VITESSE DE L'ÉLECTRICITÉ

D'après ce que nous avons dit sur la période variable de la propagation électrique, il devient facile de se rendre compte des différences qui existent entre les divers chiffres qui ont été donnés pour représenter la vitesse de l'électricité. Elles tiennent précisément à ce que l'hypothèse qui a servi de base aux physiciens pour l'étude de la propagation de l'électricité n'est pas exacte. Si , au heu d'assimiler cette propagation à celle du son ou de la lumière , on l'eût assimilée à celle de la chaleur, comme l'avait fait Ohm dans l'origine, on aurait pu voir immédiatement que le temps de la transmission électrique ne peut être déterminé qu'autant qu'on introduit, comme donnée du problème, le degré de force que doit avoir le courant en un point déterminé du circuit. En ne tenant pas compte de cette circonstance, le chiffre de la vitesse de la propagation électrique dépend uniquement de la sensibilité des appareils employés, ou du mode d'expérimentation, et ne peut être regardé que comme mesurant une époque plus ou moins longue de la période variable, époque qu'on ne saurait même déterminer d'une manière absolue. Voilà pourquoi M. Pouillet a trouvé que la vitesse

de rélectricité devait être dix mille fois plus grande que celle de la lumière, alors que MM. Fizeau et Gounelle l'avaient trouvée de 100 000 kilomètres par seconde dans un fil de fer de i millimètres, et MM. Mit* chell et Walker, de 40 000 kilomètres seulement.

En définitive, il résulte de tout ce que nous venons de dire, qu'il n'y a pas de vitesse proprement dite de l'électricité, mais bien un temps de fluctuations électriques, pendant lequel l'intensité du courant augmente successivement aux divers points du circuit, et qui atteint sa limite extrême lorsque le courant, étant arrivé à son maximum , se trouve avoir partout la même intensité. On a vu précédemment les lois qui concernent ces durées, mais en dehors de celles-ci, il existe encore, ainsi que nous l'avons dit page 66, un petit retard qu'on pourrait appeler durée de Vinertie électrique^ dont les lois n'ont pas encore été étudiées et qui pourrait être considéré comme constituant à lui seul un temps de vitesse initiale de propagation.

M. Marié-Davy , tout en admettant les conséquences qui précèdent, et qu'il avait prévues lui-même, croit qu il existe encore un coefficient de vitesse qui résulte du fait même de la propagation de l'électricité dans des conducteurs de forme définie (1). C'est sans doute ce coefficient de vitesse qui correspond à cette inertie électrique dont nous venons de parler, et qui empêche les coirbes que nous avons données, de commencer précisément au point correspondant à l'instant précis de la fermeture du circuit.

COURANTS PRODUITS PAR DES CHANGEMENTS DANS LA TENSION ÉLECTRIQUE D'UNE CHARGE PERMANENTE.

Nous avons vu que, d'après la théorie d'Ohm, il suffit d'une différence de tension, en deux points différents d'un conducteur électrisé , pour déterminer, entre ces deux points, un flux électrique se comportant exactement comme un courant issu de deux tensions égales de signes contraires. Dans ce cas, la force électro-motrice qui préside à la propagation de ce flux électrique est exprimée par la dififérence des deux tensions. Or, si l'on admet qu'un conducteur se trouve préalablement électrisé, soit par une charge statique, soit par une charge dynamique, on pourra déterminer un mouvement électrique dans telle condition qu'il pourra conve-

(1) Voir le mémoire de M. Marié-Davy sur cette question : Recherches sur l'électricité, V. Masson 1861.

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nir, si à Tune des extrémités de ce conducteur on parvient à diminuer ou à augmenter la tension préexistante ; si on Taugmente et que la charge soit à l'état dynamique, on diminue la force électro-motrice et le courant se trouve affaibli ; on peut même Tanihiler complètement en augmentant assez cette tension pour qu'elle devienne égale à celle qui a déterminé le mouvement électrique. Au contraire, si on l'amoindrit, soit par une communication avec le sol, soit par l'action d'une source électrique contraire, on rendra la force électro-motrice plus grande et le courant plus énergique. Toutefois, il ne faudra pas perdre de vue que, pour obtenir ce résultat avec une pile, il faudra que Télectricité de nom contraire à celle qui réagit sur le circuit, trouve à s'écouler dans le sol en proportion de l'action produite, car nous avons vu que les deux flux électriques dégages dans une pile sont solidaires Tun de Vautre.

Il résulte de cette action une conséquence très-importante, c'est qu'un même circuit peut transmettre des actions électriques différentes en rapport avec plusieurs sources électriques, sans pourtant servir de véhicule à chacune d'elles. Il s'établit alors entre les tensions électriques, aux différents points de ce circuit, un équilibre qui peut fournir les amoindrissements ou les renforcements de force électro-motrice nécessaires pour faire varier l'intensité électrique dans le circuit, et déterminer les effets en rapport avec les fermetures et les interruptions des courants simples. Nous aurons occasion de revenir sur cette question au chapitre des accouplements des piles.

Une autre conséquence non moins importante résulte encore de la production de courants par le fait d'une différence de tension , c'est que si on charge un conducteur d'une manière quelconque, et que cette charge puisse s'accumuler et se maintenir à l'extrémité du circuit à l'aide d'un condensateur de grande surface, on pourra produire tous les effets des courants en modifiant très-peu la tension de cette charge, soit par des communications alternatives de courte durée avec la terre ou avec la source électrique, soit par des émissions successives de flux positifs ou négatifs de moindre énergie que l'action primitive. Ce système a produit d'excellents résultats sur les câbles transatlantiques, mais il pourrait présenter des inconvénients sur les lignes aériennes, en raison des dérivations par les poteaux qui, en temps de pluie, empêcheraient la charge complète du condensateur et fourniraient des affaiblissements de tension indépendantes de la volonté de l'expéditeur.

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EXPOSÉ DES APPUCATIONS

Les courants qui résultent d'un affaiblissement ou d'un renforcement produit dans la tension d'une charge électrique préexistante sur un conducteur, dépendent beaucoup, quant à leur intensité, non-seulement du chiffre de la différence de tension produite, mais encore du temps employé pour produire cette différence. Si ce temps est long, le courant qui en résulte est faible, s'il est court, il est infiniment plus fort; M. Varley a imaginé, pour démontrer ces différences d'effets, un appareil extrêmement ingénieux que nous croyons devoir décrire, pour qu'on puisse bien se pénétrer de cette question qui est beaucoup plus importante qu'on ne le pense généralement.

Fig. SO.

(b^OD^

Cet appareil consiste dans un baquet AD isolé, rempli d'eau légèrement salée avec du sulfate de zinc. Deux électrodes en zinc amalgamé Z et C portées par une traverse, plongent dans ce baquet et sont mises en mouvement de rotation par un mécanisme d'horlogerie qui leur fait accomplir une demi-révolution en 40 secondes. Enfin, le liquide aux deux points opposés A,D d'un même diamètre du baquet, est en contact avec les deux bouts disjoints d'un circuit fermé très-résistant R' dans lequel est interposé un galvanomètre G', et les électrodes de zinc amalgamé communiquent aux deux pôles d'une pile P assez puissante.

Les appareils étant ainsi disposés , on observe que quand la traverse qui porte les électrodes de zinc est placée transversalement par rapport à la ligne diamétrale qui réunit les deux points ppposés A et D, aucun coiu-ant ne traverse le galvanomètre G', tandis que dans la position contraire,, c'estrà-dire dans la position AD, un courant assez énergique sillonne le circuit R' dans un sens qui varie à chaque demi-révolution de la traverse. Eatrc ces deux positions rectangulaires , le courant passe donc

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par des phases de décroissances et de renforcements successifs, mais d'une manière fort lente, puisque chaque demi-révolution exige 40 secondes pour s'accomplir.

Imaginons maintenant que la plaque  soit mise en rapport avec un second circuit très-résistant R communiquant à Tune des armatures d'un grand condensateur L, dont Tautre armature correspond à la terre et qu'un galvanomètre G soit interposé dans ce nouveau circuit.

Aussitôt que l'appareil fonctionnera et que le courant commencera à se faire sentir, les deux galvanomètres dévieront à peu près de la même manière, Tun sous l'influence de la décharge directe à travers le cirait R', Tautre sous Tinfluence de la charge du condensateur, mais aussitôt que celui-ci se ti'ouvera chargé à la tension du flux électrique dans le circuit R, là déviation du galvanomètre G cessera, tandis que la déviation du galvanomètre 6' persistera. Or, on peut voir que l'amplitude de la déviation du galvanomètre G ne dépend pas du loul de la force du courant passant à travers le circuit R, mais uniquement de la rapidité des variations de sa tension^ variations qui ont pour résultat l'augmentation ou la diminution de la charge du condensateur. En effet, à mesure que le courant augmente d'intensité par suite du rapprochement successif des lames Z, C, des points A et D,' la déviation du galvanomètre G' augmente dans une proportion considérahle, tandis que celle du galvanomètre G reste toujours à peu près nulle, et cela parce que la tension augmentant lentement, les effets statiques succèdent presqu' immédiatement aux effets dynamiques et ne peuvent donner lieu qu'à une série de courants différentiels peu appréciables. Supposons, poui- fixer les idées , que le courant arrivant au bout des deux résistances R et R, ait une tension représentée par 1 à travers les deux galvanomètres : la charge du conducteur R' sera accomplie et l'état statique succédant à l'état dynamique, la déviation du galvanomètre G cessera immédiatement. Maintenant^ admettons que pendant ce temps le courant ait augmenté de force et que sa tension 1 soit devenue 2 : le condensateur se chargera à 2 et pendant cette nouvelle charge le galvanomètre déviera jusqu'à ce que le condensateur soit de nouveau chargé à cette tension ; ainsi, l'effet dynamique produit alors dans le circuit, ne sera pas en rapport avec la force du courant , mais seulement avec les accroissements successifs de sa tension. Il n'en aurait pas été de même si, au lieu de faire croître lentement la tension, on avait effectué immédiatement la charge du condensateur par la communication

directe du cîrcuit R avec la pile. La déviation galvanométrîque en G aurait pu être considérable et aussi énergique qu'en G', seulement elle n'aurait été que momentanée.

C'est pour la même raison que des deux courants qui naissent de l'induction, le courant direct a le plus de tension; car la désaimantation s'elfcctuant plus rapidement que l'aimantation, la charge du conducteur est successive dans un cas alors qu'elle est presqu'instantanée dans l'autre.

De tous les moyens qu'on peut utiliser pour obtenir des effets dynamiques par la tension électrique, le meilleur est sans contredit l'emploi des condensateurs ; mais pour correspondre à l'électricité développée par la pile, il faut que ces condensateurs aient des dimensions considérables. Ceux qui sont employés dans les transmissions télégraphiques entre l'Europe et l'Amérique, ont environ quarante mille pieds anglais de surface. Avec ces appareils, on obtient de la part des armatures opposées à celles qui sont directement électrisées par la pile, des flux d'électricité repoussée qui agissent comme de véritables courants et qui réunissent des avantages que n'ont pas les autres courants, quand il sont appliqués siu" de très-longues lignes télégraphiques.

Pour qu'on puisse comprendre ces avantages, il nous suffira de rappeler que sur de longues lignes télégraphiques, et surtout sur les lignes sous-marines, la durée de la période variable de la propagation électrique ne laisse pas que d'être assez appréciable, et que la décharge complète des lignes est relativement très-longue à s'effectuer. Or, avec les condensateurs, cette durée de décharge est infiniment raccourcie. En effet, quand le flux d'électricité repoussée est parvenu aux appareils et qu'il a commencé à produire son effet, une décharge du condensateur à la station qui transmet, a pour effet de faire suivre ce premier flux d'un second provenant de l'électricité accumulée sur le condensateur, et celui-ci, en tendant à s'écouler par la même voie que le premier flux, rencontre ce dernier sur son chemin et le neutralise immédiatement en provoquant une recomposition au sein même du conducteur. Nous donnerons plus tard des renseignements plus complets sur ce système de transmission ; il nous suffit, quant à présent , de le signaler pour montrer tout le parti qu'on peut tirer de l'emploi des condensateurs dans les applications électriques. Nous verrons encore qu'en les utilisant d'une autre manière, on peut en faire de véritables emmagasineurs de la puissance électrique.

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