CHAPITRE PREMIER^'r vl * J

, Propriétés générales de l’éleclrkité. 1 ï

Phénomènes généraux.

Lorsque l’on frotte un morceau de résine, ou un tube de verre bien sec avec du drap , l'un et l’autre acquièrent 1a propriété d’attirer les corps légers qu’on leur présente^ Si l’on fait toucher le morceau de résine frotté à une aiguille de métal suspendue à un pivot fixé dans un morceau de résine ou de verre , l’aiguille est aussitôt repoussée ; il en est de même quand on touche l’aiguille avec le tube de verre frotté, d’où l’on conclut que les électricités de même nature se repoussent; mais si l’on présente le tube de verre à l’aiguille qui a touché la résine, l’aiguille, au contraire, est attirée; on tire de là la conséquence que les électricités de nature contraire s’attirent.

L’électricité fournie par la résine , ou qui est analogue, est appelée résineuse ou négative; celle que donue le verre, vitrée ou positive.

Dans la friction du bâton de résine avec le drap , le premier prend l’électricité négative, et le frottoir l’électricité positive. Ces deux électricités étant égales en quantité et de signe contraire, se recombinent quand on maintient le contact pendant quelques instants, et il se reforme alors ce qu’on appelle du fluide neutre.

2 ÉLÉMENTS d’ÉLKCTRO-CHIMIB.

Ce fluide, appelé aussi fluide naturel, est décomposé en ses deux principes, non-seulement par le frottement, mais encore par différents moyens qu’il est nécessaire de connaître , et entre autres dans les actions à distance, dont nous devons d’abord nous occuper.

Lorsqu’un corps est électrisé positivement ou négativement, si on lui présente à distance un corps dans l’état naturel , c’est-à-dire qui ne possède pas d’électricité libre, et qui soit isolé, c’est-à-dire placé sur un support de résine ou du verre, l’électricité de ce corps se trouvera décomposée en ses deux principes. L’électricité de nom contraire à celle du corps électrisé sera attirée , et l’autre repoussée dans la partie la plus éloignée , de sorte qu’en touchant cette dernière avec le doigt, on enlèvera l’électricité qui s’y était transportée. Le second corps se trouvera alors électrisé contrairement au premier. La quantité d’électricité qu’on peut dégager ainsi est immense , et dépend de celle qui exerce une action par influence ainsi que de la distance des deux corps. On a besoin de connaître ce mode d’électrisation pour concevoir comment s’opèrent les décompositions électro-chimiques. Ou est conduit naturellemeut par là à la conductibilité des corps pour l’électricité.

On range les corps sous le rapport de la conductibilité en deux classes bien distinctes : la première comprend les corps bons conducteurs, tels que les métaux, l’anthracite, la plombagine, le coke, le charbon bien recuit (le fusain qui n’a éprouvé qu’une demi-carbonisation n’est pas conducteur ); les pyrites, la galène, le peroxyde de manganèse, etc. Viennent ensuite les dissolutions salines, dont le pouvoir conducteur est plusieurs milliers de fois moindre que celui des métaux. La seconde classe comprend les corps médiocres ou mauvais conducteurs , tels que le verre , la résine, le soufre (celui-ci est le plus mauvais conducteur), les liquides oléagineux, etc.; d’où il résulte que la houille renfermant beaucoup de bitume, quoique substance trèscarbonacée, ne possède la conductibilité que lorsque le bitume a été détruit par la chaleur : quant au diamant, quoique formé de carbone pur, il n’est pas conducteur.

L’électricité libre, quand elle n’est pas arrêtée par un corps mauvais conducteur, s’écoule dans le sol, que l’on nomme le réservoir commun, ou dans les corps conducteurs en communication avec elle, tels que l’air humide ; si donc l’on veut conserver à un corpsconducteur l’électricité qu’on lui a communiquée , il faut le placer dans un air sec sur un morceau de verre , de résine , mais de préférence sur un morceau de résine , le verre étant toujours recouvert d’une couche

CHAPITBE I.

d’eau hyprométrique qui le rend conducteur , et dont on ne peut le priver qu’en le chauffant assez fortement dans un milieu privé d’humidité.

Des appareils destinés d étudier le dégagement ih l’électricité libre.

Ces appareils ont reçu le nom d’électroscopes ou d’électromètres , selon qu’ils servent à accuser la présence de l’électricité ou à mesurer son intensité. Si le corps est fortement électrisé, 11 suffit de lui présenter, comme on le fait ordinairement, une petite balle de moelle de sureau , suspendue à l’extrémité d’un fil de cocon; s’il y a attraction puis répulsion de In balle , on est assuré que le corps est électrisé. Si la tension de i’électricilé est plus ou moins faible, il faut avoir recours à divers appareils décrits, Traité d'électricité, t. II, p. 7. Nous parlerons seulement de deux appareils qui joignent à une grande sensibilité , une construction facile : le premier , planche I , figure 1 , se compose d’un fil de cocon simple, dont l’un des bouts est fixé dans les branches d’une pince, et dont l’autre porte un petit fil horizontal en gomme laque , à l’une des extrémités duquel est attaché un petit disque de clinquant ; pour maintenir l’horizontalité, on place un contre-poids à l’autre extrémité. La pince est placée dans une pièce mobile , fixée elle-même au centre d’un disque de verre qui recouvre une cloche dans laquelle se trouvent le fil de cocon et le disque de clinquant. Une échancrure est pratiquée dans le couvercle, afin d’introduire dans la cloche les corps dont on veut connaître l’état électrique. On en dessèche l’intérieur avec de la chaux vive. Lorsqu’on veut se servir de cet appareil , on électrise le disque de clinquant en lui communiquant l’une des deux électricités, puis on lui présente à distance le corps que l’on suppose électrisé, et l’on juge de son état par l’attraction, la répulsion ou l’état de repos du disque. Telle est la construction et l’usage de félectroscope de Coulomb, dit à fil de cocon. Le second, pl. I, fig. 2 , est d’un usage très-facile et d’une beau- ' coup plus grande sensibilité que le précédent: deux piles sèches sont placées verticalement par leur pôle de nom contraire sur un plateau métallique, et peuvent être éloignées ou rapprochées â volonté, au moyeu de vis de rappel; elles sont recouvertes d’une cloche munie d’une tubulure, dans laquelle passe une tige à l’extrémité inférieure de laquelle est une feuille d’or, qui se trouve placée entre deux tiges métalliques fixées aux extrémités des deux piles. Quand cette

ÉLÉMENTS D’ÉLECTBO-CHIMIE.

feuille esta l’état neutre, elle reste en équilibre; mais vient- on à communiquer à la tige avec laquelle elle est en communication, une des deux électricités, aussitôt la feuille est attirée par le pôle qui possède l’électricité contraire et repoussée par l’autre; deux actions qui s’ajoutent. Cet appareil possède une telle sensibilité , que lorsque les deux piles sèches fonctionnent convenablement, un bâton de gomme laque , frotté avec du drap , agit sur la feuille d’or dans un temps sec à une distance de plusieurs mètres. Ces appareils n’accusent la présence de l’électricité qu’autant que sa tension est appréciable; mais comme la plupart du temps elle est très-faible, on emploie un appareil nommé condensateur dont il sera question ci-après.

De la quantité éC électricité qu'un corps isolant perd dans un temps donné par le contact de l’air plus ou moins humide, et le long de supports plus ou moins isolants.

Un corps conducteur électrisé et isolé, perd assez rapidement dans un temps donné son électricité par son contact avec l’air. Deux causes concourent à cette perte : la première est la nature des supports, qui n’isolent jamais parfaitement ; la seconde , l’air qui , étant toujours chargé d’humidité , dépose une petite couche d’eau hygrométrique sur les supports et les rend conducteurs. De plus, un corps électrisé est enveloppé par l’air atmosphérique, qui est plus ou moins isolant, suivant la nature de ses parties constituantes, et la quantité d’eau qui s’y trouve. Un corps conducteur tel qu’un globule d’eau se chargeant toujours de l’électricité du corps qui le touche et en étant aussitôt repoussé, est remplacé par un autre qui en enlève une nouvelle quantité, et ainsi de suite. C’est par ce moyen que l’électricité d’un corps peut se répandre entièrement dans une atmosphère qui renferme des vapeurs aqueuses. Coulomb a déterminé les lois suivant lesquelles s’opère la déperdition le long des supports et d’après l’état hygrométrique de l’air. Traité d’ électricité, t. 11, p. 157. Nous en citerons quelquesunes : 1“ des supports commencent à isoler parfaitement, toutes les fois que la réaction électrique du corps est proportionnelle à la racine carrée de leur longueur. Ainsi, dans le même état de l’air, un support d’une longueur quadruple isole parfaitement une quantité double d’électricité ; 2° lorsque la tension électrique d’un corps n’est pas trèsconsidérable, un petit cylindre de cire d’Espagne ou de gomme laque de 1 millim. de diamètre et de 40 à 45 millim. de longueur suffit pour isoler parfaitement une balle de sureau de 1 1 à 1 3 millim. de

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CHÀPITBE I.

diamètre ; 3° lorsque l’air est sec, un fil de soie très-fm, passé dans de la cire d’Espagne bouillante et ne formant qu’un cylindre d’un quart de millim. de diamètre et de 13 à te centim. de hauteur, remplit le môme objet ; 4° un fil de verre tiré à la lampe d’émailleur , de 1 3 à 14 cent, de longueur, n’isole la balle que dans des jours très-secs, et lorsqu'elle est chargée d’un très-faible degré d’électricité.

Des lois qui régissent les attractions et répulsions électriques.

Quand un corps est électrisé, il attire les corps légers qu’on lui présente ; mais on remarque que l’attraction est d’autant plus forte que ceux-ci sont plus rapprochés. Coulomb a trouvé, à l’aide de la balance de torsion ( Traité de l’électricité, t. II, p. 9 ), la loi suivant laquelle elle agit. Avec cet appareil , on compare les forces électriques à la force de torsion d'un fil d’argent d'un petit diamètre, en partant de ce principe que les forces de torsion sont proportionneiles aux angles de torsion, c’est-à-dire que pour tordre un fil parfaitement élastique d’un angle double], il faut une force double. Avec cet appareil , Coulomb a trouvé que lorsque les arcs de distance de deux corps électrisés de la même manière sont entre eux comme les nombres 1, î , ç, les torsions correspondantes qui mesurent les effets des forces répulsives croissent comme les nombres 1,4, 16 , c’est-à-dire que les répulsions électriques sont en raison inverse du carré de la distance, loi qui est précisément celle qui régit l’attraction des corps célestes. Dans les expériences , bien entendu, les arcs ne peuvent mesurer la distance qu’autant que les cordes peuvent être prises sans erreur sensible pour ces arcs, ce qui n’a lieu que lorsque ceux-ci ont peu d’étendue. Mais cette condition peut toujours être remplie quelque soit le degré d’intensité de la force. Coulomb a prouvé que l’attraction électrique suivait la môme loi. Les attractions et répulsions s’exercent en outre en raison directe des quantités d’électricité possédées par les corps.

De la distribution de V électricité sur la surface d’un corps.

On a vu comment un corps pouvait acquérir un excès d’électricité libre dont il transmet une partie aux corps conducteurs avec lesquels on le met en contact , ou bien qui agit par influence sur un corps placé à peu de distance par l’intermédiaire de l’air , de manière à séparer les deux électricités de ce corps, lesquelles reforment du fluide neutre aussitôt que le corps électrisé est enlevé. Il s’agit d'iudiquer comment s’opère cette distribution.

ÉLÉMENTS d’ÉLECTBO-CHIMIE.

L’expérieuee prouve que lorsqu’on communique de l’électricité libre à un corps parfaitement conducteur^ toute l’électricité se porte à sa surface, où elle forme une zone infiniment mince, tandis que l'on ne trouve aucune trace d’électricité dans l’intérieur du corps. Les expériences de Beccaria , de Coulomb ont mis ce fait hors de doute. Pour le rendre plus évident, on prend deux calottes sphériques très-minces, d’une substance conductrice , pouvant envelopper complètement un corps de forme sphéroïdale, et on adapte à chacune de ces calotles un manche isolant, de manière à pouvoir les manier sans enlever leur électricité. On prend ensuite un sphéroïde que l’on suspend à on fil de soie , on l'électrise, on l’enveloppe des deux calottes sphéroïdales , qu’on retire ensuite, et on trouve que toute l’électricité du sphéroïde a été enlevée. Cette expérience est concluante.

11 existe encore un autre moyen de prouver que toute l’électricité se porte à la surface des corps. On prend une irrandc sphère de métal, que l’on suspend à un cordon de soie ; à une partie quelconque de cette sphère, on pratique une petite ouverture à laquelle on adapte un tube de verre. Cette disposition faite, on fixe un petit disque de métal à l’extrémité d’une tige de gomme laque, et l’on touche la surface extérieure de la sphère électrisée avec le disque de métal ; on présente ensuite ce disque à un électroseope, et l’on reconnaît alors que ce disque a enlevé au corps, au point touché, une certaine quantité d’électricité ; mais si , au lieu de toucher la surface avec le disriue , on touche l’intérieur, en introduisant le disque par l’ouverture, ce dernier ne prend aucune charge d’électricité. Cette expérience prouve évidemment que toute l’électricité communiquée au corps s’est portée à la surface.

On considère l’électricité libre comme un fluide impondérable formant une couche inliniment mince sur la surface du corps , où elle n’est retenue que par la pression de l’air. Quand le corps n’a pas une forme parfaitement régulière, cette couche n’est pas partout la même. La différence d’épaisseur entre les couches électriques constitue la différence de tension du fluide. On détermine la tension de la manière suivante. Supposons une sphère métallique à laquelle ou donne une petite charge d’électricité; si l’on touche cette sphère en un point quelconque avec un très-petit disque de métal fixé à une tige de gomme laque , et qu’on appelle plan d’épreuve, ce petit plan prendra nécessairement une quantité d’électricité égale à celle que possédait le corps eu ce point , quantité dont on a apprécié la valeur au moyen de la balance de torsion {Traité de l'électricité, t. II, p. 9) ;