Les pressions électriques se font équilibre pour
ET DK LBUA HB8U1B U VIfITiS ABI0L0I8.
on corps électrisé qui n'est soumis à aucune influence étrangère; m^ si des conducteurs sont placés dans le voisinage, la distribution de l'électricité est modifiée par l'induction et l'équilibre n'existe plus.
Prenons comme exemple un disque plan projeté en ABGD (/Ig. 26) , en communication avec une source élec-
Fig. te.
trique S au potentiel V et placé entre deux disques EF et GH reliés à la terre.
La densité est nulle sur la fiice extérieure du disque EF; sur l'autre face et sur la surface AB, elle est égale à
7—? , d étant la distance des deux surfaces.
Une lame isolante séparant les deux disques serait soumise de chaque cdte, en sus de la pression atmo-
sphérique, à une pression W égale à T=2ii8* = 5— j|
oit en
par unité de surface.
Si l'espace interposé est de l'air, le disque ËP est soumis d*un côté à la pression atmosphérique et de l'autre à mie pression égale diminuée de la pression électrique, et si son étendue est A » il est attiré vers le disque ABGD
1^0 DES GIUlfDEVRS ÉLECTRIQUES
avec une force égale à -^r-^ . De même si éC est la distance
ona
qai sépare la surface CD du disque GH, ce dernier est
attiré par la surface CO avec une force égale à ^ ^^.
Quant au disque ABGD, la force qui agit sur lui est due à la différence de pression sur les deux surfaces, elle est : VA fi iA
Si le disque GH est supprimé, ou situé à une trèsgrande distance, les deux disques EF et ABGD sont atti-
V*A rés l'un vers l'autre par une force égale à 5 — :r. Gette
force f peut se mesurer directement et, lorsque A et d
sont connus, on en déduit le potentiel V, V = d ^-^ .
G'est sur cette formule que reposent les électromètres à disques etnotammentrélectromëtreabsoludeM.Thoiiison.
80. Décharge diiruptive. — Lorsque la pression électrique sur deux surfaces voisines dépasse la résistance du milieu qui sépare ces surfaces, les fluides contraires se rejoignent violemment en déplaçant les molécules du diélectrique ; il se forme comme une fissure par laquelle s'écoule à peu près instantanément presque toute la charge des conducteurs; cette décharge produit une étincelle dont le bruit est dû à la compression de l'air, et l'éclat à des particules solides entraînées par l'électricité et portées à une haute température.
La distance à laquelle éclate l'étincelle entre deux conducteurs dépend de la pression électrique et de la résistance mécanique que le milieu oppose à la décharge * ;
* CeUe résUtance méeanlqoe à la décharge est complètement dllTérente de la réaittaDce électrique qui donne lieo aux lois d'Ohm.
ET DE LEUR MESURE EN UNITÉS ABSOLUES. i%\
la pression varie elle-même avec le potentiel ou la charge des conducteurs en présence, avec leur éloignement et leur forme. Pour deux surfaces convexes, c'est aux points les plus rapprochés que la densité, et par suite la pression, a sa plus grande valeur; c'est donc entre ces points que doit éclater l'étincelle, à moins que dans le voisinage il ne se trouve des portions de surface à courbure plus grande, sur lesquelles s'accumule l'électricité.
Lorsque la densité est uniforme, ainsi que cela a lieu pour deux surfaces planes, l'étincelle éclate entre les points pour lesquels une légère aspérité ou une cause acddentelle quelconque entraîne la rupture de l'équilibre.
Quant à la résistance mécanique du milieu gazeux, elle est d'autant moindre que sa pression est plus faible ; elle est également variable avec la nature du gaz, car les molécules matérielles interviennent dans le phénomène de la décharge disruptive dont les lois sont très-complexes.
Nous n'insisterons pas sur ces phénomènes ; nous nous bornerons à faire remarquer que la résistance opposée de la dëchai^ par un milieu gazeux diminue rapidement avec l'épaisseur de ce milieu contrairement à ce qu'on aurait pu croire. Ainsi, d'après les expériences de M. Thomson, l'étincelle éclate dans l'air entre deux disques parallèles à une distance de 0""",0025A pour une pression électrique de li>,290 par centimètre carré; à une distance de 0"°',A0 pour une pression de 0^,921, à ime distance de 1""",22 pour une pression de 0<,69ô *.
Ce fait explique comment pendant les orages il se produit des étincelles ou éclairs de plusieurs kilomètres de
* Dtosces expériences, la preesioD étall déduite du potentiel déterminé an moyen de l'âectromètre absolu^ et de la distance des deux disques au monMDt où se produisait l'étincelle.
113 DK8 GRANDEURS ÉLECTRIQUES
longueur, bien qu'à la surface de la terre la pression électrique ne soit pas sensible.
87. Tension électrique. — Nous avons évité d'em«ployer le mot tension qui n'a pas de signification bien précise. On applique souvent ce nom au potentiel électrique ; quelques auteurs s'en servent pour représenter l'action répulsive à laquelle aérait soumise à la surface d' un corps l' unité de quantité d'électricité, que nous avons nommée force résultante (n' 83). Enfin d'autres appellent tension la pression électrique rapportée à l'unité de surface. Ces trois grandeurs sont essentiellement différentes.
Imaginons une sphère de rayon R=:0"*,05 à la surface de laquelle est répandue une quantité d'électricité égale à 1 ,60 unités, c'est-à-dire telle que concentrée en un point elle repousserût une quantité égale située à une distance de 1 décimètre avec une force ab-
(i 50\' -^J =225 ou à 22«,5. Le potentiel de
la charge est ^ = ttt^ = 30.
n U,Uo
La densité S ou la charge par mètre carré est
AiîR* ""475X0,052 "^^'^
La force résultante $ exercée sur l'unité de quantité à la surface du corps est * = 4^8 = 600, c'est-à-dire 600 absolus de force, ou environ 60 grammes.
Enfin la pression exercée contre l'air par mètre carré est W =r 2icS'= 14. S80 ou 1. 433 grammes. Par centimètre carré cette pression serait 0*,1433.
Énergie électrique.
88. Un système de corps électrisés ne peut revenir à Tétat neutre qu'à la suite d'un mouvement des fluides
BT DE LBUR 1R8II11B EU fJIflTÉS AB80LUB8* lt3
électriqnes et, par conséquent, d'un déTdoppement de tnTBil produit par leurs forces attractives et répulsives ; le système contient donc une certaine quantité d'énergie qui est à F état potentiel tant que Téquilibre électrique aibsiste et qu'on peut évaluer.
On se rend aisément compte du travail que peut dé> Tdopper l'électricité répandue sur un corps conducteur par le raisonnement suivant :
Fig. «T.
Considérons {fig. 27) un corps électrisé G entouré fune enveloppe conductrice AB ; soit V le potentiel du corps G et T celui de l'enveloppe. Si Q est la quantité fëlectricité que contient A, une quantité égale et de signe contraire — Q est répandue sur la surface intérieure de l'enveloppe; en nommant S la capacité électrostatique qui correspond 3i la position respective de G et de l'enveloppe, on a: Q = S(V — V), ou Q = SV si V est nul.
Onavu (n^il)qu'une masse d'électricité égale à l'unité de quantité, en se transportant d'un point à un autre de l'espace, développe, sous l'influence des forces électriques, an travail mécanique numériquement égal à la différence des potentiels des deux points ; en passant d'un point quelconque m du corps G à un point n de l'enveloppe, Tunité de masse électrique produit donc un travail égal
k V— -V quel que soit le chemin parcouru entre les points m et n. Si la masse électrique qui se meut de m à n est 9, au lieu d'être l'unité de quantité, le titivail développé est g(V — V). Une masse égale d'électricité négative qui se transporterait de l'enveloppe au corps A développerait la même quantité de travail — 9(V' — V) ou g(V — V). Lorsque l'enveloppe est en communication avec la terre, V est nul et le travail de la masse q devient 9Y.
Supposons que le corps A se décharge peu à peu par des transports successifs de petites masses électriques passant du corps à l'enveloppe, que ces petites masses soient toutes égales à q^ et qu'on ait n9 = Q, n étant un nombre très-grand : le potentiel Y du corps A, qui était
primitivement égal à = , deviendra successivement ~ ,
~ , — ë— ^, etc. Quant au travail développé par
les masses q pendant leur mouvement du corps G à l'en veloppe, il sera
En faisant la somme on obtient pour le travail total
-^-xnq, ou --,
qu'on peut mettre sous la forme ^VQ, ou encore k ^'S,
puisque Q = YS*.
