettra de calculer le retard dû à l’intervention du fil télégraphique, comme dans l’expérience de Wheatstone. Par cette méthode, M. Siemens a, par exemple, mesuré la vitesse de l’électricité dans une colonne liquide formée par une solution de sulfate de zinc contenue dans un tube de caoutchouc de 30 mètres de longueur et de 2 centimètres de diamètre ; il a trouvé qu’elle dépassait 6.000 kilomètres par seconde. Ces expériences ont été faites en 1875.

Faraday a signalé une cause d’erreur qui doit nécessairement fausser les résultats de ces sortes d’expériences, et qui explique les divergences considérables des résultats obtenus par divers observateurs : c’est l’accumulation de l’électricité dans les conducteurs, qu’elle charge comme une bouteille de Leyde. Quand les conducteurs présentent une très-grande surface, l’écoulement de la charge qu’ils ont prise dure un temps appréciable et forme un courant qui peut être accusé par le galvanomètre. Faraday avait observé ce fait un jour qu’il voulut s’assurer de l’isolement parfait de fils destinés à une ligne souterraine. Il avait immergé dans l’eau salée des bobines de fils recouverts de gutta-percha, dont une extrémité seulement communiquait avec l’un des pôles d’une forte pile, tandis que l’autre extrémité était isolée. Le second pôle de la pile était en communication avec l’eau salée. Dans ces conditions, les fils se chargaient d’électricité, et en les détachant de la batterie, on recevait une forte commotion, qui pouvait encore être constatée plusieurs minutes après la séparation delà batterie. L’eau formait, dans ce cas, l’armature extérieure d’une vaste bouteille de Leyde.

Wheatstone a répété ces expériences sur un câble télégraphique destiné à relier le port de la Spezzia à l’île de Corse, et composé de six fils de cuivre, isolés par des enveloppes de gutta-percha et réunis en faisceau par une hélice de fil de fer; ce câble était placé dans un puits parfaitement sec. L’hélice de fer et les parois du puits jouaient ici le rôle d’armature extérieure. Or,

■ des phénomènes semblables s’observent, bien qu’avec une moindre intensité, toutes les fois que des fils télégraphiques isolés passent dans le voisinage de corps conducteurs. Il en résulte que l’électricité qu’on lance dans le fil commence par être dissimulée, et que l’établissement du courant se trouve ainsi retardé. Voilà pourquoi on a trouvé des vitesses si faibles en opérant sur des câbles sous-marins.

Voici d’ailleurs, un tableau des diverses valeurs obtenues pour la vitesse de l’électricité :

Conducteur

Fils de fer. Fils de cuivre. liquide.

Wheatstone. »

Fizeau. 100.000

Guillemin. »

O’Jlitchcll. /j5.600

Albrectit. 38.500

Walker. 30.000

Goultl. 25.000

Plantamoui-. 18.400

Id . 13.900

Grcenwicli-Édimbourg »

Greenwich-Bruxelles. «

Siemens. »

Dans un mémoire publié en 1876, M. Th. Wand a entrepris de déduire une expression de la vitesse de l’électricité des équations générales de l’électrodynamique. Cette expression est très-differente, suivant qu’on cherche le temps nécessaire pour que l’électricité du courant s’élève de zéro à une certaine valeur i, suffisante pour produire une action sensible, ou qu’on se borne à chercher le temps de la propagation d’un trouble de l’équilibre.

Dans le premier cas, M. Wand trouve que, pour des circuits d’au moins 1.000 kilomètres, le temps de propagation du signal de fermeture ou d’ouverture (le temps nécessaire pour que l’intensité s’élève de zéro à la valeur i, ou tombe de I à i) est proportionnel au produit de la longueur du fil l par sa

résistance^, ou, ce qui revient au même, à —• Il dépend en outre, mais à c.s

un moindre degré, de la valeur du rapport j et de la distance qui sépare le fil considéré du fil de retour.

Pour un fil de cuivre de 2 millimètres, d’une longueur de 10.000 kilomètres, séparé du fil de retour par une distance de 20 mètres, les formules donnent un temps de propagation de 0".3 s’il s’agit du signal de fermeture,

et de 3 S , s’il s’agit du signal d’ouverture, en prenant j —

Il s’écoulera donc 3 secondes avant que l’intensité primitive I soit tombée

à ^ de sa valeur, à la station d’arrivée, après l’ouverture du courant à la stab

tion de départ ; et il faudra O 9 ,3 pour que l’intensité, à la station d’arrivée,

s’élève de zéro à I de sa valeur finale, après la fermeture du courant.

Si la résistance du circuit est relativement faible (s’il n a qu une longueur de 60 kilomètres, par exemple), le résultat est tout différent : dans ce cas, l’intensité augmente ou diminue par oscillations. Pour un fil de 60 ki o-

mètres, on trouve qu’au bout de 0 S .0013, l’amplitude de ces oscillations est réduite à ^ de la valeur initiale.

S’agit-il maintenant de la transmission d’un simple trouble de l’équilibre, par exemple d’une décharge, M. Wand trouve que la vitesse de propagation sera toujours inférieure à la vitesse de la lumière, et qu’elle doit diminuer quand la résistance augmente. Pour des résistances relativement faibles (quelques centaines de kilomètres de fil de cuivre), on aura encore des oscillations. Cette conclusion est conforme à l’expérience; il suffit de rappeler à cet égard les décharges oscillantes observées par M. Feddersen. Dans le cas de résistances considérables, la propagation devient continue, et le temps de

transmission est encore proportionnel au produit l.l , c’est-à-dire à — •

On retrouve ainsi les lois que nous avons établies dans le chapitre consacré à la propagation de l’électricité dans l’état variable des tensions, et d’autres résultats théoriques que M. Kirchhoff et sir W. Thomson avaient déjà obtenus de leur côté.