D'DN CHAMP AUXILIAIRE

\oii8 avons enfin essayé de déceler d'une manière nette et directe l'iniluence possible de la présence d'un champ auxiliaire sur le pouvoir inducteur d'un diélectritjiic. Le fait seul de soumettre à une série d'oscillations un diélectrique niodifie-t-il son pouvoir inducteur statique, c'est-à-dire le mode de localisation de l'énergie électrique à son intérieur? Sans doute les travaux de M. Dnide, et peut-êlre les quelques recherches que nous avons exposées déjà, ont pu montrer la variation sous des longueurs d'ondes diverses, de l'indice électrique. Quant à la nature de cette dépendance, on peut, avons-nous dit, tirer îles théories précédemment exposées de la dispersion électrique deux explications différentes : l'une conclut à la possibilité d'existence d'un mouvement vibratoire à longue période au sein du diélectrique. Supposons un tel milieu enfermé entre les plateaux d'un condensateur pourvu d'une charge statique. On doit admeltre dans le cas où il est soumis en outre à un champ oscillatoire très puissant, l'impossibilité de la polarisation permanente qui constitue le

phénomène ordinaire de la charge du condensateur. Kst-ce au contraire sous forme de chaleur de Joule que s'effectue cette transformation, par une sorte d'apparente variation de conductibilité sous l'action des ondes ?

Une analogie optique permet de préciser le problème. Un corps absorbant n'arrôtc sensiblement que tes radiations comprises dans une bande. La transparence du corps reste quasi entière pour les autres longueurs d'onde : l'indice garde un sens précis. Sî on envoie à travers ce corps un faisceau de rayons lumineux, les vibrations de période extérieure aux liniiles de ta bande d'absorption sont intégralement transmises, l'ne expérience d'ordre électrique, grossièrement calquée sur la précédente, consisterait à intercaler un même condensateur rempli du diélectrique à étudier, à la fois dans deii?^ circuits, parcourus chacun par une oscillation de période, pour le premier, comprise dans ta bande, pour le second extérieure à cette bande. On devrait mesurer simultanément dans chaque circuit le pouvoir inducteur correspondant et voir s'il possède une valeur différente, comme le veut la théorie.

Nous avons dans le même ordre d'idées cherché quelle pouvait être la différence des valeurs du pouvoir inducteur obtenues par une méthode déterminée, suivant que le diélectrique compris entre les plateaux d'un condensateur est soumis ou non à l'action d'un champ faisant avec le premier déjà employé: i° un angle de 90" ; a" un angle nul, La présence de ce champ auxiliaire doit avoir pour effet de modifier la direction ou la ré-

partition des lignes de force électriques que l'on peut considérer comme représentant ta direclion du champ effectif en chaque point du milieu.

ï" Cas. — Deux cbampB rectangulaires, — Imaginons d'une manière plus générale que nous ayons un condensateur constitué de la façon suivante. Deux plateaux rectangulaires, parallèles, puis deux autres identiques à 90° des précédents, de telle sorte que les dos de ces lames constituent les quatre faces d'un parallélépipède à hase carrée. On étahlira dans les deux systèmes de plateaux des champs de nature diverse, oscillatoire ou continue, ou d'intensités très difTérentcs. Le champ résultant en un point du diélectrique qu'on suppose remplir le condensateur est la diagonale du rectangle construit sur les deux précédents. 11 en résulte que, quelque soit le phénomène dont le diélectrique soit le siège, l'orientation des lignes de force peut être modifiée d'une manière arbitraire, en choisissant convenablement les deu.K champs à angle droit. De plus, si l'on considère le cas où le diélectrique est le siège d'une absorption sensible par chaleur de Joute, les lignes de courant de Foucault, distribuées à l'intérieur de la masse, sont sensiblement parallèles aux lignes de force. Dans ce cas encore, la ligne de courant résultante se dirige suivant ta diagonale du parallélogramme construit sur les deux composantes.

Une étude complète du sujet devrait, nous semblet-il, comprendre la série d'expériences suivantes sur la mesure des pouvoirs inducteurs.

Bardiluon. 8

A. 2 champs oBCillatoires,

B. S ebampB : l'unoscillatoire, I

l'autre étatique. ]

Par suite de certainos dJBîcultéi eipé- {

rimcnUlcs, nou« n'avons pu nkliser svec j

fruit lei expérience (AJ) (A-t) el (Bp) f

( Même période.

( MAme intensilé.

j Période diDerente.

( Même inlenaité.

( Inlcnsilé difTfrenle.

( Mime période.

( Inleniit^ et p^riodei difTé-

i renl»,

( Les deux champs de mêiiie

( intensité.

I Champ oscillaloire prépon-

( dérant,

t Chuup alalique prépondf-

i rant.

Hithode do mherchei (Rg. i4)-

Prùduetion des champ* Oîci/laloires el mesure des pouvoir» indueleur» e orrespon danis.

Pour procltiire les champs oscillatoires d'intensité grande, nous avons intercalé l'un des condensateurs, soit oo', dans un cadre rectangulaire terminé par un interrupteur donnant i à 5 millimètres d'étincelles. Les courants de déplacement dont le diélectrique (i) est le siège s'établissent entre plateaux sous l'action d'une différence de potentiel élevée. Les champs mettant en jeu une énergie beaucoup plus faible s'obtenaient de la façon suivante : Le condensateur était intercalé dans la portion terminale d'un des circuits de Lécher déjà déci'its. On mesurait les capacités inductivcs dans ces

(I) El éventuellement de conduction ai le dîi'iectriqiie est trts absorbant. On adoptait alors un sjstùme de quatre boules, donnant doui étincelles, el analogue ï celui de Righi.

— ii5 circuits par le déplacement du pont mobile, suivant le.s principes exposés ailleurs de la méthode de variation du premier nœud de Lécher.

Producfîon des champs statiques et mesure des pouvoirs inducteurs correspondants.

C'était une nécessité absolue de mettre en jeu des potentiels élevés dans les mesures du pouvoir inducteur par les méthodes statiques. Les capacités à étudier avaient une valeur géométrique faible et l'électromètre employé, pour ne pas avoir à introduire de termes correctifs gênants, devait aussi posséder une faible capacité, et par suite une sensibilité réduite. — Soit A le pôle + d'une source d'électricité dont le pôle — est mis au sol. A est réuni au plateau O du condensateur- 00', et au plateau B du condensateur BB', à distance réglable au moyen d'une vis micrométrique. Les deux armatures O'B' sont réunies respectivement aux plateaux d'un petit électromètre du type de Hacnkel, dont le système mobife est mis au sol. Si les potentiels en O', B' sont les mêmes, les capacités sont égales aussi, et inversement : si les capacités vifmnent à changer, il y a déviation à l'éleclromètre (i). — Quant an condensateur (D (i)', il était intercalé dans un circuit siège d'oscillations. — La source d'électricité employée pour pro-

(i) Cette méthode b <Ic grandes analogies arec celle entplojte par Lécher, pour trouver un conlriile <lo srs cipcricnces sur la détermination des capacités inductives p«r sa m6llioJc d 'oscillations.

iliiire la charge fixe du condensateur était une machine du type de Winishurst, entraînée par un moteur magnéto-électrique, et dont l'un des pôles était mis au sol. On supprimait l'étîncelle de cette source en en fermant les pôles sur une résistance extérieure de l'ordre de celle de la machine (c'était une série de traits de graphite tracés sur une lame de verre bien polie), c'est-àdire représentant plusieurs mégohms. On assimilait ainsi la machine à une pile de très grande résistance intérieure, et on recueillait aux extrémités de la résistance une différence de potentiel constante. Du reste, entre chaque pôle et chaque extrémité du trait de graphite on avait intercalé une résistance liquide beaucoup plus faible, quelques centaines d'ohms, dont l'effet bien connu était d'amortir les variiitions imprévues des potentiels, grftce au retard à la charge signalé dans ce cas pour un condensateur. On a pu du reste constater par une expérience préalable l'existence aux deux pôles d'une différence de potentiel suflisamment élevée et constante. Deux petites boules de - centimètre de diamètre, mobiles l'une par rapport à l'autre, étaient adjointes respectivement aux deux pôles de la machine. Une étincelle de décharge se produisait de temps en temps, entre ces boules en dérivation sur le trait de graphite, quand arrivaient des variations de potentiel trop grandes. Les distances explosives dans ces conditions correspondaient à des potentiels de l'ordre de lo* volts.

Èlectromètre. — 11 avait une capacité très faible

destinée à influer le moins possible sur la répartition des potentiels, et sur les valeurs trouvées, par suite, pour les capacités des condensateurs soumis à l'expérience. 11 reposait sur un principe particulier: l'équipage mobile était constitué soit par un fil de quartz argenté (i), soit'par un fil d'argent de^- de millimètre, à l'extrémité duquel était soudée une petite boule métallique de 1/2 millimètre de diamètre, ou une petite pièce métallique plane. Le fd, quel qu'il fût, avait environ i5" de long. Deux petits plateaux comprenaient l'équipage mobile : ils étaient rectangulaires et avaient environ i^iiSo de surface. On pouvait du reste modifier leurs distances mutuelles et leurs positions respectives par rapport à l'équipage mobile. L'appareil était de plus renfermé dans linc double cage métallique. Les deux petits plateaux communiquaient respectivement avec les armatures 0',B'des capacités 00', BB'. L'aiguille était mise au sol, ainsi que la première cage de Faraday, ]»ar un fil présentant une grande self-induction. On observait la position de l'équipage mobile au moyen d'un microscope pourvu d'un micromètre oculaire.

Détermin&tion du O de l' électromètre. — La capacité de comparaison n'était autre que celle provenant de l'excitateur L Elle était donc constituée par deux condensateurs identiques qu'on pouvait utiliser séparé-

(1) DisposLlion nignalpc comme avantageuse par Miss. Maltbj ( IV. Ann., 61. 1S97). dans le cas de mesures, soîl statiquei, loit elTacluéea >oua de grandes longueurs d'ondei.

— ii8 —

ment ou mettre en dérivation. Od suppléait à l'absence de l'anneau de gartie par la correction de capacité connue. On réunissait les armatures correspondantes des condensateurs rcsj>ec(ivement à chaque plateau de rélcclromètre, les autres armatures étant ensemble reliées à un pôle de la machine. Ce condensateur étalon était du reste garni entre plateaux du même mélange d'alcools êthylique et uiéthylique dout nous nous sommes déjà servis, On modifiait la distance des plateaux de rplectromètre entre eux et à l'aiguille jusqu'à ce que celle-ci restât au O, après avoir découplé le condensateur étalon et mis en circuit chacun des condensateurs partiels ainsi obtenus. On a du reste interchangé d'une manière convenable les connexions pour avoir le O vrai.

SenBibillté. — Pour une charge directe des plateaux de l'électromètre, l'aiguille laissée au sol donnait une déviation d'environ une division du micromètre oculaire quand la différence de potentiel des plateaux était de l'ordre de 25 volls.

DiepositiouB particulières. — Les fils métalliques des diverses {-onnexions étaient soutenus par des baguetti^s de verre |)assées à la goninie-laque, ou sur des supports de paralline. On a l'ait du reste une série de contre-expériences [lour vérifier, étant supprimée la KOurce statique, la non-existence de déviations électro< métriques, causées par les potentiels oscillatoires développés sur le deuxième système de plateaux.

Condenaateur spécial. — Nous en avons employé

deux, contenant chacun deux systèmes de plateaux rectangulaires 00', nmt'. — Dans le premier, l'une des capacités était formée de deux lames de cuivre argenté de 3" de large, de 3o" de haut, de 3" d'écartement. L'autre condensateur, de deux plateaux rectangulairt-s de a" de large, de 20*' de haut, écartés de 4"'- Ce double condensateur portait, fixées suivant les arêtes des faces rectangulaires, des lames de caoutchouc formant avec le pied d'êbonite recouvert aussi de caoutchouc, sur lequel reposaient les lames, une sorte de vase où était disposé le liquide en expérience. On évitait ainsi, ce qui était avantageux dans certains cas, de faire baigner dans le diélectrique la face dorsale des plateaux. Le deuxième condensateur double comprenait deux systèmes de lames identiques de 3" de large, de 4", 5 d'écartement. Une cage de Faraday lui était adjointe. Elle était ainsi établie. A chaque angle dièdre, une lame métallique mince en laiton argenté, de i/a millimètre d'épaisseur, constituait l'origine d'un des plans diagonaux du parallélépipède formé par les quatre plateaux. 11 y avait donc quatre lames métalliques .réunies par un cadre extérieur formant cage, et relié au sol par un fil présentant une grande self-induction. Chaque plaleau, pourvu décharges statiques, était donc sensiblemeni protégé des actions qu'aurait pu exercer sur lui l'un ou l'autre des plateaux soumis à des charges oscillatoires. Ce second condensateur était placé dans une cuve de verre à base carrée, contenani le liquide à étudier. Le tout était disposé dans une enveloppe métallique presque hermétique.

Quand le condensateur que nous supposerons toujours le siège d'oscillations (suit u (■>'), est intercalé dans un circuit primaire (i)[c:idre rectangulaire pourvu d'un interrupteur à boules,] l'étincelle éclatant hors de la boite, les fils qui relient l'autre condensaleur 00', pourvu d'une charge statique, à la machine on à l'élec- Iromètrc sont protégés à l'intérieur de la boite par une armature extérieure de plomb, de iS^^'de diamètre, l'espace intermédiaire étant rempli par de la paraffine. De même quand le condensateur uu'est le siège d'ondes secondaires (c'est-ft-dire quand on le dispose dans la portion terminale d'un circuit de Lécher), l'emploi des fils munis d'une armature s'impose alors.

Résultats. — Les expériences ont été ofTectuées sur 6 types de milieux :

1° l'alcool amylique ;

a' la glycérine;

3° rélcclrolyte So'Gu ;

i° le mélange d'acétone et de benzine à 5 pour loo d'acétone ;

5° le mélange d'eau et de glycérine à 5 pour loo de glycérine.

Nous avons adopté les doux premiers, parmi les diélectriques homogènes, comme étant déjà étudiés, présentant une forte absorption et une valeur élevée du pouvoir inducteur. Au contraire, l'électrolyte et les

(i) Locondonsaloiir 00' I

deux mélanges sont des milieux complexes où l'un et l'autre des composants doit avoir son influence propre. L'électrolyte est du reste la niâme solution dont nous nous sommes déjà servis (i). Quant aux deux derniers milieux, ils ont des proportions définies et voisines de deux types de mélange déjà étudiés (2). C'était un bon contrôle pour nos chifi'rfs.

Les résultats ont été classés dans la table à double entrée ci-contre. Les colonnes \a, etc., donnent les valeurs des pouvoirs inducteurs déterminés dans l'un et l'autre circuils, dont font partie respectivement les condensateurs 00' et uw'. Dans la série d'expériences A, le condensateur 00' est toujours intercalé dans le cicuit siège d'oscillations où l'énergie n'est jamais la moins forte. — Dans la série B, il est toujours le siège d'un champ électrostatique. — La longueur d'onde employée dans le circuit de Lécher élait d'environ 127" dans l'air, à a" près, en plus ou en moins: — la longueur d'onde utilisée dans le circuit siège d'ondes primaires était en moyenne de lio", mais n'était pas fixe, car elle devait dépendre de la capacité inductrice du liquide en expérience.

(1) Solulion i >,3 pour 100 de So'Cu donl la résistance spécifique est do 1 .5 ohms centimètres.

(3) Drude et Thwing (cites plus haut)

CHAMP

Bï

Glycérine

Zo.u

A. Amylique

li.a

CqSo'

Acétone et boiuinc

E.a et gljcérino (I). . . .

Eauclgljccrino(ll). . .

Lbu vl gljcfrine (111) . .

6i.fi

Do.» champ» oscllbtoirc».

Dcti^ champs