D. RÉSISTANCE DU PASSAGE

Plusieurs physiciens, Ritter, Delarive, Marianini, avaient observé qü’en interceptant un liquide conducteur par des plaques métalliques homogènes, il en résultait une diminution dans l’intensité du courant; comme si l’électricité éprouvait de la difficulté de

passer des solides aux liquides et réciproquement. Mais ils l’expliquèrent par le fait déjà connu de la polarisation de ces métaux en sens contraire du courant primitif, qui devait nécessairement agir en affaiblissant celui-ci.

Mais plus tard Fechner démontra qu’il existait une résistance particulière indépendante de la polarisation, et ses expériences , trèsexactes, furent confirmées par les travaux de Lenz et de Jacobi, et r.eux plus récents de M. Poggendorf [Ann. de Poggendorf, 55, 54).

Nous citerons une expérience très-simple de M. Lenz, qui en indique l’existence d’une manière frappante.

(^e physicien observa d’abord que la force d’un courant passant par des conducteurs très-courts de cuivre ou de platine, se terminant par des plaques du même métal, était sensiblement la même lorsqu’on rapprochait les plaques des deux pôles de manière à les mettre en contact, car dans ce cas la différence de conductibilité des deux métaux formait une fraction si petite de la résistance totale, qu’elle devenait inappréciable. Mais si, au lieu de faire toucher les plaques. on les plaçait dans un vase rempli d’un liquide bon conducteur et exactement à la même distance, par exemple de trois millimètres , on obtint avec les plaques de platine une déviation de l’aiguille du multiplicateur de 9”, et avec les plaques de cuivre au contraire 47“- Dans les deux expériences toutes les conditions étaient restées les mêmes; même courant, même résistance des conducteurs solides et liquides, même surface des plaques, seulement, dans le premier cas, le courant passait du platine au liquide et de celui-ci au platine, et , dans le second cas , du cuivre au liquide et de celui ci de nouveau au cuivre.

M. Poggendorf se servit, pour ses expériences du courant magnéto-électrique , produit par la machine de Saxton ; le renversement alternatif, très-rapide de la direction du courant, procura le grand avantage de rendre les résultats indépendants de la polarisation et et de pouvoir à volonté obtenir un courant d’une intensité égale ou

plus ou moins fort. Comme dans ce cas spécial, l’emploi du multiplicateur était empêché, l’intensité du coura'ut fut déterminée au moyen du thermomètre électrique à air de Riess.

Les résultats des expériences de ces trois physiciens sont :

r Que la résistance du passage est en raison inverse de la surface des plaques métalliques ;

2” Qu’elle est en raison inverse de l’action chimique exercée par le liquide (ce fait montre pourquoi il y a une relation si intime entre la force d’un courant galvanique et l’acidité du liquide excitateur) ;

Il s’ensuit qu’elle est la plus grande pour les métaux les plus négatifs, tels que platine, cuivre, et qu’elle diminue beaucoup pour les métaux positifs < fer, zinc ;

3“ Cette résistance ne se développe que peu à peu sous l’influence du courant, mais elle existe déjà à son début;

'4“ Elle diminue avec la température;

5“ Elle dépend beaucoup de la surface des plaques métalliques.

Par l’action des liquides sur ces surfaces combinée à celle du courant, Use forme des dépôts, soit d’oxydes, soit do métaux à l’état pulvérulent, et c’est sous cet état que la résistance des surfaces métalliques est la moins considérable.

Ce fait est un de ceux qui servent à rendre compte des effets de la pile à courant constant de Daniel.

6"Elle augmente avec l’affaiblissement d’intensité du courant , et diminue avec son augmentation.

En effet , la résistance du passage aux différents points de la section du liquide ou de la surface métallique mouillée est en raison inverse de l’intensité du courant dans ces points.

11 s’ensuit que, si la section restant constante, on change l’intensité du courant, celle-ci diminue dans le même rapport aux diflférents points de la section et sera donc aussi en raison inverse de l’intensité du couraut.

Mais si la section est différente, tandis que l’intensité totale du

courant dans chacune d’elle reste constante, la résistance du passage est dans un rapport inverse avec la grandeur de la section, mais ce rapport est plus petit que le rapport simplement proportionnel.

7® Enfin , il n’existe pas de résistance du passage entre les corps solides.

La résistance du passage étant , dans beaucoup de piles , la partie principale de la résistance totale , il est évident qu’on peut produire un courant d’une même intensité, même avec une force électro-motrice moindre, en ayant soin de diminuer en même temps cette résistance du passage. C’est sur ces considérations que se base la substitution du fer ou de la fonte au cuivre dans les piles voltaïques,.

Le fer étant moins négatif que le cuivre, produit à plaques égales et en même nombre une force électro-motrice moindre; mais, d’un autre côté, la résistance qu’il offre au passage est aussi considérablement moindre que celle du cuivre. En remplaçant donc les feuilles de cuivre par du fer ou de la fonte, on diminue à la fois le numérateur et le dénominateur de la fraction exprimant l’intensité du courant.

Or, l’expérience démontre que pour les piles de Faraday, simples' ou modifiées, et pour les expériences ordinaires calorifiques, magnétiques et électriques, la diminution du dénominateur est plus grande proportionellement que celle du numérateur, et que par conséquent l’intensité du courant de la pile est augmentée. Il n’y a peut peut-être pas d’argument plus puissant contre la théorie chimique absolue que la pile de fonte et de zinc.

Mais par la nature même de l’expression du courant, cette pile sera moins applicable que la pile ordinaire de cuivre et zinc, toutes les fois qu’il s’agira de vaincre une très-grande résistance, par exemple la décomposition ou l’électrolysation d’un liquide peu conducteur.

Influence des surfaces excitantes.

On entend p ir surface excitante cette partie des plaques métalliques, qui est en contact avec le liquide conducteur. On peut faire varier cette surface soit en remplissant les auges des liquides à des hauteurs différentes, soit en réunissant les métaux semblabL^s de plusieurs piles isolées.

Dans ces deux cas, la surface de la section du liquide augmente dans le même rapport, et par conséquent aussi la résistance du liquide et celle du passage diminuent dans ce même rapport.

Mais, on peut aussi faire varier la surface de manière à ce que la section du liquide reste une quantité constante. Pour cela on n’a qu’à placer dans une grande auge plusieurs plaques réunies par un conducteur métallique et à enlever successivement une ou plusieurs de ces plaques à la pile.

Soit s l’unité de surface, n le nombre par lequel s est multiplié, c une constante qui contienne la résistance du conducteur solide et celle du liquide dans le cas où la section reste invariable. On a alors

s -h c s -h ne' n

Fechner a constaté , par une série d’expériences, l’exactitude de cette formule.

En la discutant pour les deux cas, où c très -petit et où c trèsgrand , on voit que dans le premier cas la force de la pile augmente presque proportionnellement avec l’étendue des surfaces, et la proportionnalité sera d’autant plus parfaite que c sera plus petit par rapport à s.

C’est ce qui a lieu pour un multiplicateur ordinaire dont les fils conducteurs n’ont j)as une très -grande longueur, et dans les effets

de chaleur développés par la pile , lorsque le fil conducteur est trèscourt.

Dans le second cas, c’est-à-dire lorsque. c est très-grand, l’augmentation de surface n’influe que très -peu sur le développement de la force de la pile, qui doit nécessairement arriver à une limite, d’autant plus rapidement que la résistance des conducteurs est plus grande. C’est ce qui a surtout lieu dans les décompositions chimiques ; la résistance des conducteurs et du passage étant alors trèsgrande, l’augmentation de surface n’est que de peu d’influence. D’après Marianini l’intensité du courant est proportionnelle à la surface des éléments , quelle que soit la force de la pile, tandis que d’autres physiciens ont trouvé que l’augmentation d’intensitécroît dans un rapport plus grand que celui de la surface, lorsque le courant est faible.

La valeur de F étant formée de plusieurs éléments que les physiciens cités n’ont pas eu la précaution de séparer pour examiner l’action de la variation d’un seul d’entre eux, il est flicile de concevoir, d’après ce que nous avons dit plus haut, qu’on ait obtenu des résultats différents dans des circonstances qui n’étaient pas parfaitement identiques sous tous les autres rapports.

Ayant ainsi parcouru les principales circonstances à considérer dans la formation d’un courant hydror électrique , il nous reste à considérer encore une cause qui tend puissamment à affaiblir le courant.

On n’en fait pas entrer l’expression parmi les éléments de la pile , d’abord parce qu’elle ne se développe que par l’action même du courant, parce qu’elle dépend d’une foule de circonstances accessoires, qui proprement sont indépendantes de celles qui constituent l’expressiorj d’un courant, et enfin parce que ses relations avec le courant principal sont encore peu connues.

Cette cause d’affaiblissement, c’est la polarisation des surfaces métalliques par l’action d’un courant secondaire , développé en sens inverse par un courant primitif.

On sait surtout , par les belles recherches de M. Faraday sur les phénomènes d’induction, qu’un.courant , allant dans un sens , tend toujours à exciter dans un conducteur très - rapproché un courant analogue , mais allant dans un sens différent. Ce courant est le courant secondaire ou d’induction. Mais ce qui a lieu pour un circuit galvanique Irès-rapproché , a lieu dans le circuit même, et le courant de la pile doit développer dans cette pile même un cour.mt en sens contraire qui affaiblira le courant primitif, à moitis que par la disposition de la pile ce courant secondaire soit continuellement détruit pa'r des réactions secondaires et empêché ainsi d’affaiblir le courant primitif.

Par l'action réciproque du liquide excitateur sur les surfaces métalliques et par la décomposition en ses éléments positifs et négatifs, l’élément positif se rendra vers la plaque de cuivre, l’élément négatif vers la plaque de zinc.

La plaque négative n’étant pas affectée par le corps qui s’y dégage, par exemple l’hydrogène, il y aura une accumulation plus sensible que sur la plaque de zinc, et par conséquent formation d’une tension contraire très-sensible. Cette tension sera d’autant plus grande que le cuivre présente une résistance de passage et de conductibilité plus grande, puisque le courant secondaire croît proportionnellement à cette résistance (c’est la raison pour laquelle il peut devenir si intense dans les piles sèches , au point de neutraliser en très-peu de temps et d’une manière complète le courant primitif).

On le prouve facilement en remuant le liquide excitateur près de la plaque de cuivre , l’intensité du courant est sur-le-champ augmentée considérablement ; la même opération près de la plaque de zinc ne produit presqu’aucun changement. On peut concevoir d’après cela pourquoi dans les piles à auges on a avantage d’augmenter la surface du cuivre, puisqu’avcc celte augmentafiou diminue sa résistance. Cette tension contraire permet également d’expliquer le rétablissement de l’intensité primitive de la pile, lorsqu’elle a été très-

affaiblie, en interrompant les communications entre les deux pôles. Alors peu à peu les tensions contraires , accumulées aux surfaces métalliques, peuvent se réunir dans le conducteur de liquides et se détruire par celle combinaison En rétablissant les conducteurs , le courant de la pile sera très-énergique au premier instant, mais il diminuera bientôt de nouveau par le rétablissement des tensions conlraires.

Dans les piles voltaïques d’ancienne construction, piles à colonnes, piles à auges, piles de Wollaston , etc. , les dispositions étaient extrêmement favorables à la production de ces tensions conlraires. Aussi était-il impossible d’obtenir un courant tant soit peu uniforme. Même les appareils les plus puissants perdirent en peu de temps presque la totalité de leur énergie.

Dans les piles de construction récente, pile de Faraday, de Growe, etc., cette polarisation est empêchée autant que possible, le liquide y circule avec facilité, les plaques sont aussi rapprochées qup possible, et même le dégagement d’hydrogène sert à mélanger le liquide et à empêcher la tension surtout au pôle négatif.

11 nous reste maintenant a examiner quel doit être, d’après l’examen de l’expression de l’intensité d’un courant, l’action des différents éléments qui constituent une pile hydro-électrique.