Voir schéma qui précède

ENDR sonnette) va se fixer à la borne négative du courant induit sur la bobine.

La seconde branche de bifurcation est loin d’avoir, dans le pont à fil, la même simplicité de disposition que dans le pont de Wheatstone schématique. DeB la branche de bifurcation va à l’un des pôles de la boîte de résistance R ; après avoir traversé la boîte de résistance, la branche retourne en A, extrémité du fil de platine, après avoir traversé la cuve X contenant le liquide de résistance à détérminer ; on conçoit immédiatement, en se reportant au schéma type du pont de Wheatstone, qu’un pont jeté au moyen d'un fil entre le pôle de sortie du courant de la boîte de résistance et C le curseur mobile sur le fil de platine, on comprend, dis-je, qu'un pareil circuit se comporte à la façon du pont où se trouve le galvanomètre dans le schéma type. Lorsque, par suite de l'introduction dans la boîte R d’une résistance appro- ‘ priée (point sur lequel nous reviendrons plus loin), lorsque, par suite du déplacement judicieux du curseur C sur le fil de platine (déplacement donnant respectivementaux portions de fil C A (a) CB (b) des valeurs appropriées) on arrive à l’équilibre, à ce qu’il n’y ait plus aucune différence de potentiel entre les deux pôles du. pont, aucun courant ne passe plus dans ledit pont, le galvanomètre y reste au O, au repos.

Ce phénomène de l’absence de tout courant dans le pont est traduite, dans nos expériences, par le silence absolu dans un microphone placé sur ce pont, silence remplaçani Les vibrations du trembleur de la bobine que

l’on perçoit nettement quand le courant passe.

Nous reviendrons plus loin et nous insisterons plus longuement sur la question du microphone signal.

Disons encore que dans les branches de bifurcation la résistance des fils est pratiquement négligeable, leur diamètre devant être celui des gros fils de sonnettes.

En temps que résistances, sont donc seules à considérer dans les deux branches de bifurcation, les résistances de la cuve X, de la boîte R et des deux portions variables a et b du fil de platine.

Supposons que nous ayons obtenu le silence absolu dans le microphone, nous avons donc de part et d’autre du pont des résistances égales ; pour arriver à ce résultat nous avons introduit dans la boîte une résistance R, nous avons fait glisser C, curseur placé à l’extrémité du pont de façon à avoir des portions a et b de fil de platine de résistances telles qu'une simple lecture en donne le rapport ; nous avons là tous les éléments d’une équation : nous avons le droit de dire: le rapport

a (connu) X (résistance inconnue à déterminer)

b (connu) TR (résistance dans la boite) d’où l’on tire :

a MES a X (résistance de l’eau minérale examinée) — ge R

en termes plus explicites, X, la résistance cherchée, est le quotient de a par b (distances respectives du curseur C, à A et à B) multiplié par R la résistance connue introduite dans la boîte.

Après avoir insisté quelque peu sur le schéma des expériences, la théorie de l’emploi et de la disposition

des appareils, il nous faut, avant d'abandonner la ques-

hi e

tion du pont à fil, dire encore quelques mots du fil de platine en lui-même, de sa surveillance et de quelques conditions expérimentales s’y rapportant.

Le fil de Platine doit être l’objet d’une surveillance minutieuse et fréquente. Pour un même fil il faut surveiller avec soin la tension et il faut, de plus, vérifier de temps à autre la justesse ; ces opérations qui ont une importance secondaire pour un fil dûment étalonné et déjà vérifié, passent au premier plan pour un fil nouveau et non encore étalonné. En effet, un vice de filetage, une paille, imperceptibles dans un fil d’un si petit diamètre, peuvent cependant conditionner des variations importantes dans la résistance de l’une ou l’autre partie du fil, de là, évidemment, des erreurs dans les lectures et dans les résultats.

Pour étalonner un fil de platine, il suffit de remplacer la cuve par une seconde boîte de résistance. En introduisant dans chacune des deux boîtes une résistance égale, on doit obtenir le silence au microphone lorsqu'il y a de part et d'autre du curseur C une Jongueur de fil de platine égale, c’est-à-dire lorsque le curseur est à la division 50 de la règle, si, toutefois, le fil est homogène el bien tendu. Lorsque le silence se produit au delà ou en deçà de la division 50, il faut arriver à l'équilibre et au silence à la division 50 en ajoutant dans la boîte de résistance de droite (B) ou dans celle de gauche (A) à la résistance initiale, une fraction d'ohm ; par la suite. dans les expériences, il faudra corriger les lectures en ajoutant ou en retran-

chani, suivant les cas, du chiffre d'équilibre obtenu, le

nombre des divisions, lues à droite ou à gauche du 50 au moment de l'étalonnage du fil.

On peut essayer aussi de rétablir l’équilibre à 50 en modifiant la tension du fil. ;

Pour nous, à plusieurs reprises, notre fil examiné et retendu nous a toujours donné le silence à 50 juste ou entre 49,9 et 50 ; ces résultats nous parurent pleinement satisfaisants.

Avant de passer à l'étude du microphone, disons encore que le pont à fil doit être entretenu avec soin ; il faut le couvrir avec précaution, éviter le contact des acides, du mercure, qui rendraient le fil de platine inutilisable ; il faut, en outre,enlever légèrement les poussières qui peuvent s’amasser entre le fil et la règle, modifiant ainsi les conditions des expériences.

b) Le microphone. — Nous ne nous arrêterons pas à décrire notre microphone qui ne présente rien de bien particulier, c’est le récepteur téléphonique courant du commerce.

Nous savons déjà où l’on doit le placer sur le circuit du pont.

Nous n’ignorons pas son but précis : nous avertir, nous signaler si le courant passe ou ne passe pas dans le pont ; si le courant passe on p#rçoit à l’oreille, d’une façon nette, les vibrations du trembleur de la bobine de Ruhmkorff, si le courant ne passe plus, c’est le silence,

Pour obtenir ces variations, tenant d’une main le récepteur appliqué sur l'oreille, on déplace de l’autre le curseur sur la réglette de cuivre et, partant, on fait varier

la position C dudit curseur sur le fil de platine.

Il est évident que le courant ne s’arrête pas dans le pont d’une façon subite ; le courant devient moins intense quand on approche de l'équilibre, du point de silence, les vibrations sont atténuées ; en conséquence, quand nous faisons varier le curseur autour du point C optimum, nous percevons de part et d'autre, plus ou moins rapidement, la réapparition de vibrations faibles d’abord, puis de plus en plus intenses et revenant plus ou moins vite à droite et à gauche, aux vibrations complètes du courant normal. Il est évident, et cela constitue un bon moyen de contrôle, que le point C est au milieu et à égales distances de deux points, de part et ‘d’autre,où les vibrations sont d’égale intensité.

Il y a là, ce n’est pas douteux, une petite éducation auditive à effectuer mais elle est, à vrai dire, rapidement satisfaisante, et des observateurs peu exercés arrivent vite à faire des lectures fort précises.

Dans cette question du silence il est plusieurs facteurs à considérer et en particulier :

La durée, c’est-à-dire la longueur d’échelle que peut parcourir le curseur sans que l'observateur perçoive les vibrations.

La qualité, c'est-à-dire le degré de silence, question étroitement connexe à la précédente et qui, comme elle, . nécessite quelques explications quant à l'interprétation et quant aux modifications possibles à y apporter, par des artifices opératoires, pour la plus grande rigueur des résultats.

Où commence, où finit le silence? ce sont les deux

points, les deux chitfres à déterminer ; ils varieront évi-

HS Me

demment suivant l’acuité auditive de chacun, mais ils varieront, aussi, d’égale façon, et le point de silence absolu sera toujours au milieu, à égale distance de l’un et de l'autre; en expérimentant il faut toujours commencer par un glissement assez rapide du curseur, on perçoit alors la zone du silence, puis on détermine, par tâtonnement, en faisant glisser alternativement le curseur de droite à gauche, de gauche à droite, les deux points où les vibrations réapparaissent ; le point optimum est au milieu. ,

Parfois le silence est peu net, ou n’existe en quelque sorte pas du tout et est remplacé par ua seul affaiblissement notable des vibrations ; cependant, dans la majorité des cas, en déplaçant rapidement le curseur, on arrive à déterminer les deux points, les deux chiffres d’égale affaiblissement d'intensité, nécessaires à une bonne lecture.

Les cas de silence un peu prolongé, se produisent lorsque l’eau à examiner présente une forte résistance, tel est le cas de l’eau distillée par exemple ; au contraire, lorsque l’on n’arrive pas au vrai silence, c’est parce que le liquide est bon conducteur, peu résistant. Lorsque ces inconvénients sont trop accusés et menacent d’entacher d’inexactitude la valeur des expériences, on peut facilement y remédier mais, en partie seulement ; comme nous l’avons déjà dit plus haut, c’est à la force électromotrice qu'il conviendra de s’adresser ; dans le cas de silence prolongé, de résistance trop grande du liquide à examiner, on ajoutera un ou même deux élé-

ments Leclanché ; dans le cas, certainement plus fré-

quent, où le silence ne paraît pas suffisamment net, c’est en réduisant à un seul élément la source d’énergie que nous pallierons un peu, aux difficultés d'observation résultant de cet état de choses.

c) La boîte de résistance. — Il n’est pas dans notre intention de décrire ici une boîte de résistance ; c’est là, en effet, un instrument de mesure physique dont la construction et l'emploi sont présents à l’esprit de tous. Nous devons cependant nous arrèter ici, quelques instants, à examiner rapidement sur quel type de boîte doit porter notre choix, sur la manière d'utiliser ladite boîte dans l’ordre particulier d'expériences qui nous occupe.

Il est des boîtes de résistances énormes, mais dans les cas que nous avons à considérer, la boîte de résistance moyenne, variant de un dixième d’ohm, à 4.100 ohms {ce dernier chiffre étant obtenu en totalisant les résistances de la boîte] convient absolument; on n’éprouve vraiment quelque difficulté à se servir d'un pareil type d'instrument, cette boîte est, réellement, trop peu résistante, que dans le cas d'examen d’un liquide très résistant, l’eau fraîchement distillée par exemple.

Nous avons vu, dans un paragraphe précédent, quelle est la place à assigner à la boîte dans le montage des appareils, nous n'y reviendrons pas.

Quelle est la résistance à introduire entre les deux pôles de la boîte?

La réponse à cette question est fort simple; la résistance à introduire varie avec l’eau à examiner ;,une résistance de dix ohms par exemple, convient parfaite-

ment pour l'examen d’une eau assez minéralisée, l’eau

Houee de Vichy-Célestins par exemple. Au contraire,une résis-. tance de 100 ohms environ, semble convenir à uneeau moyennement résistante comme l’eau de Vittel.

D'une façon générale, pour faire une bonne mesure, il convient d'introduire dans la boîte une résistance telle que le silence se produise aux environs de la division 50 de la règle qui soustend le fil de platine ; notons encore qu’il faut éviter les lectures au-dessous du 40 et au-dessus du 60 de la règle ; en agissant ainsi, on réduit au minimum et on rend négligeables les causes d'erreur dues à la constitution mème du fil de platine ; pour arriver à ce résultat, il suffit d’un léger tâtonnement; on trouve rapidement la résistance de boîte la plus convenable à l'examen d’une eau donnée.

Pour contrôler la valeur d’une expérience il est bon, avec une eau donnée, de faire deux ou trois lecturesen introduisant chaque fois une résistance différente dans la boîte (100, puis 120, puis 130 w par exemple); ces deux ou trois chiffres, toutes conditions d’expériences étant égales, doivent, avec un expérimentateur exercé, donner, après calculs, des quotients semblables ou extrèmement voisins ; dans le cas de résultats différents on peut s'en tenir au chiffre moyen, à la condition, toutefois, d’avoir fait quatre ou cinq lectures etde s’ètreassuré qu'aucune condition extérieure, qu'aucune erreur de méthode, n’est venue troubler la rigueur des expériences.

Comme nous l’avons dit déjà, une seconde boite, pareille à celle dont nous venons de parler, peut présenter quelque utilité en particulier pour remplacer la cuve dans l’étalonnement ou la vérification du fil de

Poirot-Delpech 3

2 04e platine ; o peut cependant éviter l’acquisition de ce second appareil, relativement dispendieux, en.divisant en deux parties la boîte de résistance et en plaçant, au moyen de fils, chaque partie dans le circuit général de part et d’autre du pont à fil; cette opération est habituellement facilitée par la présence de bornes et d’un pont de cuivre amovible, à l’extrémité de la boîte opposée au côté d'arrivée et de départ du courant.

Notons enfin que, comme tous les contacts du dispositif expérimental, ceux de la boîte de résistance doivent être fréquemment surveillés et vérifiés ; avant chaque lecture il est bon de s’assurer que toutes les fiches sont bien enfoncées; afin d'éviter toute erreur il convient de ne jamais toucher à la partie métallique de ces fiches ; il peut même être utile d’en décaper le cuivre de temps à autre avec un acide faible très étendu d’eau.

d) La cuve. — La cuve employée pour nos expériences est du type de celle présentée par M. Dutoit à la Société chimique de France.

Elle se compose d’un récipient de verre C d’une hauteur de 12 à 15 centimètres environ, sur 3 à 4 centimètres de diamètre, présentant deux orifices à l’extrémité supérieure : un central (b) par lequel passe un thermomètre {h dont le réservoir doit descendre dans le liquide à examiner jusqu’à 2 centimètres du fond de la cuve (entre les 2 élecirodes E, E’); ce thermomètre est gradué en dixièmes de degré centigrade de 15 à 30° ;l’autreorifi ce (a) est destiné à l’introduction du liquide.

De part et d'autre de la cuve, à 3 centimètres environ

de la base, (en c et c’), pénètrent les fils de platine

conduisant respectivement aux 2 électrodes E et E? ; ces 2 électrodes, surfaces métalliques planes et parallèles,

doivent avoir 10 centimètres carrés de superficie cha-

eune, elles sont situées à 1 centimètre de distance l’une de l’autre ; ainsi, le cube d’eau compris entre E et ‘est de 10 centimètres cubes.

Entre les 2 électrodes vient plonger le réservoir du thermomètre.

Notons ici que l’on peut faire construire des cuves à partie supérieure amovible en y, y’; la fermeture hermétique est assurée par un bon rodage à l’émeri ; ce dispositif présente de réels avantages pour l’introduc-

tion du liquide à examiner et le nettoyage de la cuve.

— 36 — Fou

La cuve est posée sur un grand godet de parafine, présentant, de part et d’autre, de petits godets à mercure où viennent plonger les fils F et F'; c’est par l'intermédiaire de ces godets à mercure que l’on établit le courant qui doit parcourir tout le dispositif expérimental.

Pour faire de bonnes lectures, la quantité de liquide à mettre dans la cuve est de 50 centimètres cubes environ ; ce chiffre n'a, du reste, rien d’absolu, son importance est très secondaire, le seul résultat à obtenir est que les électrodes baignent largement, tout entières, dans le liquide à examiner. Quoi qu’il en soit, la quantité doit toujours être la mème dans une série d’expériences ; aussi le liquide doit-il ètre soigneusement mesuré, avec une pipette, une burette préablement rincées, et avec l’eau distillée, et avec le liquide à examiner. Comme nous l'avons déjà dit c’est par lorifice (a) que l’on introduira le liquide.

Nous venons de parler, déjà, de ia forme et de la surface à donner aux électrodes de la cuve : quadrilatère de 10 centimètres carrés, les deux électrodes étant à 1 centimètre l’une de l'autre ; il est, à ce propos, un point sur lequel il convient de s'arrêter quelques instants : LA NATURE DES ÉLECTRODES. De toute évidence, ce sont les électrodes de platine qui présentent les plus gros avantages, mais elles ont l'inconvénient, malgré leur faible épaisseur, d'élever considérablement le prix de la cuve, de plus elles ont besoin d’être ménagées, de ne pas trop servir ; les électrodes d'argent, de beau-

coup de moins chères, ne peuvent servir à toutes les

expériences, en particulier, leur emploi doit être proscrit pour les examens des eaux sulfureuses ou fortement sulfatées ; en effet, si on ne suivait cette prescription, il se produirait, sur les plaques, des sulfures d’argent qui d’abord fausseraient les résultats, et, ensuite, rendraient vite les électrodes inutilisables.

D'une façon générale, et, bien que cela paraisse paradoxal, dans un but d'économie, on peut conseiller l’emploi simultané de deux cuves différentes :

Une cuve à électrodes d’argent pour les expériences courantes ;

Une cuve à électrodes de platine pour l'examen des eaux sulfureuses ou fortement sulfatées, le platine, bien entretenu, soigneusement lavé après chaque lecture, n'étant pas ou peu attaqué au cours de ces expériences.

. Nous ne pouvons abandonner ce paragraphe descrip-

tif de la cuve sans dire un mot des précautions nécessaires à prendre pour l'entretien en bon état de cet appareil, la valeur des expériences en dépend :

Avant et après chaque expérience, la cuve doit être rincée par deux fois à l’eau distillée ; il sera bon aussi, avant l’expérience, de la rincer une fois avec le liquide à examiner.

A la fin de chaque séance, il est indispensable de remplir complètement la cuve d’eau distillée avant de la ranger.

Dans certains cas, on peut être obligé de nettoyer énergiquement, de décaper les électrodes ; pour ce faire on se servira d’un acide faible étendu d’eau que l’on

laissera, suivant les besoins, séjourner plus ou moins longtemps dans la cuve.

Conditions de température. — Pour que nos expériences soient comparables et aient une certaine rigueur, il est de toute évidence que les conditions de température doivent entrer en jeu ; les lois même de l’ionisation des sels en solution, lois qui nous apprennent que la quantité de sels ionisés varie avec la température, donnent à ces conditions thermométriques une valeur primordiale ; c’est là même, la raison d’être du thermomètre divisé en dixièmes de degré centigrade que nous avons signalé en décrivant la cuve.

Nous avons vu où il convient de placer ledit thermomètre ; insistons sur ce point qu'il faut introduire avec précaution le réservoir thermométrique dans la cuve, afin de ne pas toucher aux électrodes qui, vu leur faible épaisseur, pourraient se déplacer ou se fausser sous le moindre choc.

Comme tous ceux qui se sont occupés de la résistivité électrique des solutions salines, c’est à 18° que nous effectuons nos expériences.

En été, on parvient facilement à maintenir la solution à examiner à cette température de 18°, en plaçant la cuve dans un récipient contenant de l’eau fraîche, à laquelle on peut, s’il en est besoin, ajouter quelques morceaux de glace.

Dans la moyenne des saisons, on atteint facilement le degré de température voulu en chauffant à la main, la cuve contenant le liquide à examiner. Recomman-

dons, en passant, d’agiter légèrement la cuve pendant

ce chauffage à la maïn,afin que la chaleur se répartisse également dans toute la masse liquide. Pendant les grands froids,un rapide séjour de la cuve dans un peu d’eau tiède, permet d’atteindre rapidement la température voulue, mais ce chauffage doit être fort prudent, car, rappelons-le, notre thermomètre éclaterait au-dessus de 30° IL est de toute évidence que la température doit être constamment surveillée au cours de chaque expérience, toute variation thermométrique entraïnant des variations appréciables de résistivité, comme nous l’avons déjà dit au début même de ce paragraphe.

Coefficient de cuve. — Nous avons vu, au moment de notre description du pont de Wheatstone, comment on procédait pour calculer le résultat des expériences; nous savons donc que la résistivité à déterminer égale le quotient du chiffre (a) compris entre le 0 de l'échelle graduée et le point de silence, par (b), le nombre de divisions comprises entre le point de silence et le 100 de l’échelle ; ce quotient étant multiplié par R, résistance variable

mais connue introduite artificiellement dans la boîte on É PRÈS = R b

Dans le calcul de la formule X — R, il n’est pas question d’un autre facteur variable, la valeur du cube de liquide compris entre les deux électrodes ; la formule nous donne donc la résistivité totale de ce cube liquide, mais, pour avoir des résultats de valeur absolue, pour avoir la résistivité de l’unité, le centimètre cube, il fau-

drait, évidemment, calculer la capacité du cube liquide

AD SE compris entre les électrodes, à une température donnée, et multiplier par le coefficient ainsi obtenu le chiffre que nous donne la formule.

Le cube liquide compris entre 2 électrodes de chacune 10 centimètres carrés, ces électrodes élant distantes de 1 centimètre l’une de l’autre, doit être théoriquement de 10 centimètres cubes, mais, pratiquement, soit que les électrodes, fort minces, ne soient pas parallèles ou n’aient pas la surface requise, même à peu de chose près, soit que la distance de l’une à l’autre ne soit pas exactement d’un centimètre, le coefficient de cuve est rarement /( comme on doit s'y attendre.

C’est à Kolrausch que nous devons la méthode de recherche du coefficient de cuve, c’est sur ses données que nous nous, appuierons ; notons bien que le coefficient doit être, recherché avec soin pour chaque nouvelle cuve et qu’il doit être surveillé à maintes reprises pour un même appareil (1).

Voici comment procède le physicien allemand: Après de multiples expériences il fut amené à prendre une cuve type, le cube contenu entre les électrodes étant vérifié par un artifice physique, il introduit dans l’appareil 50 centimètres cubes d’une solution à 0 gr. 5 v/, de chlorure de potassium, solution faite avec le plus grand soin (pesée précise, après dessiccalion complète, etc.) ;

il expérimente à 18° et s'arrète à la formule suivante a 1e à :

5 X R (résist. boîte) X (coefficient) — 1.185

1. M. Diénert conseille même de répéter cette surveillance le

plus souvent possible, avant chaque série d’expériences par exemple.

D 19/9 ea

Cette formule, ce chiffre doivent être admis et constituer le point de départ de tout le calcul de coefficient de cuve ; pour obtenir ce coefficient, il faut mettre dans la cuve à examiner 50 centimètres cubes de la solution de chlorure de potassium à 0 gr. 5 °/,, ; on porte la solu-

tion à 18° et on fait la lecture ; on peut tirer de la for-

muletype de Kolrausch : . x R x C — 1.185 la valeur

même de :

on conçoit, dès lors, toute la facilité du calcul du coefficient de cuve.

Il est. évident que les lectures doivent être répétées à maintes reprises, en faisant varier la résistance R, avant d'arrêter un chiffre aussi définitif que le coefficient de cuve, qui donnera leur valeur à tous les résultats.

C’est, en effet, par ce coefficient qu’il faudra multiplier ; a :

les résultats du calcul de la formule ï R pour avoir la résistivité de l'unité.

Le chiffre obtenu, grâce à ces différents calculs, représentera en ohms, la résistivité du liquide examiné: l’ohm

étant comme nous le savons, l’unité de résistance élec-

trique.