MIQUE

Action des courants sur les aimants. — Œrstt constaté en 1820 qu'une aiguille aimantée;' être déviée de sa position d'équilibre par Tac . d'un courant. Une aiguille aimantée m-:

dans un plan horizontal étant en équilibre --: le méridien magnétique (fig. 290), on lend ci

Fig. 200. — Ëxpérieoce d'GBrsted.

ce plan, au-dessus ou au-dessous d'elle, n^ de cuivre dans lequel on lance un coar L'aiguille est déviée immédiatement d'uni. d'autant plus grand que le courant est : intense.

CErsted a déterminé le sens de la den^: dans les différents cas, et Ampère a n-t ces résultats dans un énoncé unique. Pour ^ il supposait placé sur le fil de cuivre un oS vateur recevant le courant des pieds vers h et tourné constamment de manière à reçar l'aiguille aimantée. On appelle gauche eï dr du courant la gauche et la droite de cetolvateur.

Dans ces conditions, le pôle nord de fm^' est toujours dévié vers la gauche du courant.

La déviation augmentant avec rinteositr : courant, l'expérience d'CErsted fournil moyen de mesurer les intensités ; tel est en'' le principe du galvanomètre et d'un cer nombre d'instruments analogues (ampèr»^ctrès, boussoles).

Dans l'expérience d'OErsted, l'algaille tenJ se placer perpendiculairement au courant' elle y arriverait toujours, quelle que soit ;tensité, si l'action de la terre ne tendait i ramener dans le méridien. Pour s'en àss^"' on répète l'expérience avec une aipuille o. le pivot est parallèle à Taiguille d'inclinai^' et qui tourne par suite dans un plan perKdiculaire à cette direction.

Expériences de Biot *et Savart, — tn coan'^ rectiligne indéfini donne évidemment P"^ surfaces de niveau des plans équidistanls pa*^' par son axe, et pour lignes de force des cerc. * concentriques ayant leurs centres sur l'axf ^^

ÉLKCTRO-MÉDICAL (Appareil). — ÉLECTRO-MÉGALOSCOPE.

conducteur. La force est la même en tous les points d'une même circonférence ; Biot et Sa* vart ont montré qu'elle varie en raison inverse de la distance.

Une très petite aiguille aimantée étant suspendue à un fil de soie, on la fait osciller d'abord sous la seule action de la terre, et Ton détermine le nombre d'oscillations n qu'elle fait en une seconde. On a, d'après la formule du pendule (Voy. Méthodr des oscillations),

H étant l'intensité horizontale du ohamp terrestre, et K une constante qui dépend du moment d'inertie de l'aiguille et de son aimantation.

On place ensuite un fil de cuivre vertical à une distance a dans le plan vertical mené par le milieu de l'aiguille perpendiculairement au méridien, et l'on fait passer un courant dans ce ni. L'aiguille oscille alors sous l'action simultanée H + F de la terre et du courant, et Ton a

Transportant ensuite le courant à une distance a' dans le même plan, on a

D'où

F Ns^ - n^

midssïna

Si l'on calcule le second membre, on trouve

a' qu'il est égal à — . Donc

On vérifie d'ailleurs que l'action est proportionnelle à l'intensité. Donc

la constante k dépendant de l'unité choisie pour l'intensité.

Loi élémentaire de Laplace. — Laplace a calcule'', en partant de l'expérience précédente, l'action réciproque d'un pôle et d'un élément de courant. 11 a trouvé

m étant la masse du pôle, ds la longueur de l'élément de courant, r la distance du pôle au milieu de l'élément, et a langle de l'élément ds avec la distance r. L'action de l'élément sur

le pôle est appliquée au milieu de l'élément et de la droite r; elle est dirigée vers la gauche du courant, l'observateur qui la personnifie regardant le pôle. L'action du pôle sur l'élément est évidemment une force égale et directement opposée à la première; elle est donc appliquée au milieu de l'élément et non au pôle. Cependant, si, au lieu d'un élément, on considère un courant fermé tout entier, la résultante des actions d'un pôle sur ce courant passe par le pôle.

En transformant la valeur de f, on peut donner à la loi de Laplace la forme suivante :

Vaction qui s'exerce sur un élément de courant placé dans un champ magnétique est égale au produit de rintensité électromagnétique du courant par Vaire du parallélogramme construit sur Vêlement et Vintensité du champ. Elle est dirigée normalement au plan du parallélogramme y vers la gauche du courant, si celui-ci regarde dans la direction du champ.

Action des aUnanis sur les courants, — La loi de Laplace fait connaître à la fois l'action d'un courant sur un aimant et l'action réciproque, mais nous n'avons vérifié expérimentalement que lapremère. Pour vérifierla seconde, il suffit défaire agir un aimant fixe sur un courant mobile, ce qui peut se faire à l'aide de l'appareil décrit à l'article Élbctrodynamiqce. Ces actions peuvent encore se manifester par un certain nombre d'expériences qu'on trouvera soit au mot Rotation, soit à leur ordre alphabétique.

ÉLECTRO-MÉDICAL (Appareil). — (Voj.

ÉLECTRICITé MÉDICALE, BOBlNE, MaCHINE D'INDUC- TION.)

ÉLECTRO-MÉGALOSCOPE. — Appareil imaginé par le D' Boisseau du Rocher, et qui sert à éclairer les cavités intérieures du corps pour en faciliter l'observation. Une petite lampe à incandescence, de 4 mm. de diamètre, alimentée par une pile à insufflation du même inventeur, est fixée à l'extrémité d'une sonde droite ou courbe et éclaire l'organe dans lequel on l'introduiL Un petit prisme reçoit les rayons émis par l'organe éclairé et les dirige suivant l'axe de l'instrument; ils traversent ensuite un système de deux lentilles convergentes à court foyer, qui donnent une image réelle et très petite de la partie éclairée. Cette image est observée à l'aide d'une lunette qui termine la sonde^ et qui donne le grossissement qu'on désire. Cet appareil diffère de l'électro-endoscope, du polyscope, etc., par la disposition du système optique, qui permet d'observer un champ considérable sans déformation, en grandeur naturelle

ÉLECTROMÉTALLURGIE.

— Éleclro-mégaloscopc de Boisseau du Rocher.

OU avec le grossissement voulu et d'avoir une vue d'ensemble de Torgane.

Les dispositions mécaniques offrent en outre les avantages suivants : i^ lavage de la cavité à examiner avec Fendoscope lui-même, pour que Ton puisse renouveler le lavage s'il en est besoin, en retirant la partie optique seule ; 2® possibilité d'entretenir la limpidité du liquide tout en faisant Texamen (fait important pour la vessie par exemple) ; 3<> faculté de pratiquer avec rinstrument diverses opérations sur Toi^ gane que Ton examine; 4° asepticité complète de l'instrument, grâce à un montage spécial des lentilles, qui permet de passer l'instrument à Tétuve et aux acides.

La figure 291 montre l'électro-mégaloscope vésical ; l'extrémité de la sonde est représentée séparément :

L lanterne et lampe à incandescence. 0 ouverture pour le passage de la partie optique P. C G' sonde à double courant pour lavage, cathétérisme des uretères, etc. B, B' contacts. D bouton repère. M, m, m' ))iandrins fermant les ouvertures 0, C, C pour permettre l'introduction dans l'organe. R, R' robinets. A partie optique munie de ses occulaires 1, 2. S sonde. P objectif faisant saillie dans l'organe par l'ouverture 0.

ÉLECTROMÉTALLURGIE. — L'électrométallurgie a pour but soit de séparer les métaux de leurs minerais par l'électrolyse, soit de les purifier par le même procédé. Le cuivre et le plomb ont seuls été jusqu'à présent raffinés dans l'industrie par voie électrolytique ; on a l'avantage de les obtenir ainsi chimiquement purs et d'en extraire en même temps les petites quantités de métaux précieux qu'ils peuvent contenir. Les méthodes employées dans ce but sont décrites aux mots Affinage et Analyse. Nous n'y reviendrons pas, et nous indiquerons ici seulement les procédés qui servent au traitement des minerais.

L'origine de l'électrométallurgie est l'expérience par laquelle Davy en 1807 a découvert le potassium. Les premiers essais industriels ont été faits par Becquerel en 1835 dans une usine située à Grenelle, Du minerai d'argent pulvérisé était d'abord chloruré, puis dissous dans l'eau salée. 900 mètres cubes de cette solution furent soumis en une seule fois à l'électrolyse et donnèrent en vingt-quatre heures 500 kilogrammes d'argent. Après dix ans d'essais, Becquerel reconnut que le procédé électrolytique donnait de bons résultats, mais qu'il était plus coûteux que le procédé métallurgique or-

ÉLECTROMÉTALLURGIE.

dinaire. Il en est encore malheureusement de même aujourd'hui dans la plupart des cas.

Préparation électrolytiqiie des métaux. — Les procédés électrolytiques sont cependant employés dans quelques usines. Ainsi M. Létrange, dans ses usines de Saint-Denis et de Romilly, extrait le zinc de son sulfure, la blende. Une certaine quantité de blende est grillée à une température modérée dans un four à réverbère, puis traitée par Teau qui dissout le sulfate formé. La dissolution est ensuite électrolysée et laisse déposer une partie du zinc. Le résidu liquide, devenu plus riche en acide sulfurique, est versé sur du minerai, et reforme du sulfate qu'on éleclrolyse de nouveau. En utilisant ainsi Tacide sulfurique des bains, il suffit de griller un peu de minerai pour compenser les pertes. Les cathodes, qui doivent être insolubles, sont en plomb, les anodes en zinc. Le courant est fourni par une machine de Gramme et un moteur à vapeur.

MM. Blas et Miest ont fait breveter en Belgique en 1881 un procédé plus avantageux. Le minerai est broyé et aggloméré par une forte pression, sous Tinfluence de, la chaleur, en plaques que Ton utilise comme anodes solubles dans une dissolution de sulfate de zinc. Les cathodes sont en zinc. L'électroiyse donne un dépôt de zinc et de Tacide sulfurique, qui attaque la blende en régénérant le sulfate avec dépôt de soufre. L'énergie à fournir est 2,5 fois plus faible que dans la méthode précédente.

Ce procédé n'a pas été utilisé industriellement, mais il a été appliqué par M. Marchese aux minerais de cuivre. La Societa anonimaitaliana di minière di reame e di electrometalurgia et la Société anonyme de Stolberg et de Westpftalie (1885) exploitent ce procédé.

Fttsion des minerais, — Une autre branche de Télectrométallurgie n'a rien de commun avec i'électrolyse : elle consiste à fondre les minerais par la chaleur de l'arc voltaîque : on obtient ainsi une température supérieure à celle que donne la combustion du charbon ou même de l'hydrogène.

M. W. Siemens se sert d'un creuset ordinaire C placé dans une enveloppe métallique (flg. 292), dont il est séparé par une matière D infusible et conduisant mal la chaleur, par exemple du charbon de bois pulvérisé. Une tige de fer ou de platine E, reliée au pôle positif d'une puis-

sante machine, traverse le fond du creuset, et un charbon F, en communication ayec le pôle négatif, traverse le couvercle. Un régulateur APA'B règle automatiquement l'arc élec-

Fig. iOi. — Creuset électrique de W. Siemens.

trique et remédie à l'usure du charbon négatif.

Le fourneau électrique présente les avantages suivants : température théoriquement illimitée, atmosphère complètement neutre, exécution facile; en outre, la température de la masse est supérieure à celle du creuset, contrairement à ce qui a lieu dans les procédés ordinaires.

Préparation électrique de V aluminium, — L'aluminium est l'un des métaux qu'il y aurait le plus d'avantages à obtenir par l'électricité. « Il semble en effet posséder à lui seul toutes les qualités qui font rechercher les différents métaux. U est à la fois aussi ductile et aussi malléable que le cuivre, aussi tenace que le fer, aussi inaltérable à l'air que l'or et l'argent, excellent conducteur de la chaleur et de l'électricité, plus fusible que le cuivre et l'argent, et par conséquent très facile à couler et à travailler au marteau. En outre, il possède une légèreté extraordinaire qui le rendrait plus précieux encore dans maintes circonstances. Sa densité est trois fois moins grande que celle du fer, quatre fois moins grande que celle du cuivre; elle est égale seulement à 2,56.

« En outre, l'aluminium s'allie avec un grand nombre de métaux, et leur donne une série de

ÉLECTROMÈTRE

propriétés nouvelles et précieuses. C'est ce qui arrive avec le cuivre quand on Vy ajoute dans une proportion variant de 2 à 10 p. 100; il le rend plus inaltérable, plus dur, plus tenace, tout en lui laissant sa ductilité et sa malléabilité.

« Au prix où est actuellement Taluminium (plus de 100 francs le kilogramme), il n'est guère employé à l'état pur que pour la confection d'instruments d'optique et de chirurgie. Allié au cuivre et constituant le bronze d'aluminium, il sert en orfèvrerie ; on en fait des coussinets de tour, des navettes de tisserand, des casques, des fourreaux de sabre, des objets d'art. Mais si l'on pouvait le livrera 5 ou Ôfrancs le kilogramme, on le verrait se substituer très avantageusement, dans une infinité de circonstance, aux métaux précieux, au fer et au cuivre lui-même. » (Douant, la Galvanoplastie.)

Cette production économique de l'aluminium, c'est à l'électricité qu'on la demande aujourd'hui, et il semble qu'on soit sur la voie d'une solution prochaine. Deux procédés sont employés.

La méthode de M. Cowles, appliquée régulièrement dans les ateliers de la Cowle' s electric smelting and aluminium Company, de Cleveland (Ohio), est fondée sur l'emploi du creuset électrique. Le minerai (corindon) est concassé, mélangé avec du cuivre et du charbon et introduit dans le fourneau, qui est formé d un cylindre en briques garni de charbon en poudre, ayant 1,50 m. de longueur. Deux électrodes de charbon amènent le courant au milieu de la masse. On recouvre d'une couche de charbon et d'un couvercle en tôle garni de briques ; on laisse quelques ouvertures pour l'échappement des gaz. Le corindon est réduit par le charbon, en donnant de l'aluminium et <de l'oxyde de carbone. L'aluminium s'allie au cuivre qui sert à l'empêcher de s'unir au carbone, et se transporte au pôle négatif.

Le courant est produit par des machines Brush fournissant 1300 ampères et 50 volts, soit 85 chevaux. Un rhéostat de maillechort règle le courant. L'opération dure cinq heures : au commencement on ne lance qu'un faible courant; après dix minutes le cuivre est fondu; on éearte les électrodes et l'on supprime la résistance pour donner l'intensité maximum.

Dans une nouvelle usine, située à Lockport, près de New- York, et pour laquelle M. Brush a construit une dynamo de 500 chevaux, on espère arriver à obtenir l'aluminium pur, et non allié. Des usines analogues viennent d'être

achevées, notamment à Anvers et à Schaffcir D'après M. Cowles, son procédé pourrait ^er. extraire également l'aluminiam de ses ai'! minerais, cryolithe, argile, etc., et aussi a r parer d'autres corps, magnésium, mandatcalcium, silicium, bore, etc. De plus les s*:» formées dans la préparation du bronze d; minium renferment des rubis et des >â enchâssés dans la masse.

Le D' Kleiner, de Zurich, est arrivé àol l'aluminium pur en traitant la cryolithe (flao: double d'aluminium et de sodium) par ur. f cédé analogue. Le minerai pulvérisé est p' dans des creusets en ploml)agine, travers > des électrodes de charbon. On emploie un f rant de 80 à 100 volts et de 60 à 80 amp- L'opération dure de deux à trois heurçv masse incandescente fond ; l'arc cesse al' r^ se produire, et il y a une véritable électr' On obtient le métal en lingots.

Outre les procédés qui précèdent, nous d'i signaler aussi un procédé électroly tique p y ment imaginé par M. T. Senet, et qui pf-rmdéposer l'aluminium aussi facilement cpi'^ et l'argent. Il consiste à faire passer le cor dans une dissolution saturée de sulfate il mine et dans une dissolution de sel marin. * deux liquides étant séparés par une cloi^ot reuse. Il se forme d'abord un chloAre do d'aluminium et de sodium qui se décon i ^ ensuite, et l'aluminium se porte sur l'"!' * recouvrir qui est placé à l'électrode né^i. Un courant de 6 à7 volts et 4 ampères con" parfaitement.

Les exemples précédents su fusent pour ' comprendre les avantages que l'on pourra r rer de Télectrométallurgie, lorsque les pf • dés seront devenus plus économiques.

tLEGTROMËTRE. — Instrument senaii * mesurer des quantités d'électricité ou tle^ ' férences de potentiel. On a essayé autrefois transformer en électromètre rélectroscop*" ' feuilles d'or, le pendule, etc.

Le pendule représenté figure 293 a gank ' nom à' électromètre de Henley, bien qu'il ne j^'i" plus qu'à constater si une machine ou uneb ' terie fonctionne convenablement. Il est f'^nsd'une balle de sureau portée par une tif •' gide A, suffisamment conductrice, et qui tou^f autour du point B; un cadran divisé mesi"^ déviation. Sans insister davantage surlesapF* reils anciens, nous décrirons seulemenl i électromètres usités actuellement.

Balance de Gonloinb. — Cet appareil; d"' plus haut, peut servir à mesurer une char!;

ÉLECTROMÈTRE

eclrîqae en va eur absolue. En effet, suppo- »ns qu'on donne aux deux boules des charges ^ales q ; si Tangle d'écart a ne dépasse pas 20o,

Fig. 293. — ÉlectromMre de Ueulej .

on peut admettre que la distance des boules est ra, r étant la longueur de Taiguille ; la force est donc

D'autre part, si Ton a tordu le micromètre supérieur de T, la torsion est T -h a, et, en égalant les moments, on a

ou

/•r=.C(T + a) çJ=0(T+a)a».

Électromètre à qnadrants. — Cet instrument, imaginé par sirW. Thomson vers i872, se compose essentiellement d'une aiguille d'aluminium NN en forme de 8 (fig. 294), supportée

Fig. 294. — Princîpo de rélcclromètre à quadrants.

par une suspension bifilaire au centre d'une sorte de boîte cylindrique plate en métal, divisée en quatre quadrants isolés, que Ton réunit deux à deux en croix. Chaque paire de secteurs est reliée avec une petite tige isolée qu'on appelle son électrode, et qui sert à la mettre en communication avec l'extérieur. Les déviations sont toujours très petites et on les mesure par la méthode du miroir.

Si Ton porte l'aiguille à un potentiel V et les deux paires de quadrants à des potentiels V^ et V„ on démontre que la déviation a est donnée par la formule

. = A(V.-V.)[v-Xl±Vî].

De là résultent plusieurs manières d'employer l'instrument. On peut charger les deux paires de secteurs à des potentiels constants en les reliant aux deux pôles d'une pile de 50 ou iOO éléments très petits, dont le milieu communique avec le sol. On a Yj= — V,, et, si Ton relie l'aiguille au corps dont on veut connaître le potentiel V, on a

a = 2AViV.

La déviation est donc proportionnelle au potentiel cherché.

Si au contraire on relie Tune des paires de quadrants au sol, et l'autre avec l'aiguille, on a Vi = V et V,=iO, et par suite

.va

La déviation est proportionnelle au carré du potentiel, et toujours de même sens, quel que soit le signe de V.

Enfin, si l'on veut mesurer la différence de potentiel V, — Vj entre deux corps ou entre un corps et le sol, on peut les relier aux deux paires de secteurs, et communiquer à Taiguille une charge fixe. En négligeant le dernier terme de la parenthèse, ce qui peut se faire si V est

très grand par rapport à -^-5 — ?, blement

on a sensi-

a = A(V4-Va)V.

Cette dernière disposition est celle qu'avait adoptée sir W. Thomson. Vu l'importance de cet appareil, nous décrirons d'abord le modèle primitif, malgré sa complication.

Les figures 295 et 296 montrent la coupe et l'ensemble de l'électromètre sous sa forme la plus soignée, tel qu'il est construit par White, de Glasgow. Les dimensions sont indiquées en pieds et pouces anglais.

Les quadrants et l'aiguille sont placés dans un globe de verre renversé porté par trois pieds à vis calantes. Outre ces pièces principales, le globe contient un certain nombre de parties accessoires, que nous allons décrire successivement, et qui sont destinées à vérifier si la charge de l'appareil est parfaitement constante, et à lui rendre sa valeur exacte, si elle s'en est un peu écartée.

ÉLECTROMÈTRE

-7.,,„„„„n,»J>...'.»JJJ3IIf^JJJ.'IlJJ!r-

Fig. 295. — Coupe de l'éleclronièlre à quadrants de Thomson.

Charging roJ, tige de charge; Gange, jauge; Lens, Icnlillo; Hair and dots^ cheveux et points; Attracting plate, \* ûltiranlc; Gla88 Stem, tige de verre; Induction plate électrode, électrode de la plaque d'induction; Mirror, miroir; To taar scale, à la lampe età l'échelie; Circular level, niveau circulaire; àtain Cover, couvercle principal; Endof Needle, bout de lùir- ' Tin-Foil, feuille d'élain; Platimim Weight, masse de platine ; Leydenjar, bouteille de Leyde; Leg with serew foot^ support" vis calante. Emprunta à J. E. H. Gordon, Traité d'électricité et de magnétisme, t. 1, planche III.

In couvercle principal, métallique, ferme I laiton, fermée antérieurement par une l\ le globe de verre, et supporte une lanterne de | plane. Cette lanterne renferme le fil de jj--

ÉLECTROMÈTRE

ension. Un fil de platine, terminé par un oids de même nature, est suspendu à la par-

tie inférieure de FaiguiJle et plonge dans une couche d'acide sulfurique qui remplit le fond

lUDUCTlON PUATE

Fig. i96. — Élcctromèlre à quadranls de Thomson.

de Tappareil. Ce lil sert à charger Taiguille, et le frottement du poids dans Tacide contribue à arrêter les oscillations. En outre, Tacide

sulfurique sert à dessécher Tair et constitue, avec des bandes d*étain collées à Textérieur du verre, une sorte de^ bouteille de Leyde dont

ÉLECTROMÈTRE

nous verrons plus loin rutUité. Un tube de métal entoure et protège le lil de platine sur une partie de sa loneçueur. Les trois électrodes font saillie au-dessus du couvercle; en les

soulevant, on peut rompre leur cammu i tion avec Tintérieur: celle de gauche e>t r j sentée soulevée sur la vue d'ensemllr figure 297 montre le couvercle vu par-d^-^ i

ïig. 297. — Couvercle principal do l'ôlpclroinèlre.

Au centre sont les quadrants, avec le tube qui protège le fil ; le rechargeur r est â gauche, et la plaque d'induction t au-dessus d'un des quadrants de droite.

L'aiguille est toujours reliée à la bouteille

CAUCE

de Leyde formée par Tacide et les : d'étain. La jauge est une sorte de petit .1 mètre destiné à vérifier si ce système c oa bien un potentiel constant. Elle se coe d'une plaque métallique placée près du'

Fig. i98. — Jauge.

REPLENI8UER

Fig. i'.HK — Hechargeur.

Fig. 300. — Dôlailà èt^ ti i-^ . d'itHiuct'ioa.

met de la lanterne (voy. la coupe); cette plaque est isolée et reliée seulement à l'aiguille et à l'acide sulfurique. Elle se charge ainsi et attire une petite feuille carrée d'aluminium (fig. 298),

placée au-dessus d'elle à l'extrémité d'un;^ fléau de balance, dont l'autre bout se terni par une fourchette horizontale, entre les ^^'' de laquelle est tendu un cheveu. Une pl^v

ÊLECTROMÈTRE.

caillée blanche, marquée de deux points >irs, est fixée au massif de Finstrument et

fait saillie entre les dents de la fourche. On observe à Faide d'une lentille (lens); si Tai-

Fig. 301. — Ëloclromèlre de M. Mascart.

goille a la charge convenable, le cheveu appa- 1 croît, Tattraction augmente, et le cheveu s'élève» rail exactement entre les repères; si la charge | Il descend dans le cas contraire.

ÉLECTROMÈTRE

Si la charge a varié, on la ramène à sa valeur normale à Taide du rechargeur {replenisher), sorte de petite machine électrique (fig. 299) : un arbre, portant deux pièces métalliques, peut tourner dans Tintérieur d'un cylindre portant deux plaques de métal fixes, reliées respectivement à Taiguille et à la terre. Quand on fait tourner l'arbre, les pièces qu'il porte s'électrisent sous l'influence des plaques fixes et cèdent leur charge à des ressorts qu'elles viennent toucher au moment convenable. Suivant le sens dans lequel on tourne, on augmente ou on diminue la charge de l'aiguille, et on la ramène à sa valeur normale.

Enfin on peut diminuer la sensibilité, lorsqu'on veut mesurer des potentiels un peu élevés, en reliant le corps électrisé, non plus à une paire de quadrants, mais à une petite plaque d'induction e (fig. 300), située au-dessus de l'un d'eux. Les quadrants ne se chargent plus que par influence, et l'on peut diminuer la sensibilité en éloignant la plaque; c représente l'un des quadrants, t la tige de verre qui porte la plaque, et a son électrode.

Ëlectromôtre de M. Mascart. — M. Mascart a modifié l'électromètre de Thomson en y introduisant quelques simplifications. C'est l'aiguille qui est reliée au corps dont on veut mesurer le potentiel. Les quadrants reçoivent une charge axe, chaque paire communiquant respectivement avec l'un des pôles d'une pile constante, par exemple 40 éléments zinc, cuivre et eau, pour des essais de courte durée, ou des éléments au chlorure d'argent, pour des essais prolongés. Cette pile est isolée avec soin, et son milieu communique avec le sol, de sorte que les deux paires de quadrants reçoivent des charges égales et contraires.

L'aiguille est portée par une suspension bifilaire (fig. 301) et supporte un fil de platine, terminé par de petits fils transversaux, qui plonge dans un vase rempli d'acide sulfurique concentré; cette disposition sert à charger l'aiguille et à amortir les oscillations. Les quadrants sont fixés au couvercle métallique de l'appareil par des tiges de verre; l'un d'eux peut être déplacé, en poussant la tête de vis V, pour permettre d'introduire l'aiguille. Leurs j électrodes BB' portent de petits chapeaux CC, qui glissent à frottement doux sur la tige. En relevant l'un de ces chapeaux, on isole la paire de quadrants correspondante ; en l'abaissant on la fait communiquer avec la cage et par suite avec le sol. L'électrode A sert à charger l'aiguille, au moyen d'un fil de platine P qui

plonge dans l'acide sulfurique. Le tube de verre supérieur est commandé par une ris tangente, qui permet de le faire tourner lentement pour amener l'aiguille dans la position d'équilibre. On peut élever ou abaisser la suspension en tournant le bouton H.

La cage de l'appareil est en métal et doit être reliée au sol par l'intermédiaire d'une conduite d'eau ou de gaz; elle sert alors d'écran, et protège les organes contre toute influence électrique extérieure. Elle est percée de plusieurs ouvertures, une porte S, et huit fenêtres fermées par des verres cylindriques, qui laissent voir les quadrants et l'aiguille. Un miroir plan M, fixé au fil de platine porté par Faiguille, sert à observer les déviations ; une lentille placée en face de lui rend les images plus nettes.

£lectromètre de M. Branly. — M. Branly a donné à l'électromètre de Thomson une forme encore plus simple (fig. 302). Les secteurs creux

Fig. 302. — Éleclromètre de H. Branly.

sont remplacés par quatre secteurs plats, formés par un disque de cuivre coupé en quatre. Ces secteurs sont portés par quatre tiges de cuivre qui traversent le couvercle d'ébonite et sont reliées en croix par des fils de même métal. L'aiguille, qui a toujours la forme d'un 8,

ÉLECTROMÈTRE

t suspendue au-dessus des secteurs par un . d'argent fin, et porte au-dessous d'elle un iroir pour les lectures. L'aiguille se charge xr r intermédiaire du fil d'argent, et Ton fait Lrier la sensibilité en relevant ou rabaissant Lus ou moins. La caf^e est en verre ou en Létal. Il est préférable de remplacer le fil d'ar- Bnt par une suspension bifilaire, semblable à Bile du modèle précédent.

Électromôtre de MM. Blondlot et Carie. — [M. Blondlot et Curie ont remplacé Taiguille en )rme de 8 de Télectromètre Thomson par deux emi-cercles isolés, mais réunis par une petite ièce d'ébonite. Ces deux demi-cercles sont onulés, comme les tamboui's des baromètres ané- 3ïdes, afin de leur donner une rigidité suffii-nte. Cette aiguille est supportée par deux fils

Fig. 303. ~ ÉleGlromèlre Blondlot el Curie.

d'argent /f (fig. 303), qui servent en outre à charger les deux demi-cercles à des potentiels différents \^ et V,. Les quadrants sont remplacés

par quatre demi-cercles fixes, placés deux audessus et deux au-dessous de Taiguille. Dans la position d'équilibre, la ligne de séparation des demi-cercles mobiles est perpendiculaire à celle des demi-cercles fixes. Si ces derniers, réunis deux par deux, sont chargés à des potentiels V3 et V4, la déviation est

Cet instrument peut servir comme wattmètre, en réunissant les deux moitiés de l'aiguille avec les deux points entre lesquels on veut mesurer l'énergie, et les deux paires de demi-cercles fixes avec les extrémités d'une résistance connue, placée dans le circuit général; la différence de potentiel entre les deux extrémités de cette résistance fera connaître l'intensité.

Électrométres enregistreurs. — M. Mascart a transformé l'électromètre décrit plus haut en un enregistreur photographique pour l'étude de l'électricité atmosphérique. L'électromètre B (fig. 304), chargé par la pile C, est placé dans une chambre obscure et relié par un fil isolé à un collecteur D à écoulement d'eau, placé au dehors, à une certaine hauteur au-dessus du sol. Le miroir de l'électromètre reçoit la lumière d'une lampe placée dans une lanterne et renvoie les rayons réfiéchis sur une feuille de papier photographique placée dans la caisse A. avec une horloge qui la fait descendre d'un centimètre par heure. Souvent la ligne tracée diffère peu d'une ligne verticale; quelquefois elle présente une forme plus compliquée, comme le montre la figure 263.

Électrométres absolus. — Sir W. Thomson a construit un électromètre qui donne le potentiel en unités absolues. U se compose essentiellement de deux disques horizontaux  et B, dont l'un A est suspendu par un ressort R et l'autre B peut être déplacé parallèlement à l'aide d'une vis (fig. 305). Le premier est'à un potentiel constant \\; le second est porté au potentiel V que l'on veut mesurer. On déplace le second plateau jusqu'à ce que son attraction sur le premier le fasse descendre, malgré l'action antagoniste du ressort, jusqu'à une position déterminée. L'attraction du plateau B est alors égale au poids P qu'il faudrait mettre sur le premier pour l'amener à la même position. Calculons cette attraction.

Si l'on fait abstraction des perturbations qui se produisent sur les bords, le champ est uniforme entre les deux plateaux parallèles; les surfaces de niveau sont des plans parallèles et les lignes de force des perpendiculaires aux

ÉLECTROMÈTRE

plateaux. Par suite la densité o est égale et de «igné contraire sur les deux faces en regard. La force est

D étant la distance des deux plateaux; €•:«.,

F=4itff, on a

AizD

On démoBtre que Taction d'un plan io'

^laNM i««>i

Pig. S04. — ÉleeMMBètra enregistreur de M. Mascarl.

sur Tunité d'électricité placée dans le voisinage est constante et égale à âica; si S est la surface' du disque porté par le ressort, sa charge est Se et l'attraction de l'autre plateau est

ou

8ji V 1) ) '

Cette attraction produisant le même effet que le poids P, on a

D'où

v.-v=dy/Ç

Nous avons supposé qu'on négligeait les perturbations qui se produisent sur les bords du plateau. Pour qu'il puisse en être ainsi, le plateau mobile A est taillé dans une plaque plus large A', qu'on appelle le plateau ou Vanneau de garde, avec laquelle il reste toujours en communication, par l'intermédiaire d'Un couvercle f^rmé, qui le protège contre les actions éleo*

triques extéi*ieures. Quand le plateau A [" sa position d*équilibre, il est exactement à^ plan de l'anneau A' et ne forme avec lui ] seul disque^ la fente qui les sépare étan' étroite. De cette manière on n'utilise q^ partie du plateau A A' oîi la densité estcons'

Fig. 305. — Anneau de ganie.

En réalité, il est difficile de mesurer la ' tance D des plateaux A et B. Pour éviter^ difficulté, on fait deux expériences succès*"^ Le disque A étant toujours au potentiel oo^ tant Vj, on fait d'abord communiquer le P^ teau B avec le corps au potentiel V, ce f

ÉLECTROMÈTRE

donne Téquation précédente, puis avec le sol, ce qui donne

v.=Dyç.

D'où en retranchant,

V = {D'-I))Y/lf.

tHklW COtfEft FDR

tiii»NDiti mac

Fig. 306. — Ëlectromèlre absolu de fir W. Thomson. BepleniiKer, reehargeur ; GaugCy jtiuge ; Lens, leolille; Half cover suspended dise, moitié du couvercle du disque suspendu.

Il suffit donc^en opérant ainsi, de mesurer le déplacement D' — D du plateau B de la première à la seconde expérience. Pour cela, le plateau B

DiCTIONNAIRK D'ÉLBCTRICITÉ.

est porté par une vis micrométrique qui traverse la base de Tappareil (ûg. 306), et le déplacement se mesure, à Taide d'une loupe, sur une échelle

ÉLECTROMÈTRE

verticale. Le plateau mobile A est muni d'une disposition à cheveu et à points de repère analogue à celle décrite plus haut (Voy. page 5i68). Pour assurer la constance du potentiel de ce plateau, on le relie avec une jauge identique à celle décrite plus haut et une sorte de bouteille de Leyde formée par des feuilles d'étain collées sur le vase de verre; un rechargeur semblable

à celui de Télectromètre à quadrants sert à modifier la charge, s'il y a lieu. Le couvercle qui protège le disque A est fait de deux pièces égales, que Ton voit écartées sur le côté de l'instrument. Un fil replié en spirale sert à établir la communication avec le plateau intérieur. Sir W. Thomson a inventé aussi un électromètre portatif (fig. 307), qui n'est qu'une réduc-

Fig. 307. — Électromètre portoUf.

tion du précédent. Dans ce modèle, le disque mobile f^ de forme carrée, et son plaleau de garde h se trouvent à la partie inférieure de l'instrument; le tout forme un ensemble identique à la jauge du modèle précédent. Ce disque f est attiré vers le haut par l'autre plateau g, situé au-dessus de lui.

On opère comme dans l'électromètre absolu, «t l'on fait encore deux lectures. Une sorte de bouteille de Leyde formée de feuilles d'étain entretient encore la charge des plateaux f et h;

mais, afin de supprimer la jauge et le rechargeur, on change un peu la manière d'opérer. On fait une première lecture, le plateau g relié au sol, une seconde en le reliant au corps de potentiel V, et une troisième en le reliant de nouveau au sol. Si la première et la troisième sont peu différentes, on en prend la moyenne. L'instrument est gradué par comparaison avec un électromètre absolu. Le dessin montre en outre les détails d'un chapeau (fig. 3) qui garantît la tige du plateau g de toute influence extérieure. De

ÉLECTROMÈTRE

la pierre ponce {pumice)j imbibée d'acide sulfurique, sert à dessécher Tair.

Cet instrument est surtout employé pour réiectricilé atmosphérique ; il apprécie les différences de 2 ou 3 volts, ou de 0,5 volt en opérant avec soin, tandis que Télectromètre à

quadrants mesure z:zi et jusqu'à .r— volt.

Êlectrométres à décliarges. — Pour mesurer des charges un peu grandes, telles que celle d'une batterie, on peut se servir d'un électromètre à décharges, par exemple la bouteille de Lane (Voy. ce mot).

L'éleclromètre de Gaugain est plus sensible. C'est un électroscope à feuilles d'or (fig. 308),

Pig. 308. — Éleclromèlre à décharges de Gaugain.

peu différent du modèle ordinaire; Tune des liges F peut être enlevée ; la tige T est mise en communication avec le sol, et la boule B avec le corps étudié. Chaque fois que la charge atteint une valeur déterminée, la feuille d'or vient toucher la boule voisine, et décharge l'appareil. La boule de la tige T est légèrement <«ydée, pour empêcher la feuille d'or d'y adhérer : dans ces conditions les décharges sont identiques.

En Joignant à cet instrument un cylindre de Faraday (Voy. ce mot), on peut mesurer facilement les masses électriques qu'on introduit dans le cylindre.

Dans les deux appareils précédents, il reste généralement sur les conducteurs une petite quantité d'électricité, insuffisante pour produire une décharge et que par suite on ne mesure pas.

Êlectrométres capillaires. — Éleclromèlre de M. Lipjtmann, — M. Lippmann a appliqué les phénomènes électrocapillaires (Voy. Electrocapillaires) à la construction d'un électroraètre extrêmement sensible, qui peut mesurer les différences de potentiel de 0 à 0,9 volt.

Un tube de verre A, de 1 mètre de hauteur et

7 millimètres de diamètre, est fixé verticalement et rempli de mercure (fig. 309). L'extrémité inférieure, terminée en pointe très fine (quelques millièmes de millimètre de diamètre), plonge

?^:gH=

Pig. 300. — Électromèlre capillaire de M. Lippmanuc

dans un vase rempli d'acide sulfurique et contenant au fond une couche de mercure B. On vise la pointe capillaire avec le microscope M, qui grossit 250 fois, et qui est muni d'un micromètre oculaire.

Si l'on établit entre les deux masses de mercure A et B une certaine différence de potentiel, le niveau doit se déplacer dans la pointe capillaire ; mais, au lieu de mesurer ce déplacement, on ramène le plus souvent le mercure au niveau primitif en exerçant une pression suffisante au haut du tube A. Ce tube communique donc par un tuyau de caoutchouc avec une presse à vis que commande la manivelle V; un petit manomètre à air libre mesure la pression.

On réunit d'abord ensemble les fils a et p, qui aboutissent aux deux masses de mercure, et l'on établit la pression atmosphérique audessus de A ; le mercure prend un niveau fixe dans la pointe, et Ton déplace le microscope jusqu'à ce qu'il vise exactement ce niveau. Puis on fait communiquer avec a et p les deux corps dont on veutmesurer la différence de poten-

ÉLECTROMOTEUR.

tiel, celui qui a le potentiel le plus élevé étant relié avec p; le niveau s'élève, et Ton tourne la vis V jusqu'à ce qu'il ait repris exactement sa première valeur. Il ne reste plus qu'à lire au manomètre la valeur de la pression ; une graduation préalable fait connaître la différence de potentiel.

Cet appareil est extrêmement commode pour les mesures de force électromotrice par réduction à zéro.

Graduation de l* électromètre capillaire. — Pour se servir d'un électromètre capillaire, il faut d'abord construire une table ou une courbe qui donne les forces électromotrices en fonction de la pression. On fait un circuit comprenant une pile Daniell de résistance p, une résistance fi^e R très considérable et une résistance variable r. On attache les fils a et p aux deux extrémités du fil r, a étant fixé au point le plus près du pôle négatif, et l'on mesure la pression correspondant à la différence de potentiel entre ces deux points. Il est facile de calculer cette différence e. Supposons la forme électromotrice de la pile égale à i . On a

et Donc

R-hr + p e = Ir.

En faisant varier r, on donne à e des valeur» différentes, et l'on mesure les pressions correspondantes. M. Lippmann a trouvé ainsi les nombres suivants :

e en fraction

Pfession en

e en fraction

Pression en

de Daniell.

mm. de mercure.

de Daniell.

mm, de mercure