TT
I peut être calculé : il faut que l'indication du galvanomètre soit concordante.
On peut, si l'on dispose de résistances connues (boîte de résistance), faire une opération qui complétera la première ; en introduisant dans le circuit qui contient la pile et le galvanomètre une résistance R, on aura :
Il faut remarquer qu'il peut être nécessaire de substituer cette disposition à la précédente, si le courant donné dans le premier cas est supérieur à la limite de la graduation de l'appareil. On peut aussi dans ce cas employer un shunt, comme nous l'expliquerons plus loin.
Dans ces mesures, I est évalué en ampères, E en volts, et tt, y etR, en ohms.
71. Mais il arrive souvent que l'on n'a pas les données numériques qui permettent de résoudre la question : dans ce cas, il faut faire une opération un peu plus délicate.
Dans le circuit comprenant la pile et le galvanomètre que l'on veut vérifier on introduit un électrolyte, par exemple, une dissolution de sulfate de cuivre ou une dissolution de cyanure d'argent dans le cyanure de potassium (plus simplement une dissolution d'azotate d'argent). On place dans le liquide deux électrodes de même nature que le métal de la dissolution, deux lames de cuivre pur ou deux lames d'argent pur. Il faut en outre avoir un moyen de faire varier l'intensité du courant, soit en introduisant des résistances pouvant varier d'une manière continue, soit en immergeant plus ou moins les électrodes de la pile dans le liquide. Le courant passant alors, on note l'heure de l'établissement du courant et l'intensité mesurée au galvanomèti'e; on s'arrange pour que cette intensité reste constante en faisant varier la l'ésistance à chaque instant, s'il est nécessaire. Après un temps qu'il y a intérêt à prolonger autant que possible et pendant lequel on a maintenu le courant constant, on interrompt celui-ci. On détermine la quantité d'électrolyte décomposé en déterminant la perle de poids de l'électrode positive d'une part, et, d'autre part, l'augmentation de l'électrode négative. 11 faut que ces poids soient égaux.
On sait la quantité de métal qui peut être déposée par coulomb ; elle est de Os^OGOûSO? pour le cuivre et de 0s%0011540 pour l'argent. Si donc/? est le poids du métal déposé évalué en grammes, la quantité d'électricité évaluée en coulombs sera de :
^ ou —
O,00U5507 0,UUM54
suivant qu'il s'agira de cuivre ou d'argent.
Le courant ayant été maintenu constant, si l'opération a duré pendant t secondes, à cause de la relation Q = It, l'intensité du courant sera respectivement
P P ou
0,0003307 i 0,OOH34i
Celte valeur comparée à celle fournie par le galvanomètre montrera si celle-ci est exacte ou comment elle doit être vérifiée ^
72. Il peut arriver que le galvanomètre dont on dispose ne soit pas suffisant pour mesurer l'intensité du courant sur lequel on opère; on peut l'utiliser cependant en le mettant en dérivation, en le shimtant, suivant l'expression consacrée *.
Si l'on réunit directement par un fil les deux bornes du galvanomètre, le courant, au lieu de passer en entier dans le fil de l'instrument, se divisera en deux : une partie passera dans le fil conjonctif ou shunt, l'autre dans le fil du galvanomètre; cette partie seule agira sur l'aiguille. Nous avons dit que les intensités se répartissent proportionnellement aux sections réduites, c'est-à-dire en raison inverse des longueurs réduites ou résistances : on pourra donc, en prenant un shunt peu résistant, réduire autant qu'on voudra l'intensité du courant qui traverse l'appareil.
II résulte de ce qui précède que, pour établir un shunt produisant un effet déterminé, il faut connaître la résistance du galvanomètre et pouvoir faire usage de résistances connues. Souvent aux galvanomètres sont joints des shunts préalablement étalonnés et dont la résistance est 1/9, 1/99 ou 1/999 de la résistance du galvanomètre; l'intensité donnée par cet appareil est alors 1/10, 1/100 ou 1/1000 de l'intensité totale du courant.
73. Les galvanomètres ne peuvent servir à la mesure des courants alternatifs, c'est-à-dire de courants de sens contraire se succédant à de ^très-courls intervalles comme en donnent certaines machines d'induction; à cause de l'inertie de l'aiguille, celle-ci n'atteint pas instantanément sa position d'équilibre ; sous l'influence d'une impulsion, même de très-courte durée, elle se met en mouvement et n'arrive qu'après un certain temps à la position extrême qui dépend de la valeur de l'impulsion qu'elle a reçue. Mais si, à la première impulsion et avant que l'oscillation soit complète, l'aiguille subit une seconde impulsion de sens contraire, le mouvement commencé s'arrêtera et un mouvement inverse prendra naissance pour cesser bientôt après par suite d'un renversement du courant. Il n'y a donc pas à compter sur un déplacement de l'aiguille du galvanomètre par des courants alternatifs.
La mesure de l'intensité moyenne de ces courants peut cependant être utile dans quelques circonstances. On peut alors faire usage pour ces mesures d'un électro-dynamomètre, appareil analogue, d'une manière générale, à un galvanomètre dont l'aiguille serait remplacée par une bobine dont le fil est traversé comme le fil de la bobine extérieure par le courant qu'il s'agit de mesurer. Nous donnerons quelques détails sur la théorie de cet appareil et sur son mode d'emploi lorsque nous traiterons des effets mécaniques des courants.
* Les valeurs précédentes peuvent s'écrire autrement :
Si donc on fait durer l'opération pendant un temps qui soit 50" 21» (3021") pour le cuivre et 14°' 42" (882") pour l'argent, on aura absolument :
C'est-à-dire que l'intensité évaluée en ampères sera représentée par le même nombre que le poids évalué en grammes.
^ Du \erbe anglais io shunt, aiguiller, dériver.
74. Mesure pratique des résistances. 11 y a un certain nombre de cas dans lesquels il peut être utile de mesurer des résistances ; cette détermination peut se faire pour une pile en employant des procédés spéciaux {voy. Pii.es) pour un «•alvanomètre ou, d'une manière générale, pour un conducteur quelconque.
Les déterminations de résistance que l'on peut avoir à faire dans les recherches physiologiques ou pour les applications médicales portent généralement sur de o^rands nombres et n'exigent pas une exactitude très-grande; ce sera généralement la résistance opposée au passage du courant par tout ou partie d'un être vivant ou d'un cadavre. La mesure devra être faite dans les conditions mêmes où devront être effectuées les expériences subséquentes, cest-à-dire que la peau devra être également humide ou sèche, que les électrodes employées devront être de même grandeur et imbibées du même liquide et de la même façon, autant que possible du moins.
La méthode la plus simple, celle qu'il convient d'employer dans ce cas, c'est celle même par laquelle nous avons donné l'idée de la résistance, la méthode par substitution permettant de déterminer l'équivalence de conducteurs : elle exige l'emploi d'une pile, d'un galvanomètre sensible (il n'est pas nécessaire qu'il soit étalonné) et d'une boîte de résistance comprenant des bobines de grandes valeurs.
On intercale dans le circuit de la pile le galvanomètre, la boîte de résistances et la partie sur laquelle on veut opérer. On note le point où s'arrête l'aiguille du galvanomètre ; on supprime alors la partie dont on cherche la résistance et on referme le circuit : le courant augmente d'intensité, on le ramène à sa valeur primitive en agissant sur la boîte, introduisant des résistances croissantes jusqu'à ce que l'aiguille soit revenue à la position qu'elle occupait. La résistance totale que l'on a été ainsi amené à introduire est la mesure de la partie qui a été supprimée, c'est la valeur cherchée.
On ne saurait compter sur une exactitude absolue par cette méthode, comme on pourrait le croire au premier abord, parce que l'on n'est pas sûr que la pile reste constante pendant la durée de l'opération, on peut même être assuré qu'elle varie , mais l'approximation sur laquelle on peut compter est suffisante dans la pratique.
Il n'y a aucune difficulté particulière et on agit comme pour un conducteur quelconque, s'il faut déterminer la résistance d'un galvanomètre, si l'on a à sa disposition un autre galvanomètre qui restera dans le circuit comme il a été dit précédemment. La question, sans présenter de difficultés, exige l'emploi de méthodes spéciales, si l'on n'a pas d'autre galvanomètre que celui dont on veut déterminer la résistance.
75. Los boîtes de résistances sont constituées par des bobines ayant des résistances déterminées et formées par des fils métalliques isolés : les extrémités des fils de deux bobines voisines sont reliées par un conducteur de section assez considérable pour que sa résistance soit négligeable ; l'ensemble de ces conducteurs forme une bande présentant des interruptions au-dessus de chaque bobine ; mais on peut intercaler une pièce métallique, une cheville, dans ces solutions de continuité ; le courant passe alors directement et l'effet de la bobine correspondante est annulé ; la résistance totale traversée est évidemment représentée par la somme des résistances des bobines au-dessus desquelles les chevilles n'ont pas été placées.
Les bobines peuvent être choisies de résistances rangées suivant un ordre
DICT. ENC. XXXUI. 10 V / ''■
quelconque. En général, on rencontre des boîtes dans lesquelles les résistances des bobines successives évaluées en ohms sont respectivement 1, 2, 2, 5, 10, 10, 20, 50, 100, 100, 200, 500, 10,00, 1000, 2000, 5000, 10 000.
Dans les recherches biologiques il peut être indispensable d'avoir une boîte ainsi composée et représentant jusqu'à 20 000 ohms.
76. Effets produits par rélectricilé. Le fait, pour un corps, d'être électrisé, modifie-t-il les propriétés de ce corps? Nous nous occupons seulement ici des corps non organisés, la question devant être traitée à l'article Electrothérapie pour les corps organisés. Il ne semble pas que, en général, ces propriétés soient modifiées, et nous ne pourrions citer à ce point de vue que les laits signalés par M. Duter et qui montrent que dans une bouteille de Leyde la lame isolante subit par l'électrisation une dilatation; la bouteille augmente de capacité.
Les effets produits dans un corps par l'électricité se manifestent seulement lorsqu'il y a mouvement, déplacement de l'électricité, que ce déplacement corresponde à une décharge disruptive, à une décharge conductive ou à un courant. Les conditions dans lesquelles se manifestent ces effets changent avec les conditions mêmes de ce déplacement, mais il ne semble pas qu'il y ait de différence au fond : les phénomènes observés sont du même genre et, dans une certaine mesure, paraissent obéir aux mêmes lois. Ce n'est guère d'ailleurs que pour les courants que la question a été bien étudiée et qu'elle présente un intérêt réel.
Laissant de côté les effets physiologiques et thérapeutiques, nous nous occuperons seulement des effets calorifiques, des effets chimiques, des effets magnétiques et des effets mécaniques.
Nous renvoyons à l'article spécial Induction l'étude de la production des courants induits, production qui n'est pas un effet direct, mais une conséquence des effets magnétiques, des variations d'un champ magnétique, quelle que soit d'ailleurs l'origine de ces variations.
77. Effets calorifiques, lois de Joule. Lorsque par uti fil conducteur on réunit deux points qui sont à des potentiels différents et que, par suite, ce fil se trouve traversé par un flux d'électricité, il se produit un dégagement de chaleur qui se manifeste par une élévation de température plus ou moins notable du conducteur : l'effet cesse presque immédiatement, si l'équilibre électrique est rétabli, mais il se prolonge, si les points que l'on a reliés sont maintenus à des potentiels différents, comme cela arrive lorsque ces points sont en communication avec les pôles d'une pile, par exemple.
Dans l'un et l'autre cas le dégagement de chaleur peut être assez considérable pour amener le fil à l'incandesceuce et même pour produire la fusion ou la volatilisation du métal qui le constitue.
Dans le cas que nous étudions, outre la quantité de chaleur, trois éléments seulement entrent en jeu: ce sont la quantité d'électricité qui a traversé le fil, la résistance du conducteur et la différence de potentiel qui existe à ses extrémités ; mais en réalité il n'y a que deux de ces quantités qui interviennent, parce qu'elles sont liées entre elles par une relation que nous avons déjà indiquée:
it
Il résulte de là qu'il n'y aura que deux lois régissant le phénomène du dégagement de chaleur.
