Ployer une tige fraîche de bois et remarquer

2*^ PAnTIK.

que l'écorce se plisse dans la courbure interne et se crevasse dans la courbure externe.

4. Laisser tomber sur un plan de marbre deux billes égales, l'une de plomb, l'autre d'ivoire ; mesurer l'aplatissement de la première ; laisser retomber la seconde après avoir huilé le plan et constater qu'elle s'aplatit momentanément autant que la bille é>^ plomb.

5. Gonfler des bulles de savon avec de l'air, les faire tomber sur un tissu bien tendu ; elles rebondissent en le touciiant ; les faire aussi rebondir sur une couche d'acide carbonique occupant le fond d'un grand vase.

G. Approcher d'un foyer un petit ballon gonflé, il augmente de volume jusqu'à faire éclater son enveloppe.

7. Chercher de combien s'allongerait, sous une charge de 100 kilgr. , un fil de fer de 10 mètres de long et fie 3 millimètres carrés de section, le coefficient étant de 18613. [Haraucourt.]

ÉLKCTniClTÉ. — Physique, XXII-XXVIL — (Etym. : du grec elektron, l'ambre jaune.) — La partie de la physique qui porte aujourd'hui le nom à' électricité n'a pris une importance véritable que depuis le milieu du siècle dernier. Les anciens n'avaient su apercevoir aucune relation entre les phénomènes d'attraction exercée sur les corps légers par les résines préalablement frottées, et ces autres phénomènes grandioses ^éclair, tonnerre, foudre) dont nous sommes les témoins pendant les orages.

I. Premiers phénomènes. — La tradition veut que ce soit le philosophe grec Thaïes qui ait le premier appelé l'attention de ses contemporains sur la propriété attractive développée dans l'ambre jaune ou succin par le frottement ; ce qu'il y a de certain, c'est que jusque dans les premières années du XVII' siècle, jusqu'en 1600, année de la publication du livre du physicien anglais William Gilbert, la science de l'électricité ne comprenait que ce fait unique : Le succin frotté attire les corps légers et les maintient pendant quelque temps adhérents à sa surface. Gilbert établit le premier qu'une foule d'autres substances : verre, gomme laque, soufre, soie, jouissent exactement de même propriété.

L'Allemand Otto de Guéricke construisit, cinquante ans plus tard, la première machine électrique qui ait existé, et qui était composée simplement d'un globe de soufre auquel on imprimait un mouvement de rotation. Le frottement de la main contre le globe de soufre provoquait un développement continu d'électricité. Otto de Guéricke obtint avec cet appareil les phénomènes d'attraction déjà connus et, en outre, l'étincelle électrique et la traînée lumineuse qui a la même origine. Il faut aller jusqu'en 1727 pour constater des découvertes importantes dans le même ordre de phénomènes. Gray annonça et démontra à cette époque, par de nombreuses expériences, que tous les corps de la nature, sans exception : solides, liquides, gaz, sont susceptibles de s'électriser par le frottement tout aussi bien que la résine et que le verre. Seulement, tandis que ces dernières substances (résine et verre), conservent pendant un certain temps l'électricité amenée sur elles par le frottement, ou pour mieux dire ne transmettent pas à d'autres corps par voie de conductibilité l'électricité qu'elles ont reçue; au contraire, les métaux, le bois, etc.. conduisent bien le fluide électrique à mesure qu'on le développe à leur surface et le cèdent aux corps avec lesquels ils sont en contact. En un mot, Gray mit en évidence ce point capital, qu'au point de vue des phénomènes électriques les corps de la nature se divisent en deux catégories : les bons conducteurs de l'électricité (métaux, êtres vivants, etc.), et les mauvais conducteurs (verre, soufre, résine, etc.).

ELECTRICITE

II. Hypothèse des deux fluides. — En 1733-34, Du Fay, membre de l'Acadcmie des sciences de Paris, alla pins loin : il établit par des expér-«nces décisives que rélecaùcité qui se développe sur le verre par le frottementavecla laine u'a pas la môme propriété que celle qu'on produit sur la résine en se servant du même frottoir. Ces expériences, tout h fait nouvelles à l'époque où furent elle signalées par Du Fay, devinrent le point de départ de l'iiypothèse célèbre des deux fluides électriques, — fluide vitré, fluide résineux, qu'on a nommés plus tard fluide positii, fluide négatif, — hypothèse que l'on conserve encore pour l'explication élémentaire des phénomènes électriques, parce qu'elle donne un moyen commode de grouper les faits et de montrer leur dépendance mutuelle, mais sur l'insuffisance de laquelle personne ne se fait aujourd'hui d'illusion. L'hypothèse dont il s'agit peut être ramenée à la formule suivante : tous les corps sans exception renferment un fluide électrique, neutre ; ce fluide doit sa neutralité à la combinaison de deux éléments distincts : le fluide vitré, le fluide résineux. Ces derniers ont en efi"et des propriétés antagonistes qui se masquent réciproquement. Ils sont tels que mis en présence et de noms contraires, ils s'attirent ; mis en présence et de même nom, ils se repoussent.

III. Bouteille df- Leyde. — Douze ans après la découverte de Du Fay, en 1746, une expérience demeurée célèbre fut réalisée à Leyde par Cuneus et Musschenbroeck : ces physiciens parvinrent à condenser l'électricité, et, comme on le disait alors plaisamment, à la mettre en bouteille. A l'aide d'un simple flacon de verre, plein d'eau, tenu à la main et dont l'intérieur était mis en communication métallique avec le conducteur d'une machine électrique d'Otto de Guéricke, ils obtinrent des effets d'une énergie exceptionnelle. Les fortes étincelles que l'on produisait ainsi, les secousses violentes qui se manifestaient dans le corps des animaux traversés par la décharge, purent être reproduites à volonté avec un dispositif d'appareils très peu compliqué. La bouteille de Leyde — c'est le nom qu'on donna à l'instrument de Cuneus et de Musschenbroeck — fut considérée pendant quelques années comme la merveille de la physique. La singularité de ses effets frappa l'imagination du public ; la condensation facile qu'elle produisait de cette électricité qui n'avait paru jusque-là qu'une force très faible, provoqua la curiosité et les investigations des savants ; Le Monnier (Louis-Guillaume; et l'abbé Nollet surtout varièrent les expériences de mille manières, et donnèrent à la bouteille de Leyde des formes diverses : l'eau qui la remplissait au début fut remplacée par une feuille métallique, la main qui la soutenait pendant la charge ne fut plus jugée nécessaire ; on lui substitua une armature de métal communiquant au sol. On passa ensuite de la bouteille de Leyde ordinaire aux jarres électriques, aux batteries, tous appareils encore utilisés de nos jours pour donner (quelque idée des puissants effets de la foudre.

IV. Electricité atmosphérique. — C'est à Benjamin Franklin qu'est due l'idée de constituer de vastes condensateurs par l'association de plusieurs l)outeilles de Leyde. C'est à lui qu'appartient tout d'abord la réalisation des expériences qui démontrèrent l'identité de la foudre et de l'électricité. Cette identité avait sans doute été soupçonnée avant lui par l'abbé Nollet et les physiciens de l'époque. Il y avait même eu un essai de démonstration expérimentale tenté par Dalibard à Marly-la- ■yille. Mais ce ne fut véritablement qu'en 175'.? que Franklin, par la célèbre expérience du cerf-volant, armé d'une pointe métallique et dirigé vers un nuage, vint fixer les idées des savants sur ia cause vraie des phénomènes orageux.

Dans la seconde moitié du dix-huitième siècle, l'électricilé se constitua réellement à l'état de science ; elle devint un chapitre important de la pliysique générale. Franklin, après avoir établi, comme nous le disions plus haut, les bases de cette partie de la météorologie qu'on a appelée Vélectricité atmosphérique, inventa le paratonnerre et décrivit la meilleure disposition à adopter pour le rendre efficace. Les travaux entrepris depuis Franklin, les rapports des commissions académiques en vue d'assurer la protection des édifices contre la foudre, n'ont modifié que bien peu les indications que le savant américain avait fournies.

\ . Galvanisme. Pile de Voila. — Dans le même temps, un médecin de Bologne, Galvani, se livrait à des études sérieuses sur les contractions spasmodiques qu'éprouvaient les muscles des animaux récemment tués, quand on mettait ces muscles en contact avec certains métaux; il croyait en apercevoir la cause dans la production d'une sorte délectricité, la même qui prenait naissance dans les centres nerveux et à laquelle les nerfs servaient de conducteurs. .Volta, professeur à l'Université de Pavie, répéta en les variant les expériences te Galvani; il fut conduit à une conclusion touie différente. Il attribua au passage de l'électricilé ordinaire dans les muscles les contractions observées. Cette électricité, selon lui, avait son foyer de production, non pas dans les ganglions nerveux principaux, comme l'avait pensé Galvani, mais bien dans les métaux de nature différente que le médecin de Bologne avait employés pour faire communiquer ensemble les nerfs lombaires et les muscles des pattes dans une grenouille fraîchement écorchée. Tel a été le point de départ de cette célèbre théorie du contact que Volta généralisa depuis en attribuant, dans l'espèce, la faculté productrice de l'électricité, non pas seulement aux métaux de nature différente, que l'on fait toucher l'un à l'autre, mais encore à toutes les substances d'origine quelconque, organique et inorganique, ofl'rant une constitution ou une composition différente, et qui sont en contact immédiat.

Les expériences de Volta le conduisirent à la découverte de la pile qui porta son nom, découverte qui date de la dernière année du dix-huitième siècle (1800), et qui a été l'origine d'applications si importantes dans les sciences, dans l'industrie, dans la médecine.

La pile de Volta eut pour point de départ, dans sa construction, les principes théoriques suivants : 1° Deux métaux différents en contact constituent une source permanente d'électricité; l'un des métaux est chargé d'électricité positive, l'autre d'électricité négative. La force particulière, qui naît à la suite du contact et de ces métaux, et qui provoque jusqu'à une certaine limite la décomposition du fluide neutre, a été nommée par Volta foixe e/ectro-motrice ; 2° quand les substances en contact ne sont changées ni l'une ni l'autre, cette force électro-motrice conserve une grandeur constante: que les dites substances soient préalablement olectrisées ou qu'elles ne le soient pas, qu'elles soient ou non en communication avec le sol, elle est mesurée, dans tous les cas, par la différence des charges électriques qui s'accumulent sur les corps e n contact.

La conséquence rigoureuse de ces deux principes, c'est que la charge électrique dans une même pile doit aller en croissant, à mesure qu'on augmente le nombre des couples métalliques qui la constituent {zinc-cuivre dans l'appareil de Volta), mais à la condition toutefois que ces couples soient séparés l'un de l'autre, par un corps simplement conducteur (rondelle de drap imprégnée d'eau acidulée). De plus, l'une des moitiés de la pile duit Cire exclusivement chargée d'électricité posi-

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tive, l'autre d'électricité négative, et les tensions de chaque électricité doivent aller en augmentant, depuis le milieu où les charges ne peuvent être que nulles, jusqu'aux extrémités nommées pôles où elles sont maximum.

Toutes les conséquences de la théorie se sont trouvées vérifiées par l'expérience. La première pile imaginée par Volta, la pile à colonne, composée de couples zinc-cuivre, superposés et séparés l'un de l'autre par des disques de drap humide, fournit en effet tous les résultats qui viennent d'être indiqués. Le côté de la pile qui se termine par un zinc est un pôle positif, celui qui se termine par un cuivre est un pôle négatif; la charge électrique est nulle au milieu de la pile, et présente sa plus grande intensité à chaque extrémité. Quand on met en communication les deux pôles par l'intermédiaire d'un corps conducteur, un fil de cuivre par exemple, les électricités de nom contraire qui s'j" trouvaient accumulées se réunissent par la voie conductrice qui leur est offerte. De là est venue aux premiers expérimentateurs cette idée, que l'hypothèse des fluides ne pouvait manquer de faire naître, de l'existence, dans le fil conducteur interpolaire, d'un double courant d'électricité : l'un de fluide positif, marchant dans le fil métallique du pôle zinc au pôle cuivre de la pile, l'autre cheminant en sens inverse, dans le même fil, du pôle cuivre au pôle zinc. Empressons-nous d'ajouter qu'on est convenu, et ceci est parfaitement arbitraire, d'appeler sens du courant, la marche du fluide électrique du p Me positif, pôle zinc de la pile à colonne, au pôle négatif, pôle cuivre de la même pile, dans le fil conducteur interpolaire. En réalité, pour nous et en dehors de toute hypothèse, la définition du courant doit être celle-ci: c'est l'état physique spécial, signalé par despropriétés distinctes, dans lequel se trouve placé tout corps conducteur qui réunit les deux pôles d'une pite.

La théorie du contact de Volta, vraie dans le fond, est trop restreinte, quand on s'en tient à la formule adoptée par son auteur. Il est démontré aujourd'hui que toute action chimique, quelle qu'en soit l'origine, action qui suppose toujours le contact préalable de deux substances de nature différente, est accompagnée d'un dégagement d'électricité. S'il s'agit par exemple d'un métal attaqué par un acide, le métal se charge toujours d'électricité négative, et l'acide d'électricité positive. Dans la pile de Volta, en particulier, le zinc est le métal attaqué ; l'acide sulfurique, dont la rondelle du drap est imprégnée, représente le corps attaquant : le zinc se charge donc d'électricité négative, et le drap humide d'électricité positive; le cui\Te de chaque couple n'étant point attaqué par l'acide, joue simplement le rôle de corps conducteur.

La théorie chimique de la pile est fondée sur des faits d'expérience, qui ne sauraient laisser aucun doute en ce qui concerne leur interprétation. 'Son seulement elle a rendu compte des eft-eis produits par l'appareil qu'avait imaginé Volta, par la pile h colonne, mais encore elle a conduit les physiciens à améliorer, à perfectionner les piles à ce point qu'il est devenu possible de recourir à leur emploi quotidien, même pour d'importantes opérations industrielles.

La pile à colonne en effet, et toutes ceU'es qui en dérivent immédiatement — pile à couronne de tr.sses, pile à auges, pile de Wollaston, etc,. — avaient un inconvénient commun : à la suite de leur mise en activité, le courant auquel elles donnaient naissance s'affaiblissait de plus en plus avec rapidité, et au bout de peu de temps, une demi-heure, une ou deux heures au plus, ce courant devenait sensiblement nul. On a recherché les causes de cet affaiblissement en utilisant les don-

nées que fournissait la théorie chimique; on les a découvertes, et bientôt on a trouvé le moyen de les supprimer.

VL Piles à courimt co'istant. — Le courant électrique, qui ne peut exister qu'autant que le circuit dans lequel il va se mouvoir est un circuit complet, un circuit fermé, ne parcourt pas seulement le fil extérieur interpolaire ; il se complète en traversant tous les corps de nature diverse et plus ou moins bons conducteurs qui sont interposés sur son chemin entre les deux pôles dans la pile ellemême. Dans ce parcours, il trouve de l'eau (HO) qu'il décompose; il amène l'hydrogone (H) sur le conducteur non attaqué, le cuivre dans la pile ordinaire de Volta, et l'oxygène (G) sur le métal attaqué, le zinc. — Le même eô'et est produit par ce même courant dans la dissolution saline (sulfate de zinc, ZnO, SO?;, qu'il traverse nécessairement dans toute pile voltaïque. De là transport du zinc Zn) dans le sens du courant, c'est-à-dire sur le cuivre, et de toute la partie non métallique (SO^) qui appartenait au sel, en sens contraire du courant, c'est-à-dire sur le zinc.

Or il résulte de ce transport d'éléments très facilement oxydables (H et Zn) sur le cuivre que ce dernier se trouve recouvert d 'une couche métallique attaquable par les acides; que cette couche est en efiet attaquée; et que dès lors le cuivre, qui recueillait tout d'abord l'électricité positive de l'acide, change de rôle et devient au contraire une source d'électricité négative; un courant de sens contraire au courant principal prend dès lors naissance. Moins intense que lui au début, il aû'aiblit d'abord les effets de ce dernier; mais son intensité, allant toujours en croissant, devient forcément égale à celle du courant primitif; les deux flui électriques de sens inverse s'annulent alors l'un l'autre, et tout se passe à partir de ce moment comme si le com-ant primitif n'existait pas.

On a remédié à ce grave inconvénient par la construction des piles à deux liquides, dites aussi piles à com-ant constant. Sturgeon imagina d'abord de substituer le zinc amalgamé au zinc ordinaire. Ce fut la une première amélioration qui a son importance. Glace à l'emploi du zinc amalgamé, l'action chimique ne s'exerce point de la part de l'acide sur le métal tant que les deux pôles de la pile ne sont point réunis par un conducteur distinct. Le zinc s'use donc en moindre quantité et d'ailleurs, quand le courant passe, l'attaque du métal est plus régulière. M. Becquerel construisit, sans s'en douter, une pile à courant constant qui ne reçut aucune application; l'honneur de la découverte revient équitablement au physicien Danieil.

Un élément Danieil est ainsi constitué : vase cylindrique de grès à l'extérieur, vase poreux ou sac de toile concentrique à l'intérieur, lame de cuivre contournée en cylindre, entre le vase de grès et le vase poreux, et enfin lame de zinc dans le vase poreux. Une dissolution saturée de sulfate de cuivre baigne la lame de cuivre et remplit l'espace annulaire compris entre les deux vases ; de l'eau acidulée remplit le vase poreux et se trouve en contact par suite avec la lame de zinc

La production de l'électricité dans cet élément est due, comme toujours, à la cause déjà indiquée : l'attaque du zinc par l'acide ; le zinc se charge d'életiricité négative et devient le pôle négatif de cette pile ; l'acide et le sulfate de cuivre, qui sont en contact par l'intermédiaire du vase poreux, recueillent l'électricité positive et la transmettent au cuivre qui devient ainsi un pôle positif. Où est donc la différence avec les piles anciennes ? la voici : L'hydrogène provenant de la décomposition de l'eau dans l'élément est arrêté par le sulfaife de cuivre (CuO,S03; qu'il réduit : en cuivre (Cu) qui va se déposer sur la lame de cuivre, et en SO^ ou SO' -f O qui va attaquer le zinc. Donc déjà, point d liydro-

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gène allant recouvrir le zinc. En second lieu, le sulfate do zinc est, lui aussi, dccouiposé par le courant, mais le zinc est arrête par le vase poreux; enfin, pas de dépôt de cuivre possible sur le zinc. On le voit, les causes d'affaiblissement du courant ont été éliminées, son intensité doit demeurer sensiblement constante.

On a fait varier de bien des manières les dispositions adoptées par Daniell. Mais en principe le mode d'opérer est resté le même. Toujours, dans les piles nouvelles, l'hydrogène transporté trouve sur sa route un composé susceptible de réduction qui l'arrête et l'absorbe : dans la pile de M. Marié- Davy c'est le sulfate de mercure ; dans la pile de Grove cost l'acide nitrique, et en môme temps le cuivre esi remplacé par une lame de platine plongée dans cet acide ; dans la pile de liunsen c'est encore l'acide nitrique, mais c'est du charbon de cornue qui est substitué à la lame de cuivre de l'élément Daniell.

Dans les piles nouvelles comme .dans les piles anciennes, les éléments voltaiques ont pu être ajoutés les uns aux autres de manière à augmenter la puissance des effets. Il y a d'ailleurs, quel que soit l'élément employé, deux modes de groupement possible : le groupement en série et le groupement en batterie. Dans le premier cas, h'S éléments sont réunis l'un à l'autre par leurs pôles de nom contraire. Chaque élément dans la pile en série a son pôle positif en contact immédiat avec le pôle négatif de l'élément qui le précède et son pôle négatif en contact avec le pôle positif de l'élément qui le suit. Le pôle libre dans le premier anneau de la chaîne est le pôle positif de la pile; le pôle libre dans le dernier anneau est le pôle négaiif. C'est avec la pile disposée en série qu'on obtient les effets de tension, la lumière électrique, etc.

Dans le second cas, les pôles de même nom de tous les éléments qui doivent former la pile sont réunis ensemble métalliquement, de telle façon que la pile tout entière n'est autre qu'un élément unique dont la surface serait égale à la somme des surfaces de tous les éléments individuels. La pile dite, cette fois, pile en hatterie, ne produit pas des effets de tension, mais des effets de quantité : l'incandescence de fils fins métalliques, etc.

yïl.Ëlectro-magjiétisine. — Le courant fourni par une pile quelconque agit à distance sur l'aiguille ailuaniée. (-'est là un phénomène desplus remarquables. Sa découverte est due au physicien danois OErsted, qui le signala au monde savant en 18'20. L'expérience est du reste des plus simples. Le fil de cuivre qui réunit les deux pôles d'une pile est placé dans le méridien magnétique au-dessus ou au-dessous d'une aiguille de déclinaison et parallèlement à sa direction ; on voit aussitôt l'aiguille se dévier et tendre à se mettre en croix avec le courant. Seulement, son pôle nord ou austral dévie d'une manière inverse vers l'orient ou vers l'occident, suivant que le courant est placé au-dessus ou audessous de l'aiguille. Ampère a indiqué un moyen commode de formuler clairement et dans tous les cas possibles la loi du phénomène. Pour cela, il distingue dans le courant un côté droit et un côté gauche, comme il existe une droite et une gauche dans le corps de l'homme, et il les définit de la manière suivante : qu'on suppose un spectateur couché dans le courant de manière que celui-ci lui entre par les pieds et lui sorte par la tète; qu'on suppose en outre que le spectateur regarde dans tous les cas l'aiguille aimantée; sa droite et sa gauche seront la droite et la gauche du courant. Ceci convenu, la loi d'OErsted peut être énoncée ainsi : Quand un rounuit e*t }>lacf pa' a lèemen/ àwie aujudle de dcclinais''/i et dims so?i voisinage, cette aiguille se met en croix w ec le courdiit et de telle façon que son pôle austral se trouve porté

à la gauche dudit courant. Cet énoncé comprend tous les cas possibles et permet de prévoir à l'avance de quel côté aura lieu la déviation de l'aiguille. De même, quand le sens de cette déviation est connu par un essai direct, on pourra en conclure la position de la gauche du courant et par suite le sens de ce dernier. C'est sur ce principe qu'a été construit le galvanomètre, instrument composé essentiellement d'une aiguille de déclinaison parfaitement mobile placée autour d'un cadre en bois de forme rectangulaire et à gorge, sur lequel est enroulé le fil de cuivre dans lequel circulera le courant. L'aiguille étant, dans son état d'équilibre, parallèle au long côté du cadre et par suite au fil conducteur du couiant,sera déviée dans un sens ou dans l'autre aussitôt que le courant passera, et le sens de sa déviation accusera le sensvéritable du courant. De plus la grandeur de cette déviation permettra d'apprécier, par une graduation préalable, l'intensité de ce même courant. L"idée de multiplier ainsi le courant autour de l'aigui'le en enroulant le fil sur le cadre de bois est due à Schweigger. L'idée d'augmenter la sensibilité de l'instrument en employant dans le galvanomètre deux aiguilles solidaires lune de l'autre, parallèles l'une A l'autre et avec leurs pôles de nom contraire en regard (aiguilles astatiques), est due à Nobili.

Vlll. Thei^mo-électriciié. — Une découverte de Seebeck qui date à peu près de la même époque que celle d'OErsted — Seebeck i8-3,OErsled 1S20 — celle du courant thermo-électrique, n'a été possible que glace à la faculté que donnait le galvanomètre de constater le passage des courants et, au besoin, dé mesurer leur intensité. Le point de départ de la production de ces courants est celui-ci : Si l'on chaufl'e, en un quelconque de ses points, un circuit métallique homogène, il s'établit de part et d'autre du point chaufl'e des courants égaux et de sens conti'aire qui s'annulent en se croisant dans le circuit fermé. Tout se passe alors comme si aucun flux d'électricité n'avait été mis en mouvement. Aucun efl'et d'électricité n'est sensible. Mais si à droite et à gauche du point chauffé les métaux sont de nature difl'érente ou bien si le même méial y possède des structures non identiques, les courants qui prennent naissance de part et d'autre du point chaufl'e n'oni pas la même intensité. Ils ne s'animlent plus réciproquement, la résultante est égale à leur différence, et l'aiguille du galvanomètre placée dans le circuit est déviée. C'est surtout en soudant ensemble bout à bout deux barreaux métalliques d'espèce diflerente' (bismuth-antimoine, cuivre-platine), et en chauffant ju point de soudure (le circuit qui comprend les deux métaux étant d'ailleurs complété par un fil conducteur), qu'on est arrivé à faire naître des courants thermo-électriques qui ont été utilisés dans quelques cas pour des expériences de physique. La pile de Melloni, qui a rendu tant de services dans^ l'étude de la chaleur rayonnante, est précisément construite d'après ces principes.

La découverte d'OErsted, la science de ïélectromagnélisme qu'il a fondée, ont eu la plus grande portée tant au point de vue des spéculations théoriques qu'à celui des applications industrielles. Pour la première fois, en 1820, on aperçut le lieu étroit qui unissait le magnétisme à l'électricité. Il était réservé à un physicien français, à Ampère, de fondre désormais ces deux sciences en une seule et d'établir par des expériences décisives cette vérité fondamentale, que les phénomènes du magnétisme sont tous explicables par le seul fait de l'existence de courants électriques dans des conditions bien déterminées.

I\. Electro-ilynaniique. — Il y avait dix mois à peine que l'expérience d'OErsted était comme, et déjà Ampère, s'aidant à la fois du calcul et de

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l'expérience, avait créé de toutes pièces l'électro- ' réalisée : un fil de cuivre contourné en spirale et d!///am/g((e, la science de l'action des courants sur J rendu mobile autour d'un axe vertical , a été les courants. Cette création a eu cela de très re- parcouru par un courant; aussitôt le petit appamarquable qu'elle a été complète dès l'origine : ' reil qu'on a nommé un' sehhiou/e s'est comporté tout a été calculé, tout a été prévu, et les pbjsi- ' comme l'aiguille aimantée, et sous l'acdou terrosciens qui ti la suite d'Ampère se sont occupés ' tre son axe a pris la direction sud-nord et de telle d'électro-dvnamique n'ont ajouté rien d'essentiel 1 manière que le courant descendant du sélénoîde à la découverte du savant français. On trouverait marchait de l'est à l'ouest. Les sélénoïdes fixes peu d'exemples dans les sciences expérimentales [ agissent sur des solénoides mobiles comme le font de conceptions aussi vastes, embrassant un nombre , des aimants fixes sur des aimants mobiles, aussi considérable de phénomènes et complète- En un mot, toutes les expériences exécutées ment réalisées par un seul homme en aussi peu ^ avec les aimants réussissent de la raêiue manière de temps. avec des sélénoïdes. L'identité du magnétisme et

Les courants agissent sur les courants suivant de l'électricité est aussi bien démontrée qu'il est des lois très simples : Deux courants parallèles ' possible.

et de même sens s'atlirent. — Deux courants pa- 1 X. In'hiction. — .fusqu'en 1832 les découvertes de 7'allèles etde sejxs contraii-e se repoussent. — Deux i Volta, d'OErstedet d'Ampère avaient permis seulecourants croisés agissent toujours l'un sur l'autre ment de produire des aimants par l'emploi de coude telle façon que le courant mobile devient par rants électriques. Les électro-aimants ainsi obtesuite un c uront fixe et de même sens que lui. nus pouvaient même acquérir sous l'influence du Partant de ces lois que l'expérience vérifiait, Am- courant un haut degré de puissance attractive ?ur père n'eut pas de peine à rendre compte de la ; le fer doux. Mais on n'avait pas cherché à produire découverte d'OErsted, et de celle d'Arago, qui, le phénomène inverse, c'est-à-dire à faire naître des dès 1820, avait montré qu'un courant électrique ' courants par l'action .même des aimants. Un illusagit sur le fer doux et le transforme en un aimant tre physicien anglais, Faraday, y est parvenu le temporaire pendant toute la durée de son action, premier ; il a su reconnaître avec une rare saga-

Voici les points principaux de l'explication qu'il cité dans quelles conditions spéciales cette indonna des phénomènes magnétiques : Il n'existe : iluence réciproque des aimants devait se manini fluide austral ni fluide boréal dans les aimants, i fester par la production de l'électricité dans un Autour des particules matérielles qui les compo- circuit formé. La branche nouvelle de la science sent circulent d'une manière permanente des ' qui doit son origine aux travaux de Faraday porte courants éleciriques tous de même sens. Ces cou- ! le nom à'induction électrique. Voici très sommairants existent déjà dans les substances magnéti- rement l'indication des principales lois établies ques, fer, acier, etc., avant qu'elles ne soient par le phj'sicien anglais.

aimantées; seulement les courants particulaires I Un courant d'intensité constante, placé à une n'j' sont pas parallèles ; ils ont une direction quel- distance invariable d'un circuit conducteur fermé, conque et annulent mutuellement leurs efl'ets. Une n'a sur lui aucune action apparente ; le circuit en substance magnétique est convertie en un aimant question ne donne aucun signe sensible de cirlorsqu'on est parvenu par un procédé convenable à \ culation électrique. Mais vient-on à faire varier donner aux courants particulaires un sens et une ' par un moyen quelconque l'action du c urant sur

direction fixes, les mêmes pour tous.

La théorie d'Ampère est sortie victorieuse de toutes les épreuves auxquelles elle a été soumise. Si l'aiguille d'OErsted se met en croix avec le courant en portant son pôle austral à la gauche de ce dernier, c'est parce que les courants particulai-

le circuit ; ;iugmente-t-on ou diminue-t-on l'intensité propre du courant, augmente-t-on ou diminue -t-oa la distance qui le"s sépare, aussitôt le circuit est parcouru par un courant dit courant indicit. Ce courant induit est de sens contraire au courant inducteur, si l'action de ce dernier augmente par

res de l'aiguille jouent par rapport au courant ' un accroissement d'intensité ou une diminution de «lectrique le rôle de courants croisés, et qu'obéis- distance ; il est de même sens que le courant insant aux lois de l'électro-dynamique, ils tournent ducteur, si l'action de celui-ci diminue soit par un de manière à devenir parallèles et de même sens , affaiblissement d'intensité, soit par un accroisseque le courant fixe. Si, dans l'expérience d' A- ment de distance.

rago, un barreau de fer doux devient un aimant I Dans le cas particulier où le courant naît dans quand on enroule autour de lui un fil de cuivre le fil inducteur, oii il passe par conséquent de traversé par un courant, c'est que les courants l'intensité zéro à une intensité qui a une certaine particulaires du fer doux, qui avaient des posi- ' valeur, le circuit induit est traversé par un coûtions quelconques eu égard au courant fixe, se di- rant de sens contraire. Quand il finit dans le fil rigent et s'orientent sous son influence tous de ' inducteur et qu'il passe, par conséquent, d'une inla même façon jjour lui devenir parallèles et de ' tensité déterminée à zéro, le circuit induit est parmême sens, et le barreau de fer doux devient par couru par un courant de sens contraire. Le cousuite un aimant véritable ou, comme on l'a nommé, j rant inducteur qui s'approche agit comme le un électro-aimard. courant qui coiumonce: celui qui s'éloigne comme

Si l'aiguille aimantée librement suspendue se le courant qui finit. Le caractère commun de tous •dirige et s'oriente du nord au sud soùs l'influence . ces courants induits, c'est de n'avoir qu'une très de la terre, c'est que celle-ci est traversée par des . faible durée.

courants particulaires cheminant de l'est à l'ouest Or, ce que peut faire le courant électrique dans des plans à peu près perpendiculaires à l'axe passant dans le fil inducteur, quand on l'approterrestre; les courants de l'aiguille mobile doivent che ou qu'on l'éloigné du circuit formé, n'est-il donc pour l'équilibre venir se placer parallèlement ' pas probable que l'aimant, qui n'est qu'un enaux courants terrestres et avoir le même sens 1 semble de courants, tous parallèles et de même qu'eux. Dans ces conditions, l'axe de l'aiguille doit sens, pourra l'efTcctucr à son tour par une semso fixer à très peu près dans le méridien. | blable variation de distance? La probabilité d'une

Du reste, si la théorie d'Ampère est vraie, les réponse affirmative était telle que Faraday n'hésita

aimants pourront être remplacés par un ensemble de courants circulaires rendus solidaires l'un de l'autre, disposés comme il vient d'être dit au point de vue du sens et de la direction, et sans que le fer ou l'acier ou toute autre substance magnétique aient à intervenir. Cette conception a été en effet

point à tenter l'expérience ; elle réussit au gré de son désir, [^n aimant qui s'approche d'une bobine sur laquelle est enroulé un fil de cuivre revêtu de soie, y développe un courant induit de sens inverse au courant qui constitue l'aimant; un aimant qui s'éloigne de la même bobine y provoque

ELECTRICITE

ELLIPSE

l'apparition d'un courant induit de sens direct.

Si donc, par une disposition mécanique convenable, on produit la rotation rapide de l'aimant auteur d'un axe fixe à une petite distance de ladite bobine, le pôle excitateur de l'aimant s'éloignera et se rapprochera tour à tour du circuit formé et y développera des courants alternatifs directs et inverses qui s'y succéderont avec une grande rapidité. La bobine sera dans les mêmes conditions que si les deux extrémités du fil qu'elle porte communiquaient avec les pôles d'une pile en activité, seulement avec cette particularité que des interversions périodiques et fréquemment répétées dans le sens du courant se manifesteront dans le circuit. Déplus, on imagine sans peine qu'une disposition puisse être adaptée h l'appareil qui permette de renverser constamment le sens de l'un des courants induits de manière qu'ils soient toujours l'un et l'autre de même sens. Cette disposition existe en effet: le petit instrument qui la réalise porte le nom de conwndateur.

X.I. Machines électro-magnétiques. — Plusieurs machines fondées sur l'induction électrique ont été inventées tant en France qu'à l'étranger. Sans recourir à la pile, sans mettre en jeu les actions chimiques, on peut actuellement produire et utiliser tous les effets des courants électriques : efi'ets physiques, chimiques et physiologiques. Nous citerons, en France, la machine de Pixii, à l'étranger celles de Clarke, de Siemens ; la machine magnéto-électrique de Wilde ; enfin, la machine de l'Alliance et la machine de Gramme, employées surtout pour l'éclairage électrique.

Quant à la bobine de Ruhmkorflf, qui a eu son moment de célébrité, elle doit aussi ses effets aux courants induits, mais engendrés dans des conditions tout autres que dans les précédentes machines. Cette fois, le courant de la pile ordinaire est indispensable pour la mise en jeu de la machine. La bobine de EuhmkorlT a deux fils, un gros fil qui servira d'inducteur, un fil fin et très long — de plusieurs kilomètres de longueur — qui sera le fil induit. Suivant l'axe de cette bobine à deux fils et dans son intérieur est placé un barreau de fer doux, que le courant inducteur aimantera par son passage et désaimantera par son interruption. Ces aimantations et ces désaimantations successives auront déjà pour résultat l'apparition de courants alternativement directs et inverses dans le fil fin. Mais ce n'est point là la cause productrice essentielle des courants induits. Cette cause réside dans les interruptions fréquemment répétées du courant inducteur. Ce courant, qu'une pile formée habituellement de plusieurs éléments Bunsen, lance d'une manière continue, dans le circuit inducteur, se trcuve mécaniquement interrompu et remis ensuite en activité, et cela à des intervalles de temps très rapprocliés. Chaque passage du courant et chaque interruption amène alternativement des courants induits inverse et direct dans le fil fin. L'expérience a montré que dans ces conditions, l'électricité qui parcourt le fil fin possède une tension exceptionnelle qui se manifeste par de vives étincelles à travers l'air, par l'incandescence des fils métalliques, par des effets physiologiques d'une grande énergie. Des deux courants engendrés, le courant direct a seul une tension suffisante pour traverser la couche d'air interposée entre les deux bouts de fil fin.

Pour compléter cet aperçu très rapide de la science électrique, il faudrait indiquer les applications les plus importantes auxquelles ses progrès ont donné lieu ; le télégraphe électrique, la galvanoplastie, la dorure, l'argenture, l'éclairage électrique, l'électro-mécanique. Mais chacune d'elles a pris une si large place dans la pratique industrielle, qu'il n'est possible de traiter un semblable sujet qu'en entrant dans des développements un

peu étendus, qui reculeraient outre mesure les limites de cet article. Il vaut mieux consacrer à quelques-unes des principales applications de l'électricité un article distinct. (V. Éctairaqe, galvanoplastie, télégraphe. [A. Boutan."'

ELEMENTS. — V. Corp.s Simples.

ELISABETH. — V. Ti/dors.

ELLIPSE. — (Etym. : d'un mot srec signifiant manque, omission.) — Géométrie, XXIV. — Qu'on attache un fil par ses deux bouts à deux points F et F (fig. 1) d'un papier fort et bien uni, puis qu'on tienne le fil tendu avec un crayon à pointe fine, comme dans la position F'MF. Si on promène le craj'on ainsi guidé par le fil, et qu'il fasse un tour complet, il décrit une ligne courbe A'BAB'A' qu'on nomme ellipse.

De cette construction découle la définition suivante : l'ellipse est une courbe plane fermée, telle que la somme des distances de chacu?i de ses points à deux points fixes est constante.

Il est évident que le fil et le crayon prennent d'un côté de la droite passant par les points F' et F des positions identiques à celles qu'ils avaient de l'autre côté; par conséquent les deux parties de la courbe situées de part et d'autre de cette droite sont égales. Elles coïncideraient, si la figure était pliée le long de cette droite : cette droite est donc un axe de symétrie. La perpendiculaire menée par le milieu de la droite F'F jouit de la même propriété ; la partie BB' limitée à la rencontre de la courbe est le } etit axe; la droite A'A est le grand axe. Le srrand axe est égal à la longueur du fil employé à décrire la courbe.

Le point O d'intersection des deux axes est le centre de l'ellipse ; les deux points F et F' sont nommés fogers. La droite menée d'un foyer à un point quelconque de la courbe est appelée rayon veaeur.

Si on rapprochait de plus en plus les deux foyers, la courbe différerait de moins en moins d'un cercle. On peut d'après cela regarder le cercle comme une ellipse dont les deux foyers sont confondus avec le centre.

Quand on a besoin de construire une ellipse, les axes sont le plus souvent donnés d'avance. On ramène ce cas au précédent en déterminant les foyers. Pour cela ayant tiré une droite A'A égale au grand axe, on élève en son milieu une perpendiculaire, sur laquelle on prend des longueurs OB et OB' égales à la moitié du petit axe. Puis de l'extrémité B prise pour centre, on décrit avec un rayon égal à OA un arc qui coupe la droite A'A en deux points F' et F : ces deux points sont les deux foyers. On décrit alors l'ellipse, comme précédemment, avec un fil ayant une longueur égale au grand axe. C'est ainsi qu'opèrent les jardinieia pour dessiner dans un parterre une corbeille de fleurs de forme elliptique.

Première const)'UCtio?i par points. — La construction à l'aide d'un fil n'est pas très commode sur le papier; aussi se borne-t-on souvent à déterminer un certain nombre de points de la courbe et à faire ensuite passer un trait continu par tous ces points. Pour cela on divise le grand axe en deux parties par un point quelconque placé entre

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