CHAPITRE III

GRANDEURS ÉLECTROSTATIQUES.

Hypothéêéê lur la nature de rékctricité.

33. Pour expliquer les phénomènes électriques on a été conduit à admettre Texistencè de deux fluides qui sont répandus dans tous les corps: un petit espace qui en contient des quantités égales est à l'état neutre; il est électrisé positivement ou négativement suivant que l'un ou l'autre des fluides est en excès, et cet excès constitue ce qu'on nomme son électricité libre.

Les particules d'un même fluide se repoussent tandis qu'elles attirent celles de l'autre fluide ; la force, répulsive ou attractive, est inversement proportionnelle au Carré de la distance.

Dans les corps dits conducteurs, les fluides électriques peuvent passer d'une molécule matérielle à la suivante ; ils éprouvent, il est vrai, une résistance variable suivant la nature des corps, mais cette résistance, qui est une fonction de la vitesse, n*est pas absolue, et la plus petite force étrangère suffit pour produire le mouvement. Pour les corps dits isolants, les fluides électriques restent adhérents aux molécules matérielles.

En fait, il n'existe pas de corps absolument isolants, mais la résistance opposée au mouvement électrique peut être assez grande pour que la propagation n'ait lieu qu'avec une extrême lenteur.

Pour expliquer la propagation de rélectricité dans un conducteur} on admet qu'elle se produit par une série de décompositions et recompositions successives du fluide neutre, ce qui revient à considérer deux courants circulant en sens opposé ) Fun d'électricité positive et l'autre d'électricité négative.

Bien des objections ont été faites à l'hypothèse de deux floideSt qui d'ailleurs ne satisfait nullement l'esprit.

Beaucoup de physiciens reviennent à l'hypothèse de FrancUin qui consiste à ne considérer qu'un seul fluide dont les molécules agissent par répulsion les unes sur les autres et par attraction sur la matière pondérable. Cn atome matériel est à l'état neutre lorsque le rapport de sa maese à celle du fluide électrique qui Tentoure a une valeur déterminée ; il est électrisé positivement ou négativement suivant que ce rappoit augmente ou diminue.

Cette hypothèse, combinée avec l'attraction matérielle, conduit aux lois élémentaires de l'électricité statique 9 elle est en apparence plus rationnelle que celle des deux fluides, mais elle suppose des actions difiérentes entre les molécules électriques et les molécules matérielles dont on se rend difficilement compte.

L'une et l'autre de ces hypothèses entraînent la conoeçUon d'une action à distance; or« si l'on comprend aîiémeat la transmission du mouvement au contact « Yetprii éprouve une certaine répugnance à doter les molécules matérielles, électriques ou magnétiques d'une propriété qui leur donne la faculté d'agir à travers des sspaces absolument neutres.

On est donc porté à chercher une explication des forces diverse» de la nature par de simples transformations de mouvement. Les actions qui s'exercent à distance aulaîent pour intermédiaire le fluide qui remplit les espaces

interplanétaires aussi bien que les inten'alles qui séparent les molécules des corps, dont les phénomènes calorifiques lumineux ont prouvé Fexistence, et auquel les physiciens donnent le nom d'éther. L'électricité ne serait elle-même qu'un état particulier de l'éther, dont le mouvement dans les corps conducteurs produirait le courant électrique.

Quoi qu'il en soit, l'hypothèse des deux fluides électriques, si elle ne représente pas la véritable cause des phénomènes électriques, n'en est pas moins l'expression d'une loi élémentaire qui résulte de l'expérience, et à ce titre rien ne s'oppose à ce qu'elle soit conservée dans le langage et à ce qu'on lui applique l'analyse mathématique, pourvu qu'on n'attache pas aux mots électricité positive ou négative l'idée de deux fluides d'une nature spéciale, mais simplement celle de deux états particuliers des corps, états mesurables par leui-s effets. De même que si l'on arrivait un jour à trouver la véritable cause de l'attraction universelle, on n'en appliquerait pas moins la loi de Newton au mouvement des corps célestes.

Quantité ou masse de t électriciti.

3&. Définilion, — Si l'on met en présence d'un corps électrisé A, isolé dans l'espace, successivement deux autres corps B et G de petite dimension chargés d'électricité de même nom, et si la force répulsive, mesurée au moyen d'une balance de torsion ou par toute autre méthode, est égale pour une même distance, on dit que les deux corps B et G ont une charge égale d'électricité ou qu'ils en possèdent des quantités égales. Si ces deux corps sont réunis en un seul, la force avec laquelle ils repoussent le corps A est double. Si un quatrième corps

ET DB LBUR MESURE V.S CNITés AiSOLDBS. 37

électrisé produit sur A le même eflet que les corps B et C réunis, on dira qu'il contient une quantité d'électricité double de celle qui se trouve sur chacun de ces derniers. Il en contiendra une quantité triple, quadruple, etc. si la force développée est triple ou quadruple, etc.

On a ainsi la définition de la quantité ou de la masse d'électricité que contient un corps, et un moyen de la mesurer quand l'unité a été fixée*

D'après la loi de Coulomb, deux masses q et f', de même fluide, situés à une distance I, se repoussent avec

une force proportionnelle à ^ • En désignant par f cette

constant.

Si les corps sont chargés d'électricités contraires, il y a attraction. La même formule s'applique en donnant à f et à g' un signe positif ou négatif, suivant que la masse électrique est elle-même positive ou négative, et en considérant la force ^ comme répulsive quand sa valeur est positive, et comme attractive quand sa valeur est négative.

L'unité absolue de quantité se déduit de cette formule en posant 9 = 9', K = 1, /"=! et 1= 1, car on en déduit 9 = 1.

L'unité absolue de quantité ou de masse électrique est donc la masse d'électricité positive qui, concentrée en un point, ou répandue sur un corps de très-petite dimension, repousse avec l'unité de force une quantité égale située à l'unité' de distance. L'unité de force est l'unité absolue définie précédemment (n"" 26) qui est égale à 0<',101d.

L*nnité de quantité, Q, ainsi fixée, se nomme unité a6iolue éleeiro statique t afin de la distinguer des unités de

38 DI8 GRANDEUltS ÉLBOTRIQQM

quantité que Ton déduit des phénomènes électro-dynamiques et électro-magnétiques; elle est liée aux unités mécaniques de force, F, et de longueur, L, par la relation

Ai

p = F, d'où Q = L v^F. En remplaçant l'unité de force

par sa valeur en fonction des trois unités fondamentales, LM

F = is^, on obtient pour les dimensions de l'unité de quantité :

Au moyen de ces dimensions, on trouve immédiatement ce que deviendrait l'unité de quantité si l'on passait d'un système d'unités fondamentales à un autre. Si, par exemple, on adoptait pour unité de longueur le centimètre au lieu du mètre, la grandeur Q, de l'unité de

quantité deviendrait Q, = ^^*^*^'^'^. = 0,001 x Q.